智能电网运行充裕性的研究框架 (一)要素与模型
摘要：为大规模可再生能源发电接入电网后的运行充裕性设计了研究框架。讨论了充裕性与稳定性的关系,发电运行充裕性与装机容量充裕性的关系;回顾了发电运行充裕性的研究现状,提炼问题的要素及形式化描述,拓展其研究范畴及思路。强调电力充裕性还需要有一次能源、输电、市场竞争和环境等相关环节充裕性的保障。考虑光伏余电上网的微网出力决策分析及经济效益评估
摘要：分布式光伏余电上网政策性补贴给微网的优化运行带来了新的机遇与挑战。以微网运行的净收益最大化为目标,分析了光伏余电上网补贴对于微网出力决策的影响,建立了考虑光伏余电上网的微网系统综合决策调度模型。采用序列二次规划(SQP)算法进行求解,以实际微网系统为例,对比分析了含光伏的微网分别接入居民区、商业区、工业区等不同场景下的出力及经济效益的优劣,并评估了光伏容量及上网电价对收益和成本的影响。光伏微电网孤岛运行时多种振荡模式的小信号建模分析
摘要：现有文献对光伏微电网孤岛运行时可能存在的多种振荡模式研究较少。文中针对一种含有光伏电源的典型微电网,建立了系统孤岛运行时的全阶小信号模型。通过特征值分析,揭示该微电网中存在5~20 Hz,60 Hz及800~1 000 Hz这3种主导振荡模式。通过计算参与因子分析了特征值对状态变量的敏感度,揭示了各振荡模式的起因。利用该模型分析了控制器和网络参数变化对系统小干扰稳定性的影响。利用微电网物理实验平台进行扰动测试,实验结果准确地反映了以上3种振荡模式,说明所建立全阶小信号模型的正确性。该模型的建立为优化微电网中光伏电源主电路和控制器参数提供了依据。基于非特征谐波正反馈的微电网变流器孤岛检测方法
摘要：微电网变流器在微电网系统并网和孤岛工况下需要采取不同的控制策略,在不依赖外部通信的基础上,微电网变流器必须能够自主实现对微电网系统状态的判断。基于电压正反馈的孤岛检测思想,结合微电网变流器实际运行环境,提出采用非特征谐波正反馈与传统过欠压、过欠频等被动检测方法相结合的方式来实现对微电网系统状态的判断。文中分析了正反馈的工作原理、系数取值和非特征谐波的测量方式,并通过仿真和实验研究验证了该方法的可行性。研究结果表明,所提出的孤岛检测方法在多种复杂工况下均可实现对微电网系统状态的准确判断,有利于微电网系统由并网向孤岛模式的平滑切换。提高断面输电能力的紧急控制措施风险量化评估方法
摘要：跨区电网互联、大规模新能源并网、需求侧互动将给大电网的运行带来更多的复杂性、不确定性与风险性。文中在研究电网风险评估模型的基础上,提出一种提高断面输电能力的紧急控制措施风险量化评估方法。该方法考虑切机、切负荷、直流调制等紧急控制措施的代价以及《电力安全事故应急处置和调查处理条例》出台对安全稳定控制切负荷的影响,以暂态失稳风险指标的形式量化评估系统暂态稳定水平,同时分析了不同控制量对于风险值的影响。通过将系统安全稳定性与经济性相结合,以指标形式表征提升单位断面输电能力的代价,达到对紧急控制措施进行综合评价与筛选的目的。计及风电考虑离散化发电调节约束的在线滚动调度方法
摘要：在线滚动调度是消纳大规模接入风电的重要环节,需要考虑包括机组调节次数以及出力离散化的发电调节约束。含这些发电调节约束的在线滚动调度模型是一个大规模的非线性混合整数规划问题,难以在有效的时间内完成严格的求解。文中提出一种考虑离散化发电调节约束的在线滚动调度的三阶段算法,其核心是一种具有多项式计算复杂度的前推-回推式动态规划算法。最后在IEEE 31节点系统和264节点系统上进行算例测试,以验证算法的高效性和实用性。基于安全域的含风电电力系统概率小扰动稳定分析
摘要：计算了注入空间上含双馈感应发电机(DFIG)的电力系统小扰动稳定域。通过大量仿真计算发现,在工程关心的范围内,含DFIG的电力系统小扰动稳定域边界仍可以用超平面进行拟合。在此基础上,将安全域方法应用于含DFIG电力系统的概率小扰动稳定分析,代替传统方法中广泛采用的特征值分析方法。计算结果表明,考虑发电注入与负荷不确定性时,所提出的方法计算精度满足工程应用要求,并且可以有效降低概率小扰动稳定分析的计算负担。考虑储备阈值的电动汽车换电需求分析
摘要：电动汽车换电规律对研究换电站电池储备决策、电池充电策略、充电负荷对电网的影响等问题具有重要意义。对此,通过电动汽车的运行统计规律来模拟其电能消耗过程,并以电池剩余电量作为产生换电需求的判断依据,从而给出相应的电动汽车换电统计规律。在此基础上,依据不同的储备闽值给出不同情景集的划分,并对各情景集下的电动汽车换电需求进行了深入的比较分析,对目前这一问题的研究具有一定的借鉴意义。电动出租车日充电负荷估算方法
摘要：相较于传统燃油出租车,电动出租车具有无尾气排放、无噪音污染、运行成本低等优点,已在多个城市试点使用。电动出租车规模化发展后,其充电功率需求将相应提高并对电网产生一定影响。文中从出租车的运行模式和行驶特性出发,考虑换班制、用餐、夜间运行等对出租车充电开始时刻和日行驶里程的影响,分析对比了出租车与私家车的充电行为,并由此建立了出租车日充电负荷的分段概率估算模型,采用蒙特卡洛仿真方法求得电动出租车的日充电负荷。根据深圳市出租车的充电运营数据,采用充电负荷的分段概率估算模型估算出租车充电负荷并与实际负荷对比,结果表明该建模方法具有可信性。基于最大测点正常率的线路参数增广状态估计方法
摘要：线路参数误差会导致状态估计不准确,进而影响能量管理系统的高级应用。基于加权最小二乘的增广状态估计法是一种有代表性的线路参数估计方法,但该方法存在易受量测误差影响等问题。基于测量不确定度理论,提出了一种以最大测点正常率(MNMR)为目标函数的线路参数增广状态估计新方法。与传统增广状态估计方法不同,该方法基于测量不确定度信息,目标是使测点的正常率最大,同时考虑电力系统实际的潮流和物理约束信息。此外,采用高斯核密度估计和点估计方法来提取参数估计结果的统计特征。仿真实验表明,所述方法继承了MNMR抗差状态估计的"抗差"特性,辨识结果不易受量测误差影响,能得到更加合理的线路参数。一种降低电力线正交频分复用系统峰均比的方法
摘要：针对传统选择性映射(SLM)降低正交频分复用(OFDM)系统峰均比(PAPR)方法存在计算复杂度高、需传输边带信息降低了有效数据的传输速率等缺点,文中提出了一种无需传送边带信息的改进SLM方法,具有频带利用率高、复杂度低的优点。该方法首先将四进制数据进行环形映射,经串并转换和数据分割后,再经相位因子旋转,将原来的一个星座点映射到环形圆上的互不重合的多个点上。快速傅里叶逆变换(IFFT)后,对其中一个子块进行循环移位,并与另一个子块重新组合,可以产生更多的候选信号,选PAPR最小的进行传输,进一步降低了高PAPR出现的概率。仿真表明,改进的方法能更有效地降低电力线OFDM系统的PAPR和误符号率。一种基于顶点分裂的电网在线故障恢复路径搜索方法
摘要：恢复路径搜索是故障恢复的基础,快速完备的路径搜索方法对于保障在线恢复系统的实用性具有重要意义。以快速搜索多路径为目标,提出一种基于顶点分裂的路径搜索方法,根据电网拓扑关系,将电网等值为子系统-开关刀闸模型,映射为顶点-边。结合顶点的连接关系,构建连接矩阵,计算顶点的度,引入顶点状态属性。根据度和属性的不同,分别对顶点进行删除、消减及分裂,完成从顶点到路径的转换;针对复杂网络,可设置路径约束条件,删除分裂所得的长路径,实现多路径的快速搜索。根据待恢复负荷数量的差异,采用不同方法生成恢复方案。使用实际电网的恢复算例验证了方法的有效性,并与宽度优先搜索、遗传算法进行对比分析,结果表明,该方法网络适应性好,易于实现,能够快速搜索多条供电路径,对在线恢复系统的实时运行具有重要价值。配电网中分布式电源的选址定容和电流保护策略
摘要：反时限过电流保护常用于配电网的线路保护,而不同容量的分布式电源接入配电网的不同馈线不同区段时,会对原有配电网的继电保护及安全运行产生很大的影响。文中分析了逆变型分布式电源对传统反时限过电流保护的配合特性和动作行为的影响,给出了基于反时限过电流保护的选址定容方法并指出其局限性。在此基础上,研究了故障限流器在电网故障时呈现的高阻抗特性,提出了一种基于故障限流器的含分布式电源的配电网保护策略,并结合福建省湄洲岛储能电站实例,建立PSCAD仿真模型,进行计算验证。仿真结果表明,所述方法能够有效降低逆变型分布式电源对反时限过电流保护的影响,使配电网线路的保护具有良好的协调性,保证配电网的稳定运行。智能变电站配置信息的全生命周期管理
摘要：智能变电站配置描述(SCD)文件记录了与智能变电站安全可靠运行相关的关键配置信息。针对SCD文件的管控难题,文中对智能变电站配置信息全生命周期管理系统的功能结构、关键技术和实施过程进行了研究。结合国内近期开展的试验,分析了智能变电站配置信息管理的技术现状与存在的问题。提出由SCD文件版本管理、变更控制和在线监视等环节构成的管控过程,提出基于角色的SCD文件安全访问控制和实现在线监视的3种技术方案。智能变电站过程层故障仿真装置
摘要：设计了一种用于继电保护装置测试的智能变电站过程层故障仿真装置。以"截取-修改-转发"方式人为地改变过程层网络中的采样值报文和通用面向对象变电站事件(GOOSE)报文,通过信息熵检测法监视电压突变信息,实现过程层故障、电力系统故障的联合仿真。采用全双工设计方案,使故障仿真装置方便地接入过程层网络。为兼顾运算时间和硬件开资,开发了流水线级数较少的乘累加器,并在信息熵算法中采用复用技术。试验表明,故障仿真装置引起的传输延时增量不超过3μs,对过程层网络不产生影响。磁控式并联电抗器控制绕组匝间故障分析及保护方案
摘要：基于实际工程介绍了一种超高压磁控式并联电抗器的励磁系统构成,分析了控制绕组匝间短路的故障特征。结合MATLAB数字仿真和动模实验结果,提出了以过电压保护作为控制绕组匝间保护方案存在延时动作且可能拒动的潜在问题,分析其原因在于故障时直流母线极间电压中的故障特征只含有间断的电压尖峰而非连续的交流过电压,且在某些情况下完全不显示故障特征。建立了故障后励磁系统的电流分布模型,得出故障后直流母线极间电压中故障特征的出现依赖于总控制电流过零的结论。提出以总控制电流中的基波分量作为判据的控制绕组匝间保护新方案,该方案在小匝间故障时仍具有很高的灵敏度,结合仿真结果论证了新方案的有效性。利用模量模型识别的VSC-HVDC输电线路纵联保护新原理
摘要：电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)输电控制系统复杂,故障承受能力差,线路保护装置动作正确率不高。文中提出了一种利用模量模型识别的VSC-HVDC输电线路纵联保护新原理。该原理将区外故障等效为正的电容模型,差动电流和差动电压导数相关系数为1;将区内故障等效为负的电容模型,差动电流和差动电压导数相关系数为-1。通过判别相关系数的正负,即可区分区内、区外故障。在实际运行中,VSC-HVDC输电系统多为双极运行,为降低极间电磁耦合的影响,采用了1模和0模量构成判据。理论分析和PSCAD仿真实验表明,新原理无需补偿输电线路电容电流,原理简单、易于整定,不受过渡电阻和控制特性的影响,在各种工况下均能快速可靠地区分区内、区外故障。基于光波导边界传输特性的污秽在线监测技术
摘要：基于光波导边界传输特性和人工神经网络,文中介绍了一种可同时监测输电线路绝缘子表面等值盐密和灰密的污秽在线监测装置。在详细分析光波导表面污层对全反射光束影响机理的基础上,提出了光波导和光源设计方案。通过不同湿度、不同污秽等级、不同灰盐比条件下的积污标定试验,获取了大量样本数据,并依此建立和训练了人工神经网络模型。检验结果和运行实践表明,利用该装置及训练后的内嵌神经网络模型,可实现盐密和灰密的同时监测,且测试精度满足相关标准要求。
