智能电网运行充裕性的研究框架 (二)问题与思路
摘要：剖析了智能电网的发电—用电充裕性评估及控制任务。从需求、扰动、控制对象和控制时滞等方面梳理问题的复杂性;讨论充裕控制的决策过程,包括对信息的要求、待调控出力的预报、充裕性事件的设定、充裕度量化指标的定义、系统功率平衡与备用功率的动态行为、充裕度的在线评估、备用资源的调度与控制。提出基于风险观点的动态优化及解耦协调的求解思路,将整个问题解耦为不同子问题后分别优化,再通过协调获得全局准优化的效果。抑制大规模连锁脱网的风电汇集区域电压预防控制策略
摘要：风电场连锁脱网事故给风电并网带来了新的挑战。传统无功优化虽能得到较好的优化控制量,但当风电场N-1脱网,并且在风电场慢无功补偿设备未能快速动作的情况下,系统潮流重新进行分布,从而导致节点电压不能满足安全约束条件。因此,文中建立了带风电场安全约束条件的无功优化模型,以最大化风电安全接纳量和最小化系统网损为目标,保证系统电压在正常情况下和N-1脱网后均能满足安全性要求。其次,采用Benders分解算法求解该优化模型,将优化模型分为主问题和若干子问题,通过主、子问题的交互迭代得到最优解。采用某风电基地9个风电场的实际算例对所提方法进行验证和分析,与传统无功优化的对比结果表明安全约束无功优化能保证系统正常和故障下的电压安全性,是抑制风电场连锁脱网的一种有效预防控制措施。此外,详细分析了风电场容量、风电机组无功调节容量与最大风电接纳量间的关系,为风电场运行调度提供支持。基于时序仿真的风电年度计划制定方法
摘要：国内风电发展迅猛,但"三北"地区电力系统调峰能力有限,造成风电"弃风"现象严重。现有风电年度计划方法只能将风电电量预测结果纳入年度计划,与风电运行受阻的实际情况偏差较大,年度计划难以执行。文中提出一种基于时序仿真的风电年度计划方法,综合考虑风电出力特性、负荷特性、机组调峰特性、电网送出能力等因素,逐时段优化全网含风电的电力平衡,建立了用于研究省级电网年度风电计划的优化模型。以某省级电网为例,对比分析了时序仿真法和典型日分析法的风电平衡能力及其节能减排效益,研究了不同开机方式对风电平衡能力的影响。结果表明,采用滚动3d优化风电平衡模型符合电网调度实际情况,计算速度快,且能够提高年度风电上网电量,为年度计划制定提供了参考。基于永磁直驱同步风电机组的分频海上风电系统控制策略
摘要：海上风电经分频输电线路传输的研究近年来引起国内外的关注。由去除机端换流器的多台基于永磁直驱同步发电机(PMSG)的风电机组、海底电缆和交交变频器组成的分频海上风电系统,可通过线路末端的交交变频器控制PMSG的转速捕获风能,可节省初始投资和运行维护费用。考虑变压器和输电线路的影响后,推导出分频海上风电系统的准稳态模型,基于转子平均磁链定向给出多机矢量控制器的设计原理;从曲线拟合的角度,给出多机组运行频率的求解方法;以4台PMSG为例,搭建了分频海上风电系统仿真模型。结果表明采用多机矢量控制方法,在不同风速条件下,风电机组的转速均能够跟随指令值,并实现风能的最优捕获。配置储热后热电机组调峰能力分析
摘要：热电联产机组"以热定电"运行所导致的调峰能力不足是目前造成中国"三北"电网大量弃风的一个重要原因,为此,提出了在中国大型抽汽式热电厂中通过配置储热来提高机组调峰能力的消纳方案。首先介绍了该方案的基本原理;进而对配置储热前、后热电机组的电热运行外特性进行了分析与建模,讨论了配置储热后热电机组的运行策略;在此基础上,建立了计算配置储热后热电机组调峰能力的数学模型,并分析了其影响因素。算例中对中国北方地区2台典型的300 MW和200MW供暖机组配置储热提高调峰能力的效果进行了分析,结果表明:在给定的供热中期的热负荷水平下,配置储热可使得2台机组的调峰容量分别提高额定容量的21%和13%,从而为弃风电力提供大量的上网空间;但储热的效果取决于机组所承担的热负荷水平,若热负荷接近于机组的最大供热能力,则效果并不明显。间歇性电源高渗透电网输电规划方案评价和筛选方法
摘要：基于对间歇性电源高渗透条件下电网规划的特殊影响因素以及现有规划方法和工具局限性的讨论,提出了电网接纳间歇性电源的能力指标和计及电网连锁反应过程的安全风险指标等方案补充评价指标;提出了基于风电场经济上可接受的最小年发电量和电网安全性等因素判断电网接纳风电能力是否合适的方法;还提出了应用了多种辅助软件的适用于间歇性电源高渗透电网输电综合规划的流程、方案评价和筛选方法。研究结果表明,采用上述方法可在间歇性电源高渗透电网规划方案综合比较选择中计及电网事故过程等复杂特性,是评价和筛选此类电网的规划方案的有效途径。基于最大供电能力的配电网馈线联络建设次序规划方法
摘要：给出了最优馈线联络建设次序的定义,建立了最优馈线联络建设次序的数学模型,并结合实际情况进行化简,给出基于加权联络均衡度的最优联络位置和最优联络规模的确定方法,并基于此提出了一种实用的最优馈线联络建设次序的求解方法。实际算例验证了该规划方法,与后退寻优法的结果对比显示了该方法的优越性,为优化配电网结构发挥最大供电能力提供了新的方法。结合主成分分析及生产函数的电网智能技术评价探讨
摘要：为科学合理评价智能技术总体发展水平及其对智能电网经济效益带来的促进作用,文中提出一种利用主成分分析理论改进的广义生产函数模型。该模型对投入产出要素下的多元评价指标体系进行降维和去相关处理,利用重构后的综合主成分评价指标量进行基于广义生产函数模型的智能技术发展水平测算,通过索洛余值法求解智能技术进步率及其对产出的贡献度,根据希克斯定义测算智能技术进步倾向,最终规划出电网智能技术评价流程。相关算例验证了该评价方法的正确性与可行性。以测点正常率最大为目标的状态估计改进算法
摘要：已有研究指出基于测量不确定度的测点正常率是真值未知情况下可信的状态估计结果评价指标,进而提出了以测点正常率最大为目标的抗差状态估计新方法。该方法通过整数测点评价函数的连续近似,建立了状态估计的非线性连续变量优化模型,并采用内点法求解该模型,获取近似优化的估计结果。在上述研究基础上,文中提出了一种改进算法:通过对异常测点进行相容性校验,以获得测点正常率更高的估计结果;通过考虑不等式约束的最小二乘估计对正常测点进行滤波,以获得精度更高的估计结果。算例表明该改进算法可有效提高估计结果的抗差性和准确性,且增加的计算量能够满足应用要求。配电网多故障抢修与供电恢复联合优化模型
摘要：建立了多故障抢修与供电恢复的联合优化模型,通过故障抢修顺序和停电负荷恢复路径的交互影响和反复迭代,最终得到最优的抢修计划和各个阶段最优的供电恢复策略。应用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对所建立的模型进行求解,通过动态操作系统回支关联矩阵来修正在寻优过程中产生的违背"配电网辐射运行"约束的不可行解。算例计算证明,采用不同的抢修顺序和供电恢复策略将对配电系统的供电可靠性产生不同的影响,所建立的模型是正确有效的。适用于大规模MMC的分布式控制系统及两级均压策略
摘要：在高压大功率应用场合,模块化多电平换流器(MMC)每个桥臂子模块数量较多,造成其控制系统硬件构成复杂、协调控制困难。文中提出一种适用于大规模MMC的模块化结构的分布式控制系统:该控制系统由一个主控制单元和若干个桥臂控制单元构成,每个桥臂控制单元又由若干个阀组控制单元组成,每个阀组控制单元只控制较少数量的子模块。该结构有效降低了主控制单元和桥臂控制单元的控制压力,易于实现与扩展。针对该控制系统,提出一种包含阀组间均压和阀组内均压的新型均压策略。在三相41电平MMC实验样机上对所提出的控制系统及均压策略进行了验证,实验结果证明了所述控制系统的可行性及均压策略的有效性。基于准比例谐振控制的MMC新型环流抑制器
摘要：模块化多电平换流器(MMC)存在内部环流,文中对其环流进行了简要分析,指出了对之进行抑制的必要性。提出了一种基于直接反馈控制原理的MMC新型环流抑制器,该控制器通过陷波器来提取环流中的二次基频分量,并以准比例谐振控制器对子模块调制信号进行补偿,从而达到了限制二次环流的目的。该方法原理简单,易于实现,同时对单相及三相系统均适用。仿真结果验证了所述方案的正确性和可行性。微电网的有限区域集成保护
摘要：针对低压微电网的特点和保护要求,提出了一种基于有限区域集成的微电网保护新方案。通过将微电网以母线为依据分割为若干个区域,在每个区域设置一个有限区域保护单元。首先提取每个区域内各馈线的正序故障分量电流,通过比较区域主馈线与各从馈线的正序故障分量电流相角差,可以确定故障区域,其次比较故障区域内各从馈线之间的正序故障分量电流相角差,从而判定故障线路。该方案能够准确排查和定位故障区域,快速隔离故障线路,可靠切除微电网内部故障。文中利用PSCAD/EMTDC软件进行仿真分析,仿真结果验证了所述保护方案的正确性和可行性。基于电流相角突变量方向的有源配电网保护
摘要：随着分布式电源(DG)的大量接入,配电网的结构由传统的辐射型改变为多端电源系统。由于DG出力的随机性,传统的基于电流幅值的保护方案很难整定。通过研究故障前后电流相角的变化,得出了电流相角突变量方向与故障位置的关系,并由此提出一种新的电流纵联方向保护方案。由于该方案只利用电流信息,避免了安装电压互感器。对于规模巨大的配电网,具有经济性。由于只需传输判定结果,降低了对通信通道的要求。最后,通过仿真分析,对保护方案进行了验证。电弧反射法电缆故障测距中的电弧建模与仿真
摘要：准确掌握电缆故障电弧电阻的动态特性对电弧反射法(ARM)电缆故障测距技术研究和设备研制至关重要。为此,在理论推导和大量实验的基础上分析了ARM故障测距时电缆故障电弧的特性,建立了可以模拟ARM方式下电缆故障的通用的Mayr电弧模型,对故障电弧电阻的变化规律进行仿真计算。实验结果表明,电弧电阻仿真计算的平均相对误差不大于12%,最大相对误差不大于29%,满足ARM测距仿真要求,说明了模型的正确性。高频事故下潮流转移性质和调速器状态转移控制
摘要：为了缓解500kV电网短路电流增长趋势,建设具有抗灾能力的智能电网,需要采取电源—电网—负荷融合的电网规划设计理念,将大容量机组接入220kV地区电网。为了解决由此而产生的"大机小网"高频稳定问题,文中提出了一种高频稳定控制方法。该方法根据高频事故时孤网潮流转移功率信号对调速器实施状态转移控制,能够使机组调速系统快速和准确地跟随孤网突变,将汽轮机组调速系统高频稳定裕度从当前的9%提高到50%以上,水电机组调速系统的性能也得到大幅提高,控制系统具有分散协调性、坚固性和兼容性,能够使灾害破坏下残余的送端电网具备生命自持的能力。最后,对机组潮流转移功率的性质进行了推导和仿真,并论述了调速器状态转移控制的方法、模型和仿真效果。
