2014年国际大电网会议学术动态系列报道高压直流输电和电力电子技术
摘要：介绍了2014年国际大电网委员会(CIGRE)高压直流输电和电力电子技术专委会(SC B4)的主要专题和论文,涉及的技术领域包括:高压直流输电技术的发展;灵活交流输电(FACTS)装置研发及技术发展;电力电子技术在可再生能源并网领域的应用;高压直流输电工程应用中的一些典型问题等。组合数值天气预报与地基云图的光伏超短期功率预测模型
摘要：为减轻光伏电站被云团遮挡导致发电功率突然衰减所造成的影响,提高光伏超短期的预测精度和预测有效时间长度,文中提出数值天气预报与地基云图相结合的光伏超短期功率预测模型。该模型首先基于临近晴空工况光伏超短期功率预测方法实现未来4h预测,接着使用数值天气预报云量信息和地基云图等方法预测未来4h内云团遮挡电站导致的功率衰减,并进行临近校正,以提高光伏超短期功率预测的精度。研究结果表明,文中所述模型具有很好的可行性和实用性,为光伏电站0~4h超短期功率精确预测提供了一种方法。基于多状态建模的独立型微网优化配置
摘要：针对风速、光照强度和负荷不确定性对独立型微网优化配置的影响,应用三者的概率密度函数对每个月份构造典型日,利用多状态系统理论对典型日各个时刻风光出力和负荷进行了多状态建模。以经济性和环保性为目标,建立了基于多状态建模的独立型微网多目标优化配置模型,并采用改进的非劣排序遗传算法(NAGA-Ⅱ)对模型进行了求解。最后,针对某一算例分别使用所提出的优化配置方法和已有的基于确定历史场景的优化配置方法进行了仿真计算,通过对仿真结果在若干随机场景下的比较分析,验证了所提优化配置模型和方法的合理性和有效性。独立微网随机优化规划软件及其实现
摘要：为满足独立微网系统的规划设计需求,开发了独立微网随机优化规划软件。该软件采用随机机会约束规划方法,以资本金现金流量表作为经济性分析依据、以负荷容量缺失率作为概率约束条件,充分考虑系统内各种不确定因素的影响,同时实现了独立微网中设备类型和容量的优化。基于软件的整体设计思路,介绍了软件的系统模型、原理方法和功能界面。通过与国外同类软件的对比,展示了软件在方法和功能上的特点。最后,由该软件对某海岛独立微网进行了优化配置,验证了方法的正确性和软件的有效性。基于半马尔可夫控制过程的智能电网最优储能控制
摘要：针对具有多种类型业务需求的智能电网储能控制问题,在考虑业务需求和用户行为的随机分布特性,以及储能设备的充放电特性的基础上,建立了基于半马尔可夫控制过程的系统分析模型和策略优化框架。在此基础上,以电网运行的长期平均代价最小为目标,结合性能势基于样本轨道的估计,提出一种基于仿真的策略迭代优化算法。该算法有效缓解了系统大状态空间导致的维数灾问题,具有较快的收敛速度和良好的应用效果。仿真结果验证了该方法的有效性。基于遗传算法的连锁故障快速模拟及应用
摘要：目前,中国电网已进入跨大区互联,超、特高压交直流混合输电的快速发展时期,电网复杂程度急剧增加,发生连锁故障以致引发大面积停电事故的风险逐渐增加。文中在现有连锁故障算法研究的基础上,提出一种基于遗传算法的连锁故障快速模拟算法。该算法应用遗传算法理论,考虑系统运行条件影响,通过模拟基于自然选择的生物进化过程,搜索电力系统连锁故障风险较大的路径,模拟系统在不同初始状态下的可能连锁故障。实际算例表明,该算法可快速模拟电力系统连锁故障,发现系统薄弱环节并发出故障预警,从而进一步为连锁故障阻断对策制定及电网调度提供辅助支持。基于图论的移动应急电源孤岛划分及最优接入点搜索
摘要：在城市配电网发生大面积停电时,移动应急电源为重要用户提供孤岛应急电力资源。在配电网图模型的基础上,提出将孤岛划分问题转化为祖先约束背包问题,利用图论的精确递归法解决。首先深入研究了最优接入点的优化:通过在配电网每个节点形成孤岛,获得每个节点对应恢复负荷的失负荷价值总和。然后以此为目标,搜索到单台移动应急电源最优接入点,并利用多约束优化解决岛内电源接入点搜索问题。最后,在单台移动应急电源最优接入点搜索方法的基础上,给出了多台移动应急电源联合应急的方案制定方法,算例结果证明了该方法能最大程度地利用移动应急电力资源减小重要用户的经济损失。一种双线性抗差状态估计方法
摘要：传统状态估计方法一般需要求解某个非线性非凸优化问题,并用基于梯度的方法予以求解,因而存在难以保证获得全局最优解、可能收敛困难等问题。文中基于国外学者提出的精确线性化量测方程构建了一种双线性抗差状态估计方法。该方法仅需求解一个线性加权最小绝对值估计问题(等价为线性规划问题)、一个非线性变换以及一个线性加权最小二乘估计问题(二次规划问题),从数学上可保证获得全局最优解,并不存在收敛性问题。最后,通过仿真算例验证了所提方法的有效性。基于变量代换内点法的加权最小绝对值抗差状态估计
摘要：传统内点法加权最小绝对值(WLAV)抗差状态估计能够抑制坏数据影响,提高状态估计精度,但该方法模型复杂,计算效率低,限制了其工程应用价值。文中提出一种基于变量代换内点法的电力系统WLAV估计方法,该方法通过添加中间变量,将非线性量测方程分解为两步线性方程和两步非线性变换,并建立两步线性方程的WLAV估计数学模型。与传统内点法WLAV抗差状态估计相比,该方法无须形成海森矩阵,可有效提高迭代方程中系数矩阵的稀疏度,并减小矩阵的阶数,有效提高WLAV状态估计的计算速度。基于美国电气与电子工程师学会(IEEE)标准系统、波兰电网和国内某省网的仿真结果验证了所述方法的有效性,具有良好的工程应用前景。电网谐波状态估计中的可观性分析
摘要：谐波状态估计的一个难点,在于量测数目通常小于状态量数目,导致量测—状态方程欠定,系统不完全可观。针对该问题,进行了3个方面的研究:首先,结合数学分析和实际电网分析,从减少状态量的角度,实现方程由欠定变为恰定或超定,在保证系统状态完全可观的前提下,大大减少量测设备的数目;其次,将奇异值分解法(SVD)应用在系统可观部分的判断和计算中;然后,针对可观性分析中传统代数方法不足,结合矩阵条件数,提出一种实用的线性无关排序法,并将该方法用于指导不可观系统量测设备的调整和添加,实现系统良好的可观性。最后以菏泽—仿山220kV—110kV—35kV配电系统为例,对SVD和线性无关排序法进行说明,验证了方法的可行性。基于时间序列相似性匹配的输电系统故障诊断方法
摘要：输电系统发生故障后的警报信号具有丰富的时序信息,若能充分利用则会有助于快速和准确地诊断故障。调度中心采集到的故障警报包含了统一时标基准的时序信息,从而构成了时间序列。在此背景下,将时间序列的数据挖掘概念与相关方法引入输电系统故障诊断之中,提出了基于相似性匹配的故障诊断方法。首先,介绍了时间序列的概念及其相似性匹配方法。随后,将这种方法进行了改进并应用于输电系统故障诊断,构造了相应的时间序列模型,定义了时间序列距离,采用子序列匹配查询方法求解,并与近年来提出的两种输电系统故障诊断方法进行了比较分析。所提出的方法利用警报信息序列的时序特征,对于复杂故障、相继故障等情形仍能迅速识别警报漏报/误报等情况,正确诊断出故障元件与故障类型,并对继电保护装置进行评价。最后,用两个实际案例说明了所提出的故障诊断方法的可行性与有效性。MMC-HVDC物理模拟系统的控制器架构设计
摘要：相比传统直流输电,模块化多电平换流器型高压直流(MMC-HVDC)输电的一次系统与二次系统都更为复杂,并且控制系统的特性一定程度上决定了MMC-HVDC系统的性能。为研究物理控制器的设计方法,文中首先设计了MMC-HVDC物理模拟系统的主系统结构与电气参数,然后重点研究了分层的MMC-HVDC控制系统架构,运行人员控制系统(上位机)、极控制和保护系统、阀基控制器、子模块控制保护单元等由高到低构成了完备的控制体系,确立了各控制层之间的通信方式与内容,开发调试了控制系统程序。最后,进行了MMC-HVDC物理模拟系统的系统实验。实验表明控制系统可以有效地实现物理模拟系统的启停、子模块电容电压平衡、基本的故障保护以及直流电压与功率的控制。一种新型串联混合型有源电力滤波器
摘要：提出一种新型可调电抗器的控制方式,其基本思路为:检测变压器一次侧的电压作为参考信号,采用一个电力电子逆变器跟踪该电压产生一个可调电压,并将该可调电压施加到变压器的二次侧,则变压器一次侧呈现为可调电抗器。将该可调电抗器应用到有源电力滤波器中,提出了一种新型串联混合型有源滤波器,可调电抗器串联在电力系统和谐波源之间时,检测变压器一次侧的谐波电压并采用电力电子逆变器产生一个谐波电压施加到变压器的二次侧,当施加到二次侧的谐波电压和一次侧的谐波电压满足一定关系时,则变压器一次侧对基波呈现变压器一次侧的短路阻抗,而对于谐波呈现为一个高阻抗,起到了隔离谐波的作用。该滤波器具有逆变器容量小、滤波效果好等优点。采用电压型谐波源和电流型谐波源的实验结果证明了该原理的有效性。混合级联多电平换流器型静止同步补偿器的优化设计
摘要：研究了混合级联多电平换流器型静止同步补偿器(HCMC-STATCOM)。对两电平换流器的直流电压和整形电路的模块个数进行了优化设计;对两电平换流器和整形电路的直流电容纹波电压进行了数学建模,为电容参数设计提供了理论基础;对HCMC-STATCOM与链式静止同步补偿器进行了对比研究,结果表明HCMC-STATCOM能够有效减少H桥的模块数目,同时能够显著减少储能电容的容量,有利于减少装置的成本及其占地面积。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了35kV/±100Mvar的HCMC-STATCOM仿真模型,仿真结果表明了HCMC-STATCOM拓扑结构的可行性和理论分析的正确性。“中国电机工程学会电力通信专业委员会第十届学术会议”征文通知
星接链式静止同步补偿器在直流融冰的应用
摘要：两台星接链式静止同步补偿器(STATCOM)通过中性点连接融冰线路可实现直流融冰,该方式谐波小,占地少。文中说明了该融冰方式的控制原理,通过功率分析的方法推导了直流电压波动公式和分析了二倍频环流的原因,并通过仿真分析得到了证明。为了进一步实现工程应用,还分析了STATCOM的优化选型设计,并与传统的静止无功补偿器(SVC)兼融冰装置进行了技术参数和特点的比较,提出了STATCOM用于直流融冰时适合的应用范围,并提出了移动式STATCOM融冰设计的理念和设计方法。基于暂态拟合制动特性的发电机差动保护算法
摘要：从电流互感器饱和励磁电流和发电机差动保护工作点随时间变化特点分析入手,提出了一种基于暂态拟合制动特性原理的差动保护算法。算法通过拟合电流互感器饱和时差动不平衡电流随时间变化规律得到制动曲线斜率K随时间变化曲线,给出了初始K值曲线表达式及初始K值曲线的调整方法。该制动特性既反映了电流互感器饱和暂态过程引起的差动不平衡电流随时间变化的规律,又兼顾电流互感器正常传变时的稳态误差,使得保护动作门槛值在区外故障电流互感器饱和暂态过程中能够包络差动不平衡电流,增加了保护的可靠性。同时电流互感器正常线性传变时间段K值曲线的值可低于传统比率制动差动保护制动曲线斜率值,保护更加灵敏。理论分析和仿真结果表明,算法比传统比率制动差动保护有更好的区外故障抗电流互感器饱和能力和区内故障的灵敏性。基于PSD-BPA的省地一体化电力系统设备参数管理策略
摘要：针对目前PSD-BPA设备参数在省地调度中以文本形式交互存在的数据传输量大、校核机制缺乏、管理权限控制困难、参数转换工作繁琐等弊端,提出了省地一体化的电力系统设备参数管理策略。该策略在数据解析并保存数据库的基础上,建立了基于享元模式思想、预定义和自定义公式、典型参数以及实测参数校核的一整套参数校核机制,详细记录维护日志,严格控制审核审批流程,建模实现各类参数之间的转换,并按调度机构划分管理权限,构建统一管理平台实现了省地一体化设备参数的精细化和智能化管理。在云南电网及其所辖的17个地州调度参数交互管理工作中,该平台应用效果良好,大幅提高了工作效率。
