2014年国际大电网会议学术动态系列报道配电系统和分布式发电技术
摘要：介绍了2014年国际大电网委员会（CIGRE）配电系统和分布式发电技术专委会（SC6）的工作进展、主要专题和录用论文内容。从分布式能源和新型负荷渗透率高的配电系统规划、主动配电系统运行与控制、配电系统在输电系统运行中的新角色和新服务等几个领域分析了配电系统和分布式发电技术的新发展，并对主动配电系统的发展趋势及应重点关注的技术问题进行了分析。并网型微网的优化配置与评估
摘要：在考虑微网并网性能指标的情况下，通过微网配置和运行联合优化，提出一种并网型微网优化配置方法，实现微网全寿命周期成本最小。首先，采用自平衡度、冗余度、可再生能源利用率等指标作为约束条件参与配置优化，从不同角度评价微网并网性能；其次，针对风光资源的不确定性，采用场景生成和场景缩减技术在多重随机场景下修正配置方案，以提高微网配置方案的鲁棒性；最后，采用实际工程数据对微网配置进行优化，并对配置方案进行分析和评估。Fault Ride-through Capability Enhancement of VSC-HVDC-connected Offshore Wind Power Plants
提高直驱永磁风机低电压穿越能力的功率协调控制方法
摘要：在分析直驱永磁同步风力发电机低电压穿越问题产生机理的基础上，提出了一种适用于直驱风机的新型功率协调控制方法。该方法综合使用改进的双侧变流器和桨距角控制手段，低压暂态时，利用变流器直流母线电容充电储能配合风机转子变速储能承担风机产生的不平衡能量，减弱机组机械轴系所受的冲击作用；使用变桨系统减少风机捕获的风能，减轻机组低电压穿越的负担；通过网侧变流器向电网提供动态无功功率，减小网侧电压的跌落幅度；同时在双侧变流器的控制器中增加协调限流控制环节，用以保证风机有功无功控制目标的有效实现。文中所述方法不附加任何硬件，充分使用直驱风机自身可用的控制手段，能够有效提高直驱风机在全风域范围内的低电压穿越能力。最后，使用DIgSILENT／Power Factory搭建仿真实例，验证了所述方法的实用性和有效性。双馈风力发电机定子电流检测系统容错控制
摘要：为提高双馈风力发电机运行可靠性，提出了一种定子电流传感器故障检测及容错控制方法。在电网电压矢量定向同步坐标系下，根据双馈风力发电机动态模型，建立了基于模型参考自适应方法的定子电流冗余在线观测器。通过建立参考模型和可调模型，使定子电流观测值实时跟随实际电流。在αβ坐标系下通过定子电流检测值和观测值的比较残差实现传感器故障的自诊断。在故障后以定子电流观测值为控制对象实现无定子电流传感器运行。所设计观测器准确度不依赖于定子电流测量值且对电机参数变化具有较好的鲁棒性。文中方法能够在定子电流传感器故障条件下及时判断出故障的来源，并实现故障后的容错控制。在双馈风力发电机实验机组上，对所提出理论的正确性和可行性进行了实验验证。以直流联络线运行方式优化提升新能源消纳能力的新模式
摘要：在大规模新能源接入的互联电网中，充分利用直流联络线的调整能力，将极大地促进更大空间范围内的新能源消纳。为此，文中提出了一种以直流联络线运行方式优化提升新能源消纳能力的新模式。该模式将联络线交换功率作为可优化的资源，在满足联络线功率调整各种特性要求的前提下，通过联络线功率的调整促进互联电网的新能源消纳。建立了直流联络线运行优化的数学模型，考虑了联络线功率调整的各类约束条件，包括日交换电量不变、联络线功率曲线阶梯化、短时间内不得反方向调节等。基于国内某跨区直流输电通道的实际运行数据开展了算例分析，计算结果表明了所提出模式的有效性。分频海上风电系统的技术经济分析
摘要：介绍了分频输电系统（FFTS）应用于海上风电的拓扑结构,并通过一个装机容量300 MW、离岸距离250 km 的算例,比较其与现有高压交流（HVAC）和高压直流（HVDC）并网方式的技术及经济优劣。FFTS 通过降低输电频率（如50/3 Hz）,显著降低交流电缆中的充电电流,提升海底交流输电的效率与性能。结果表明,FFTS 能满足算例的并网需求,且风电穿透率大于 HVAC。算例中 FFTS 换流站的投资折算和年维护费用比 HVDC 少9126万元,等年值比 HVDC 低7.28%。在算例的基础上,文中进一步给出了 FFTS-HVDC 临界经济距离—装机容量曲线,相对而言 FFTS 更适用于装机容量大、离岸近的风电场,对于300 MW 风电场,二者的临界经济距离约为634 km,远超已有和规划中的海上风电场的离岸距离。分析结果表明了分频海上风电系统所具有的应用潜力。输电线路的雷击跳闸概率预测计算新方法
摘要：如何实现雷电故障的预警及跳闸概率的计算，对于电力系统防御雷击故障具有积极意义。提出了基于三时次雷区信息的电网雷击跳闸概率计算新方法。首先，根据每个时次的雷电监测信息，基于图像识别技术识别雷电发生区域；然后，以优化的方法确定雷区发展最佳轨迹；根据当前时次及之前的连续2个时次的雷区信息及发展轨迹，构成三时次相关雷区信息，并进行下一时次雷区相关信息的预报，包括雷区特性变化量（雷区面积、雷电流强度、雷区落雷概率）；进而，计算位于雷击预报范围内的输电线路跳闸概率。该方法因利用了较多的雷电监测信息而具有较高的雷区预测准确性，相应的线路雷击跳闸概率也具有较高的准确率而可以作为雷击跳闸预警指标。算例证明了所述方法的有效性。时变时滞电力系统鲁棒稳定性的改进型判据
摘要：针对基于直接法分析电力系统时滞稳定结果存在保守性的问题，构造新型 Lyapunov 泛函，得到改进的鲁棒稳定性判据，所得结果去除了现有结果对时变时滞可微性及导数的限制，降低了结果的保守性。此外，这些由线性矩阵不等式形式给出的稳定性判据，可通过线性矩阵不等式工具箱进行求解。最后，以单机无穷大系统和 WSCC 3机9节点系统为例，计算系统的时滞稳定裕度，仿真结果表明所提方法的有效性和实用性。部分线性核估计方法在谐波责任分摊问题中的应用
摘要：准确评估公共连接点处的背景谐波电压和等效谐波阻抗是研究谐波责任分摊问题的前提。为准确评估背景谐波电压波动情况下受关注谐波源分摊的谐波责任，文中研究应用了部分线性核估计方法。为求解背景谐波电压，将背景谐波电压在受关注时段内的某一时刻按照泰勒级数展开，并把高阶项看做误差项，为保证求解的准确性，选取的目标函数在误差平方和最小的基础上考虑了展开时刻的有效邻域范围和各误差项所占权重不同对估计的影响，并利用窗宽参数控制展开时刻的邻域范围和对应误差项所占权重的大小。利用 IEEE 14节点系统进行了仿真验证，并将计算结果与两种线性方法进行了比较，证明了该方法的有效性。IEC 框架下非同步采样时的谐波和间谐波测量方法
摘要：基频非同步采样时，离散傅里叶变换/快速傅里叶变换（DFT/FFT）频谱会发生泄漏现象，谐波、间谐波频谱相互干扰而影响测量结果，传统的加窗插值方法忽略了其他分量对关注分量的长程泄漏影响。文中首先在 IEC 框架下对加 Hanning 窗的信号进行频谱变换，使其他分量的侧瓣上相邻谱线相位差为180°，利用相邻谱线的矢量和消除长程泄漏对关注分量的影响，从而提出了谐波、间谐波分组测量和精确测量方法，实现了谐波、间谐波具体参数的测量。在此基础上提出了邻近谐波、间谐波分离方法，并进一步通过逐次剔除已知分量在关注谱线上的频谱泄漏值来提高测量精度，当非同步采样且不增加采样数据长度时，有效解决了谐波、间谐波相隔很近时无法准确分离测量的难题。仿真和工程数据均验证了所提方法在 IEC 框架要求下测量的实时性和有效性。考虑 Chopper 动作的双馈风电机组三相短路电流分析
摘要：直流母线并接直流卸荷电路（Chopper）以保护转子侧变频器（RSC）是一种较常用的双馈风电机组低电压穿越改造方案。目前对称故障下双馈风电机组短路电流特性研究以故障后投入撬棒（Crowbar）电阻为主,Chopper 动作下双馈风电机组短路电流特性研究几乎没有,故而难以分析其作用下双馈风电机组短路电流特性对系统中保护动作可靠性和设备安全的影响。类比双馈风电机组故障后投入 Crowbar 电阻的分析思路———转子回路串入电阻,通过分析对称故障后 Chopper 动作下的转子电流回路,将被闭锁的 RSC 和 Chopper 等效为可变电阻,分析了该等效电阻阻值随电压跌落程度和故障前转差率的变化规律。根据故障后双馈感应发电机的磁链、电压关系,通过数学解析得到 Chopper 动作下对称短路电流解析表达式。在 MATLAB/Simulink 中搭建配置Chopper 的双馈风电机组模型,仿真验证了该表达式的有效性。基于间隔模型的图-库-规则-操作票自动生成方法
摘要：现有的变电站防误操作系统和调控防误操作系统中手工生成一次设备接线图、一次设备属性、防误规则，手工开列操作票的方式费时、费力，不符合用户对自动化系统的要求。提出了基于间隔模型的图—库—规则—操作票自动生成方法。建立了包含典型一次间隔和典型二次间隔的典型间隔模型，基于该模型分别介绍了一次设备接线图—库自动生成、防误规则自动生成、操作票自动生成的方法。开发了图—库—规则自动生成和操作票自动生成软件，研究成果已得到工程应用。变电站并联补偿容量不等分组方法
摘要：针对现有变电站并联补偿容量分组方法存在的问题，提出一种考虑了无功需求变化时序特征的优化分组方法。该方法分为两个步骤，首先以各段方差之和与相邻各段距离之和的比值最小为目标函数，对无功需求曲线进行分段；然后采用改进的模糊 C 均值聚类算法对分段结果进行聚类，聚类数为电容器分组数，各类之间的差值即为分组容量。在电容器分组数确定时，研究了曲线分段数对聚类结果的影响。采用实际的电网参数和负荷曲线进行仿真，综合考虑电能损耗、电压质量、电容器组动作次数和无功不倒送等技术指标，并与最优覆盖法进行对比。算例结果验证了所提方法的有效性与合理性，在电容器分组数相同时，与最优覆盖法的降损效果接近，但是控制器动作次数大大减小。三相三线制模块化多电平换流器的对称稳态分析及解耦控制
摘要：通过对三相三线制模块化多电平换流器（MMC）进行数学建模,得到其网侧电流、环流、直流侧中点电位3个关键电气参量与桥臂电压不同分量之间的对应关系,并在对称稳态下分析了上述电气量所包含的谐波特征分量,提出了 MMC 网侧电流、环流交流分量和直流侧中点电位的解耦控制方法。仿真结果表明,提出的控制方法简单有效,可实现对网侧电流、环流交流分量和直流侧中点电位的解耦控制；各桥臂电气量保持对称,MMC 可保持长期平稳运行。非隔离型三电平并网逆变器的输出滤波器优化设计
摘要：将非隔离型三电平并网逆变器的 LCL 滤波器电容公共点直接引回直流侧中点，可以有效减小漏电流，但同时也会导致桥臂电流有效值增大且易发生共模谐振，降低了逆变器效率和稳定性。对于诸如光伏并网发电场合，建立了非隔离型三电平并网逆变器的共模和差模等效模型，在此基础上分析上述问题的产生机理，并提出一种基于共模差模解耦的输出滤波器设计方案。该方案首先在结构上将滤波电容分为并联的两部分，仅将其中容值较小的电容公共点引回直流侧中点以降低共模和差模滤波回路之间的参数耦合程度；其次在分析逆变器桥臂电流纹波和输出共模源频谱分布的基础上，给出所提滤波器的参数设计原则。最后，通过一台5 kW 三相三电平逆变器样机对所提滤波器优化设计方案进行实验验证，结果表明所提方案在满足并网标准和漏电流抑制要求的同时，能够有效提高系统稳定性和效率。基于误差迭代 PI 和改进重复控制的 APF 补偿电流控制
摘要：针对电网谐波污染日益严重的情况，为提高有源电力滤波器（APF）的稳态补偿精度和动态响应性能，从谐振控制器的角度出发，对传统重复控制进行改进，并针对控制对象优化得到最优重复控制参数。同时，为了克服重复控制延时一个周波响应的动态性能缺陷，提出了一种误差迭代比例—积分（PI）控制法，在提高系统动态响应速度的基础上尽可能保证稳态精度。最后，对重复控制的嵌入形式加以改进，通过设置指令前馈通道优化控制结构，得到了改进复合控制的优化结构，实验和仿真结果验证了所提出控制策略的准确性和有效性。多直流馈入电网限制短路电流方案多目标优化
摘要：基于多直流馈入短路比，分析了限制短路电流措施对多馈入短路比影响，提出了能反映多直流馈入受端电压支撑能力、限制短路电流方案的经济性和控制效果的目标函数，构建了多直流馈入电网限制短路电流方案优化的数学模型。通过支路筛选策略进行决策变量降维，采用快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）进行多目标优化，找出 Pareto 最优的限制短路电流方案。通过实际电网的仿真结果表明所提出的方法具有较好的适用性，能满足电网规划要求。
