2014年国际大电网会议学术动态系列报道系统运行与控制技术
摘要：介绍了国际大电网委员会(CIGRE)系统运行与控制专委会(SC C2)的研究领域、现阶段关注热点、近期活动、工作组设置、2014年会情况以及2014—2016年度主要学术活动安排和优先课题,重点描述了2014年CIGRE年会有关电力系统调度计划和实时运行的新挑战、输电与配电业务互动中出现的运行新问题两个优先课题的入选论文及研讨内容,并对系统运行与控制的相关技术进行了展望。欧洲超级电网计划及其对中国电网建设启示
摘要：随着世界能源紧缺、环境污染等问题的日益突出,可再生能源成为世界各国能源发展的首选。然而,大多数可再生能源地处于远离负荷中心的能源区,且输出具有间歇性和不可控性。欧洲率先提出了超级电网计划,以可再生能源与传统能源广域互联,利用时间和空间上的资源互补性平衡可再生能源的功率波动性和不确定性,建立多种能源形式、多时间尺度、大空间跨度、多用户类型的广域输电网。欧洲的超级电网项目将对中国电网建设起着启示作用。文中首先对超级电网概念和特点进行了介绍,进而探讨了建设超级电网所需要的关键技术,并指出了超级电网建设面临的挑战。在此基础上,结合中国可再生能源及负荷中心分布特点,研究讨论了超级电网在中国的应用前景。双馈风电机组故障行为及对电力系统暂态稳定性的影响
摘要：由于双馈风电机组具有不同于同步发电机的运行特性,且不同型号双馈风电机组在实现故障穿越时采用不同的控制策略,造成大规模风电并网的电力系统暂态稳定性发生变化。文中通过对双馈风电机组控制特点及故障行为的深入研究,指出双馈风电机组的故障行为由故障穿越运行控制策略决定,并给出其等效外特性。基于等面积定则定性分析了双馈风电机组接入单端送电系统后,其故障行为对系统暂态稳定性影响的机理。在理论分析基础上进行了时域仿真验证,仿真结果表明,故障期间减小双馈风电机组有功给定值、增加无功注入控制比例系数有利于系统的暂态功角稳定性,故障清除后有功恢复控制对系统的暂态功角稳定性影响不大,验证了所提理论分析的正确性。含风电的电力系统动态频率响应快速评估方法
摘要：大规模随机波动的风电功率接入电网引起系统频率偏差,从而影响系统安全稳定运行。为了研究不同频率风电功率波动对系统频率偏差的影响,提出了考虑发电机特性、调速器特性、系统网络结构、负荷特性,含风电的电力系统频率响应频域分析模型。基于该模型推导了风电功率激励下的电力系统各节点频率响应传递函数的显式表达式。根据传递函数的幅频特性能准确反映不同频率风电功率波动激励下各节点的频率响应特性。将该模型应用于IEEE 10机39节点系统,结合实测风电场功率波动数据进行了算例仿真,结果表明利用该模型能快速准确评估风电功率对系统各节点频率响应的影响。基于时变通用生成函数的孤岛运行模式下微电网可靠性评估
摘要：并网型微电网进入孤岛运行模式后,其未来短期运行的供电可靠性具有时变性。为此,提出基于时变通用生成函数(TVUGF)的可靠性评估方法。采用马尔可夫—TVUGF模型求取预测风速状态概率及微电网系统时变状态概率,得到分布式电源出力TVUGF模型;考虑微电网计划解列和孤岛切负荷策略,对每个系统状态进行分类故障影响分析,建立微电网可靠性TVUGF模型,进而得出微电网负荷点和系统可靠性指标。考虑到TVUGF运算中需计算的状态数较多,提出TVUGF运算的合并同类项和状态重新划分法,以减少计算量,提高计算速度。采用所述方法对典型低压微电网系统进行可靠性评估,评估结果及分析验证了该方法的正确性和有效性。含压缩空气储能的微网复合储能技术及其成本分析
摘要：为提高微网运行稳定性与可再生能源利用率,提出了一种由压缩空气储能、蓄电池与超级电容组成的新型多元复合储能系统。首先,在压缩空气储能系统建模及工作特性分析基础上,设计了基于平滑控制的复合储能系统能量管理策略,并给出了该新结构的全生命周期成本计算方法。然后,通过对并网和离网两种模式的微网运行算例仿真,验证了复合储能系统不仅对微网运行中不同频段功率波动均具有较好的平抑效果,而且可有效提高微网的可调度性。最后,对不同复合储能方案的对比分析表明了新型多元复合储能系统的成本优势与可行性。不规则阴影影响下光伏阵列最大功率点跟踪方法
摘要：在不规则阴影影响下,光伏阵列输出特性曲线存在多个局部最大功率点,传统最大功率点跟踪算法在此情况下难以找到全局的最大功率点,从而陷入局部最优值。为解决该问题,根据滑模变结构控制在非线性系统控制中具有响应速度快、鲁棒性强等优点和扰动观察法具有算法简洁、跟踪效率高的特点,提出了将滑模变结构控制和扰动观察法相结合的算法,将其应用到不规则阴影影响下光伏阵列的最大功率跟踪控制中,用于解决局部遮阴下多峰寻优的问题。为了验证该算法的有效性,建立了不规则阴影影响下光伏阵列的实验电路。通过与传统扰动观察法的比较,实验结果表明:在光伏阵列被部分遮蔽的情况下,该算法可以快速跟踪到全局最大功率点,使系统稳定地工作在最大功率点附近,减小输出功率的波动,从而有效地利用太阳能。计及相量测量单元信息不可观性的强迫功率振荡扰动源定位
摘要：强迫功率振荡的扰动源定位是低频振荡诊断与分析中的重要问题。目前,利用相量测量单元(PMU)的数据进行扰动源位置识别已引起了一定的关注,但相关研究成果大多未考虑PMU尚无法完整配置的现状,因而难以在实际电力系统中推广应用。为此,提出了一种计及PMU信息不可观性的强迫功率扰动源定位方法,并从扰动源定位的角度出发,提出了PMU分区配置的基本要求。仿真结果表明,该方法可在PMU信息不可观的情况下准确识别扰动源位置。基于等效电路法的负阻尼能量机理及振荡源定位方法探讨
摘要：为解释自由振荡中产生振荡源的机理,在能量法基础之上提出了等效电路法。对电力系统各元件分别建立了其等效电路并组合得到系统的等效电路。根据电路理论,将积分形式的振荡源定位判据转化为相量判据。对于励磁系统,提出了3种振荡源定位判据。将这3种判据转化为相量形式并组合,分析了励磁系统产生振荡源的机理。算例仿真证明了该分析方法的正确性和有效性。该方法可用于在线定位励磁系统振荡源,并分析由于励磁参数设定不当而形成振荡源的机理。基于自然激励技术和TLS-ESPRIT方法的低频振荡模式辨识
摘要：提出了一种利用系统随机响应信号辨识低频振荡模式的方法。利用自然激励技术(NEx T)从系统随机响应信号中获得自由振荡信号,采用总体最小二乘—旋转不变技术的信号参数估计(TLS-ESPRIT)方法对所获得的自由振荡信号进行模式辨识,得到低频振荡模式的频率和阻尼比。采用16机系统仿真数据和四川电网实测数据验证了所提方法的有效性;与随机减量技术(RDT)结合Prony方法对比表明,所提方法对阻尼比估计更准确且抗噪性更强。不确定性需求响应建模在电力积分激励决策中的应用
摘要：构建了计及不确定性的用户响应模型,通过负荷削减能力和响应的不确定性两个特征描述需求响应随经济激励及其他因素变化的规律。以基于电力积分机制的需求响应满足有序用电计划的缺口为背景,将用户负荷形状的改变和外部因素之间的关系用不确定性模型来表征,不仅突出激励水平对于用户负荷削减或转移能力的影响,还兼顾响应行为主观、随机的特点。基于此构造了以电网公司为实施主体的决策模型,结合随机模拟和扩展优先顺序法求解。算例分析验证了建模和求解的有效性,用户响应行为的不确定性建模能为电网公司提供更全面的决策信息,针对性地提高需求响应实施效果。联络线功率控制性能评价标准的实施方式
摘要：首先分析了目前T标准实施过程中所存在的问题,在此基础上提出了控制性能标准(CPS)与T标准的串联实施方式,即根据特高压电网所处运行状态的不同实时切换CPS和T标准,并针对特高压电网的4种典型运行状态设计了兼顾特高压联络线功率偏差与系统频率偏差的4种控制方式。分析与仿真结果表明,在CPS与T标准的串联实施方式下,控制区之间不会出现功率调节矛盾,且能兼顾特高压联络线功率偏差与系统频率偏差。基于点对点通信的分布式实时控制技术
摘要：对智能电网、清洁能源系统中存在的多种分布式系统进行了共性需求分析,针对分布式系统的工程技术特点,提出了一种基于点对点通信的新型分布式实时控制技术,通过点对点报文通信的方式实现了模拟量及开关量采集模块、出口控制模块和主处理器模块等环节的实时控制,满足了分布式系统对分散单元协同控制的工程应用需求。文中基于两种成熟的工业通信协议,针对两类分布式控制装置采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)对此技术进行了实现,并对装置进行了详细的测试与分析。两类典型装置已经在工程现场得到了试运行与推广,取得了良好的工程应用效果。智能变电站过程层网络同步对时方案优化
摘要：为解决网络采样模式下继电保护对时钟设备的依赖,分析了过程层直采直跳和网络采样模式下的同步原理,找出了网络采样模式下出现同步问题的原因,并提出了网络采样模式下时钟系统的改进方案。在主时钟系统架构方面提出了冗余配置方案;在时间调整机制方面提出了时间逐步调整方案;针对IEEE-1588对时技术提出了交换机边界时钟方案。通过实际工程的测试,验证了该方案在同步可靠性、同步精度和长时间运行误差方面均满足继电保护的要求。该同步方案的应用将提高网络采样模式下继电保护的独立性和可靠性,为过程层网络采样的同步系统提供了改进方案。主动配电网电能质量实时监测系统设计与实现
摘要：设计并实现了一套面向服务的浏览器/服务器(B/S)模式主动配电网电能质量实时监测系统,提供主动配电网逐层消纳分布式电源过程的电能质量实时监测功能,重点观测潮流方向变化对电能质量水平的影响。该系统基于IEC 61850标准建立电能质量信息模型,通过制造报文规范(MMS)将现场电能质量实时监测数据上传到主站解析并存入实时数据库;采用Silverlight技术对主动配电网主接线进行建模和绘制,客户端通过Windows通信基础(WCF)服务与服务器端通信,获取实时监测数据,并结合主接线图实现主动配电网电能质量全局实时监测功能,达到数据图形一体化展示效果。该系统在广东某地区主动配电网示范工程中正常运行使用,为主动配电网控制策略制定及电能质量问题分析治理提供了有效数据支持,证明了系统的可靠性和实用性。模块化多电平换流器稳态功率运行范围的确定方法
摘要：为了确定模块化多电平换流器(MMC)的稳态运行范围,首先研究了MMC额定运行点的确定方法,介绍了换流变压器阀侧额定电压的选取过程。在此基础上,通过相量图分析的方法,建立了换流器P-Q图与电气相量图间的映射关系,直观地揭示了各个电气量的大小与MMC稳态功率运行范围的关系。分析了内部电动势幅值和相角的可行范围,指出内部电动势的幅值大小是限制MMC无功功率输出大小的主要因素。最后通过一个算例说明了MMC稳态功率运行范围的确定与校验过程。储能电站并网测试技术研究与实现
摘要：随着储能技术及大型储能电站建设的不断发展,亟待对储能电站进行并网测试以保证其并网后安全运行。首先根据储能电站构成,分析了并网测试指标及具体测试方法;其次,在保证被测储能系统完整性的前提下,研制开发了储能电站并网一体化测试平台,并详细介绍了该平台的软硬件开发及功能设计方案;最后,基于测试平台工程应用场景,介绍了测试装置现场接线方式,提出了储能电站并网测试实施方案。实际工程应用表明了所提出的测试平台及测试方案的可行性。基于相对保护熵与名义过渡电阻的电网故障在线检测方法
摘要：为了实现故障元件的在线检测,提高其准确性与容错性,提出了利用7类广域保护动作信息定义保护熵与相对保护熵概念。给出了相对保护熵阈值的确定方法、检测故障的两个判据,分析了其对某些保护信息出错情景的敏感性,尤其是故障线路上保护拒动、相邻非故障线路上保护误动位数较多情景。在有保护拒动与误动的大多数情况下,采用相对保护熵能够准确判断出故障线路。研究了基于有限同步相量测量单元的线路名义过渡电阻的求解方法,将它作为相对保护熵接近于阈值的疑似线路的补充判断。IEEE 14节点系统的多组算例结果表明,采用保护熵能够使3位保护误动与拒动的故障检测正确率达到100%,将相对保护熵与名义过渡电阻两者结合,能够对较多位保护误动与拒动情景进行有效检测,有着较高的准确性与容错性。
