大规模光伏发电对电力系统影响综述
摘要：人类对能源安全的担忧和环境恶化的焦虑，使得充分利用可再生能源已经成为全球共识。以太阳能、风能为代表的大规模可再生能源并网发电已经成为新型电力系统不可阻挡的发展趋势，对电力系统深层次的影响正在凸显，各国学术界和工程界均给予极大关注。该文的目的，在于综述国内外大规模光伏发电研究现状，探究光伏发电与电力系统间交互影响的因素，提炼存在的学术和工程问题，理清下一步研发思路。论文从电力系统规划、仿真、调度、控制角度，重点讨论了大规模光伏系统的建模与仿真、大规模光伏接入对系统动态和稳态特性的影响、大规模光伏外送及消纳的关键技术分析；同时，根据作者观点，分类提出了可进一步研究的重点内容，供读者参考。多内模技术在光伏并网发电系统电流波形质量改善中的应用
摘要：提出一种基于比例谐振控制和重复控制相结合的三相光伏并网逆变器新型控制策略。在静止坐标系下，实现交流量的无静差控制，同时有效抑制输出电流中的周期性扰动，优化输出电流波形。该方法消除了传统的旋转坐标系下砌轴电流控制路径上的耦合问题，也避免了多谐振控制策略中的相位滞后及谐振控制器之间相互影响等问题。在一台17kW光伏并网逆变器样机上进行了实验验证，实验结果表明该控制策略能够有效提高输出波形质量，实现逆变器无静差稳定运行。基于全天空成像仪的光伏电站水平面总辐射预报
摘要：准确地水平面总辐射预测是进行光伏功率预测的前提，对提高光伏发电消纳能力具有重要意义。文章基于地基云图观测，建立了云图遮挡复原和畸变还原算法，以及分类型的云团分类识别与运动预测算法，最终实现对水平面总辐射的预测。为验证提出的算法，利用南京市浦口区2012年6月的TSI-880全天空成像仪和地面总辐射计观测数据对水平面总辐射进行预测。结果表明该方法具有较高的预测精度，能够有效地预测由云遮挡造成的辐射跳变过程。微电网技术综述
摘要：微电网作为分布式电源接入电网的一种有效手段，逐步引起了广泛关注。从结构设计、运行控制、供电可靠性和电能质量、经济运行与安全机制、仿真平台和示范工程等5个方面介绍国内外微电网研究的最新进展，并重点就其中的电力电子应用技术、多源协调控制与能量管理、微电网与配电网交互、电能质量主被动治理以及仿真平台建设思路等进行评述，最后结合中国未来智能电网建设规划，对微电网技术的发展前景进行展望。基于改进型滑模观测器的飞轮储能系统控制方法
摘要：该文分析了飞轮电机高速运转时滑模观测器估算角度存在偏差的原因，提出一种补偿截止频率等于电机电气频率的自适应低通滤波器固定滞后角的角度偏差消除方法，并改进了滑模观测器。通过稳定性分析得到了改进型滑模观测器的稳定条件。为了实现飞轮电机全速度范围的无速度传感器控制，采用基于模拟角的电流闭环控制实现飞轮电机的起动和低速运行，在转速达到某个设定值时切换到滑模变结构控制。给出了基于改进型滑模观测器的飞轮储能系统充放电控制方法。在充电和待机时采用了速度外环、电流内环的双闭环控制策略，在放电时采用了电压外环、电流内环的双闭环控制策略。进行了飞轮储能系统的起动、充电、待机、放电实验，实验结果验证了基于该改进型滑模观测器的飞轮储能系统控制方法的正确性和有效性。考虑年末预留水位的全景梯级水电跨年随机调度策略及模型
摘要：针对大型梯级水电年末预留水位优化问题，提出在给定置信度条件下的来水在险值（inflowatrisk，laR）方法，用以计算第1年可靠来水流量，并构建以发电收益最大化为目标的全景梯级水电跨年随机优化调度模型，使得年末预留水位能够适应第2年多种来水情况下的运行约束。采用条件风险价值（conditionalvalueatrisk，CVaR）指标衡量发电收益风险，并建立将发电收益经济性与风险性统一的双层规划模型。针对所建混合整数线性规划模型的解算，提出了主、子问题一体控制的最优奔德斯（Benders）分解方法，并对模型进行求解。对一个2级梯级水电站系统进行仿真分析，结果表明，所提出的全景跨年随机优化调度模型在不同风险偏好下，可以有效提高梯级水电站的跨年发电收益、减少弃水量，同时验证了最优奔德斯分解策略的高效性。复杂时段耦合型约束水电站群短期变尺度优化调度方法
摘要：复杂时段耦合型约束是制约大规模水电短期优化调度高效求解的主要因素之一。提出了一种水电站群变尺度优化调度方法，旨在通过增大时段步长，以弱化甚至消除时段耦合型约束，进而提高算法搜索效率，改善优化调度质量。在求解过程中，首先将原问题转换为多个具有相同调度周期、相同目标和控制需求但不同步长的水电站群优化调度问题，并按照步长从大到小的顺序依次求解各问题，面临问题的初始解由前一阶段大步长问题的优化出力结果确定，直至完成最小步长问题即原问题的优化求解。所提方法通过云南电网水电站群仿真调度实例得到验证，与单一尺度优化方法相比，结果质量和计算效率均得到不同程度地改善。微网反时限低阻抗保护方案
摘要：为解决传统配电网保护在不借助通信技术的情况下，很难满足微电网线路保护的复杂要求，提出了一种基于负荷阻抗的反时限低阻抗保护（inverse．timelow．impedance，ITLI）方案。在微电网结构及故障特点的基础上，类比传统反时限过电流保护，对新型保护的原理、反时限动作特性、配合及整定方法进行研究，给出保护的特点及配置方法。分析过渡电阻对反时限低阻抗保护的影响，并提出低电压加速和配合加速2种改进方法。ITLI僳护方案无需借助通信技术，不仅不受微电源控制方式影响，而且适用于微电网并网与孤岛2种运行状态。利用PSCAD／EMTDC建立微网模型，仿真结果表明，ITLI保护方案在不同运行方式下均具有良好的动作特性，并具备较好的抗过渡电阻能力。网源稳态调压对暂态无功支撑能力的影响研究
摘要：发电机与静止补偿电容器是电网稳态电压调控的重要无功源。特高压直流送端大型水、火电机组以及受端电网电压支撑机组与主网电气联系紧密，可参与系统稳态调压。针对电力调度与运行系统中，关于稳态运行时降低机组无功出力可以增大暂态无功备用这一观点的不足之处，通过理论解析，揭示了发电机组稳态运行工况对暂态无功出力特性的影响；针对发电机与静止补偿电容器组合的网源调压系统，提出物理意义明确的暂态无功支撑能力定义以及提升该能力的稳态优化调压方案。小电网测试系统和特高压直流送、受端大电网仿真计算结果表明，增加机组稳态无功出力，可改善交流电网受扰后暂态电压恢复特性。基于微分代数系统的STATCOM与发电机励磁的多指标非线性协调控制
摘要：从静止同步补偿器（staticsynchronouscompensator，STATCOM）的内部结构入手，选用STATCOM的脉冲控制角θ和STATCOM超前系统电压角口为控制量，提出一种新型的STATCOM控制模型，可有效克服以往STATCOM模型需假设强约束条件的缺点。基于微分代数系统，结合多指标非线性控制（multi．indexnonlinearcontrol，MNC）设计理念，完成STATCOM与凸极式发电机励磁的协调控制策略的设计，并通过单机无穷大系统对其进行暂态仿真。仿真结果同线性最优控制法进行对比，表明本文所设计的6阶协调控制模型是合理而有效的；利用MNC法设计的协调控制策略能有效提升系统的动、静态性能。大型交直流并联输电网网损优化理论及其在南方电网中的实现
摘要：交直流并联电网的网损优化问题与传统无功优化问题有很大不同，纯交流电网主要通过合理配置系统无功以降低网损，而交直流并联电网则是通过调整直流功率改变有功潮流分布，从而实现降低全网网损。尤其对于远距离、大容量、交直流并联送电的南方电网，调整交直流潮流分布降低主网网损则具有更加重要的意义。然而实际运行中主要依靠经验调整交直流潮流，亟需一种能够指导交直流输电网损优化的理论方法和适用于大规模系统的网损分析工具。该文系统分析交直流潮流分布影响网损的机理，提出相应网损优化最优潮流模型和最优等网损微增率原则。同时提出适用于大区电网规模的实用计算方法，在保留系统完整拓扑模型基础上实现算法的高准确性、稳定性和快速性。所提出的交直流并联电网网损分析理论和实用方法，已经应用于南方电网实际调度运行工作，并取得了较大的降损效益。考虑大停电风险的输电网扩展规划模型和算法
摘要：基于自组织临界理论提出了一种考虑大停电风险的电网规划模型及其求解算法。该模型在传统规划模型的基础上，增加了预期负荷损失和幂率尾风险（power-lawtailrisk，PTR）等风险指标，从多个角度分析规划方案的可靠性。求解算法分为2个阶段，首先利用改进的粒子群（multi．objectiveparticleswarmoptimization，MOPSO）算法初步筛选出待选方案集；然后计算待选方案的风险指标，综合所有评估指标利用帕累托最优原则排序。改进的MOPSO算法采用有限容量精英库和全局引导者概率选择机制，有效平衡解的多样性和全局收敛速度。算例分析表明：所提方法可行有效；PTR是其他风险指标的有效补充，在电网规划中考虑PTR有利于降低规划方案的大停电风险；大停电风险并不总是随投资费用的增加而降低，利用优化算法可实现用少量增加的投资费用有效降低大停电风险。基于电气距离的复杂电网关键节点识别
摘要：深入研究电力系统复杂网络特性及连锁故障传播机理对预防大停电事故至关重要。在分析电力网潮流分布机理的基础上，针对经典复杂网络模型不能很好地结合决定网络潮流分布定律的问题，提取蕴含于电网特征参数中的物理信息，根据叠加原理计算得出电网节点间电气距离，基于电气距离提出了网络节点电气耦合连接度的概念。建立基于节点电气耦合连接度的电力系统复杂网络特性辨识模型。与已有复杂电网模型相比，该模型更符合电力系统实际。通过对IEEE标准示例系统的计算，揭示电网内在的异质结构特性，并将该指标应用于电力网关键节点识别。对IEEE39节点系统和湖南某地区电网进行分析计算，时域仿真结果表明，所提指标比拓扑度指标更为合理有效。多阶段协调的风险调度模型及算法研究
摘要：为对预防控制和校正控制进行合理协调，降低系统的运行风险，对“故障前一故障后至实施校正控制前一校正控制”3个运行状态均予以考虑，提出一种多阶段协调的风险调度方法（multistagecoordinatedriskdispatch，MCRD），构建MCRD的数学优化模型，并给出基于Benders分解的求解算法。算例分析表明，MCRD通过在调度模型中施加风险协调约束，能够有效协调预防控制和校正控制，并根据不同天气状态给出低风险且经济性合理的调度方案，可为调度员运行决策提供重要参考。计及系统调频作用的随机潮流模型与算法
摘要：为提高解析法随机潮流结果与系统实际情况的吻合程度，将动态潮流的思想引入随机潮流分析，研究计及频率调节的动态随机潮流模型与算法。结合实际运行中系统调频响应过程，采用分段函数建立动态不平衡功率分配模型；与常规随机潮流模型联合，推导得出计及调频作用的电力系统随机潮流模型；并根据机组调频能力不足对不平衡功率分配的影响，对上述模型进行修正。为保证模型求解方法的实用性，结合常规解析法和模拟法提出一种随机潮流混合求解法。该求解方法简单、易实现，相对于常规解析法系统随机性处理能力增强，相对于常规模拟法求解速度大大提高且可保证较高计算精度。以IEEE24节点系统为例，分析验证了所提模型和方法的有效性。电力变压器油箱内部故障压力特征建模及仿真
摘要：鉴于变压器内部故障后压力升高可能导致油箱开裂、起火及爆炸等事故，长期以来，电力变压器一般装有瓦斯继电器和压力释放阀用于故障切除及油箱过压力释放。但由于业界对其深入研究不足，且鲜有理论创新和性能改进，目前广泛使用的瓦斯继电器存在速动性不足、可靠性较低及阈值难以整定等缺陷。通过分析变压器内部故障造成油箱内压力升高的瞬态物理过程，建立了变压器油箱内部故障压力震源及其波传播的数学模型，有限元仿真变压器内部故障后油箱内压力升高变化情况，得到不同时刻下油箱内部压力分布云图及不同位置压强升高曲线。仿真计算结果揭示了变压器电气网络故障与油箱内非电气量表象之间的关系，为研究基于故障压力特征的数字式瓦斯保护提供理论基础和仿真平台。此外，通过与电力变压器油箱内电弧故障压强升高试验结果的比较，验证了所建模型及仿真手段的正确性。广域后备保护通信模式及其性能评估
摘要：良好的广域通信系统（wideareacommunicationsystem，WACS）对广域后备保护fwide—areabackupprotection，WABP）正确、快速地切除电网故障具有至关重要的作用，但目前的广域通信系统不能很好地满足WABP的需求。该文针对中国电力通信网，根据WABP的广域通信特点，研究了WABP的通信模式，包括广域通信服务模型和通信网络。在通信服务模型方面，继承了IEC61850标准，并提出了减小广域通信流量的措施。在广域通信网络方面，提出了以太网接入方式的同步数字体系以太网（Ethernetoversynchronousdigitalhierarchy，EOS）的传输模式，并建立了基于以太虚拟专线业务（Ethernetvirtualprivateline，EVPL）的广域通信网络。最后对所提出的WABP通信模式的网络性能评估指标进行了分析。IEEE14节点广域网络的仿真结果表明，采用以太网接入的EOS传输模式的广域通信网络，并采取相应的优先级区分、优先级队列（priorityqueue，PQ）调度等提高网络服务质量措施后，很好地满足了WABP各类业务的网络时延约束和功能需求，明显优于准同步数字系列（plesiochronousdigitalhierarchy，PDH）接入方式。用于多用户宽带电力线通信的同步信号的设计与实现
摘要：以正交频分复用（orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，OFDM）调制为基础的宽带电力线通信技术，为智能电网、智能家居以及“最后一公里”提供了高效可靠的信息传输方案，然而OFDM对同步错误极度敏感，针对此问题，采用多相序列作为主同步信号的多用户帧结构，利用一种新的多相序列族（用于用户群搜索）作为主同步信号，序列族的设计不仅要考虑每个序列都有更优良的自相关特性即更高的峰值对旁瓣峰值比，还要求有很好的互相相关特性以对抗其他用户训练序列引起的用户间干扰。多用户系统电不同用户采用不同的序列作为同步序列，这种方法对系统的复杂性没有任何影响。在作者自制的硬件平台上实现了该算法，实验和仿真结果均表明该同步设计更适用于电力线环境。
