考虑电力系统规划的OPA模型及自组织临界特性分析
摘要：为便于对电网连锁故障进行研究,介绍了与电网升级演化的触发息息相关的电力系统发展诊断指标,在此基础上提出一种改进OPA模型。该模型在慢动态环节加入电网规划的作用,模拟负荷变化、发电厂新建扩容、变电站新建扩容、输电线路新建改造等较长时间尺度上的电网演化升级过程;在快动态环节充分考虑调度、继电保护等在连锁故障过程中采取的措施及发挥的作用,模拟由于线路开断或短路、发电机退出运行等故障引发的连锁故障。利用所提模型对河南开封商丘地区220 kV及以上主干电网进行仿真测试,在长时间尺度上模拟电网演化升级的过程,同时统计不同升级触发阈值下的故障规模分布,从而求得系统临界状态所对应的触发阈值。仿真结果表明,文中所提的考虑电力系统规划的OPA模型能够较好地模拟电网生长演化,反映连锁故障产生和传播的过程,对未来的电网建设及大停电的整体预防有一定指导意义。基于前景理论的电网规划方案综合决策方法
摘要：间歇性电源高渗透率电网规划方案优选是一类随机决策问题,传统随机决策方法难以准确考虑决策者偏好和风险倾向,且对不确定性信息挖掘不足。为此将前景理论引入电网规划方案优选中,建立了间歇性电源高渗透率电网规划方案评价指标体系,充分考虑这类电网包含的随机因素,在求得各类型指标服从的概率分布类型的基础上,结合决策者主观偏好和风险倾向构建各评价指标的前景价值函数和权重函数,以前景值作为各指标的属性值,采用VIKOR方法对基于前景值的待选方案进行综合决策。相关算例验证了所提方法的合理性和有效性。一种开放式电力系统科研开发与测试平台的设计与实现
摘要：为满足科研开发与测试领域对数据支撑和应用集成平台的灵活性和可扩展性的高要求,采用自律分散系统模型和开放网关服务协议（open service gateway initiative,OSGi）规范,设计实现了一种开放式的电力系统科研开发与测试平台。首先,基于自律分散系统模型设计实现软件总体框架;接着,以3层Map为数据结构设计元数据,并设计数据变化触发的数据驱动机制;然后,根据电力数据流的分层特征设计分层解耦管理框架,提出以元数据为边界解耦系统功能并以数据驱动协调系统功能的应用集成方案。最后,以电网安全稳定离线自动分析、电网实时运行断面数据获取、电网弱连接识别和振荡源定位分析的开发集成测试为例,展示了该平台具有很好的灵活性和可扩展性。发电机附加励磁控制在增加四川电网外送容量中的应用
摘要：四川网内某些严重故障将导致川渝区间低频振荡,影响交流特高压的稳定运行,限制了川渝断面的输送容量。针对此问题,利用辨识方法得到被控电力系统针对某个模式的降阶模型,然后根据该降阶模型设计了发电机附加励磁控制器,该控制器以川渝联络线功率为反馈信号,通过反馈控制降低联络线功率振荡的幅度,减轻四川网内故障对交流特高压的冲击,从而提高川渝断面的输送容量。华中—华北电网仿真算例表明了所设计的控制器的有效性。该控制器可增加川渝断面输送功率达640 MW,对延时也有很好的适应性。基于离散Markov理论的电力系统跳变时滞稳定性分析
摘要：提出了一种基于离散Markov理论的电力系统跳变时滞稳定性分析方法。首先建立了一类考虑Markov转移概率密度矩阵的Lyapunov-Krasovskii泛函,并求解该泛函沿系统的导函数,然后,在该导函数中加入由Newton-Leibniz公式构造的松散项,以降低保守性,在此基础上,构造一组线性矩阵不等式,并利用广义特征值求解电力系统在运行方式调整、运行参数变化以及负荷功率波动等跳变工况下,所能承受的最大时滞。IEEE 16机68节点系统的时域仿真结果均验证了该方法在考虑电力系统跳变特性的情况下,求解电力系统时滞稳定上限的正确性及有效性。考虑拓扑约束并采用改进遗传算法的PMU优化配置
摘要：为了进一步提高同步相量测量单元（phasor measurement unit,PMU）配置的效率以及其在大规模系统中的应用,提出一种结合人工智能方法和图论方法的混合优化算法。该算法以4种拓扑重构规则和3种PMU配置规则为基础,利用拓扑约束分析法逐步得出目标电网PMU配置的约束条件,有效缩小了问题的可行解空间,并提出基于序号编码法的遗传算法（genetic algorithm,GA）,使用改进的交叉变异算子避免繁殖过程中出现不可行解,从而进行高效的优化。算例表明,所提算法不仅能够准确得到最小PMU配置数目,而且对大系统也具有较快的运算速度,在大规模系统PMU配置中具有很高的应用价值。适用于电力系统稳定分析的冲击式水轮机调节系统动态模型
摘要：为了研究冲击式水轮机接入电力系统的稳定性,建立了一种冲击式水轮机的数学模型。该模型包括考虑水轮机流量与机械功率非线性关系的水轮机解析非线性模型、引水系统弹性水击模型、喷针开度控制模型、折向器控制模型。仿真计算了其调节特性,与实测结果对比验证了所建立模型的有效性。结合云南电网的暂态过程仿真,分析了不同的冲击式水轮机及调速器模型对电力系统暂态稳定性的影响。结果表明,考虑水轮机流量与机械功率非线性关系和弹性引水系统水击的解析非线性水轮机模型能更有效模拟冲击式水轮机特性。电网运行断面的自组织临界态辨识和量化分析
摘要：电力系统自组织临界性表现在电网演化的长期过程和某个静态运行断面的运行过程2个方面。针对电网演化的长期过程进行连锁故障建模研究较为成熟,而针对静态运行断面进行连锁故障建模研究则较少。建立了一个基于去除慢动态过程的OPA模型,用于电网静态运行断面连锁故障的仿真计算。该模型不考虑电力系统的慢动态过程,而是基于某个静态断面进行仿真计算,单次仿真完成后系统重新恢复至原始运行断面,完成多次仿真后得到该运行断面下的大停电负荷损失分布数据。采用极大似然估计法和K-S检验法对大停电分布数据进行负荷损失累积概率分布律参数估计和检验,进而判断该运行断面下电网是否处于自组织临界态。然后针对处于不同自组织临界态的系统,建立了自组织临界态风险评估指标,将自组织临界态风险进行了数值化表征。基于广域信息的同调机群在线识别方法
摘要：为充分挖掘广域测量系统（wide area measurement system,WAMS）的实测数据来提高对系统的动态监测分析和控制水平,利用WAMS得到的发电机功角信息,提出一种能够在线识别同调机群的新方法。首先通过对功角采样值进行三角函数拟合得到初步分群结果;然后利用离散Fréchet距离计算完成最终分群。该方法具有原理简单清晰、计算量小的特点,能够实时对系统进行动态分群,尤其适用于复杂互联系统。通过EPRI-36节点系统仿真算例验证了所提方法的有效性,还将所提方法与三取二分群方法进行了分群效果的对比。含电池储能风电场的电力系统风险评估
摘要：考虑风电机组的时变故障率和降额率以及风电场复杂尾流效应的影响,建立了风电场的出力模型;考虑电池储能的充放电约束和容量约束以及其故障率的影响,建立了电池储能系统的出力模型。综合上述2个出力模型,考虑不同风能调度策略得到了含电池储能风电场的出力模型。基于该模型给出了含电池储能和风电场的电力系统风险评估的具体流程和方法。改进IEEE-RTS 79算例仿真和分析,验证了上述模型和方法的正确性和有效性。应对光伏并网的抽水蓄能电站优化运行
摘要：随着太阳能光伏的快速发展,光伏发电随机性与间歇性特点对电力系统的安全稳定运行带来了诸多挑战。建立供电可靠性评估模型评价光伏并网对电力系统运行的影响。提出采用抽水蓄能电站配合光伏发电运行来提高系统的可靠性。以成本最小化为目标建立抽水蓄能电站优化调度模型,采用蒙特卡罗模拟需求负载的不确定性,光伏出力的不确定性以及传统机组故障。运用遗传算法配合禁忌搜索对模型求解。通过IEEE-24节点算例分析验证模型与算法的可行性。仿真结果表明提出的方法在电力系统运行具有可靠性。而且,采取抽水蓄能电站运行修正模式可以有效解决电力过剩问题。一种新型双逆变器串联的光伏并网变流器
摘要：为实现光伏发电系统低成本高效率的运行需求,提出了一种双逆变器串联的光伏并网变流器拓扑。通过建立双逆变器串联系统的数学模型,得出了在光伏系统中无共模电压差的调制方法,并基于对2组逆变器有功功率的分析,提出功率均衡的系统控制策略,有效降低光伏系统的初始成本并提升电池板MPPT输出电压范围。仿真和实验结果验证了所提拓扑的可行性和控制策略的有效性。钠硫电池储能系统的电价机制研究
摘要：采用成本收益模型研究了钠硫电池储能系统在电网削峰填谷作用中的电价机制。从单一容量电价、单一电度电价、两部制电价3种电价机制讨论了固定投资回报期下的储能电价策略。研究结果表明,对于能量型的钠硫电池储能系统,采用单一容量电价机制来制定储能电价不太合适,而采用单一电度电价和两部制电价机制则更为合适。随着钠硫电池储能系统单位能量建设成本从3 000元/kW·h降至1 000元/kW·h,采用单一电度电价和两部制电价机制制定的放电电价可控制在1元/kW·h左右,初步具备了与上海工商业高峰时段电度电价竞争的优势。雅安—武汉1000 kV输电线路运行特性影响下重庆电网运行与建设分析
摘要：特高压电网是坚强智能电网的基础。在分析1 000 kV输电系统数学模型及运行特性的基础上,搭建拟建雅安—武汉1 000 kV交流特高压输变电工程仿真模型,以重庆电网为研究背景,分别在特高压交流工程投入运行和不投入运行2种情况下仿真分析重庆电网不同运行方式、不同电源结构时的运行稳定性情况。结果表明,拟建雅安—武汉1 000 kV特高压交流输变电工程能实现川西水电的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率传输,有效缓解川西弃水现象,提高川渝间电力交换能力,提升重庆电网运行的安全稳定性,然而为进一步发挥特高压输电的优越性需对现有网架进行升级改造。特高压输电系统工频过电压差异化设计
摘要：依据不同条件特高压系统工频过电压的差异化规律及过电压幅值与持续时间特性,提出了工频过电压控制要求分4等级的差异化设计原则,以及与之适用的特高压母线型和线路型避雷器额定电压的选择方法。并结合工程算例,给出了一整套工频过电压差异化设计方法及具体实施方案。此外,针对单相接地甩负荷工频过电压严重的特高压系统,提出工频过电压控制条件的优化建议。通过上述差异化设计,可实现特高压系统及设备的工频耐受性能要求的优化,对提高特高压输电的经济性具有重要意义。该设计思路也可推广应用到超高压系统中。±800 kV直流线路故障过程中电磁耦合特性与保护研究
摘要：为提高直流输电系统运行的可靠性,实现直流线路保护的有效动作,避免误动,必须对直流输电系统的电磁耦合特性进行研究。以云广特高压直流输电工程为研究对象,并参照其线路参数,建立了包含杆塔、输电线路、避雷器、绝缘子串闪络以及换流站内各种设备的仿真模型。采用EMTP,以雷击直流输电线路极导线、一极接地故障后对另一极的影响为具体算例进行仿真计算。对仿真结果进行分析,结果表明在故障情况下,对直流输电线路感应电压影响较明显的是土壤电阻率、极线间距与接地故障位置,而线路运行电压对感应电压的影响不大。比较研究了不同故障过电压仿真结果,对于雷击故障,可以用电压突变量的比值来确定故障极;对于接地故障,用分别对金属性接地和阻抗接地故障波进行小波变换分析的结果作为区分依据。最后,依据故障区分特性,提出了考虑电磁耦合的高压直流输电线路保护判据和保护整定方案,经过验证表明,所提出的保护判据可有效地区分输电线路故障。计入电力系统可靠性与购电风险的峰谷分时电价模型
摘要：在电力市场环境下,针对需求侧用户的多时段电价响应,基于电力供给与电力弹性需求平衡关系推导了峰谷分时电价下的电量电价弹性矩阵,以反映用户对电价变化的响应过程。在此基础上,以电网经营企业收益最大化为目标函数,计入可靠性约束、购电风险和线路损耗等,建立了峰谷分时电价模型。该模型通过分时电价的调节即可达到提高电网供电可靠性、减少停电损失,同时增加电网经营企业收益、降低购电风险的目的,使用户和电网经营企业达到双赢。为提高模型求解过程中可靠性指标的更新速度,进一步研究了电力系统可靠性随负荷变化的三次样条插值模型。以IEEE-RTS 79测试系统为例进行算例分析,验证了上述模型、算法的正确性和有效性,并进一步分析了峰谷分时电价下负荷曲线的改善效果及用户停电损失、电网经营企业收益的变化情况。实用化的激励性可中断负荷最优补偿定价模型
摘要：针对现有激励性可中断负荷合同模型难以兼顾效率与实用性的问题,应用非线性定价理论,基于用户可中断负荷成本函数,引入信息显示与激励机制,提出了一种分段式补偿价格形式的实用化多选项可中断负荷合同,构造了一个最优的中断量和补偿定价模型。该模型能够引导用户自愿披露真实信息,实现负荷中断的最优配置的同时,较好地协调效率与实用两者之间的关系。算例验证了该模型的正确性和有效性。
