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电力系统自动化 2015年第24期杂志 文档列表

电力系统自动化杂志环球瞭望

英国电力容量市场设计及对中国电力市场改革的启示1-7

摘要：随着能源安全性、经济性和低碳化的发展,英国在成功实施电力市场20多年后,开始着手以建立容量市场为主的第3次电力市场改革。文中结合英国情况阐述了容量市场设立的必要性,分别从法律发展、运营阶段、市场参与方及评价标准4个方面综述分析英国容量市场设计的原则。在英国首轮拍卖的基础上,分析了英国容量市场设计,其优势在于加长了容量协议时限,但在拍卖设计、储能装置支持方面仍存在问题,英国容量市场在后期将重点加强能源互联、促进弱势容量的发展。从需求、供给、市场时间设立、辅助支持等方面对英国和美国电力容量市场设计进行了综合比对分析,最后提出对中国今后开展容量市场建设的思考。

《电力系统自动化》2015年索引(第39卷 第1～24期)1-69

电力系统自动化杂志绿色电力自动化

基于两阶段优化的风储联合发电系统日前发电计划模式8-15

摘要：考虑风电日波动性对常规机组启停的影响,为准确刻画系统运行经济性与风电消纳能力的关系,设计了风电最大出力模式、经济运行模式和运行成本控制模式3种风储联合发电系统日前发电计划模式,提出了不同模式的两阶段优化模型及快速求解算法。第1阶段通过储能系统和常规机组协调调度,实现经济性最优或弃风量最小的目标,第2阶段优化则按照经济调度和"三公"调度的原则分配常规机组和风电场的有功出力。提出快速算法削减了模型的寻优空间,大幅提高了优化模型的求解效率。基于IEEE 30节点系统进行仿真分析,验证了所述模型和算法的优越性。

基于净负荷分步建模的旋转备用优化确定风险分析方法16-22

摘要：由于采用净负荷预测误差模型描述风电和负荷共同预测误差,优化系统旋转备用配置的多场景概率风险分析方法尚难以全面考虑风电的不确定性,如从网络安全和经济性方面必须考虑的弃风因素以及风电功率预测误差存在的非正态分布情况。为此,基于分步建模的策略改进多场景概率风险分析方法中净负荷预测误差模型,使其在计算系统失负荷风险时能够计及弃风和考虑不同类型概率分布的风电功率预测误差,并将弃风惩罚成本引入机组组合优化模型的目标函数中,以实现风电功率的合理消纳和系统旋转备用的优化确定。采用混合整数线性规划方法,对含风电场的IEEE-RTS 26机测试系统进行仿真分析,验证了改进模型的有效性。

考虑惯性动能的风电场旋转备用容量优化方法23-28

摘要：并网风电场主动参与旋转备用控制,已成为调度部门和风电场运营商面临的新挑战。将变速风电机组的转子惯性动能纳入到风电场旋转备用容量范畴,从而最大限度地利用转子惯性动能参与电网频率调节或紧急备用;并根据风电场实际运行场景,提出了备用优化运行模式与调度优化运行模式及其对应的优化模型。实际算例分析表明,相比于传统备用方法,所提出的方法可在备用优化运行模式下使风电场弃风量最小,给风电场商带来较为可观的经济利益;可在调度优化运行模式下向电网提供最大的旋转备用容量,更加有利于电网稳定运行。

考虑惯性调频的双馈风电机组主动转速保护控制策略29-34

摘要：双馈风电机组模拟惯性调频能响应系统频率变化、缓解大规模风电并网导致的系统惯性降低问题。但是转子储存动能有限,当转子转速下降到一定限值时风电机组将退出调频并恢复转速,这将引起系统频率二次跌落。文中首先对双馈风电机组在不同风速区内的惯性调频特性进行了分析,并量化分析了不同风速区内风电机组参与调频过程中的有效释放动能,然后提出了基于动能损失负反馈的主动转速保护控制策略。该策略根据双馈风电机组容量和实时运行工况调整转速保护控制器的比例—积分系数,使双馈风电机组随着转子转速下降逐渐退出调频过程,从而维持风电机组在释放动能过程中自身的稳定性,避免频率二次跌落。不同风速区内仿真结果验证了所提主动转速保护控制策略的有效性。

电力系统自动化杂志学术研究

含积分二次型的电力系统改进时滞稳定判据35-40

摘要：在进行电力系统广域控制器设计时,需要科学考虑量测与控制环节时滞的影响。已有的时滞稳定判据多基于Lyapunov稳定性理论得到,具体的方法就是通过构造Lyapunov泛函,然后进行放缩得到充分性条件,由此决定时滞稳定判据必存在一定的保守性,如何有效降低稳定判据的保守性就成为该领域长期关注的一个热点问题。首先在已有Lyapunov函数中引入积分二次型,从而构造了一种新的Lyapunov函数;进一步,借助线性矩阵不等式(LMI)工具推导了相应的改进时滞稳定判据;最后,借助典型二阶时滞系统、单机无穷大时滞电力系统和带有远程反馈控制回路的WSCC 3机9节点电力系统,对所提方法进行了校验分析。算例表明通过引入积分二次型,时滞稳定判据的保守性得到显著降低。

轨迹驱动切负荷的布点协调优化算法的简化41-48

摘要：随着系统规模及各种不确定性的增加,轨迹驱动切负荷(TDLS)的布点优化的计算量急剧增加。综合考虑负荷模型对布点优化的计算量及精度的影响,验证在TDLS布点中采用简化负荷模型的可行性。同时,改进已有的协调优化算法。包括简化其流程,减少迭代次数,减少灵敏度系数的更新次数。仿真表明,上述简化方法对计算精度的影响并不显著,但计算量大幅降低,有利于工程实用。

居民主动负荷促进分布式电源消纳的需求响应策略49-55

摘要：户用分布式电源可直接为电网末端用户供电,在提供清洁能源的同时,也可能由于双向潮流和电能供应的间歇性引起功率失衡和电能质量问题。因此,基于智能配电网中负荷的主动响应能力,在保证分布式电源可靠供电的同时,促进分布式电源的就地消纳亟待深入研究。文中首先介绍了用户侧能量管理系统的概念;其次,考虑用户意愿及生活习惯提出了负荷状态概率矩阵,并建立了居民用电概率模型,制定了以分布式光伏消纳最大化为目标的主动负荷需求响应方案。最后,运用蒙特卡洛方法模拟用户用电行为,实际算例的仿真结果表明所提方案可有效促进分布式电源消纳,改善负荷曲线,实现电网物理层面及多方面经济效益。

基于动态车流模拟的高速公路充电站多目标优化规划56-62

摘要：针对当前电动汽车充电站优化规划中未能有效统一运营者与用户之间的综合效益,以及在时序车流对充电等待时间累计影响的分析上比较粗糙等问题,提出一种更为准确的高速公路充电站优化规划模型与方法。首先,构建了以电站投资运营者与汽车用户双方综合效益最大为目标的数学模型;其次,提出了高速公路中汽车行驶与充电选择的动态模拟方法;再次,利用混沌粒子群优化实现了求解流程与方法。算例分析表明了文中方法的有效性和实用性。

考虑规划需求的EV充电桩集群管理系统通信方式综合评价63-71

摘要：综合考虑经济性、技术性、适用性构建电动汽车(EV)充电桩集群管理系统通信方式的评价指标体系,并提出一种考虑规划需求的管理系统通信方式综合评价方法。该方法利用云模型反映主观评价信息的不确定性和模糊性,而后综合多组评价意见采用最大云相似度原则实现定性指标的定量表征;在此基础上,对各指标引入充电桩集群或充电站的规划需求因素,并采用考虑规划需求的灰色综合评价方法对各待选通信方式进行适应性评价。结合某规划新区所属的充电桩集群进行实例分析,验证了该方法的合理性、准确性以及优越的技术区分度,为实际设计充电桩集群管理系统组网方案提供了一种客观的决策手段。

电力系统自动化杂志研制与开发

混合型MMC拓扑及应用于MTDC直流故障穿越能力分析72-79

摘要：模块化多电平换流器(MMC)已成为高压直流输电领域最具前景的换流器技术之一。然而,与低电平电压源型换流器(VSC)相同,目前研究较多的半桥型MMC缺乏闭锁直流故障的能力。文中分析了不同结构的MMC在发生直流故障时短路电流的情况,提出了一种改进的MMC拓扑结构,基于错位层叠理论和换流器闭锁直流故障的原理,设计了一种适用于多端柔性直流(VSCMTDC)输电系统的混合型MMC拓扑结构,并结合VSC-MTDC系统直流故障时的"握手原则"详细说明了实现故障线路切除、非故障线路恢复的过程。最后,以典型的四端直流输电系统为例,通过PSCAD/EMTDC建模仿真,对故障后果最为严重的直流侧双极短路故障下的系统特性进行了分析验证。结果表明,基于该拓扑结构的多端直流系统能够在直流侧发生故障时快速闭锁换流器,并在短时间内恢复非故障线路的正常运行。

多换流器并联特高压直流系统控制策略及仿真80-86

摘要：并联高压直流输电系统是多端直流系统的一种特殊方式,并联扩建方案经济性好、运行灵活方便。利用实时数字仿真器(RTDS)建立了±800kV双换流器并联、10GW双极直流输电仿真模型。直流控制保护模型采用所开发的直流输电控制保护样机,与RTDS构成实时闭环仿真试验环境。控制策略采用电流裕度控制,整流侧两个换流器均定电流,逆变侧一个换流器定电压,另一个换流器定电流。控制系统架构按双极/极控制层,换流器层控制进行设置。换流器层控制实现两个换流器的触发控制,双极/极控制层产生电流和电压参考值指令,经分配后,发送至换流器层控制。利用该仿真系统对双换流器并联的直流输电系统启停、稳态运行工况、换流器在线投退、功率分配策略等进行仿真研究,结果表明所提出的控制策略和开发的控制保护样机可以满足双换流器并联的高压直流输电要求。

利用时域波形比对的高压直流输电线路电流差动保护87-95

摘要：高压直流输电线路电流差动保护受电容电流和数据不同步影响,选择性和速动性不高。通过对高压直流输电线路的故障特征分析发现,在时域平移一端数据,并对比差动电流的大小,可以进行区外故障数据同步的识别。对于区外故障,由于没有故障点注入电流的影响,差流在数据同步时最小,数据不同步时明显增大;对于区内故障,受故障点注入电流的影响,无论数据同步与否,差流的值总是很大。在分布参数模型下构造时域电流差动保护,利用上述差流特征可以获得区外故障实时的数据不同步时间信息,并在时域中实时调节差流和整定门槛,保证了差动保护不因区外故障数据不同步而误动。仿真验证表明所述方法能够可靠快速灵敏地识别高阻故障,不受分布电容影响,并且不需要两端数据严格同步。

基于谐振阻尼的三相LCL型并网逆变器谐波抑制优化策略96-103

摘要：LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但是内部滤波器自身容易出现谐振,而且对电网背景谐波电压引起的电网电流谐波抑制能力有限。针对逆变器中LCL型滤波器自身存在的谐振现象,在逆变器侧电流单环控制的基础上,分析其谐振机理,采用基于电感电流一阶微分前馈的谐振阻尼抑制谐振;同时建立谐波电网下的LCL型并网逆变器微分方程模型。在抑制谐振的基础上,主要分析网侧谐波电流环直接抑制方式,实现对电网电流谐振与谐波复合抑制,同时采用滤波电容临界值作为选择网侧谐波电流闭环的条件。分析闭环参数对系统性能的影响,给出控制参数的设计。实验结果验证了所采用控制策略的正确性和有效性。

混合仿真电磁侧功率源等效误差原理分析及改进104-109

摘要：传统的电磁—机电暂态仿真电磁侧在机电侧等值方式主要有电流源、诺顿等值电路和功率源等。分析了单接口下电磁侧在机电侧功率源等效误差产生的机理,探讨了电磁侧发生故障后机电侧精确计算对电磁侧信息的限制性需求。指出仅传递功率信息在电磁侧发生故障时并不能保证机电侧的正确求解。针对单接口和多接口形式给出了机电侧计算所需的信息,并给出了一种区别于功率源的等值方式。该等值方式利用机电侧上一个步长的信息,将传统功率源等值接口电流迭代求取的过程转化为线性方程组求解,从而改善了功率源等值方式在电磁侧故障后由于迭代造成的机电侧计算不准确的问题,提高了机电侧的计算精度。该方式适用于电磁侧采用实时数字仿真器计算的情况,并可推广到电磁侧与机电侧存在多个接口的情况。

电力系统自动化杂志工程应用

新一代在线监控临时接地线管理系统的开发与应用110-114

摘要：根据目前变电站临时接地线管理系统存在的弊端,提出了一种仅由地线管理机和无线式闭锁器组成的临时接地线管理系统,可应用于常规变电站独立五防系统、智能变电站监控五防一体化系统。现场采用无线通信式闭锁器具,用于在线监控临时接地线、网门、开关柜门和手动刀闸等位置状态。文中比较了常用的接地线管理方法并总结了文中构建系统的优势。阐述了地线管理机的硬件结构,无线式闭锁器的硬件结构、软件流程设计、无线通信安全性分析和关键问题的解决方法。构建系统已实际应用于220kV智能变电站的临时接地线管理系统和一体化调度中,显著提高了变电站地线管理的自动化水平和调控一体化的操作安全性。

基于全过程动态仿真的发电机组涉网保护和限制自动校核115-121

摘要：针对发电机涉网保护和限制的整定值保守、配合关系不合理,涉网保护和限制缺乏与实际电网之间的协调控制等问题,提出了一种基于全过程动态仿真的发电机组涉网保护和限制自动校核方法。该方法可自动识别运行方式变化,针对不同故障形式进行全过程动态仿真,校核涉网保护和限制的动作特性及其对电网稳定运行的影响,并评估相应运行风险。仿真结果表明,基于全过程的自动校核方法能够较为真实地反映实际电力系统发生故障后的动态过程,更好地发现由于保护和限制定值缺陷导致的问题,实现优化控制对象,为电网的安全运行分析和决策提供支撑。