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电力系统自动化 2018年第24期杂志 文档列表

电力系统自动化杂志专题报告

微电网运行与控制IEC标准进展与分析1-10

摘要：近年来,微电网及分布式能源的市场繁荣促进了其各项技术的标准化进程。文中首先综述了部分国内外分布式能源、微电网的标准规范的制定与发展现状,然后参考国际电工委员会(IEC)微电网国际标准制定中的经验和思考,阐述了微电网IEC/TS 62898的设计框架。最后,介绍了IEC微电网运行控制与保护标准的主要研究内容及进展,并从微电网分类及应用场景方面、微电网与主网的互动能力方面、微电网储能的运行与控制方面、微电网保护和控制机制方面、微电网各主体信息交互方面对IEC/TS 62898与IEEE 1547的差异进行了详细分析。

电力系统自动化杂志学术研究

面向需求侧主动响应的工商业用户电力套餐优化设计11-19

摘要：电力需求响应是应对电网峰谷差持续拉大、间歇性可再生能源大规模并网、能源结构转变等问题的有效方法。为此,提出了一种新的需求侧主动响应策略——面向工商业用户的电力套餐,并对电力套餐的设计问题进行了优化研究。首先,采用基于特性指标降维的负荷聚类方法辨识工商业用户的负荷特征,为电力套餐的设计进行市场细分;其次,在综合考虑电费支出满意度和用电方式满意度对用户决策的影响的基础上,基于多项Logit模型构建用户对电力套餐的选择行为模型;接着,构建基于成本一效益分析的电力套餐综合评估模型,以衡量电力套餐的经济价值;然后,在此基础上,提出以最大化益本比为优化目标的电力套餐设计的优化模型。算例采用某地区工商业用户的实际数据,结果显示了所提电力套餐的经济价值及其调动需求侧主动参与负荷管理的效果。

基于多参数规划的有源配电网分布式光伏容量评估方法20-26

摘要：考虑分布式电源出力与负荷不确定性时,配电网可接入的分布式电源容量评估问题通常采用含机会约束的随机优化模型。针对此问题,传统蒙特卡洛仿真的求解方法效率低下。采用多参数规划算法改进传统的多场景优化方法,对不确定参量的变化范围进行分析,得到优化结果与不确定参量间的分段线性函数解集。这样就将传统方法对每个场景的优化问题的求解,转化为参量对应的线性函数解集检索与简单计算,从而实现了高效计算。最后,文章通过IEEE33节点标准算例验证了算法的正确性和有效性,计算效率可达传统方法的十倍以上。

以热定电模式下热电联产机组电功率灵活调节能力分析27-35

摘要：“以热定电”模式下热电联产(CHP)机组的电功率输出受机组供热负荷制约,对于以采暖负荷为主的CHP机组,区域集中供热系统的供热时滞性和采暖用户的热惯性使其供热负荷具有灵活性,其电功率输出仍具有一定的灵活调节能力。分析了供热管网热损失、供热时滞性,以及采暖用户热惯性对CHP机组供热负荷的影响,并利用生产模拟方法生成供水温度、抽汽量与供热负荷样本数据,通过拟合方法将抽汽量表达为供水温度与供热负荷的函数,用以描述汽水换热器的热传递过程。在此基础上,构建了一种CHP机组电功率灵活调节能力评估模型。算例分析证明,所述模型可用于分析CHP机组利用供热时滞性和热惯性作用所能提供的电功率调节范围,以及相应的成本指标。

基于光伏与空调负荷协调优化的有源配电网经济调压策略36-43

摘要：针对光伏电源接入配电网带来的电压越限问题,考虑空调负荷的调节潜力,提出一种基于光伏与空调负荷协调优化的有源配电网经济调压策略。首先,光伏与空调负荷根据自身利益建立各自调节量-调节成本模型;其次,集中控制器根据各用户的模型及潮流、网损等信息,以经济性为目标,优化分配各用户的实际调节量。将空调负荷的调节能力与光伏的调节能力协调配合,在实现电压调节的同时,减少或避免切除光伏的有功出力。仿真分析结果表明,所提策略在有效调节电压的同时,减少了网损,兼顾了光伏、空调负荷、负荷集中商及电网公司的利益,具有较高的经济性。

需求响应下的变频空调群组削峰方法44-52

摘要：通过对变频空调负荷特性的研究,建立变频空调负荷模型;结合温度控制和频率控制两种方法的优点,在约定需求响应激励方案并满足用户舒适度要求的情况下,确定了一种考虑时间约束的变频空调频率控制方法;并以空调群组的削峰优化模型为基础,设计了一种直接易行的空调群组削峰控制算法。根据空调调控顺序的不同,分别达到充分利用负荷削减潜力或经济性最优两种目标,通过算例验证了所述方法的正确性和优越性,并分析比较了不同目标或因素影响下的削减效果。

基于时间概率分布与电器组合超状态的非侵入式负荷分解53-58

摘要：非侵入式负荷监测是智能用电网络中的重要技术,为研究非侵入监测下电器的用电情况,提出了一种基于电器时间概率分布和电器组合超状态匹配的负荷分解方法。首先对电器的功率数据进行状态提取,并利用电器运行的时间信息提取每个状态的时间概率分布。根据电器的工作状态组合,构建超状态,利用家庭历史用电数据缩减超状态空间,并针对超状态功率重叠问题对其进行聚类得到S超状态。在负荷分解阶段利用S超状态匹配方法对非侵入式数据分段,并利用时间概率最大似然估计分解结果。最后,通过数据集分解结果验证了该算法的有效性。

气电耦合综合能源系统供电可靠性评估解析算法59-66

摘要：对气电耦合综合能源系统供电可靠性评估进行解析方法研究。首先,研究耦合系统的运行方式,建立气电耦合综合能源系统供电可靠性模型,对耦合系统影响供电可靠性的因素进行了全面的分析。其次,提出气电耦合综合能源系统供电可靠性评估的解析算法。最后,采用比利时20节点天然气系统和IEEE-RBTS Bus-6系统搭建算例进行分析,通过仿真对所提模型和算法进行了验证,并通过不同场景计算结果的对比,详细分析了耦合系统对供电可靠性的影响。

基于云模型和k-means聚类的风电场储能容量优化配置方法67-73

摘要：合理确定风电场侧储能系统容量配置方案是实现风电输出功率波动有效平抑的关键问题。针对传统k-means聚类算法难以给定聚类数目且算法稳定性较差的问题,在采用自适应小波包分解法处理风电输出得到储能运行曲线的基础上,基于云模型理论将储能充放电功率的概率分布分解成若干个正态云模型的叠加,根据数据特性自动确定聚类数目和初始聚类中心,然后应用kmeans聚类算法从储能运行曲线中聚合出具有代表性的充放电曲线集合作为储能容量优化模型的输入,从而最终确定储能系统的配置方案。仿真结果验证了所提算法的合理性和稳定性。

大型同步调相机惰转并网成功率计算方法74-78

摘要：为提高大型同步调相机项目的经济性,中国大型同步调相机采用的是惰转并网方式。惰转并网相对于同频并网,其并网成功率与频差、相角差定值的设置关系密切。基于中国首批大型隐极同步调相机工程,首先估算出惰转工况下调相机的功率损耗,进而计算出调相机在额定频率点附近的频率滑差,最后提出了调相机并网成功率的计算方法,以及并网成功率与频差、相角差定值之间的关系。主机厂方和工程现场的同期试验情况验证了所提方法的有效性。

基于断面负载均衡度的统一潮流控制器潮流优化控制方法79-85

摘要：区域间断面的输电能力主要受限于重载通道的热稳极限,同时关键输电断面对于电网的安全稳定运行具有重要意义。文中提出一种针对断面输电能力受限和潮流分布不均的统一潮流控制器(UPFC)控制方法。定义了断面负载均衡度这一指标,为评估UPFC的潮流控制效果、UPFC对断面潮流分布的优化作用提供了可量化的指标。以江苏省苏州市500kV UPFC科技示范工程为例,从三相永久性N-1故障、稳态运行和锦苏直流闭锁3种工况提出了相应的UPFC控制方法。仿真结果表明,基于所提指标的UPFC控制方法可以达到改善断面输电能力和潮流分布的目的,同时提高电网的安全稳定性。

多直流馈入受端电网严重故障后的主动解列策略86-91

摘要：随着特高压交直流互联电网的快速发展,极大地增强了大范围资源优化配置能力,但在极端故障情况下,电网存在全网性暂态失稳的风险。为了最大限度地保障电网失稳场景下局部重要负荷分区不间断供电,主动解列是一种有效的控制措施。针对多直流馈入的受端电网,分析了交直流故障下全网性的暂态失稳场景,并由失稳特点提出主动解列的应对策略,从判据设置、解列断面的选择原则及追加紧急控制等方面对主动解列策略进行阐述,并通过实际电网仿真算例验证了所提策略的有效性。

柔性直流输电系统启动阶段模块间不均压问题分析92-97

摘要：针对柔性直流输电系统启动阶段子模块不均压问题,通过对功率子模块的功耗进行分析,建立功率子模块功耗模型。首先,探讨启动阶段功率子模块充电和耗电的能量平衡,提出了等平均充电电流法。然后,通过该方法分析计算得出功率子模块达到模块间均压的条件,计算子模块间均压所需的最小平均充电电流、稳态平均充电电流。最后,通过MATLAB/Simulink构建仿真模型验证理论分析的正确性,结果表明,等平均充电电流法推导出的模块均压条件可以有效解释子模块充电阶段模块间不均压的原因,并给出解决方法。

电力系统自动化杂志研制与开发

UPFC串联变压器匝间故障特性分析98-104

摘要：串联变压器是统一潮流控制器(UPFC)的核心器件之一,其工作电压通常小于其额定电压。由于串联变压器特殊的运行特性,串联变压器的匝间故障纵差保护灵敏度大为降低。文中分析了UPFC串联型变压器匝间短路时影响差流的相关因素,找到了造成差动保护灵敏度降低的原因。并由此引入电压调整系数,调整差动计算中的变压器二次额定电流计算值。分析了引入电压调整系数后对差动保护的影响;给出了电压调整系数取值时需要注意的问题。最后以实际工程为例建立仿真模型,从保护灵敏度和防误动特性两方面,对所提方法进行了验证。

新型组合式直流断路器拓扑及其性能分析105-112

摘要：基于强迫换流原理的混合式直流断路器具有速动性良好、可低损耗经济运行的优点,但应用于大规模的柔性直流电网时造价高、经济性差。组合式直流断路器的拓扑,通过在换流站对应的每条母线上仅采用一个昂贵的主断部分,可以有效降低断路器的一次造价,但现有的组合式断路器在任一线路故障动作时存在主断开关接地过程,同时不具备对快速机械开关的失灵保护功能。为此,提出一种新型的组合式直流断路器拓扑,分别分析了其在正常运行时分闸、合闸,线路故障时分闸、重合闸与快速机械开关失灵时动作过程的工作原理,同时对新型组合式直流断路器拓扑的可靠性、适应性等问题进行了分析并给出相应的应对策略。最后在PSCAD/EMTDC软件上对所提组合式断路器的性能进行了仿真分析与验证。

特高压柔性直流阀组投入过程中混合型MMC启动充电策略113-119

摘要：在基于两个阀组串联构成一极的特高压柔性直流输电系统主接线方案中,为了实现混合型模块化多电平换流器(MMC)阀组的在线投入并简化其操作流程,混合型MMC需具备在直流侧短接情况下完成启动充电的能力。首先分析了直流侧短接时混合型MMC在不控充电阶段的工作原理,发现该阶段所有半桥子模块始终处于旁路状态,其自取能电源无法启动。为解决这一问题,提出了一种基于负向电流支路部分子模块切出的可控充电控制策略。该方法不仅可保证半桥子模块电容能够串入回路中进行充电,而且可维持子模块间的电压均衡,并最终将其电容充电到额定电压附近。最后,在仿真模型以及实验样机上验证了所提策略的有效性以及性能分析的正确性。

感应耦合电能传输系统的移相与脉冲密度混合电压调控策略120-126

摘要：针对感应式无线电能传输系统中高频逆变器效率和负载电压无级调节的两个关键问题,提出一种移相脉宽调制(PSPWM)和脉冲密度调制(PDM)兼用的混合调制方法,其中,变流器主频率一定、开关处于电压软开关状态,有选择地对PDM中某一脉冲实施移相处理,并利用脉冲密度数和移相角大小调节输出电压和功率,实现变流器的高效率运行和输出电压平滑稳定调节。通过实验,对上述PDM和PSPWM与所提出的混合调制方式的负载输出电压平滑性与逆变器效率进行了对比分析,所提出的混合调制方式在实现无级调压的情况下纹波系数较PDM减少了9%、逆变器的损耗相对于PSPWM减小了5%~20%。

改进的中点钳位型三电平逆变器非连续脉宽调制策略127-134

摘要：为了降低开关损耗,非连续脉宽调制(DPWM)方法被广泛应用于中点钳位型三电平逆变器(NPC-TLI),但是DPWM在中点电压的控制上表现了某些不足。为了减少NPC-TLI的开关损耗并同时控制中点电压,文中采用切换钳位模式来实现对中点电压的有效控制。为了避免在切换钳位模式时引入附加开关动作,提出了一种可实现钳位模式无缝切换的改进的脉宽序列的DPWM策略。通过仿真和实验,对所提策略、传统DPWM和现有优化DPWM算法进行了比较。理论分析和实验结果均表明,所提策略具有良好的中点电压控制能力以及开关损耗降低能力。