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电力系统自动化 2017年第08期杂志 文档列表

电力系统自动化杂志智能电网电能质量问题分析与控制专辑

基于信度融合和滑模控制的暂态电压扰动源容错性定位2-10

摘要：提出了一种基于信度融合和滑模控制的含分布式电源（DG）智能配电网中实现暂态电压扰动源（TVDS）容错性自动定位方法。在基于网络化电能质量监测系统平台的TVDS容错性自动定位系统框架下,对其中关键功能模块的实现原理进行详细分析,包括基于电能质量监测点优化布置的电能质量动态状态估计、扰动方向判定信度影响因素分析及信度融合、DG接入对扰动方向判定影响规律分析与归纳。然后,提出一种基于滑模控制的TVDS容错性定位算法,实现综合考虑了扰动方向融合信度、DG接入方向误判校正的TVDS容错性自动定位。最后,通过IEEE 34节点含DG配电网络算例,分析验证了所提TVDS容错性定位方法的可行性和有效性。

计及谐波视在功率的谐波源识别方法11-15

摘要：为正确识别电力系统公共连接点处的主要谐波源,基于IEEE 1459功率标准定义的谐波视在功率,提出了一种基于该功率指标进行判断的主谐波源识别的新方法。根据叠加定理分别定义系统侧和用户侧等值谐波源单独作用时引起的谐波视在功率,通过直接对比二者的大小,判断出主谐波源的位置是系统侧或用户侧。提出的方法可以考虑各次谐波电压、谐波电流的综合影响,进而识别出公共连接点处综合主要谐波源。最后通过IEEE 13节点系统仿真和某钢铁企业实测数据均验证了所述方法的合理性。

基于奇异值分解理论的谐波放大分析方法16-21

摘要：电网中的谐波危害十分严重,随着网络结构日趋复杂化,因谐振造成的谐波污染问题变得更加突出。为了更好地研究分析电网谐振规律,提出一种基于奇异值分解理论的谐波放大分析方法。该方法通过提取谐波源与响应之间传递函数矩阵中的关键信息,获取网络中节点电压和支路电流的谐波放大规律。理论分析和算例分析结果验证了所提出的谐波放大分析方法的有效性。

连接弱交流系统的高压直流换流站无功补偿协调控制策略22-29

摘要：在馈入端交流系统强度较弱、直流传输功率频繁波动的高压直流系统中,换流站无功补偿设备的协调控制对改善换流母线电压的稳定性具有重要意义。提出了一种基于静态同步补偿器（STATCOM）和电容器组相互协调的多模式协调控制策略,主要包括换流母线电压无静差跟踪额定电压的稳态调压模式、换流站参与近区交流系统电压调节的自动电压控制（AVC）模式,以及换流母线发生短路故障时抑制电压波动与换相失败的暂态控制模式。基于实际工程参数,在电磁暂态仿真软件（PSCAD）建立了±800kV酒泉—湖南特高压直流输电系统仿真模型,并在直流功率波动、AVC中心下发指令电压和馈入交流系统短路故障等多种工况下对该多模式控制策略的性能进行了仿真验证。仿真结果论证了所提出的换流站无功补偿设备协调控制策略的合理性和有效性。

双馈风电机组附加阻尼控制器与同步发电机PSS协调设计30-37

摘要：针对大规模双馈风电机组接入电力系统后的区间低频振荡问题,提出了一种协调双馈风电机组附加阻尼控制器和同步发电机电力系统稳定器（PSS）的设计策略。首先,考虑风电机组的机械部分、电气部分和控制结构,建立了双馈风电机组的机电暂态模型和附加阻尼控制器模型。在闭环电力系统线性化模型的基础上,提出利用动态指标值的优化模型来协调整定双馈风电机组附加阻尼控制器和同步发电机PSS的控制参数,并使用粒子群算法求解优化模型的全局最优解。最后,通过2个标准仿真系统算例,对比传统的阻尼控制器设计策略,验证了所设计策略的有效性和实用性。

面向微电网三相电压不平衡补偿的逆变器并网控制38-44

摘要：随着微电网规模的日益扩大,单相、三相负载混用日益增多,微电网单相电压不平衡现象日益严重。为了解决这个问题,针对三相四桥臂逆变器三相输出可解耦独立控制的特点,提出并网逆变器三相输出可控互联、各相输出功率根据电压不平衡度进行自适应调节的控制方案。在建立其平均等效模型及不平衡状态转移模型的基础上,对逆变器三相输出电流进行分级控制,实现对微电网不平衡电压的补偿。利用MATLAB/Simulink进行了仿真,并构建实验平台进行了实验。仿真和实验结果表明,所提出的补偿方法具有很好的补偿效果。

孤岛微电网分布式电压不平衡补偿控制策略45-51

摘要：针对不平衡负载、故障等引起的微电网公共连接点电压不平衡问题,提出了一种基于多系统的分布式协调电压不平衡补偿控制策略。将微电网各分布式电源等效为多系统中的,利用领导节点产生只有少数能够接收的补偿信号参考,公共连接点电压不平衡补偿等效为各节点向领导节点同步的追踪同步问题。利用线性状态反馈设计了分布式控制率。该控制策略基于一个单向通信的有向通信网络,各只需处理本地及相邻信息。该控制策略避免了对集中控制器的依赖,提高了系统的可靠性。利用一个微电网测试系统对所提控制策略进行了验证,仿真结果表明所提控制策略能够有效抑制公共连接点电压不平衡度。

基于广义最小生成树的多微网源荷储恢复顺序优化策略52-57

摘要：随着区域内微网接入数量的增加,逐渐形成不同相序结构的多微网系统,制定合理可靠的源荷储恢复策略对其快速恢复具有重要意义。针对新兴的单相与三相拓扑结构的混联多微网,提出一种考虑其三相不平衡度约束及稳定运行裕度需求的单相/三相多微网源荷储恢复顺序优化策略。提出多微网运行裕度和稳定裕度的概念,将源荷储恢复事件抽象为连通无向图的顶点,采用基于Prim思想的改进广义最小生成树方法进行源荷储恢复顺序优化,并提出考虑簇间权值最小的顶点簇形成方法。经仿真验证,所提策略有效可靠。

电力系统自动化杂志学术研究

计及电压与无功功率的直流潮流算法58-62

摘要：直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。

考虑在线监测信息的电力变压器时变停运模型63-68

摘要：变压器的可靠运行受到自身健康状态、运行状态、气象环境等多方面因素的影响,这些因素增加了变压器运行状态的随机性和复杂性,现有模型无法量化分析不同影响因素对变压器时变停运过程的影响。文中提出了基于比例风险模型和半马尔可夫过程的变压器时变停运率模型,模型可以融合不同影响因素,并考虑了影响因素自身状态的随机过程。为了克服解析法直接求解的困难,引入了蒙特卡洛法对影响因素状态进行采样,给出了变压器可靠性评估流程与收敛条件。算例分析表明了时变停运模型的合理性,以及评估算法的有效性。

风险调度中引入知识迁移的细菌觅食强化学习优化算法69-77

摘要：针对电力系统运行过程中负荷及故障的不确定性,在经济调度中引入风险评估原理,并提出了一种全新的基于知识迁移的细菌觅食强化学习优化算法。该算法将细菌觅食算法的寻优模式与Q学习算法的试错迭代机制结合,利用多主体协同合作来更新共有的知识矩阵,并以基于知识延伸的维度缩减方式避免了＂维数灾难＂。在预学习获得最优知识矩阵后,利用知识迁移加速在线学习进程。IEEE RTS-79测试系统的仿真结果表明：所提算法在保证获得高质量最优解的同时,寻优速度可达经典智能算法的9~20倍,适合求解大规模复杂电网的风险调度快速优化。

含多感应电动机负荷的微网电压稳定性仿真分析78-83

摘要：微网中含大量高度非线性的感应电动机负荷,对微网孤岛运行时的电压稳定性构成严重威胁。为此,针对含多感应电动机负荷的微网,根据电力系统功率平衡的原则,从理论上推导了微网各电动机负荷转差与系统电压的动态耦合关系,进而说明感应电动机负荷更加敏感的原因及多感应电动机负荷的转差和系统电压之间的动态耦合特性与微网稳定性相关。基于MATLAB/Simulink仿真平台,搭建了风光柴储多源主从控制微网,通过仿真研究了不同条件下多机叠加启动及微网故障两种情况下微网的电压稳定性,进而提出了提高含多感应电动机负荷的微网电压稳定性的措施。仿真结果表明,多感应电动机负荷之间的相互作用对微网电压稳定性具有重大影响,且串联主从微网的临界故障清除时间受三相短路故障点离感应电动机负荷点的距离和故障点离主控单元的距离双重制约,采用叠加启动策略和故障点快速切机等措施可有效提高微网电压稳定性。所得结论为含多感应电动机负荷的微网稳定性研究与控制提供了理论参考。

基于能量时空分布熵的低频振荡类型判别方法84-90

摘要：电力系统发生低频振荡时,准确判断振荡类型对确定振荡起因和采取抑制措施至关重要。将低频振荡细分为局部振荡、区间振荡和局部—区间耦合振荡,并从熵的基本原理出发,结合不同类型低频振荡的振荡能量时空分布特性,提出基于能量分布熵的低频振荡类型判别依据。首先利用Prony分解提取主导振荡模式的电气量数据,计算各机组振荡能量并且得到振荡能量空间分布熵和标幺化标准差分类指标,然后通过增加滑动窗的方式动态反映振荡能量随时间的变化态势,对结果进行曲线拟合显示不同类型振荡能量时空分布规律,利用熵差综合分类判据对低频振荡类型加以区分。通过华北电网不同类型低频振荡仿真计算,验证了所述方法的有效性。

电动汽车换电站时序响应能力模型与充电计划制订策略91-97

摘要：由于蓄电池具有良好的储能特性以及可控性,电动汽车换电站运营商在满足换电需求的前提下,可以响应电网企业的激励措施,达到系统运行的要求。首先,根据换电站内电池组的状态参量,建立电池组的状态矩阵;其次,将电池组进行状态分群,对其中处于可控状态的电池组实施控制;最后,运用递推的思想研究该换电站内备用电池组的可控负荷裕度带,进而指导换电站运营商根据电网企业的运行目标制订相应的充电计划,达到负荷平衡、改善区域负荷特性等目的。

电力系统自动化杂志研制与开发

多直流馈入受端电网频率紧急协调控制系统设计与应用98-104

摘要：分析了多直流馈入受端电网当前面临的频率稳定问题及相关控制系统的技术现状,阐述了协调利用多直流功率紧急支援、联切抽蓄电厂泵工况机组,以及快速切除大规模可中断负荷等措施的频率紧急协调控制系统主要设计思路,并从系统总体架构、直流故障判据及主要控制策略等方面提出了系统的详细建设方案。最后介绍了该研究成果在华东电网的实际工程应用情况及测试运行效果。

适应稳定控制系统动作的备自投开放判据105-109

摘要：传统备自投方法难以正确区分进线故障导致母线失压和稳定控制系统动作切除进线导致母线失压两种情况,可能导致备自投误动或拒动,影响电网的稳定运行和供电可靠性。文中根据稳定控制系统动作和进线故障切除时,母线电压和进线电流的不同变化特点,提出了一种适应稳定控制系统动作的备自投开放判据。该判据可在稳定控制系统动作切除进线时,自动闭锁备自投;而当进线故障切除时,可靠开放备自投。仿真测试验证了所提判据的正确性。

微网孤岛运行模式下的调频控制策略110-115

摘要：针对采用下垂控制的逆变器组成的微网,研究其孤岛运行模式下的调频控制策略。通过对系统进行建模分析,并将传递函数进行有效的等效与化简,推导出调频控制器的参数校正公式。当系统工况改变导致分配特性、输出阻抗以及接入条件改变时,该控制器都可以在线调整参数值,使系统频率迅速恢复稳定。实验结果证明,引入该参数自动调节算法后,系统参数改变时调频控制算法可以很快恢复到给定频率,并保持频率稳定。

基于变下垂系数的直流配电网自适应虚拟惯性控制116-124

摘要：直流配电网采用电压下垂控制具有较好的稳定性,但对高频随机功率波动的调节能力较差。文中研究了适用于直流配电网电压下垂控制的虚拟惯性控制方法,以兼顾调压器的快速性和稳定性,改善直流配电网电压质量。所述控制策略在功率波动瞬间通过调压器下垂特性曲线的摆动,快速释放或吸收能量,相当于在直流侧虚拟出比实际电容大得多的虚拟电容,提高了系统惯性,有效抑制了直流电压波动。同时,理论分析了在不同运行情况下该控制策略所能提供的具体的虚拟惯性裕度,在此范围内根据电压大小自适应地调节下垂系数,提供大小可变的惯性支持,从而使系统获得最佳动态响应。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了四端风储直流配电网系统并进行仿真验证,结果表明所述控制策略能够起到改善系统暂态响应、提高直流母线电压质量,以及平滑与交流主网交换功率的作用。