分布式光伏电源与负荷分布接近条件下的可接入容量分析
摘要：为了给分布式光伏电源接入规划提供科学决策依据，建立了负荷和分布式光伏电源在各种分布下所引起的电压偏差和电压波动数学模型。在此基础上，以分布式光伏电源引起的最大电压上偏差和最大电压波动以及无分布式光伏电源时单纯由负载引起的最大电压下偏差为约束条件，推导出了，6种负荷和分布式光伏电源容量沿馈线相同分布条件下能够满足电压质量要求的分布式光伏电源允许接入容量范围。以城市配电网和农村配电网的典型参数为例对所提出方法进行了分析和说明，结果表明所建议方法是可行的，并且能够有效得出允许接入的分布式光伏电源的容量范围。基于机器学习的自适应光伏超短期出力预测模型
摘要：由于当前国内对太阳辐射强度和云量信息的预报能力较低,气象数据的引入对光伏直接预测法的预测精度提高有限。为解决此问题,基于历史出力数据自身特征的挖掘来提高预测精度,提出一种具有自适应能力的光伏超短期出力预测模型。该模型首先利用已有历史出力数据的小波分析和特征分析结果训练支持向量机（support vector machine,SVM）分类器,通过已建立的SVM分类器利用前30 min的光伏出力数据预测之后15 min的出力曲线类型,最后结合曲线类型从自回归与滑动平均模型（auto-regressive and moving average model,ARMA）和神经网络模型（artificial neural network mode,ANN）中选取出合适的方法对光伏出力进行预测。对ARMA、ANN和自适应模型进行了对比实验,结果表明：所提的自适应预测模型在均方根误差（root mean square error,RMSE）、平均绝对百分比误差（mean absolute percentage error,MAPE）和希尔不等系数（Theil inequality coefficient,TIC）上性能最好。单相单级光伏LCL并网逆变系统控制策略
摘要：在传统的光伏LCL并网逆变系统中,直流侧电压只有大于其最小需求电压时,逆变器才能有效控制并网电流,而最小需求电压随电网电压的增加而增加。为此需在单级逆变系统中串联多块光伏电池以提高其直流侧电压,但这提高了光伏并网发电系统的应用门槛。对此提出一种新型的LCL并网逆变系统及其控制方法,该逆变系统对并网电流有较强的控制能力,对逆变器直流侧电压没有要求,且电网电压对其控制能力也没有影响。与传统LCL电路相比,新型LCL电路同样具有较好的滤波效果。在控制系统中利用基波分量提取环节增加系统阻尼,提高系统稳定性;根据光伏电池的直流电压、电流和2次脉动电压、电流判断光伏的最大功率点;通过控制并网电流使光伏电池工作在最大功率状态。仿真结果验证了所提系统结构及其控制方法的正确性。基于SVPWM调制的混合级联七电平逆变器优化控制策略
摘要：分析混合级联七电平逆变器带死区时的工作模式,不同工作模式下其逆变器电压的跳变情况不同。在此基础上,提出了基于空间矢量脉冲调制（space vector pulse width modulation,SVPWM）策略的优化控制方法。以控制支撑电容电压为前提,通过对每个区间支撑电容充放电切换过程所对应的开关动作次数、输出电压电平跳变情况的分析,提出了一种减小输出电压跳变的优化控制策略;此外,分析了死区时间的存在所带来的输出电压损失,根据伏秒平衡原理进行计算,并对其调制波进行死区补偿。仿真及实验结果验证了该控制策略的有效性。基于并网点电压控制的逆变器分布式并网谐振抑制策略
摘要：分布式电网的动态多变性使得并网逆变器的控制具有一定的挑战,设计一种带有谐振抑制功能的控制算法具有重要意义。为此,提出了一种基于并网点电压控制的谐振抑制策略。首先,分析了并网逆变器与电网的交互影响和谐振机理。其次,利用谐振时并网点电压畸变的特点,设计了控制方程式。并根据数学模型进行了稳定性分析,以及从理论上证明了通过并网点电压控制可以消除系统谐振。最后,通过在组串型光伏并网逆变器上的对比实验,验证了该控制策略的有效性。特高压交直流输电系统技术经济分析
摘要：提出了1 000 k V交流输电系统提高输电能力,降低成本的参数优化模型,分析了1 000 k V与±800 k V输电系统技术经济性,以中国示范工程数据为基础估算了它们的建设成本,提出了改进的年运行成本法和稳定性成本法并用于1 000 k V与±800 k V输电系统技术经济评估。1 000 k V和±800 k V输电系统,输电距离1 500±2 000 km,按静态（热）稳定输送功率,单位输电建设成本处于相同水平;1 000 k V输电系统的年运行成本明显低于±800 k V输电系统。1 000 k V输电系统暂态稳定输送功率的单位输电建设成本也明显低于±800 k V输电系统。1000 k V输电系统经济性优于±800 k V输电系统。特高压试验大厅功能设计与验证
摘要：新的电压等级输电工程的建设,必须立足于设备制造能力的可行性、试验能力（包括线路、设备、环境等）完备的基础之上。介绍了定位于以满足±800 k V、±1 100 k V特高压直流输电工程开发所需内、外绝缘试验研究能力为建设目标的特高压试验大厅的功能设计。在充分研究特高压直流输电技术的发展对试验能力需求的基础上,通过自主研究,确定了特高压试验大厅的技术指标,提出制约大厅设计的关键性技术方案以及主要设备的型式、参数、结构的特殊要求等。大厅设计参数为：净空尺寸86m×60m×50m,屏蔽效能70dB。主设备为：3 000 kVA/1 500 kV工频试验变压器、±2400 kV/200 mA直流电压发生器和6MV/450 kJ冲击电压发生器。具备开展1 000kV级交流和±1000 kV级直流输电技术研究所需的试验能力。大厅建成后,开展了大量超、特高压交直流输电技术的试验研究,最高电压等级达到1 000 kV交流和±1 100 kV直流,这些试验验证了大厅设计技术指标的合理性与功能的全面性和实用性。±1100kV特高压直流换流站避雷器在内过电压下的保护特性
摘要：直流输电系统的内过电压主要通过金属氧化物避雷器（metal oxide arrester,MOA）加以限制,避雷器在内过电压下的保护特性对确定设备的操作冲击绝缘水平具有重要意义。根据±1 100 k V主回路接线、避雷器配置、交直流系统参数等,建立了±1 100 k V系统内过电压计算模型。对避雷器电压和电流波形进行仿真,对避雷器电流的波头时间进行统计。统计结果为：内过电压下通过避雷器电流的波头时间均不小于100μs,大于标准操作冲击电流的波头时间30μs,需要对较缓电流波头下避雷器的保护特性进行研究。为加以对比,对波形为316/814μs、30/60μs、8/20μs和1/4μs电流下的避雷器伏秒特性和伏安特性进行了试验研究。结果表明,同样电流下,1/4μs的伏安特性曲线高于8/20μs、30/60μs和316/814μs的曲线,而后三者的伏安特性曲线则区别不大;8/20μs、30/60μs和316/814μs的伏安特性相比,在0.1～1 k A电流范围内,30/60μs的伏安特性曲线比8/20μs和316/814μs的伏安特性曲线稍高。由于避雷器操作冲击电流的波头时间均不小于100μs,内过电压下避雷器取30/60μs电流波形下的伏安曲线是合适的,且是稍微偏严的。最后试验测试了避雷器电阻片在30/60μs操作冲击电流下的伏安特性。分时电价环境下基于家居能量管理系统的家居负荷建模与优化运行
摘要：分时电价反映了电能商品的时间差价,可以更好地鼓励用户合理安排用电时间,削峰填谷,提高电力资源的利用效率;家居能量管理系统（home energy management system,HEMS）的研发与可变电价环境下家居负荷的优化方法成为影响分时电价应用效果的关键因素。为此,文章在HEMS的基础上研究了如何给出家居设备的优化运行方案以应对多变的分时电价。首先,给出了家居设备的负荷特性描述,通过各类特性的搭配对常见家居设备进行建模;然后,建立了分时电价环境下的家居设备优化运行决策模型,模型以最小化用户电能成本与最小化峰谷差为目标,综合考虑多类设备以及分布式新能源的协调;最后进行算例仿真,对比分析了多种场景下的优化决策结果,验证了优化运行决策模型在控制用户电能成本及减小峰谷差方面的作用。电动汽车非接触充电负载自适应控制方法
摘要：在电动汽车电磁感应式非接触充电系统中,电能接收端电路需要恒定的等效负载以保证系统运行在最大效率点。为此,针对电动汽车在恒流或恒压的充电模式中充电功率实时变化导致等效电阻无法保持恒定的问题,提出一种电磁感应式非接触充电负载自适应控制方法：该方法基于恒流恒压充电方式,通过制定参数初始匹配和负载自适应调节2个阶段的控制策略,将电池的充电电压、电流以及功率进行离散化分段控制;通过改变三相整流装置输出电压,间接改变非接触充电电能转换装置的输出电压,实现充电功率的实时变化;基于直流降压电路输入端电压和电流的比值,通过实时改变占空比信号,以保持电能接收端等效负载不变。该方法在兼顾电池充电时间和安全性的基础上,确保系统工作在最大效率点。通过算例验证了所提方法的正确性和可行性。VSC－MTDC控制系统的参数优化及柔性调整策略
摘要：基于电压源换流器的多端直流输电（multi-terminalHVDC system based on voltage source converter,VSC-MTDC）系统具有有功功率、无功功率四象限独立控制、多电源供电、多落点受电,可连接无源网络等特点,近年来受到广泛关注。VSC-MTDC控制器的参数决定了其控制系统的控制能力,从而决定了系统的运行特性,而试凑法得到直流输电系统的控制参数不能保证系统良好的运行特性,提出了VSC-MTDC系统运行特性的评价指标,并以其作为单纯形法的目标函数对控制系统参数优化,从而保证VSC-MTDC系统具有良好的运行特性。同时,VSC-MTDC系统的调整策略决定了调整过程中系统的运行特性,较大的目标值调整会导致系统电气量的剧烈波动和较长的调整时间,不利于系统稳定和设备安全,据此提出了控制器参考值在一定的时间内按照某一曲线逐步逼近目标值的控制方法,即柔性调整方式。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,采用所提出的优化方法后,系统的响应特性有较明显改善;柔性调整策略更有利于系统的稳定和设备的安全。直流输电分布式接地极建模与应用
摘要：为改善目前直流接地极的性能,提出了分布式直流接地极的2种仿真计算模型,使用算例与标准接地软件CDEGS作验证,并分析了交流电网对分布式接地极入地电流分配的影响。实例分析表明,交流电网对分布式接地极入地电流分配关系会有轻微影响。以湖北和广东电网为例说明了分布式接地极的实际应用方案,使用分布式接地极后,地表电位局部集中的问题得到一定程度上的改善,交流电网内变压器直流偏磁风险有所降低。分布式直流接地极可以提升接地极性能和均衡直流电流分布,随着我国直流输电工程的大量建设,分布式接地极具有一定的应用前景。优化模型预测控制与级联控制策略下MMC运行特性对比
摘要：对于模块化多电平换流器,模型预测控制具有预测状态多,计算量庞大,现有处理器无法实现的缺点。为此,结合子模块电容电压排序算法,提出一种优化的模型预测控制策略,大幅减小了模型预测控制算法的计算量,使得该算法应用于模块化多电平换流器成为现实。搭建了23电平模块化多电平换流器仿真与实验平台,并与目前常用的基于比例积分（proportion integration,PI）级联控制器的闭环矢量控制策略进行了对比,结果验证了所提策略的可行性与优越性。多时空尺度下风电平滑效应的分析
摘要：平滑效应是大规模风电群聚所共有的特性之一,其显著程度直接影响总出力的波动性,掌握其基本规律可为大规模风电的预测及评估提供可靠依据。本文采用数理统计的分析方法,研究了多时空尺度下风机集群的平滑效应,建立了平滑效应、出力相关性、风机台数三者之间的函数关系,分析了同一风电场内风机集群的平滑效应极限值。基于风电场的实测数据,对比分析了不同时间尺度、风机间距、风速大小下的出力相关性,进而给出了平滑效应的时空变化特性。研究结果表明：在分钟级时间尺度下,风电集结的空间规模效应较显著,平滑系数随风机台数（N）的递增呈现近似N-1/2的下降趋势;在给定的时空尺度下,平滑效应随风速的增大而增强。双馈风电机组有功－无功混合调制阻尼控制
摘要：目前风电机组系统级阻尼控制中均采用单一有功调制或无功调制,无法兼顾系统阻尼和轴系振荡阻尼。为解决上述问题,针对双馈风电机组提出了有功-无功混合调制阻尼控制器,并提出了序贯优化算法设计阻尼控制器参数,通过特征值分析和时域仿真验证了该控制器在风电机组不同运行模式下的有效性和鲁棒性。结果表明,相比于单一调制,混合调制更能充分利用双馈风电机组转子侧变换器的阻尼控制能力,同时最小化对风电机组本身轴系振荡阻尼的不利影响。风电功率爬坡事件预测时间窗口的选取
摘要：为了完整、高效地预测爬坡事件,提出在一个合适的时间窗口内进行风电功率预测和爬坡事件识别的方法,并重点讨论如何选取合适的预测时间窗。首先通过历史爬坡事件的识别,统计爬坡持续时间的分布规律;利用数据相关性分析研究实例样本数据的可预测性;综合2者的结果确定爬坡预测时间窗口取值的可选范围。其次,基干预测时间窗的目标要求,提出可能的分析指标,在给定取值范围内寻找满足要求的最优时间窗口作为所求预测窗。最后以美国BPA地区的风电功率数据为实例,仿真求出该数据集的预测窗口大小为4.5 h,通过多个评估指标验证了该预测时间窗对实例爬坡预测的有效性。该工作为爬坡事件的预测奠定了重要基础。考虑风速相关性的风电穿透功率极限的改进计算
摘要：为全面分析多风电场风速相关性对风电穿透功率极限的影响,提出了一种考虑风速相关性和电网多种约束条件的风电穿透功率极限的改进计算方法。该方法采用基于拉丁超立方采样的随机模拟技术对具有相关性的多个风电场风速进行模拟,并应用基于机会约束规划理论的最优概率潮流方法,在满足包含常规机组爬坡能力约束等系统多种约束的前提下,以系统接纳风电总装机容量最大化为目标,计算风电穿透功率极限。以IEEE-30节点系统为仿真算例,采用遗传算法对该模型进行求解,验证了上述方法的有效性。仿真结果表明,通过增加爬坡能力约束能更好地反映风速相关程度对风电接入能力的影响,从而得到更符合实际的风电穿透功率极限。基于超短期风电预测功率的储能系统跟踪风电计划出力控制方法
摘要：为最大程度地提高风电跟踪计划出力能力,基于超短期风电预测功率建立了包含5个控制系数的储能系统充放电控制策略,并提出了利用粒子群优化算法实时优化储能系统充放电控制系数的方法,以减少日前短期风电预测误差。以典型风电场出力为例进行仿真分析,对固定系数方法及滚动优化系数方法进行了比较,并分析了影响预测精度的因素,结果验证了所提方法的可行性。
