智能电网条件下的智能小区关键技术
摘要：研究居民小区应用光伏等清洁能源有序并网、电动汽车有序充电技术，实现各种供用电信息的综合管理和服务，提供灵活便捷的自助用电服务，提升智能小区供电服务能力，提高供电可靠性，是智能小区研究的重要目标。在分析智能小区现状的基础上，综合应用智能电网先进技术，明确了智能小区的内涵与特征：对智能小区业务流、信息流进行了分析梳理，提出了灵活互动的智能小区系统架构，设计了智能小区业务功能和相应的配置；提出了智能小区关键技术架构，详细阐述了智能小区集成通信、互动服务、小区配电自动化、分布式电源运行控制、智能家居等技术，以支持智能小区关键设备的研制。智能变电站中智能组件的时间测试方法
摘要：IEEE1588作为一种高精度的分布式网络时间同步技术，对智能变电站的建设非常重要。首先介绍IEEE1588时间同步原理，给出其同步过程和2种链路延时测量机制的同步补偿算法；接着提出智能组件在同步时其时间相关可测试内容，包括智能组件作为主时钟或从时钟时的精密时间协议时间同步精度，采样值报文采样均匀度及其输出时间，面向通用对象的变电站事件报文响应时间及其输出时间；最后对主变保护测控智能组件UDT-531的时间相关参数进行测试和分析。结果表明UDT-531的已测时间参数基本满足IEC61850标准的需求，从而验证文中所提时间测试方法的可行性。1100kV／63kA气体绝缘金属封闭开关设备的研制
摘要：1100kV气体绝缘金属封闭开关设备（gas—insulated metal-enclosed switchgear，GIS）是特高压电网中最重要的控制和保护设备，对确保特高压电网的安全稳定运行和可靠供电起着重要作用。特高压交流试验示范工程用1100kV／50kAGIS设备已不能达到开断系统短路电流63kA的要求，为满足未来特高压电网建设需求必须研制出1100kV／63kAGIS设备。分析并研究了国内外已有的特高压输电技术，从电网需求、仿真分析、结构设计、型式试验等多方面，系统论述了1100kV／63kAGIS设备的研制全过程。从理论上计算并分析了GIS核心部件断路器，详细阐述了四断口和两断口断路器设计结构，并进行了仿真模拟验证。经过方案比选提出了1100kv／63kA断路器型式试验解决方案。最终，四断口和两断口设计的断路器均依照国家标准完成了型式试验。结果表明，1100kV／63kAGIS设备的研制是完全町以实现的。溪洛渡－浙西±800kV／7500MW特高压直流输电工程主回路参数设计
摘要：主回路参数计算是直流输电工程设计的重要组成部分。特高压直流工程每极由2个12脉动换流器串联接线，直流系统运行方式灵活。依据特高压直流输电理论和直流系统特点，对溪洛渡-浙西±800kV7500MW特高压直流，E程的主回路参数进行设计研究。计算结果给出了2端换流站的主要设计参数：平波电抗器电感值取4×75mH，并采用平抗分置方式；换流变压器均采用单相双绕组变压器；换流变短路阻抗均取为19％；额定容量分别为378．5和358．4MVA；额定相电压分别为171.3和162．2kV；分接头档位分别设置为＋21／-6和＋24／-4；绝对最大空载直流电压分别为239．0和227．0kV。这些结果将为该特高压工程后续的各项研究提供依据，也可以为其他特高压直流工程的设计提供参考。超／特高压交流同塔多回输电线路覆冰不平衡张力分析
摘要：根据超／特高压交流同塔多回输电线路的导地线型号及绝缘子串参数建立线-串有限元模型，分析了不均匀覆冰随耐张段档数的变化规律，不同挂点高差模式对不均匀覆冰不平衡张力的影响，给出了不均匀覆冰不平张力的分析计算方法。对超／特高压交流同塔多回输电线路导地线挂点不均匀覆冰不平衡张力随覆冰率的变化规律进行分析，给出了定量的计算结果。在此基础上，建立塔-线-串耦合的三维有限元模型，考虑铁塔变形对不均匀覆冰不平衡张力的分析，将计算结果与线-串有限元计算结果进行对比分析。根据有限元分析给出超／特高压交流同塔多回直线塔，导、地线不均匀覆冰不平衡张力百分比取值，一般情况下导线取为10％、地线取为20％，如果从经济性考虑，对同塔不同电压等级可以取不同的不平衡张力百分比，1000kV导线取7％，500kV导线取10％，地线取20％。基于地震区划的电力系统元件损坏概率分析
摘要：电力系统元件的实际地震损坏概率是分析电气设备的抗震性能和进行网络抗震风险分析的基础。在地震区划的基础上，结合电气设备易损性曲线，引入结构震害指数的概念，建立了电力系统中变电站主要元件及架空线路在地震情况下的损坏概率分析模型。最后，采用该方法对成都电网的变电站元件及架空线路损坏概率进行计算，并与实际结果进行对比，验证了该方法的有效性。大电网连锁故障的风险分析及对策
摘要：针对大规模电网连锁故障风险不断增大的问题，结合我国大区电网实际运行经验，对大电网运行特点及存在的连锁故障风险因素，如电力系统安全自动装置风险、特高压电网联络线功率控制风险、电网网架结构风险、电网运行方式风险、小概率事件风险等都进行了深入探讨。在此基础上，从大电网运行、管理等角度入手，针对各类风险的不同特点，提出了若干有普遍适用意义的对策，如建设广域测量系统及风险预警系统、构建电网防灾调度体系、加快调控一体化建设等。最后，对我国大电网的发展前景进行了总结和展望。多直流馈入华东受端电网暂态电压稳定性分析
摘要：基于2015年“三华”特高压规划电网的丰大运行方式，利用短路比和多馈入短路比指标分析了华东受端电网的强度，并讨论了受端系统网架调整和直流系统落点位置对短路比／多馈入短路比的影响。采用PSD-BPA暂态稳定程序，分析了华东受端电网在各种故障下的暂态电压稳定性。结果表明：直流系统落点位置对华东受端电网强度的影响较大；交直流系统单一故障、受端特高压交流通道和逆变站换流母线附近线路发生三相永久性短路跳双回故障，大部分直流系统双极闭锁均不会导致华东受端电网暂态电压失稳；锦屏-同里、锡盟-金坛、复龙-奉贤和溪洛渡-浙西特高压直流发生双极闭锁故障后，送端电网需采取切机措施才能保持系统稳定。发电机励磁与高压直流输电的协调控制
摘要：针对包含励磁控制的发电机与高压直流输电的交直流互联系统，设计了发电机励磁与高压直流输电的协调控制器。首先建立整个系统的数学模型，然后利用非线性控制理论将系统精确线性化，并结合最优协调控制理论得出协调控制规律。最后应用EMTDC程序进行仿真，结果表明，上述协调控制器能有效地提高整个系统的稳定性。基于阻抗归算的间谐波源识别及责任划分
摘要：电力电子装置等非线性设备会产生间谐波，对电网和用户产生危害。为此提出一种基于基波阻抗测量和归算的间谐波源识别方法，同时考虑不同频率间谐波对公共连接点电压引起闪变水平的差异性，引入权重系数量化系统侧和用户侧的责任。算例分析表明该方法可以准确地识别主问谐波源并能量化系统侧和用户侧的责任。体现轧机功率需求主动性的周期性冲击负荷模型
摘要：冲击负荷是引起电力系统功率振荡的重要因素之一。基于电网功率振荡研究的需要，建立了一种能体现轧机功率需求主动性的周期性冲击负荷模型。该模型将异步电机动态模型与轧机实际运行时功率需求的变化规律相结合，在异步电机负载转矩上叠加一个反映轧机负载变化的外部转矩来模拟冲击负荷的主动性和冲击性。利用PSASP用户自定义建模功能，实现了轧机冲击负荷新模型。通过仿真与实测数据对比，证明新模型可用于研究冲击负荷引起的电网功率振荡问题。中压配电网可靠性评估的级别树算法
摘要：提出中压配电网的可靠性评估级别树算法。考虑到中压配电网故障隔离、修复和切换等过程，以及开关动作特性，提出开关树、断路树2种可靠性级别树的概念和形成算法，进而将配电网等值为等效的开关树、断路树。采用动态链表模型存储可靠性级别树信息以减少冗余存储，降低存储复杂性。计及设备故障、备用切换等对负荷点可靠性的影响，基于可靠性级别提出统一的负荷点可靠性指标计算模型。由于可靠性级别树具有简化配电网的特性，且计算过程中只使用上行搜索方式，算法具有较高的计算效率。利用该算法对RBTS测试系统、某地区的10kV配电网进行了可靠性评估。分析结果表明该算法可用于传统中压配电网和接入新能源后的中压配电网的可靠性评估。开关试验对电力系统的影响及其仿真
摘要：分析了开关试验站的工作原理和开关试验对电网的影响，建立了2013年华中电网机电暂态仿真模型和开关试验站电磁暂态仿真模型，利用电力系统全数字实时仿真装置（advanced digital power system simulator，ADPSS）进行机电-电磁混合仿真。由仿真结果可知，应禁止进行造成母线瞬时电压下降值大于15％母线额定电压的试验项目；开关网络试验项目不会造成邻近系统线路保护、母线保护、主变保护、电容器保护动作，但建议在保证灵敏度的前提下，适当提高母线差动保护和失灵保护的负序电压定值；各类开关试验项目均不会造成机组强励磁动作。基于改进位能脊的电力系统暂态稳定快速识别算法
摘要：广域测量系统（wide-area measurement system，WAMS）为电力系统实时监测和控制奠定了物质基础，采用广域动态信息协调决策会大大提高控制措施的准确性和有效性。根据位能脊的定义，推导了基于单机广义暂态能量的改进位能脊公式，并提出一种判断系统稳定性的方法。该方法计算简单，需要的数据少，可以满足在线应用的要求。通过对中国某省实际电网进行仿真，并和基于相轨迹凹凸性判断系统稳定的方法进行比较，验证了该判据的准确性和有效性。基于改进离散粒子群算法的电力系统机组组合问题
摘要：提出一种新的离散粒子群算法。结合改进的自学习策略优化粒子群算法适用于求解电力系统中的机组组合（unit commitment，UC）问题。算法将UC问题分解为具有整型变量和连续变量的2个优化子问题，采用离散粒子群优化和原对偶内点法相结合的双层嵌套方法对外层机组启、停状态变量和内层机组功率经济分配子问题进行交替迭代优化求解。在处理约束问题时采用修正法代替传统的罚因子法，提高了解的质量。以10×2台机组组成的2个测试系统为算例，通过与其他算法结果进行比较分析，证明了该方法的可行性和有效性。仿真结果表明，该方法解决UC问题具有求解精度高和收敛速度快的优势。数字励磁调节器完整功能建模与仿真
摘要：基于实时数字仿真系统（real timed igital simulation，RTDS）和数字励磁调节器（automatic voltage regulator，AVRl装置构建了物理数字联合仿真平台，并针对AVR辅助控制及限制环节功能可能存在的缺陷设计了包括低频振荡、过励、进相和定子过流等项目的试验方案。利用RDTS对某AVR装置进行建模仿真，并在时域范围内比较仿真模型与实际装置对各种扰动的动态响应，验证了试验方法和仿真建模的正确性，并分析指出了该AVR装置在强励限制上特性与国标要求不一致之处。基于微分同胚映射和扩张状态观测器的高压直流非线性控制器的设计
摘要：为提高高压直流输电系统的抗干扰能力以及模型辨识的准确性，提出了一种基于微分同胚映射和扩张状态观测器的高压直流非线性控制器设计方法。首先利用微分同胚映射将高压直流输电系统模型中的非线性因素作为系统的控制输入，利用线性最优反馈和非线性误差反馈率确定最优预控变量；然后运用扩张状态观测器来辨识所有不确定因素，从而实现非线性控制规律的设计。将其应用在整流侧定电流控制和逆变侧定关断角控制中，仿真结果表明，该方法能够降低系统的上升时间和调节时间，增强系统的稳定性。考虑电压安全裕度的多目标最优潮流模糊建模
摘要：将模糊建模方法应用于考虑电压安全裕度的多目标最优潮流模型，并提出为保证系统安全经济运行，有必要确定合理的理想负荷裕度范围。系统所有负荷按线性、恒功率因数持续增长的变化模式进行研究，用预测一校正原对偶内点法求解优化模型。算例结果表明，该模型可有效确定出系统运行需要避免的负荷条件以及系统的最优安全负荷点。仿真分析指出了影响系统最优发电成本的主要因素。
