智能直流配电网研究综述
摘要：随着电力电子技术的发展,相比交流配电网,直流配电网在很多领域取得了技术和经济优势,具有巨大的发展前景。首先对直流配电的发展历程、优势及运行特点等进行了论述和分析;在此基础上,介绍了直流配电网在一些发达国家的研究现状与发展情况。其次,对直流配电网研究中的系统架构、控制技术、保护技术等关键问题和相关研究现状进行了全面的阐述。最后,对直流配电网在中国的发展进行了介绍和展望。中国广域范围内大规模太阳能和风能各时间尺度下的时空互补特性研究
摘要：中国的风能和太阳能等可再生能源资源非常丰富。大规模具有波动性的电源接入电网将会给电网的安全稳定运行带来挑战。但是合理利用广域范围内风能和太阳能等资源的时空互补性可以有效降低其输出功率波动。基于中国气象局提供的大量气象站点实测小时级别风速和太阳辐射强度数据,分析和研究了不同组合场景下广域范围内的风电和太阳能资源之间的时空互补性。研究表明在不同时间尺度下（月,日,小时）中国大陆北部和东部沿海广域范围内风能和太阳能资源具有良好时空互补性,其中日时间尺度下互补性最强。同时,在各时间尺度下这两种可再生能源装机容量存在着使其时空互补性最强的组合比例。再者,分散区域越大,风电所占比重越大的组合场景小时时间尺度的时空互补性越强。考虑预测误差分布特性的风电场集群调度方法
摘要：为应对大规模风电集中并网给电力系统有功功率平衡带来的影响,将风电功率预测信息纳入电力系统日常调度是必然趋势。现有考虑预测信息的风电场集群有功调度方法一般采用确定性风电预测数据,由于风能特性和预测水平限制,难以满足电力系统调度精度需求。因此提出一种考虑风电功率预测误差分布特性的有功功率调度方法,该方法首先通过历史数据统计分析得到风电场风电功率预测误差的概率分布,然后以风电场集群下发有功指令后各风电场输出的风电功率缺额的数学期望之和最小为优化目标,优化分配风电场集群调度指令,减少因风电有功预测误差导致的风电场群输出有功功率与集群调度要求之间的功率差额。通过风电场实际数据验证了所提方法的有效性和先进性。基于样本熵和极端学习机的超短期风电功率组合预测模型
摘要：该文提出一种经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）–样本熵（sample entropy,SE）和极端学习机（extreme learning machine,ELM）相结合的风电功率超短期预测方法。该方法首先利用EMD-SE将风电功率时间序列分解为一系列复杂度差异明显的风电子序列;其次利用最小二乘支持向量机（least squares support vector machine,LSSVM）、极端学习机和经原始岭回归（primal ridgeregression,PRR）改进的极端学习机（PRR-ELM）对各子序列建立组合预测模型,并采用交叉验证法和重构相空间法确定各模型的参数和输入向量维数,以提高各组合模型的预测精度;最后以某一风电场实际采集的数据为算例,结果表明基于EMD-SE理论的ELM和PRR-ELM组合预测模型在预测精度和训练速度上都明显优于EMD-SE理论和LSSVM的组合模型,且其预测结果更接近于真实值,为实现风电功率在线的较高精度超短期预测提供了可能。基于WAMS的电力系统功率振荡分析与振荡源定位（1）割集能量法
摘要：目前,电力系统低频振荡诊断与分析中面临的主要困难是如何利用有限的广域量测系统（wide area measurementsystem,WAMS）数据快速准确的识别振荡源。针对此问题,提出一种基于WAMS信息构建电网割集计算振荡能量的实用方案。首先定义了割集振荡能量的概念与计算方法,并提出基于关键线路的WAMS动态信息可构建不同层次的网络割集,其中振荡能量流出的割集即可判断为振荡源。最后,通过在实际电网中仿真和对三峡电厂某次振荡实例的分析,验证了该方法的有效性。案例分析结果表明,割集能量的方法可以最大限度地利用WAMS信息,直观快速地显现电网振荡时的特征,摆脱对元件参数精确性的依赖,快速定位振荡区域,有效识别振荡源。基于WAMS的电力系统功率振荡分析与振荡源定位（2）力矩分解法
摘要：电力系统低频振荡诊断与紧急控制要求及时快速地识别扰动源,振荡的分析与在线计算要求采用准确的模型参数。针对以上问题,提出了基于力矩分解法的扰动源定位与参数实时校核方案。该方案采用力矩分解法分析发电机控制系统的作用,通过计算振荡能量直观地显现电网振荡时各控制系统对电网阻尼的影响。采用力矩分解的方法,可以将扰动源进一步精确定位至发电机的控制系统,并可实时校核在线计算数据中控制系统的模型参数。最后,通过实际电网振荡实例的分析验证了该方法的有效性;分析结果表明,该方法可以快速准确地定位振荡源,识别发电机控制系统异常,并在线校核发电机控制系统模型参数。基于起振段波形在线判别电力系统功率振荡性质
摘要：电力系统功率振荡的主要分为负阻尼和强迫型振荡2种。这2种振荡的表现形式很相似,但采取的应对措施差别很大。为快速有效地判别振荡性质从而采取适当的措施抑制功率振荡,提出了一种基于起振段波形的二次差分法及相应的判别准则。针对2类功率振荡的起因及特点,通过比较该方法计算的每个周期中功率最大值（或峰峰值）的一次差分和二次差分的符号,即可在功率振荡发生后的几个或十几个周波内快速判别振荡性质。最后,采用多个实际电网的振荡实例验证了该方法的有效性及实用性。机电暂态仿真中振荡中心的识别方法及应用
摘要：中国电网已经发展成为规模较大的互联电网,在故障冲击后,可能引起区域之间的功率振荡。在电力系统仿真分析中经常需要识别振荡区域、确定振荡中心,进而判断系统的薄弱区域并采取有效的调整控制措施。机电暂态仿真中自动识别振荡中心能够为计算分析提供重要参考,具有重要的应用价值。根据低频振荡过程中振荡中心电压有效值最低的特点,研究了根据线路两侧电压进行振荡中心计算的方法;与网络分析方法相结合,研究了机电暂态仿真过程中振荡中心断面的自动分析方法。该研究成果已在PSD-BPA机电暂态程序中实现。通过对实际电网的计算分析,阐述了振荡过程中振荡中心的变化特点和规律以及如何利用这些识别系统薄弱环节、判断系统稳定状态。所提出的方法能够有效识别实际电网的振荡中心,从而为实际电网的计算分析以及后续分析方法的研究开发奠定基础。提升系统阻尼的多STATCOM阻尼控制器协调控制研究
摘要：柔性交流输电装置（flexible AC transmission system,FACTS）在提升电网安全稳定和运行效率方面发挥了重要的作用,研究多FACTS控制器间的交互影响及协调控制方法具有重要的现实意义。研究多静态同步补偿器（staticsynchronous compensator,STATCOM）在提升系统阻尼方面的协调控制问题,并针对多个STATCOM阻尼控制器之间存在的负交互影响,提出一种基于模式自适应直接搜索（mesh adaptive direct search,MADS）算法的多STATCOM阻尼控制器协调控制方法,该方法使用频域设计思想保证了控制器多运行方式下的鲁棒性,同时使用MADS算法保证多控制器的协调运行能力,最终实现多台STATCOM阻尼控制器的协调运行与控制。仿真结果验证了该方法的正确性以及在实际电网中应用的可行性。空间电力负荷预测方法综述与展望
摘要：空间电力负荷预测是电力系统规划的前提与基础,特别是随着对电力系统进行精益化管理要求的提出,空间电力负荷预测问题成为重要的研究课题。为了能够充分地利用该领域内已有的研究成果,并开展更深入的探索及其有效的应用,回顾了空间电力负荷预测技术发展的历史,对现有的各种空间电力负荷预测方法、原理做了系统的归纳,提出了尚需解决的问题,对未来的研究方向作了展望。直流功率调制抑制交流联络线随机功率波动的研究
摘要：正常运行时华北、华中两大区互联系统交流联络线上存在随机功率随机波动的现象,限制了联络线的输电能力,并直接威胁着设备的安全运行。减小和抑制大区交流联络线上的随机功率波动是当前调度运行亟待解决的重要问题。提出直流功率调制抑制交流联络线随机功率波动的方法,通过直流功率调制快速吸收或补偿其所连交流系统的过剩或缺额功率,可减小或抑制交流联络线上的随机功率波动。提出基于功率调节比的直流调制控制器性能指标,并采用改进的粒子群算法求取控制器最优增益,可使直流线路按预先给定的调节比部分或完全承担交流联络线上的随机功率波动。对华北—华中互联系统的仿真研究表明,直流功率调制为减小或抑制特高压交流联络线上的随机功率波动提供了一种有效手段。STATCOM对双馈入直流系统运行特性的影响
摘要：静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）具有对无功功率进行独立快速控制和提高电压稳定性的特点。将STATCOM接入双馈入直流系统某一逆变站交流母线,建立含STATCOM的双馈入直流系统模型,推导了整个系统稳态功率传输的数学模型。通过理论分析和PSCAD/EMTDC仿真,详细研究短路比、直流落点间的电气距离等因素对双馈入直流系统运行指标的影响。并提出利用最大传输有功功率增加量来分析STATCOM对不同短路比时最大传输有功功率的影响。研究表明：STATCOM的接入可以等效的增大直流子系统所馈入交流系统的强度,增大直流子系统的稳定运行区域,改善其换相失败免疫能力,抑制暂态过电压,从而有效改善双馈入直流系统的稳态和暂态运行特性。SVC接入位置对次同步振荡的影响机理与SVC控制策略研究
摘要：当前研究静止无功补偿器（static var compensator,SVC）抑制次同步振荡,大多将其接入机端或升压变高压侧,并仅考虑阻尼控制作用,对其它接入位置和电压调节的探讨不多,控制器的设计也不够简便。文中基于系统的dq轴数学模型,简化复转矩系数的计算,得到较精确的含SVC串补系统的电磁转矩表达式。利用该式分析SVC附加阻尼的机理以及与接入位置的关系,指出接入线路中点能使SVC在谐振频附近提供更多正阻尼。同时分析SVC电压控制对次同步振荡的影响,指出电压控制的传递函数很可能会增大各扭振频下的附加阻尼相位差。对此提出一种基于相位补偿法的PID控制设计,参数整定简单快速,既可以维持系统电压水平和提高线路传输能力,也可有效抑制系统次同步振荡。特征值计算和时域仿真都证明了分析结果的正确性。一种基于协同控制理论的分散非线性PSS
摘要：为提高电力系统稳定器的动态性能及鲁棒性,提出一种基于协同控制理论的分散非线性电力系统稳定器（powersystem stabilizer based on synergetic control theory,SPSS）设计方法。首先针对同步发电机及励磁系统模型,根据协同理论,构造出合适的流形,然后推导出SPSS的控制规律,进一步实用化后,得到一种基于协同控制理论的实用的SPSS,由于SPSS的所有输入信号均为本地易测量信号且与网络参数无关,从而能实现分散控制。最后,将所设计的SPSS用于3机6节点电力系统进行小扰动和大扰动仿真验证。仿真结果表明,与常规的相位补偿型的PSS相比,所提出的SPSS能够在较大的运行范围内向系统提供充分的阻尼,并对模型误差不敏感,具有很好的鲁棒性。基于实用稳定域的次同步振荡阻尼控制器设计
摘要：随着高压直流输电、柔性交流输电装置的广泛应用,电力系统运行方式灵活多变,对次同步振荡有着显著的影响,传统的采用＂逐点法＂设计的阻尼控制器可能存在鲁棒性不足的问题。为提高控制器的鲁棒性,提出一种基于实用次同步振荡稳定域的阻尼控制器优化设计方法。采用临界阻尼定义一种新的稳定边界,构成实用次同步振荡稳定域,并直接以该稳定域为目标进行阻尼控制器参数优化。分析一个含可控串联补偿（thyristor controlled series capacitor,TCSC）系统的多个运行参数对次同步振荡的影响,发现TCSC导通角是影响次同步振荡模式阻尼的主导因素。采用遗传算法,以TCSC导通角构成的实用次同步振荡稳定域为目标,设计附加励磁阻尼控制器（supplementary excitation damping controller,SEDC）的参数。结果表明,所设计的SEDC能大大扩展TCSC的安全工作范围。任意负载条件下动态电压恢复器的复合谐振控制策略
摘要：针对传统比例–积分（proportional-integral,PI）反馈控制器应用于动态电压恢复器时存在稳态误差较大、负载适应性差、难以对非线性负载进行电压补偿等问题,提出一种任意负载条件下的动态电压恢复器（dynamic voltage restorer,DVR）控制策略。该控制策略利用谐振控制实现对负载的无静差电压补偿,结合前馈控制来提高系统的动态响应速度。针对非线性负载在DVR串接电容上产生的谐波电压问题,引入一种电容谐波电压的抑制方法,该方法实时检测电容谐波电压所对应的谐波电流成分并控制DVR产生反向的谐波电流,间接消除了DVR输出电压中的谐波成分,显著提高了动态电压恢复器对任意负载特别是对非线性负载的电压补偿能力。实验验证了所提控制策略的有效性。一种适用于状态检修的电力设备时变停运模型
摘要：建立基于在线监测信息的电力元件时变停运模型是实现状态检修的关键技术工作之一。提出一种可应用于状态检修的马尔可夫停运模型,并分析完全维修、不完全维修和最小维修3种维修模式下模型特性,在此基础上提出一种可以涵盖各种维修模式的综合时变停运模型。进一步讨论元件随机模型加入确定性计划检修事件后的可用度表达式。算例证明,所提模型可以计及不同检修模式和计划检修对设备可用度的影响,为后续状态检修中的风险评估和检修决策打下了基础。基于复杂网络理论的关键输电断面分析
摘要：关键输电断面对于电网的安全稳定运行与控制具有重要意义。提出一种基于复杂网络理论的关键输电断面自动搜索方法,为实现电网的实时状态监视与快速分析计算奠定了基础。该方法利用输电介数指标识别由电网拓扑结构与潮流分布共同决定的关键输电线路,并结合复杂网络聚类算法构造适用于输电断面分析的电网分区方法;在分区的基础上,利用输电断面的特征及其与分区的关系,解决自动搜索过程中的充分性和必要性问题;最后,利用主导线路的输电介数实现了关键输电断面的重要性排序,克服后验式自动搜索方法中需要定量分析安全稳定裕度的缺陷。对中国电科院CEPRI-36系统和某省电网进行仿真计算,验证了所提模型和算法的有效性及对大电网的适应性。
