欧洲智能电网项目的发展与经验
摘要：智能电网的研究和试点在全球已经开展了十多年,取得了一些成功的案例和丰富的经验。2013年欧盟联合研究中心（JRC）提交了欧洲智能电网项目的历史统计和调查结果的更新报告。根据其报告内容,文章按智能电网项目的基本情况、技术应用范围、智能电表与客户参与、待解决的问题等几方面,归纳总结了欧洲范围内的智能电网研究成果和发展方向。希望对于我国正在进行的智能电网研究和建设起到积极的启发和借鉴作用。采用灰色聚类方法的智能变电站技术先进性评价
摘要：为准确反映智能变电站的技术水平与功能特征,提出一种基于灰色聚类理论的技术先进性评价方法。以层次化的灰类评价指标体系为基础,通过对灰色聚类方法中的三角白化权函数进行改进,解决了常规方法定量评价能力不足的问题,实现了对变电站技术发展阶段及其应用技术先进程度的定性判断与定量评价。算例给出了该方法与层次分析法不同评价结果的对比分析,并对默认白化数符合度的灵敏度作出分析,验证了所提评价方法的可行性、有效性。面向直流输电的双馈风电机组并网拓扑及控制技术
摘要：提出了一种面向直流输电的双馈风电机组并网拓扑及其控制策略,该拓扑利用双馈风电机组内部直流母线接入直流电网,采用间接气隙磁链定向策略及气隙电势定向策略控制变流器,确保双馈感应发电机（doubly-fed induction generator,DFIG）生成幅值和相位稳定的三相正弦气隙电势,同时灵活调节DFIG向直流母线输送的有功功率。此外还分析了所提拓扑下DFIG全转速范围内的控制策略。最后,构建了DFIG直流并网输电实验系统,验证了所提拓扑及其控制策略的可行性。基于柔性直流输电的风电场并网故障穿越协调控制策略
摘要：分析了新型模块化卸荷（dynamic braking resistor,DBR）电路的结构特点与工作特性,并基于模块化卸荷电路控制方法与升频法/降压法,提出一种适用于由双馈感应风电机组与普通异步风电机组构成的混合风电场柔性直流输电并网系统的故障穿越（fault ride-through,FRT）协调控制策略。根据风机实际运行特性与电网规范要求设计升频/降压限值,充分利用风电机组（wind turbine generator,WTG）自身特性降低风场侧出力,配合模块化卸荷电阻可获得更加理想的故障穿越效果,同时进一步降低了系统造价。根据南澳柔性直流输电示范项目实际参数,应用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建相应的三端柔性直流输电系统模型验证了所提控制策略的有效性。多落点HVDC附加阻尼控制的最优控制点研究
摘要：四川电网是典型直流多落点系统,如何选择最适合的直流线路来阻尼区域间振荡需要研究。在对系统线性化处理的基础上,通过理论推导得出了可以衡量直流阻尼控制器安装地点优劣的指标——控制敏感因子。该指标综合考虑了直流阻尼控制器对目标振荡模式的阻尼效果和对其余振荡模式的影响,其值越大表明控制点对区域间振荡模式可控性越好,且对其余振荡模式的影响越小。进一步给出了控制敏感因子的实用化计算步骤。通过对四川实际电网多种运行方式下的BPA数据模型仿真计算,验证了所提指标的正确性,为直流附加阻尼控制器最优安装地点的选择提供了实用化计算指标和一定程度的理论解释。多直流馈入电网动态无功补偿选点实用方法
摘要：为合理选择动态无功补偿装置的安装点以提高多直流馈入电网的电压稳定性,根据多直流馈入电网存在电压凹陷区的特征以及主导节点的机理,提出基于电压灵敏度的无功补偿安装效果评估指标及其计算方法,并确定了指标中直流权重的定义及其计算方法。建立了基于时域仿真计算,对动态无功补偿安装区内站点进行无功投入效果指标循环排序,确定安装点的流程。将所提方法应用于远景江苏规划电网,计算得到动态无功补偿选点方案,通过与其它方案的安全稳定计算结果比对,结果表明,在同等容量的动态无功补偿配置下,推荐方案可以更好地提高系统电压稳定性,证明了该方法的正确性和实用性。±800kV换流变压器阀侧干式套管的损耗分析
摘要：换流变压器阀侧用干式直流套管的电、热性能相互影响,因此实际运行中发生的电气绝缘失效与其热性能有直接联系。基于此,有必要对特高压换流变压器干式套管的损耗进行定量分析。换流变压器干式套管的总体损耗主要由载流结构涡流发热和套管芯体介质焦耳发热2部分构成,且实际承受的电流和电压波形均含有大量高次谐波成分。首先通过高压换流变干式套管的具体结构建立了芯子介质和载流结构涡流发热的理论计算模型,然后在实验室条件下获取了干式套管芯子用环氧浸纸复合绝缘的温变、频变非线性特性。进一步,基于频域有限元法,提出了换流变干式套管损耗的数值计算方法。最后,应用上述数值计算结果,分析了换流变压器干式套管在实际运行中发生绝缘失效的可能起因。研究结果可用于换流变套管的热性能计算,对高压干式套管现场运行、维护和事故分析具有一定指导意义。特高压交流输电系统工频过电压差异性研究
摘要：根据特高压电网特点,综合考虑系统结构、电源容量、输电潮流、线路参数、高抗补偿、串联补偿及线路开关站等诸多因素,研究了特高压交流输电系统工频过电压差异性。研究结果表明：单回、同塔双回及单/双回混合3种架设方式的线路,单相接地甩负荷时变电站线路侧工频过电压存在差异,同塔双回架设时过电压水平最低,单/双回混合架设时过电压水平与混合比例有关。厂对网特高压同塔双回输电系统送电距离在300 km以内,变电站母线侧和线路侧工频过电压水平一般不超1.2 pu和1.3 pu;300？600 km内,过电压水平一般不超1.3 pu和1.5 pu。网对网特高压同塔双回输电系统过电压水平一般比厂对网结构要低,送电距离在400 km以内,母线侧和线路侧工频过电压水平一般不超1.2 pu和1.3 pu;400～600 km内,过电压水平一般不超1.2 pu和1.4 pu。线路加装串补后的工频过电压水平与无串补时基本相当。线路中间设立开关站的特高压同塔双回线路,前、后两段线路不对称的运行方式下,单相接地甩负荷工频过电压问题突出。建议采取全线单回的运行方式,以避免此类方式的出现。特高压输电工程中选相断路器开合电容器组特性分析
摘要：变电站中开合电容器组用断路器需多次操作容性电流,运行条件较严苛,1 000 kV淮南—上海特高压交流输电示范工程的安吉变电站采用选相断路器开合电容器组确保设备可靠性。结合系统接线方式和断路器操作特性,提出了断路器开合电容器组的选相控制策略。对特高压输电工程中断路器在不同工况下开合电容器组的运行特性进行了仿真计算,开展了选相断路器开合电容器组的选相功能现场测试,计算分析了断路器的关合相位和开断燃弧时间。试验结果表明断路器的选相性能工作正常,满足工程运行需求,采用选相控制技术可有效提高断路器开合电容器组的电气使用寿命。高电导率雾对复合绝缘子憎水性的影响
摘要：沿海地区的海雾以及城市工业区的浓雾,其雾水的电导率高,会导致绝缘子快速积污,并可能对复合绝缘子憎水性能产生影响,研究了高电导率雾环境下染污硅橡胶表面的憎水性能变化过程。利用超声波雾发生装置来产生高电导率雾,在小雾室内使染污的硅橡胶试片受潮,采用静态接触角法测量染污试片表面的憎水性在受潮前后的变化。试验发现,在高电导率雾中受潮会导致染污硅橡胶试片表面的憎水性下降。受潮结束后,污层表面的憎水性恢复情况和污秽物中的不溶物成分有关;污秽中可溶盐成分与不溶物成分的比值越高,对憎水性恢复越不利;此外,环境湿度越高,越不利于憎水性恢复。分析认为,高电导率雾导致硅橡胶表面污层的盐密值增加,增强了污层的吸水能力,是染污硅橡胶表面憎水性下降的原因。变压器中性点气水两相组合流体保护间隙工频放电特性数学解析
摘要：气水两相组合流体放电特性研究对于污水处理、高电压绝缘、水下声源等领域,以及在变压器中性点保护间隙方面,具有重要的意义。针对不同间隙总长度和不同喷水长度的气水间隙在实验室条件下进行工频放电试验,分析其放电特性的变化规律。研究表明：气水间隙比之相同长度的空气间隙易于击穿;当气水间隙总长度L固定时,气水间隙的放电特性曲线均呈现近似V型的特征;当间隙总长度L不同时,曲线最低点A所处的位置不同,随着L增大,点A向右上侧移动;3条V型曲线点A右侧部分近似直线,几乎重合;当L不同时,3条曲线点A左侧部分形态一致呈线性,且随着L增大而向右上侧移动;将气水间隙应用于电力系统变压器中性点保护,具有较可观的价值。基于试验结果分析,通过对试验数据进行数值拟合建立了气水间隙的数学解析式。根据该数学解析式,可以计算出气水间隙在不同间隙总长度和不同喷水长度下的击穿电压和最低击穿电压所处的位置,从而指导应用于变压器中性点保护间隙。雾霾天气对复合绝缘子运行性能的影响
摘要：为探究雾霾天气对电力设备外绝缘的危害,以现场运行的复合绝缘子进行试验研究。雾霾对复合绝缘子的影响主要体现在2个方面：一是导致复合绝缘子表面积污量的增加;二是其产生的湿沉降会增加绝缘子的泄漏电流、降低闪络电压。利用河北省石家庄地区的雾霾天气进行了360 h的自然积污试验,分别在不同的雾霾脏污程度下试验3次,研究污秽度和泄漏电流与雾霾的脏污程度及作用时间之间的关系。试验结果表明：雾霾天气的发生会在短时间内增加绝缘子表面的污秽度,在数十小时内可以使绝缘子表面的等值盐密增加0.01？0.04 mg/cm2、灰密值增加0.05？0.2 mg/cm2;空气质量指数不同,试品表面污秽度增加情况也不同;雾霾日数的增加是影响复合绝缘子表面污秽度的重要因素;雾霾产生的湿沉降会增加复合绝缘子的泄漏电流。短期内雾霾天气不会导致复合绝缘子发生污闪故障,但随着雾霾作用时间的延长和环境污染的加剧,污闪的可能性是存在的。空气中冲击击穿试验在线路绝缘子检测中的应用
摘要：文章指出了空气中冲击击穿试验在绝缘子检测中的作用和意义,明确了绝缘子表面闪络时冲击电压幅值与其波前时间（陡度）的相互关系,综述了该试验应用于盘形绝缘子、复合绝缘子和复合盘形绝缘子检测中所采用的不同方法及其引发的不同效果,提出了用幅值法统一各类绝缘子冲击耐受试验的意见,即用冲击击穿试验取代盘形绝缘子的工频击穿试验,用轴向单位长度电压梯度规范复合绝缘子的界面绝缘强度试验,用同强度普通盘形绝缘子耐冲击击穿电压考核复合盘形绝缘子。计及需求侧响应及区域风光出力的电动汽车有序充电对电网负荷曲线的影响
摘要：针对计及区域风光出力时,如何利用电动汽车有序充电对负荷曲线的峰谷差进行优化的问题,提出了优化模型与方法。首先,利用概率规律建立了区域风光出力的概率模型,提出了不确定性负荷曲线峰谷差的评估方法;其次,建立了两段式峰谷电价模型,通过该模型可以利用峰谷电价对电动汽车的有序充电进行引导;再次,对两段式峰谷电价模型的谷电价时段起止时间以及峰谷电价建立了优化模型,并通过遗传算法对此优化问题进行了求解。算例计算结果证明了该模型和方法的正确性和合理性。考虑电池荷电状态的光伏功率分段平滑控制方法
摘要：针对光伏发电系统出力波动问题,结合光伏功率短期预测技术,提出电池储能的光伏并网功率分段平滑控制方法,包括基于电池荷电状态（state of charge,SOC）反馈的储能系统充放电功率控制和储能系统并网变流器的双环控制。根据功率预测值和并网功率平滑度的要求设定各分段并网功率目标值。在考虑储能系统最大功率约束、SOC约束和并网功率1 min内最大变化幅值约束基础上,对储能系统的充放电功率进行实时调节,从而得到较为平滑的并网功率。仿真结果表明,相比于日调度,分段调度降低了对储能系统容量的需求,所采用的SOC反馈控制也减少了电池SOC超出正常工作区间的时间,避免了电池的过充和过放。智能电网环境下空调系统多目标优化控制算法
摘要：提出了一种居民用户空调系统运行控制算法。该算法根据室外温度的预测值和电力公司的电价信号对空调系统的运行进行控制。为此,在用电费用指标的基础上,引入了定量反映用户舒适度的指标,建立了同时优化用电费用指标和用户舒适度指标的多目标优化模型。建模过程中采用蒙特卡洛仿真法和情景消减技术来处理室外温度预测误差带来的不确定性。采用改进的粒子群算法对模型进行求解。对提出的算法进行了仿真实验,并与传统的恒温控制模式和以最小化用电费用为目的的单目标优化控制算法进行了对比。实验结果表明,多目标优化算法能更好地兼顾用户的经济需求和舒适度需求,从而验证了该算法的有效性。直流微电网储能系统自动充放电改进控制策略
摘要：针对直流微电网中直流微电源输出不稳定造成的网内功率不平衡及直流母线电压大范围波动问题,基于含光伏阵列和储能系统的直流微电网系统,提出了一种储能系统自动充放电改进控制策略。该控制策略将直流母线电压用4个电压临界值分成5个区域,控制系统根据直流母线电压所处区域自动判断储能系统的工作模态和模态切换,实现储能系统在充电、放电及空闲模式间自由切换;同时避免了由于直流母线电压正常波动引起的储能系统充放电频繁切换对蓄电池造成的损害。dSPACE实验验证了该策略的可行性。基于场景概率的含风电系统多目标低碳经济调度
摘要：提出了基于场景概率的含风电系统的低碳经济调度多目标优化模型。考虑负荷需求、风电出力以及碳交易价格等输入变量预测值的不确定性,提出一种应对不确定问题的场景概率模拟方法,建立更符合实际的多目标优化模型。多目标模型中包含了考虑风电成本的经济调度目标和考虑碳交易的低碳调度目标。为方便分析碳交易对调度结果的影响,定义了平均购电费用、风电价格补贴、机组平均出力份额等评价指标。采用改进的多目标粒子群算法进行优化求解,基于该模型,仿真比较了采用确定方法、随机方法和场景概率方法的优化调度结果,分析了不同目标函数的3种调度方案,最后计算了是否考虑碳交易的评价指标。结果表明,上述优化模型有效可行,算法合理。
