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电网技术 2017年第06期杂志 文档列表

电网技术杂志直流电网基础理论及关键技术

海上风电直流输电系统断线故障保护及恢复策略1703-1709

摘要：基于一种适用于海上风电传输的双极性直流输电系统拓扑结构,详细介绍了其关键设备及控制模式,分析了该直流输电系统在永久性直流断线故障时的故障特性。为抑制故障引起的过电压现象,采用一种将闭锁电压源型换流器（voltage source converter,VSC）与断开直流开关相互配合的故障保护策略,保护系统中的关键设备,使系统快速、安全地实现故障隔离;故障清除之后,需要对系统进行恢复控制,提出一种并行恢复策略,使系统停运设备可以快速、平稳地恢复正常运行。在PSCAD/EMTDCTM环境下搭建了系统的仿真模型,通过仿真验证所提出的故障保护策略及故障恢复策略的可行性。

柔性直流电网超高速保护方案研究1710-1718

摘要：柔性直流电网发生直流短路故障时,为保障非故障线路持续正常运行,需要快速隔离故障线路。传统柔性直流输电线路保护动作时间过长,无法满足速动性要求。为此首先对柔性直流电网直流短路故障特性进行分析,得到超高速保护动作时间指标;然后借鉴常规直流超高速保护策略,考虑直流线路故障与直流母线故障的甄别方法,提出一种适用于柔直电网的超高速保护方案,采用行波保护、电压突变量保护与电流突变量保护相结合的方式实现直流短路故障的快速检测和定位,利用双端线路故障检测结果实现保护动作快速出口,能够满足直流短路故障保护的快速性要求。最后在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型对超高速保护方案进行了仿真验证。

并联混合直流输电系统中传统直流和柔性直流暂态无功协调控制策略研究1719-1725

摘要：针对电网换相换流器的高压直流输电系统（line commutated converter high voltage direct current,LCCHVDC）易于发生换相失败的缺点及柔性直流输电（voltage source converter based high voltage direct current,VSCHVDC）具有的有功无功快速独立控制的优点,为了充分发挥VSC-HVDC提高LCC-HVDC抵御换相失败能力的作用,提出了适用于并联混合直流输电系统的基于逆变器关断角γ的暂态无功协调控制策略。将故障时根据γ角得出的无功功率补偿值附加至柔性直流换流器外环无功控制环节,调节柔性直流换流器发出的无功功率,在故障时降低LCC-HVDC的直流电流增加量或调节换流母线电压,达到提高LCC-HVDC换相失败抵御能力的目的。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建了并联混合双馈入直流输电系统模型,从换相失败免疫性指标（commutation failure immunity index,CFII）的角度研究了不同强度交流系统下基于γ角的暂态无功协调控制策略对LCC-HVDC抵御换相失败能力的影响。结果表明,基于γ角的暂态无功协调控制策略可以显著提高LCC-HVDC抵御换相失败的能力。

“高比例可再生能源并网”专栏征稿启事1725-1725

摘要：大力发展可再生能源,实现能源生产的清洁化转型,是能源可持续发展的重要途径。近十年来,我国可再生能源发展迅猛,目前已经成为世界上风电和光伏装机容量最大的国家。2030—2050年,我国可再生能源的发电量占比达30%以上,＂高比例可再生能源并网＂将成为未来电力系统的重要特征。

柔性直流配电网纹波形成机理与叠加特性1726-1733

摘要：直流配电网是未来配电系统发展的新趋势,其电能质量问题是需要关注的重要问题之一。其中纹波的影响因素多、涉及面广,是一种常见的直流电能质量问题。结合直流配电网的拓扑结构、变流器交流侧的特性,分析由于交流负荷非理想特性及交流电源不理想因素而引起的直流纹波形成机理。在此基础上,对交流接入端三相对称和不对称情况下正序谐波、负序谐波及零序谐波在直流侧产生的纹波及相互间的叠加情况进行频域分析,建立了纹波叠加特性与交流谐波次数和相位的关系。仿真结果验证了理论分析的正确性。

电网技术杂志大规模新能源并网系统振荡稳定性及安全运行

直驱风机变流控制系统对次同步频率分量的响应机理研究1734-1740

摘要：在概述变流控制系统锁相环和d/q解耦控制环节传递函数的基础上,采用小信号方法,依次推出当控制系统各环节馈入1个次同步频率分量时输出信号的解析表达式,讨论信号经变流控制系统后频率变化关系,对比分析多个输出次/超同步频率信号的相对幅值关系。进一步以时域仿真及我国某新能源汇集地区PMU（phasor measurement unit）实测数据,分别验证理论分析的正确性。同时根据理论分析,对永磁直驱风机汇集母线存在多个次/超同步频率分量的现象给出解释,也对抑制主要次/超同步频率分量提供依据。

光伏电站自抗扰附加阻尼控制抑制低频振荡策略研究1741-1747

摘要：大规模光伏电站并网对电力系统阻尼影响显著,同时也为抑制低频振荡提供了新途径。为此提出了基于自抗扰控制（active disturbance rejection control,ADRC）的光伏电站有功附加阻尼控制。采用复数力矩系数法推导了光伏电站ADRC附加阻尼控制对发电机阻尼系数的影响,在DIg SILENT中搭建了含光伏电站ADRC附加阻尼控制的电力系统,并进行了仿真验证。在单机无穷大系统中,对比了传统PI控制器与ADRC控制器对低频振荡的抑制效果,结果表明ADRC控制器效果更为优越;在4机2区域系统中仿真了不同联络线功率和光伏电站并网容量下控制效果,表明ADRC控制器不仅有效抑制联络线的功率振荡,而且抑制了邻近同步发电机的有功振荡,且随光伏容量增大抑制效果也越明显,同时具有较强的鲁棒性。

电网技术杂志电力市场

基于不同商业运营模式的分布式电源/微电网综合效益评价方法1748-1758

摘要：鉴于近年来光伏的迅速发展,以及分布式电源及微电网项目面临的成本及运营问题,建立基于不同分布式电源/微电网并网方式和不同商业运营模式的项目综合效益评价模型,提出分布式发电/微电网项目的综合效益分析流程图,并进行实际工程的算例分析。该方法弥补了分布式发电经济性分析较为粗犷的缺点,考虑全寿命周期内项目的收益和成本,综合考虑复杂电价体系下采用不同运营主体的收益,以及初始投资、运行维护、投资回收期等成本因素对分布式发电项目经济性的影响,并优选出最优的运营模式。实证分析结果表明,该方法在分布式发电项目经济性评价中是有效的且准确的。结果表明采用由分布式发电商进行电源投资,由电网企业负责用户配电网或微电网的运行、维护和售电的运营模式是盈利水平最高的运营模式。

计及电动汽车和需求响应的多类电力市场下虚拟电厂竞标模型1759-1766

摘要：分析了虚拟电厂（virtual power plant,VPP）同时参与双边合同市场、日前市场（day-ahead market,DAM）、实时市场（real-time market,RTM）和平衡市场的三阶段竞标流程,并以此为依据建立了同时参与多类电力市场情况下计及电动汽车（electric vehicle,EV）和需求响应（demand response,DR）的VPP三阶段竞标模型,该模型考虑单辆EV的充放电管理,并将DR分为基于价格DR和基于激励DR。阶段1,VPP于日前签订双边合同并提交DAM竞标策略;阶段2,VPP逐个时段提交交易日RTM竞标策略;阶段3,VPP完成电量交易,平衡市场负责消纳可再生能源出力偏差量并向VPP收取费用。仿真算例验证了所构模型的有效性,结果表明：该模型能实现单辆EV和DR的有效控制,并有效降低VPP的运营成本。

基于粒子群优化支持向量机的电能替代潜力分析方法1767-1771

摘要：＂电能替代＂战略可以在终端能源消费环节实现电能替代散烧煤、直燃油,最终实现能源发展方式的根本转变。为提供面向电源、电网、产能规划的理论指导,提出了基于粒子群优化支持向量机的电能替代潜力分析方法。基于多维度数据定义电能替展的主要影响因素,通过支持向量机实现影响因素与累计电能替代量的拟合分析,并对于支持向量机参数选择进行粒子群优化,实现了对累计电能替代量的有效预测。仿真结果表明,上述方法能够显著提升预测精度,对于支持电能替代的潜力分析具有一定的指导意义。

基于改进灰色关联度的电力负荷影响因素量化分析模型1772-1778

摘要：当前我国电力负荷发展面临经济新常态,产业结构调整、节能减排等政策深入推进新形势。在此背景下,提出一种基于改进灰色关联度的电力负荷影响因素量化分析模型。首先,构建了宏观与微观相结合、层次化的负荷影响因素指标体系,系统地反映新形势下经济、政策等对负荷的影响;再次,针对传统灰色关联分析模型对历史数据的差异性和未来的电力发展形势考虑不足问题,通过对历史时期和因素指标分别加权,提出一种改进的灰色关联分析模型;最后,应用所提出的模型,对影响电力负荷的因素进行量化分析,所得结果相比于传统模型更加符合实际,同时依据所得结果对负荷预测等工作提出了建议。

基于博弈论的电力系统供给侧多方交易决策1779-1785

摘要：在电力体制改革背景下,新增实体进入电力市场参与供电交易。分别建立传统方式与电力改革背景下的网损模型,考虑地理位置、收益以及系统损耗等因素,建立电网公司、新增实体和用户构成的3方静态非合作博弈模型。以含7个新增实体的电力系统为例,采用串行化协同遗传-粒子群优化算法进化算法求解其交易决策的纳什均衡解,得到供电方电价及系统网损优化结果,并解释了纳什均衡的物理意义。算例结果表明,该模型具有一定的可行性及普适性,为制定供给侧的多方电力交易决策提供了理论参考。

电网技术杂志可再生能源发电与综合消纳技术

东北供热机组对新能源消纳的影响分析及热电解耦措施1786-1792

摘要：＂三北＂地区冬季供热期新能源消纳矛盾突出,供热机组装机容量大、冬季受供热约束调峰能力差是造成弃风弃光的主要原因。基于东北地区的调研数据,第一次量化分析了供热机组装机发展和调峰运行对新能源消纳空间的影响,提出能够提高供热机组运行灵活性的4种热电解耦措施,在对不同热电解耦措施的风电消纳能力和煤耗水平分析对比的基础上,提出了目前可行性和推广性较高的热电解耦措施建议。措施的实施对释放系统灵活性、提高新能源消纳能力具有积极的意义。

计及风电输出相依结构和柔性负荷激励/补偿机制的随机调度策略1793-1800

摘要：同一地区风电场出力之间存在相关性,构建基于相关性的风电联合出力概率密度公式有利于提高分析的准确性。采用Gumbel-Copula函数描述风电场出力相依结构,建立了多风电场联合出力模型。在此基础上,在含风力发电的调度体系中引入柔性负荷作为调峰资源,以总运行费用、温室气体和污染气体排放、系统运行风险最小为目标,提出计及风电输出相依结构和柔性负荷调峰的随机调度方法。该方法体现出风电功率内在联系的同时,很好地利用柔性负荷的潜在调峰效益。模型中对风电功率随机性采用机会约束处理,经过抽样平均近似后,将随机模型转化为确定性模型求解。算例分析表明,采用的调度策略能够使系统运行于高效的负载水平,在兼顾经济效益和环境效益的同时,促进系统对风电的消纳。

基于风电场功率特性的风电预测误差分布估计1801-1807

摘要：风电功率预测对风电场运行和电网调度决策具有重要影响。基于风电场的功率特性曲线,提出了一种风电预测误差分布的估计方法。首先根据历史运行数据对风电场的功率特性曲线进行拟合;然后按照风电场的切入风速和额定风速将历史实测数据划分为3部分,并利用改进后的广义误差分布等模型提取每一部分风电功率预测误差的概率密度特性,根据其数值特征,设定相应的风电功率修正方法和预测误差分布的估计方法;最后按照待测日预测风速的大小选择对应的修正方法补偿所预测的功率,并估计预测误差的分布范围。结合中国北方某风电场的实际运行数据进行了仿真算例分析,验证了所提方法的有效性。

基于修正后ARIMA-GARCH模型的超短期风速预测1808-1814

摘要：精准的风速预测对于降低风功率波动对电网稳定性的影响具有重大意义。为此,基于时间序列分析方法中的自回归差分移动平均模型（auto regressive integrated moving average,ARIMA）和广义自回归条件异方差模型（generalized autoregressive conditionally heteroscedastic,GARCH）,对风速建立ARIMA-GARCH模型。并从实际经验出发,充分考虑风速自身高低及风速变化率对条件方差的影响,利用模糊理论、风速概率分布特性及相关性分析等方法,对GARCH模型中的条件方差进行加权混合修正,使其更加符合实际情况。此方法预测机理清楚,能够反映客观世界动态过程,揭示风速变化的客观规律,并且,仅通过少量历史数据,便可快速实现超短期内风速的点预测与区间预测。最后,通过中国甘肃气象站观测的风速数据进行了详细的算例分析,验证了上述方法的可行性及有效性。

采用最近历史观测值和PLSR进行空间相关性超短期风速预测1815-1822

摘要：为提高超短期风速预测的可靠性和准确性,将被预测地点（本地）周边测风塔风速风向等当前和最近历史观测值作为基础数据,采用空间相关性来预测本地的未来风速。首先,依据风向和风速的延迟相关性,挑选出上游测风塔。之后,结合最优延迟时间,利用各上游和本地最近的风速观测值来训练预测模型。最后,将各上游风速的当前观测值输入模型,即可得到本地的风速预测值。以偏最小二乘回归（partial least squares regression,PLSR）为主要模型,并采用线性回归（linear regression,LR）、最小二乘支持向量回归等模型进行对照。以冬季风时期的荷兰Huibertgat和天津为被预测地点,进行了PLSR、LR预测误差与模型阶数、样本容量之间关系的数值实验。研究表明,在冬季风时期,当样本容量达到一定程度后,预测误差的变化对阶数、样本容量和模型的类型均不再敏感。这表明空间相关性是一种较为可靠的超短期风速预测方法。

基于相邻经验粒子群算法的风电场集群无功电压分层控制策略1823-1829

摘要：针对风电场集群的运行特点,提出了一种适用于风电场集群的无功电压分层控制策略。该策略分为2层：整定层根据风电场集群并网点电压确定所需无功功率;分配层利用风场各支路中节点电压确定参与无功功率分配的风机数量,计算风机和补偿设备的无功功率。分配层降低了优化算法的输入量,提高了收敛速度。同时提出了一种基于上述控制策略特点的改进粒子群算法-相邻经验粒子群算法,该算法通过在速度更新公式中加入相邻风机支路的优化结果,进一步提高算法的收敛速度。算例分析表明,该策略在提高优化算法收敛速度的基础上,能够对风电场集群内的节点电压及网损进行优化。