弹性电网及其恢复力的基本概念与研究展望
摘要：恢复力是系统对扰动事件抵御、适应以及快速恢复的能力。随着全球自然灾害逐渐增多以及反恐意识的增强,构建对极端扰动事件具有恢复力的"弹性电网"已成为各国政府着力发展的国家战略,同时智能电网的快速发展也为弹性电网的研究提供了新的机遇。文中详细介绍了弹性电网及其恢复力的基本概念与各国的研究现状,并从弹性电网需要应对的扰动事件、评估理论、恢复力提升策略等方面入手,详细分析弹性电网及其恢复力研究方向和重点,以及在智能电网框架下构建弹性电网的具体措施。最后对弹性电网研究进行了展望,提出了进一步深入研究的方向。距离保护在风电接入系统中的适应性分析
摘要：大规模风电接入交流输电网使得风电系统表现出越来越多异于常规电网的故障特征,传统继电保护应用于风电接入系统时存在适应性问题。距离保护广泛应用于电力系统输电线路保护,研究其对风电系统适应性意义重大。针对距离保护的适应性问题,首先通过各距离保护的基本原理得出其最佳应用条件,然后基于该条件结合风电系统的一般故障特征从理论上对其适应性进行分析,得到距离保护适应性的一般结论。研究结果表明,风电系统的弱馈性和系统阻抗不稳定性使得基于工频变化量的距离保护不适用于风电接入系统,风电系统的高谐波和频偏特性使得工频量距离保护存在相量提取问题,时域距离保护动作性能良好。仿真结果验证了理论分析的正确性。考虑光伏发电功率波动性的AGC备用容量分析方法
摘要：提出了基于自回归模型的频谱分析方法来分析光伏发电功率的波动特性。为获取足够分辨率的数据,以美国可再生能源实验室(NREL)的气象数据模拟仿真光伏阵列的出力,并用于分析不同时间尺度和空间尺度的光伏发电站的波动特性,确定光伏发电波动分量集中的时间尺度。研究表明,不同时间尺度的光伏发电波动量受天气影响显著,且随着光伏电站的规模扩大,不同光伏电站的整体出力也趋于平滑;此外,光伏发电波动主要集中在5min的时间尺度。在此基础上,验证了采用t分布拟合关键时间尺度光伏发电波动量的概率分布效果良好,通过滚动平均法分离关键时间尺度的功率波动分量,并量化分析光伏发电并网引发的自动发电控制(AGC)备用需求。考虑撬棒保护接入的双馈感应发电机转子磁链动态特性
摘要：撬棒保护电路的接入会改变低电压穿越过程中双馈感应发电机(DFIG)定转子磁链间的耦合过程和耦合强度,由此将影响机组磁链衰减动态和撬棒保护性能。针对这一问题,提出了一种刻画定子磁链与转子绕组交链感应作用的磁链耦合系数,将电网故障后电机的磁链暂态耦合过程处理为不同状态的叠加,综合研究撬棒电阻对转子感应磁链正序、负序和暂态反向交流分量幅值和相角的耦合规律,用转子磁链空间矢量图和矢量轨迹图描述转子磁链动态响应过程。最后,针对电网不对称故障下撬棒取值的问题,提出了一种基于转子磁链幅值配比原理和最优倾角的撬棒阻值选取方法。该方法可减小磁链耦合不当对机组的暂态冲击,从而有效改善机组的无功外特性和瞬态性能。采用MATLAB/Simulink仿真验证了理论分析和所提方法的正确性。考虑电池储能系统荷电状态的有功功率协调控制
摘要：微电网孤岛运行时,若供需存在较长时间的不平衡,传统的无互联信号线有功功率协调控制可能导致电池储能系统(BESS)荷电状态(SOC)超出安全运行范围。针对该问题,提出了一种考虑SOC的多BESS与可再生能源(RES)间的分布式有功功率协调控制策略。该方法通过基于瞬时功率的变斜率下垂控制、基于SOC的恒功率比例—积分(PI)下垂控制以及基于母线频率的功率下垂控制的集成来实现有功功率的无互联信号线自治协调控制。所提控制方法不仅可简单植入BESS和RES的控制系统中而无需修改其内环控制结构,而且能使SOC处于安全范围的同时最大化RES利用。实时仿真结果表明了所提策略的有效性。可信度控制下的相继开断潮流快速计算
摘要：电力系统相继开断的分析面临着维数灾和交流潮流计算量大的瓶颈,分布因子法被广泛研究以减少其计算量。但由于分布因子法忽略了非线性因素,误差不但难以控制,并随相继开断不断积累,严重阻碍其实际应用。为了使开断潮流的计算兼具分布因子法的快速性和交流潮流法的精确性,基于摄动获取的二阶灵敏度,提出分布因子法的可信度指标,并据其判断是否需要运行一次交流潮流来消除累积误差。仿真实例表明,该指标能可靠地估计分布因子法的误差,而设计的计算框架则在保证精度的基础上,提升了计算效率。电力系统注入转移分布因子的概率估计
摘要：电力系统监测技术的迅速发展,为基于样本信息的电力系统分析技术提供了坚实的数据基础,为电力系统运行分析理论的发展提供了新的思路。注入转移分布因子是电力系统重要的线性化因子,支路开断分布因子、功率传输分布因子、开断传输分布因子等线性化因子均可由注入转移分布因子直接导出,因此,注入转移分布因子在电力系统阻塞管理、安全校验、优化潮流等应用中具有重要的作用。在上述背景下,文中基于贝叶斯线性回归建模技术与吉布斯采样数值解法提出了一种基于量测数据的注入转移分布因子的概率估计方法。该方法除具有基于量测注入转移因子确定性估计方法的优点外,更能够提供概率性的估计结果,在给出注入转移分布因子估计值的同时,量化由于线性化、测量偏差等因素造成的估计误差,为发展具有鲁棒性的电力系统安全评估、调度决策技术提供了必需的决策依据。利用河南省局部输电网络的实际量测数据对所述方法进行了测试,实验结果验证了该方法的可行性与有效性。暂态稳定极限耦合的多个输电断面极限功率协调计算
摘要：为了进行多断面稳定输送水平交互影响的量化评估,实现多断面输电功率同时达到极限值的自动搜索计算,提出了暂态稳定极限存在耦合的多个输电断面极限功率协调计算方法。分析了不同输电断面暂态稳定极限耦合的机理,建立了以各断面主导的系统稳定性同时达到临界稳定为目标的多断面输电极限协调计算数学模型,提出了多断面输电功率同时变化对系统稳定裕度影响的量化分析方法,设计了基于数学规划求解多断面功率增长步长的极限功率迭代搜索算法,可用于多个输电断面极限功率的离线或在线分析计算和实时监控。基于IEEE 10机39节点系统的算例验证了算法的正确性和有效性。不完全信息情形下确定两部制输电价格的风险谈判模型
摘要：为促进跨省区输电交易的健康与可持续发展,针对联网送电的跨省区输电工程,宜采用两部制输电定价。对在两部制输电定价过程中如何确定容量费用所占比例的问题,现有方法一般根据经验确定,不能很好应对由于实际输电量不确定而导致的收益过大或不足的风险。在此背景下,发展了不完全信息情形下由输电公司和受电方协商确定两部制输电价格中容量费用比例的风险谈判模型。首先,根据经营期方法确定输电工程的年准许收入,进而分析在实际输电量不确定的情况下,给定不同容量费用比例时双方的期望收益以及用条件风险价值(CVaR)所量度的风险损失。之后,构建了不完全信息情形下的风险谈判模型,双方以保留收益率为约束,以自身面临的风险损失最小为目标,通过估计对方的风险承受能力和谈判策略来确定自身的最优谈判策略。最后,以南方区域西电东送实际输电工程为例说明了所构造模型的基本特征。含有耦合特性的电动汽车充电负荷计算方法
摘要：基于核密度函数改进了含有耦合特性的电动汽车充电负荷计算模型。模型中,采用核密度函数代替确定性的概率分布函数拟合电动汽车的行驶规律,采用多维概率分布函数生成含有耦合特性的行驶规律随机数,采用充电概率表示不确定的充电行为。通过与示范运行电动汽车充电负荷数据对比,验证了该方法的优越性。基于改进模型,预测了未来规模化居民私家电动汽车的充电负荷情况,研究发现:不确定充电行为对电动汽车充电负荷的影响很大,随着充电概率的减小充电负荷峰值的降低很大,峰值变化范围及充电持续时间均增大,并给电网负荷造成不确定的影响。五项最大旁瓣衰减窗插值电力谐波分析
摘要：提出一种简单的加窗插值快速傅里叶变换方法,用于非同步采样下的电力谐波分析。首先,分析了五项最大旁瓣衰减窗的时域、频域特性;然后,给出基于五项最大旁瓣衰减窗的插值方法,并推导了谐波幅值、初始相位和频率的计算公式;最后,分别用仿真分析、实验测试对所述方法的有效性进行验证。研究表明,五项最大旁瓣衰减窗具有较好的旁瓣特性,能够充分抑制频谱泄漏;基于五项最大旁瓣衰减窗的插值算法,插值公式简单、有解析解、谐波分析精度高、计算量小,易于在嵌入式系统中实现。基于GPU的分块约化算法在小干扰稳定分析中的应用
摘要：为了提高电力系统小干扰稳定全部特征值分析的计算速度,研究了QR算法中上Hessenberg约化算法的并行化方法。以分块的方式将约化算法中的浮点运算整合为高阶的基础线性代数子程序(BLAS)运算,实现了分块约化算法在中央处理器(CPU)/图形处理器(GPU)混合架构下的并行,并应用到大规模电力系统的小干扰稳定全部特征值分析中。仿真结果表明,相比于多核CPU并行,基于GPU的分块上Hessenberg约化算法取得了高达5倍的加速效果。包含所提方法的全部特征值分析的整体计算速度获得了显著的提升,提高了QR算法对于大规模电力系统仿真分析的适用性。电网调度自动化系统前置集群虚拟网关设计及应用
摘要：调度自动化系统是现代电网调度运行管理的核心组成部分,对电网安全、稳定、经济运行起到了重要的作用。随着智能电网调度技术支持系统的全面升级,接入系统的大量远动终端(RTU)需完成配套工作,通过研究多前置系统集群虚拟网关关键技术,开发满足二次安防和实时冗余性能的专用集群虚拟网关,解决了当前的系统完成升级面临的大量RTU地址变更、RTU应对多前置系统负载过高、调度自动化前置系统负载不均衡、多前置系统切换冗余可靠性等问题。基于多分类支持向量机的分布式发电系统并网保护
摘要：在配电网出现孤岛、故障等异常情况时,并网保护需要及时断开分布式电源系统与主电网的连接。文中首先分析了并网保护的功能与特点,然后提出了一种基于多分类支持向量机的智能型并网保护方案。该保护方案在传统二分类支持向量机的基础上,建立了并网保护的概率型多分类器模型,实现对扰动、孤岛和故障事件的检测。为了提高模型的泛化能力,采用SVM-RFE方法对特征进行选择。最后,从保护的可信赖性与安全性两个方面,利用仿真对所提智能型并网保护与常规保护的性能进行了对比。含分布式光伏电源的配电网电压越限解决方案
摘要：分析了分布式光伏电源接入配电网引起电压越限的机理。针对配电网线路阻抗比R/X较大的特点,提出光伏电源有功/无功综合控制方案,即在配电网有电压越限风险时,光伏电源实时设定其注入配电网的有功功率限值,多余的光伏电能依靠储能设备暂时存储起来,从根本上防止电压越限,同时利用逆变器剩余容量吸收感性无功功率,以进一步降低配电网电压,避免不必要的有功削减。对所述方案进行了理论分析与仿真验证。含直流馈入的交流系统故障分析模型
摘要：充分考虑非对称状态下直流侧二次谐波的影响,建立了适用于交流系统故障计算的直流系统模型,并与传统的交流系统故障分析模型联立,采用具有超线性收敛的弦截法进行统一迭代求解。直流系统作为所连换流母线的正负序电流注入,只需计算一次交流网络节点导纳阵并求解一次诺顿等值电纳,可以方便地与原交流系统故障计算程序接口。在PSCAD上搭建CigreBenchmark直流标准模型和含三条直流馈入的交流系统模型,设置各种故障,验证了故障分析模型的有效性及弦截法的收敛可靠性。无站间通信下的高压直流输电系统逆变侧频率控制方法
摘要：在常规直流输电系统中,频率控制器配置在整流侧,在站间通信中断时,逆变侧的频率无法送至整流侧,因而无法实现对逆变侧的频率控制。为此,提出了一种站间通信中断时的逆变侧频率控制方法,及一种适应该方法的直流系统启动策略和站间通信中断与恢复时定电流与定电压控制器的自动切换策略。应用该策略的实时数字仿真系统(RTDS)试验结果表明,所提策略兼具实用性和可实施性,对实现无站间通信下的高压直流输电系统逆变侧频率控制具有一定的参考价值。涌流引起的变压器三角形侧不平衡三次谐波影响及抑制方法
摘要：稳态情况下,一般认为三次谐波具有零序分量特征,无法耦合至主变压器三角形侧设备,但经现场试验所得结论可知,和应涌流造成的不平衡三次谐波却可以流入主变压器低压侧,并与低压侧电容器组构成回路,有可能使电容器及避雷器损坏。系统稳态运行时,三次谐波仅仅存在零序分量;而和应涌流中的三次谐波电压、电流并不完全对称,存在三次谐波的正、负、零序分量,故涌流时的三次谐波的正序、负序分量能流出变压器的三角形侧,流入电容器组和负荷。同时,如果并联电容器组的电抗率为6%,则存在三次谐波串联谐振点,这是导致三次谐波进一步放大的原因。文中通过理论及仿真分析,论述了上述观点的正确性,并通过计算,设计出一种配置混合串联电抗器的并联电容器组。动模试验证明,配置混合串联电抗器的并联电容器组可以大大抑制系统侧及电容器支路中的三次及五次谐波,较配置统一串联电抗器的并联电容器组具有较大优势。
