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含風電場的電力系統潮流計算的聯合迭代方法及應用

電網技術雜志|王海超; 周雙喜; 魯宗相; 吳俊玲 電力系統國家重點實驗室(清華大學電機系); 北京市; 海淀區; 100084; 中國電力科學研究院; 北京市; 海淀區; 100085
【摘 要】

大量風電機組接入電力系統將引起許多復雜的問題,因此,必須計算含有風電場的電力系統潮流.文章在簡化的異步發電機穩態等效電路的基礎上,提出了計算含風電場的電力系統潮流的聯合迭代方法,通過修正雅克比矩陣以簡化迭代過程解決了計算精度與迭代效率之間的矛盾.該方法既考慮了風電機組機端電壓、有功功率、無功功率以及滑差之間的耦合關系,又大大縮短了潮流計算時間.計算結果表明了該方法具有一定的實用價值.

電網技術 文檔目錄

華北電網自動發電控制綜述

摘要:自動發電控制(AGC)是調整電網頻率與有功功率、保證電網安全、經濟運行的重要措施之一.文章回顧了華北電網AGC的發展歷程,分析了華北電網AGC機組的現狀、AGC控制模式、現行運行考核與管理辦法及其存在的主要問題.為適應電力體制改革、大區聯網和電力市場運營的新形勢,提出了進一步提高華北電網AGC運行和專業技術管理水平的思路與建議.
1-5

發電機組類型對AGC運行性能的影響及對策

摘要:文章從華北電網AGC運行的實際情況出發,總結分析了幾類主要發電機組的負荷調節能力,探討了發電機組類型對AGC運行性能的影響,認為水電機組和燃氣輪機的發電功率變化范圍大,響應速率高,且易于改變調節方向;蒸汽發電機組和核電機組的響應速率低,且不易改變調節方向.建議充分考慮AGC機組的類型,有針對性的對不同類型AGC機組進行合理規劃,進行不同指標的考核.
17-21

提高發電廠AGC系統運行可靠性的管理措施和技術措施

摘要:總結了神頭第二發電廠在自動發電控制(AGC)系統運行與管理方面的一些經驗,介紹了該電廠提高AGC系統運行可靠性的管理措施、技術改進措施及其實施效果以及在確保AGC系統穩定運行的同時提高機組運行經濟性方面所做的工作,為其它電廠開展這方面的工作提供了有益的指導.
35-38

提高機爐協調控制系統AGC響應速率的方法

摘要:針對目前河北省南部電網火電機組協調控制系統AGC響應速率比較慢的現狀,分析了影響AGC變負荷速率的幾種因素,提出幾種能夠有效提高協調控制系統響應速率的方法,如增加電網調度中心與火力發電廠之間AGC傳輸信號的數量、改進AGC的調度方式等.對于配備了火電廠廠級監控信息系統(SIS)的機組,以全廠作為一個整體進行AGC控制,而不再對單機直接進行AGC控制,有效提高了機組調節速率與品質.
49-52

可靠性保險在中國電力市場中的應用模式

摘要:作者提出了可靠性保險的概念,它是保險理論在供電可靠性管理中的應用.保險公司可根據用戶預付的保險費,掌握用戶對供電可靠性的偏好程度,再將這一信息傳遞給配電公司,為配電公司的供電可靠性管理和公司的投資決策提供的良好的價格信號.同時探討了可靠性保險的四種可能的應用模式,提出了每種模式下的保險費的計算模型,并給出了相應的算例.算例表明,可靠性保險將停電損失風險通過保險公司最終由用戶轉移給配電公司來承擔,這可以激勵配電公司提高工作效率.
63-69

電網調度員培訓模擬系統架構與功能探討

摘要:結合目前國內電力系統自動化方面的發展現狀,通過研究電網調度員培訓模擬系統(DTS)的應用模型及技術指標,對該系統應具備的功能及未來發展的方向進行了闡述,以期對DTS的建設有所幫助.
82-84
電網技術雜志±11OOkV特高壓直流輸電技術

±1100 kV特高壓直流工程主接線與主回路參數研究

摘要:構建西電東送±1100 kV特高壓直流輸電大通道,有利于推進我國能源的大范圍優化配置。在特高壓直流輸電系統中,換流器主接線方案對于整個直流主設備研制和工程實施的難度、可靠性水平、換流器故障所造成的交流系統功率損失等都具有重大影響,是工程系統研究的最核心問題。首先分析了特高壓直流工程可采取的換流器接線型式;其次,根據以往工程建設經驗和設備設計與制造經驗,提出了3種換流器接線型式,并對其主回路技術參數進行了詳細的計算分析;最后,根據所提的換流器接線型式評價方法,確定了合理有效的主接線型式,并在昌吉—古泉±1100kV工程中進行應用。
1015-1022
電網技術雜志高比例可再生能源并網

基于分層區間數可能度排序的不確定靜態安全分析

摘要:電力系統靜態安全分析作為預防控制的基礎,對系統進行N-1事故分析,得到其嚴重性進行排序。當間歇性能源接入電網后,網絡中的潮流分布隨之呈現一定的不確定性,為此需考慮不確定情況下的靜態安全分析。首先根據區間有功行為指標將故障集分為3層,并采用區間數可能度比較法對每層的故障集分別構造區間指標集的互補判斷矩陣,為保證判斷矩陣的一致性,建立了以修正量最小的最小二乘模型,從而得到各個分層的區間指標排序向量。根據分層的權重和各個分層排序向量的大小,得到總故障集的安全性排序。以IEEE 9節點為例,詳細說明了安全分析方法的求解過程,并采用蒙特卡羅隨機模擬方法與之對比,結果表明了所提方法的有效性。最后,多個系統的時間復雜度測試結果體現了安全分析的快速性。
1048-1054

考慮儲能參與的含高比例風電互聯電力系統分散式調度模型

摘要:為了有效解決高比例風電難以完全就地消納的問題,從發電側和電網側兩方面入手,提出了一種考慮儲能參與的含高比例風電互聯電力系統分散式調度模型。首先,在發電側引入儲能技術,建模過程中考慮了儲能系統的投資成本和運行成本,給出了儲能系統的充放電控制策略。然后在電網側,采用魯棒優化的方法描述風電出力的不確定性,并對風電采取區域內消納和通過高壓直流通道跨區域外送兩種消納方式,基于同步型交替方向乘子法對含高比例風電的互聯電力系統進行分散式優化調度。最后,通過算例對所提模型的有效性進行了驗證。結果表明,所提模型可以實現風電的跨區域消納,以達到互聯電力系統最優調度的目的。
1079-1085

基于混沌-RBF神經網絡的光伏發電功率超短期預測模型

摘要:光伏出力時間序列的隨機性和波動性使得光伏出力預測難以達到理想的精度,而提高預測精度是降低光伏并網不利影響的前提。因此,在揭示光伏出力波動本質的基礎上,提出了混沌-徑向基函數(radial basis function,RBF)預測模型。首先,應用小波去噪處理后光伏發電功率實測數據,基于C-C法重構系統相空間,運用相圖法和改進最大李雅普諾夫(Lyapunov)指數法,對輸出功率進行非線性動力學分析,確定光伏出力具有混沌特性;然后,分析光伏出力相空間軌跡局部變化的規律性,采用RBF神經網絡對系統軌跡進行擬合,建立基于混沌-RBF神經網絡的光伏發電功率超短期預測模型;最后,選取去噪后的實測數據對所建模型進行訓練和預測,驗證模型在不同天氣狀況下的預測效果。結果表明,所建模型對晴朗、多云和陰天等天氣狀況都有較好的預測精度,顯示出良好的預測性能。
1110-1116
電網技術雜志國家重點研發計劃

考慮大規模集中接入風電功率波動相關性的在線概率安全評估

摘要:由于風電功率的波動性和不確定性,大規模風電集中接入對電網安全有很大影響。提出了一種在線概率安全評估方法,能夠實時評估大規模集中接入風電的不確定性對電網安全的影響。因為應用風速概率分布和風電功率預測誤差概率分布模擬在線風電功率的不確定性有很多困難,所以基于風電出力歷史數據研究了風電功率超短期波動的概率分布,并采用Copula函數對多個風電基地功率波動的相關性進行了詳細模擬?;陲L電功率歷史數據,所提方法能夠給出短期內可能發生的風電基地的功率波動組合,進而進行概率安全評估計算,在線評估風電功率波動對電網安全的影響。為了提高計算速度,應用多維離散模型簡化多風電基地功率波動的聯合概率分布。通過在某風電集中接入的省級電網進行實際應用,驗證了所提方法的有效性和必要性。
1140-1148
電網技術雜志電力市場

基于雙層粒子群算法求解電力市場均衡

摘要:針對電力市場均衡策略的求解,現階段國內外廣泛采用非線性互補算法和循環迭代的方法。其中,非線性互補算法是通過Karush-Kuhn-Tucker條件將發電商最優反應函數轉換成一組半光滑非線性互補方程組,松弛因子維度高且算法異常復雜。而循環迭代法采用重復求解各發電商的最優反應函數的思想,常常因為收斂性差而求不到均衡解。針對上述問題,提出了一種基于雙層粒子群算法求解市場均衡的思路。其中,外層粒子群算法搜索可行域內的策略組合,以提出的納什適應度函數為尋優標準;內層粒子群算法和內點法結合計算外層中的納什適應度函數值。采用標準3節點和IEEE 30節點測試系統對所提算法進行了仿真,求得結果與采用非線性互補算法的結果完全一致,驗證了所提出的雙層粒子群算法的有效性。
1170-1176
電網技術雜志電力系統

多微網智能配電系統協同自律運控模式初探

摘要:微網是未來高密度分布式電源接入的主要載體,其規?;l展的態勢必然使得未來智能配電系統的主要運控對象包括大量不同型式的微網系統,亟需探究新的運控機制,以適應新能源微網技術快速發展的需要。在比較微網與智能配電系統特征并分析多微網發展態勢給傳統配電系統帶來挑戰和機遇的基礎上,提出了智能配電系統與多微網之間逐步培育和構建開放、友好型協同自律式運控關系的構想;闡述了協同自律運控模式的內涵,設計了具有規范性屬性的協同策略和具有引導性屬性的彈性自律空間的決策流程;最后對協同自律運控模式的若干關鍵科學技術問題進行了梳理,并展望了可能的解決方法。協同自律運控模式,既可以在降低配電網調控難度的基礎上更好地發揮其承接大電網與微網關系的作用,還可以在提升微網自身能量管理靈活性的基礎上更為充分高效地接納分布式新能源,從而促進配電網主動性和智能性的良性發展。
1200-1209

橫向風對特高壓交直流混合線路地面電場與離子流場分布特性的影響

摘要:在有風條件下,特高壓直流與交流并行線路的空間離子流場除受直流電場與交流電場的共同影響以外,還會在橫向風力作用下進行新的遷移運動,進而改變地面混合電場的分布特性。采用區域分解法求解橫向風存在時的混合場問題,對方法的邊界條件和計算流程均進行了改進。結果表明,處于直流線路下風區的直流電場分量橫向衰減速率隨著風速的增加明顯變緩,而上風區的直流電場大幅減小。因此,風速對于混合電場分布的影響程度與交直流線路的相對位置有關。對于同走廊線路,當交流線路處于直流線路下風區時,橫向風明顯增強了交流線路附近區域內直流分量;而當交流線路處于上風區時,即使風速很小,交直流線路之間的走廊內直流分量也會基本衰減至標稱電場。對于同塔線路,由于交直流電場各自的部分特點,橫向風不會增強交直流分量的疊加效果。
1234-1240

含充放儲一體化電站的電網供電能力評估

摘要:考慮電網運行和電池電荷狀態,對充放儲一體化電站進行多場景優化,應用比較矩陣法提出了含一體化電站的電網供電能力評估指標,并結合連續潮流法進行評估。為更精確地評估電網供電能力,在定義節點電氣距離的基礎上,基于無功/電壓靈敏度和有功/傳輸功率分布因子進行計算,在評估中引入負荷增長系數,通過IEEE 30節點系統驗證所提方法的有效性,并分析一體化電站不同運行狀態和接入位置對電網供電能力的影響。算例分析表明,一體化電站并網可提高電網供電能力,其大小受到充放電功率和接入位置電氣距離的影響。
1266-1272

單相多電平電流源變流器混合調制與控制技術

摘要:針對較低級聯數的多電平電流源變流器,為減小開關損耗和降低諧波分量,引入一種基于低頻與高頻混合調制策略的單相多電平電流源變流器的拓撲。低頻單元由共享直流電流源的m個H橋子模塊級聯,各子模塊平均分配直流源能量,采用最近電平調制;低頻單元用來消除最近電平調制單元輸出階梯波中的諧波分量,采用脈寬調制;該方法綜合了最近電平調制和脈寬調制的優點。對所提拓撲的工作原理、均流算法及混合調制策略進行了深入分析,并進行相應的仿真和實驗驗證。仿真和實驗結果表明所引入拓撲能顯著的降低諧波含量,同時減小開關損耗,由此驗證了所提拓撲和控制方法的有效性和可行性。
1300-1307
電網技術雜志高電壓技術

雷電下轉動風機葉片接閃特性模擬試驗研究

摘要:風力發電機在遭受雷擊時葉片一般處于轉動狀態,而葉片轉動對其雷擊接閃特性的影響尚不明確。為探究轉動風機的葉片雷擊接閃特性,設計了可控轉速的1:30縮比2 MW風機模型與適合試驗的弧面電極,采用標準負極性操作波,制作了2種類型的葉尖接閃器,開展了1 m間隙時不同轉速下的大量接閃試驗。試驗結果表明,在1 m間隙下,無論葉尖是接閃帽還是接閃盤配置,間隙擊穿電壓均隨著轉速的提升而升高,而風機靜止時擊穿電壓會隨接閃葉片角度增大而升高。分析認為,葉片旋轉會導致葉尖區域積聚的正離子濃度降低,抑制了上行先導的發展,從而提升了擊穿電壓。根據試驗結果推斷,在此工況下風機旋轉會降低其引雷能力。試驗結果對風機的防雷設計具有參考意義。
1328-1334
電網技術雜志面向園區微網的綜合能源系統運行規劃關鍵技術

面向園區微網的“源–網–荷–儲”一體化運營模式

摘要:園區微網是多能互補、能源互聯網等能源新業態的重要落地點。但是目前我國微網運營缺乏成熟的運營模式和合理的投資回報途徑。立足于我國新一輪電力體制改革和能源互聯網的背景,分析微網的概念特征以及在能源系統演化發展趨勢中地位,提出微網運營主體一體化和投資主體多元化的模式框架,從"源–網–荷–儲"優化控制運行、微平衡市場交易、內外兩級購售電、網對網輔助服務、內外兩級需求側響應、新型備用容量機制建立面向園區微網的"源–網–荷–儲"一體化運營模式,提出傳統運營模式和一體化運營模式下微網經濟性分析方法,通過算例分析驗證一體化運營模式能夠增加微網收益來源,保障微網合理的投資回報,將極大促進園區微網的健康和可持續發展。
681-689

計及可平移負荷的分布式冷熱電聯供系統優化運行

摘要:冷熱電聯供系統作為將能源從電力向氣、熱、冷系統進行擴展的能源集成系統,已經成為能源互聯網的重要組成部分。針對冷熱電負荷需求的隨機性和不匹配性,從供能側和負荷需求側控制的角度對冷熱電聯供系統的綜合優化運行問題進行了研究。結合冷熱電聯供系統內各類可平移負荷的用電特性,從滿足各時刻供能側與需求側的熱電比相匹配的角度建立了可平移負荷模型,并且分別對于冷熱電負荷進行負荷平移。然后建立了包含經濟、能源和環境等多方面運行成本的優化調度模型,并且利用遺傳算法對系統各設備出力進行了優化求解。最后通過算例仿真分析了冷熱電聯供系統的負荷平移在削峰填谷,減少綜合運行成本等方面的作用,從而驗證了所提模型和算法的有效性。
715-721
電網技術雜志高比例可再生能源并網

考慮可消納風電區間的多區電力系統分散協調魯棒調度方法

摘要:多區域分散協調調度是提高電力系統風電消納水平的有效措施。針對風電出力的不確定性以及多區域電力系統動態經濟調度的安全可靠性要求,采用仿射可調節魯棒優化結合分層協調技術,構建了考慮可消納風電區間的多區電力系統分散協調魯棒調度模型,將跨區電力系統可消納的風電區間與自動發電控制(automatic generation control,AGC)機組的參與因子一同優化,以確保調度方案的可行性?;谀繕思壜摲治黾夹g,建立由各區域優化調度并行子問題和確保區域間聯絡線安全運行主問題組成的分散調度實現方法。以2區12節點和3區354節點算例驗證了所提模型通過同時優化跨區系統可消納的風電區間和AGC機組的參與因子,能夠有效應對風電出力的不確定性,實現了多區電力系統整體運行的經濟性和風電消納最大化。
747-754

高可再生能源滲透率海島微電網運行控制

摘要:在對國內外微電網示范工程進行調研分析的基礎上,對在山東省長島縣開展的35 kV海島微電網示范工程建設目標、方案進行闡述。針對系統中高可再生能源滲透率以及分布式電源多點分散接入的特點,設計了微電網示范工程并網/孤島運行控制策略,并對微電網中多類型混合儲能系統的運行管理策略進行研究?;谒_發的海島微電網運行控制策略,開展了微電網并網/孤島運行試驗研究,設計微電網分別運行于并網模式、孤島模式、并網轉孤島模式以及孤島轉并網模式,并對各模式下的運行曲線進行深入分析。試驗研究表明,所提出的35 kV微電網工程建設方法及其運行控制策略是切實可行的,可以實現海島電網在并網、孤島2種模態中的穩定運行及模式平滑切換,保障了海島豐富可再生能源的最大消納,為海島居民提供綠色、穩定的電力供給。
779-788
電網技術雜志直流輸電與直流電網

HVDC開路狀態下換流閥控制設備誤發保護性觸發故障原因分析

摘要:HVDC開路狀態下,監視晶閘管正向電壓的換流閥控制設備易誤發保護性觸發故障,導致直流閉鎖。針對此情況,分析了HVDC開路工況特性和保護性觸發原理,以祁連—韶山±800kV特高壓直流工程為例,深入開展了故障分析,提出了換流閥控制設備誤發保護性觸發的原因和條件。受實際電壓波形的影響,晶閘管電壓相角為180°附近時,閥電子電路在收到觸發脈沖信號的情況下,將極有可能發送建壓脈沖信號。閥接口電子設備會誤將此信號識別為保護性觸發脈沖信號。HVDC非開路狀態下,由于換流器控制單元對觸發延遲角的限制,閥電子電路不可能在晶閘管電壓相角為180°附近時收到觸發脈沖信號;換流閥控制設備誤發保護性觸發的故障只可能發生在HVDC開路工況下。最后進行了換流閥控制設備實驗測試,故障現象、實驗測試結果與分析結果一致。
812-818
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

基于優化FCM聚類的RELM風速預測

摘要:準確的風速預測對大規模風電并網具有重要意義。提出一種基于互信息屬性約簡優化聚類的正則化極限學習機短期風速預測方法。首先考慮不同屬性特征對風速的不同影響,計算風速特征屬性序列與風速序列的互信息,并運用最大相關最小冗余算法進行特征選擇,然后采用優化的模糊C均值聚類方法對風速樣本進行聚類,再對極限學習機進行優化,進而構建風速組合預測模型。最后結合風電場實測數據進行風速預測實驗,結果表明該方法具有較高的預測精度。
842-848

光伏逆變器直流電壓擾動引起的間諧波電流解析模型

摘要:大規模光伏電站的并網給電力系統的穩定運行帶來了挑戰。研究光伏發電系統的間諧波產生機理和傳變規律對于分析光伏發電引起的電能質量問題具有理論必要性和工程迫切性。為此,該文首先構建了dq同步旋轉坐標系下的內外環控制模型,經推導變換建立了光伏逆變器直流擾動引起的間諧波電流解析模型:利用直流擾動電壓、逆變器控制參數和電網阻抗參數,即可定量計算光伏并網逆變器輸出間諧波電流的幅值、頻率和相位?;赑SCAD仿真平臺搭建光伏并網算例,仿真結果驗證了該模型的有效性與正確性。最后,該文分析了光伏逆變器直流擾動引起的間諧波電流的幅頻和相頻特性,并定量討論了內外環控制參數和電網阻抗參數對間諧波電流幅值的影響,為進一步研究光伏發電系統間諧波的抑制奠定了基礎。
878-885
電網技術雜志電力系統

緊急切負荷措施的溫控負荷控制策略及概率模型

摘要:作為典型的具有熱存儲特性負荷,溫控負荷具有響應緊急切負荷系統控制被切除而不對用戶造成明顯負面影響的潛能。該文以空調作為溫控負荷的例子,提出了一種緊急切負荷措施的溫控負荷控制策略,并給出了其耦合Fokker-Planck方程(coupled Fokker-Planck equations,CFPEs)概率模型的求解方法。首先,介紹了空調負荷的個體模型、群體模型以及緊急切負荷系統構架下溫控負荷群隨饋線被緊急切除的控制策略。在此基礎上,為消除控制后饋線恢復供電過程中溫控負荷群體聚合功率的大幅波動,提出了一種負荷群體的分散有功功率控制策略。進一步,為準確描述溫控負荷的有功控制特性,提出了負荷群控制策略CFPEs概率模型的求解方法。通過算例仿真驗證了緊急切負荷措施的溫控負荷控制策略及概率模型求解方法的有效性。
911-917

入網電壓控制型逆變器的同步電機特性分析

摘要:為使可再生能源更好地接入電網,針對入網電壓控制型逆變器的同步電機特性進行研究。以軸壓調節的LCL型電壓控制型逆變器為研究基礎,建立其數學模型,并從理論上分析了其頻率控制單元中的調頻軸參考輸入可以模擬原動機功率輸入,慣性環節可以模擬發電機轉子慣量和阻尼特性;調壓軸參考輸入值可以模擬同步發電機等效內電勢幅值,從而使其具備同步電機的基本功能?;诮⒌哪P?研究了軸壓控制型逆變器的并網有功、無功調節方案。定量分析了系統工作點變化對并網有功功率跟蹤造成的影響,提出了基于比例系數自適應調整的有功功率控制策略,有效解決了有功控制的精度問題。最后,通過仿真結果驗證了理論分析的正確性和自適應控制方案的有效性。
942-948
電網技術雜志自動化

我國特高壓直流輸電通信技術的巴西工程本地化通道設計方案

摘要:巴西美麗山水電特高壓直流輸電項目是中國首項海外特高壓技術和裝備輸出項目,戰略意義重大。工程輸電通信通道本地化設計、建設和實施一方面可依托中國豐富的電力專用通信網技術和實踐,另一方面,通信工程實施面臨兩國能源電力及其通信技術管理體系及理念差異帶來的諸多挑戰。分析巴西輸電行業管理體制、調度運行體系、電力通信系統現狀,闡述中國和巴西分別采用專用和開放2種不同電力通信基礎設施的建設理念、輸電網通信業務網絡配置架構不同、技術規程和標準各有特點,指明工程實施面臨的機遇和挑戰,提出我國特高壓直流輸電電力通信技術的巴西工程本地化通信通道配置方案,包括,與工程同步建設主通信通道采用低損耗OPGW光纜和超長距光纖技術,依托和改造其他直流輸電工程和多回交流線路通信通道組織備用迂回通信通道,通過數據中心接入巴西國家電力運行中心和輸電公司集控中心的調度數據系統,設置工程主、備時鐘提供授時基準,協調通信業務及鏈路配置。該輸電通信通道配置方案將有力支撐工程本地化多種信息傳輸要求,推動工程順利實現巴西落地、入網和運行。
973-980
電網技術雜志高電壓技術

采用植物油浸漬耐高溫紙的配電變壓器過載能力

摘要:目前,我國電網配電變壓器在北方農村春節與南方夏季的城中村均存在著耐受過載能力不足的問題。采用植物油浸漬耐高溫紙的絕緣系統是解決此問題的主要技術途徑之一。對一臺型號為S13-M(B)-400/10的變壓器在過負荷曲線作用下的溫升情況進行計算分析,得到最高熱點溫升出現在兩倍負載結束時,使用礦物油為絕緣液體時,最高熱點溫升為95.1K,該熱點溫升超過了標準中規定的熱點溫升限值78K。計算得出使用植物油時的最大熱點溫升為97.9K。通過在使用FR3植物油浸漬Nomex?T910紙的變壓器中安裝光纖溫度傳感器,測得過負荷曲線作用下最大熱點溫升為97.4K,二者結果吻合并且滿足相應的熱點溫升不大于110K的要求。驗證了計算結果,說明采用植物油浸漬耐高溫紙的絕緣系統可以滿足長期緊急過載配電變壓器的要求。
1001-1006
電網技術雜志特約專稿

超高次諧波問題及其研究現狀與趨勢

摘要:超高次諧波是電力系統電力電子化過程中產生的電能質量問題。從超高次諧波的產生機理、傳播機制、交互影響、危害、發射水平、測量與標準化等角度進行剖析。分析了電動汽車充電裝置、光伏逆變器、照明裝置等常見超高次諧波源及其發射特點;從諧振放大和設備異常兩層面分析了超高次諧波對系統、設備和電力載波通信的影響;將超高次諧波劃分為原生發射和次生發射,提出幾種估計超高次諧波貢獻度的思路;并對現有超高次諧波測量、分析方法和標準等進行了比較,指出未來的研究方向。
353-365
電網技術雜志±1100kV特高壓直流輸電技術

特高壓換流變壓器油紙絕緣交直流擊穿特性及選型

摘要:作為特高壓直流系統的核心設備,特高壓換流變壓器的國產化對我國特高壓直流技術的發展具有重要的推動作用。針對特高壓換流變壓器的實際運行工況,基于不同油紙組合交直流擊穿特性,對其油紙選型進行研究。試驗結果表明:絕緣油的擊穿電壓隨交流分量的降低而緩慢下降;油紙絕緣的擊穿場強隨著交流分量的降低而快速上升;油紙絕緣的性能主要由絕緣紙決定,絕緣油對油紙絕緣強度影響較小。從特高壓換流變壓器網側與閥側出發,同時考慮交流、直流電壓在油紙復合絕緣中的分布特點,分析油紙選型需要考慮的因素,根據實驗結果,最終得到KI-50X絕緣油與魏德曼DPE絕緣紙為最佳油紙組合。研究結果可為特高壓換流變壓器的制造提供相關數據參考。
387-392
電網技術雜志能源互聯網

基于能量流的電熱綜合能源系統棄風消納優化調度模型

摘要:針對三北地區供熱期運行調峰約束導致的棄風問題,提出了基于能量流的電熱綜合能源系統棄風消納優化調度模型。首先建立與電力系統模型相容的熱力系統能量流模型。以能量流法根據溫度變化預測熱負荷,并以該結果作為優化調度模型的已知條件。然后以煤耗量最低為目標函數,建立優化調度模型。與傳統模型相比,該模型考慮了換熱環節約束如換熱器熱阻約束等。最后通過算例驗證該模型的有效性,結果表明:利用電加熱站供熱,可增加低谷電負荷,降低機組的熱定電出力,為風電上網留出空間;用戶室內溫度影響熱負荷大小,進而影響風電消納總量;計及換熱環節約束的優化調度模型計算出的優化調度結果更準確、可信。
417-425
電網技術雜志電力市場

面向售電側改革的用戶分層聚類與套餐推薦方法

摘要:針對售電公司實現多樣化服務類型,吸引更多用戶的需求,提出了一種基于差異化特征提取的用戶分層聚類方法,并對傳統的k-medoids聚類算法進行改進,實現了聚類數目可變的自適應k-medoids算法。分層聚類中第1層聚類先基于馬爾科夫模型提取代表用戶用電行為多樣性的用電特征,并運用自適應的k-medoids聚類算法實現對用戶用電行為多變與否的識別。第2層聚類首先針對第1層聚類得到的各類用戶提取差異化的用電特征,接著分別運用合適的聚類算法實現用戶的再次分類。最后,為兩層聚類后的子類用戶推薦合適的電價套餐。實驗結果表明,基于該差異化特征提取的分層聚類方法能夠為售電公司實現有效的用戶差異化套餐推薦服務,進而為吸引更多用戶購電、擴大售電公司規模提供技術支撐。
447-454
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

考慮備用動作約束的含風電場電力系統多目標動態優化調度

摘要:建立了含風電場的電力系統多目標動態優化調度模型,以總燃料耗量、污染氣體排放量及購電費用最小為優化目標,針對風電場出力隨機性的特點,采用極限場景代表風電場出力偏離預測場景的各種可能方向,考慮了風電場出力極限場景下,各常規機組備用動作對應的網絡安全、機組爬坡等約束。將極限場景與預測場景聯立求解,得出機組出力計劃及各極限場景下的備用動作方案。采用規格化法平面約束法(normalized normal constraint,NNC)和GAMS/CONOPT求解器求解三目標優化問題,以獲得均勻分布的Pareto最優解集;并提出通過確定烏托邦面位于目標函數空間中可行域內部的完整部分,以求解完整Pareto前沿的方法。最后以IEEE 39節點系統和某省級電網為例,分析結果表明,所提出模型和算法能夠為調度人員提供更為完整的決策信息,并得到在風電場出力波動條件下,能夠滿足系統各種運行約束的備用動作方案。
479-486

雙饋風力發電機的調頻策略及機組定子故障下的弱電網穩定性研究

摘要:雙饋風力發電的高滲透率降低了電網的等效慣性和一次調頻能力,這一問題對于弱電網而言愈發突出。因此,在慣性降低的弱電網下,雙饋風力發電機(doubly-fed induction generator,DFIG)頻率的自動調整成為其控制系統重要目標之一。定子繞組匝間短路(stator winding inter-turn short circuit,SWITSC)是雙饋風機的一種典型故障,直接影響機組的安全、穩定運行。但是,計及SWITSC故障的DFIG機組的調頻策略與弱電網穩定性分析尚未見諸報道。為此,在計及SWITSC故障的DFIG機組模型上附加頻率慣性控制和下垂控制,依據旋轉質塊的動態特性建立SWITSC故障下DFIG機組、弱電網的小信號模型,通過特征值分析揭示了兩種頻率控制策略及SWITSC故障本身對弱電網頻率穩定性的影響,并對弱電網模式切換和負荷突變進行了敏感性研究,最后利用仿真驗證了理論分析的正確性。
509-516

電氣化鐵路背靠背光伏發電系統及控制策略

摘要:將光伏發電接入牽引供電系統,有助于推進鐵路系統的節能減排以及光伏電能的就近消納。針對鐵路牽引供電系統的特殊性,首次提出一種適用于電氣化鐵路的背靠背光伏發電系統及其控制策略。利用背靠背變流器的直流側輸出光伏電能,根據工況動態計算兩側變流器的最優電流,實現兩側變流器的獨立控制,充分利用變流器的容量對牽引供電系統進行一定的無功和負序補償,在自發自用的發電模式下,實現光伏電能的就近消納,同時不影響牽引供電系統的電能質量。最后,搭建了系統仿真模型,驗證了所提背靠背光伏發電系統的有效性。
541-547
電網技術雜志電力系統

基于ADPSS電磁暫態模型庫的三相潮流建模與計算方法

摘要:為了實現ADPSS電磁暫態仿真的平穩啟動,開展了基于電磁暫態模型庫的三相潮流建模和計算方法研究,并在ADPSS中開發了三相潮流計算程序。文中首先把大量電磁暫態模型進行分類建模,研究變壓器接法對系統相角的影響,建立兼容多種接法的變壓器模型;然后研究了各種三相潮流算法,從前景和實用性考慮選用牛頓法,并設置3類特殊節點滿足不對稱計算要求;最后,通過前2個算例驗證了新程序計算結果的正確性,后兩個算例則演示了利用新潮流結果為電磁暫態仿真提供初值的易用性。
571-577

基于VMD與PSO優化深度信念網絡的短期負荷預測

摘要:為提高短期負荷預測精度,采用變分模態分解(variational mode decomposition,VMD)技術將原始歷史負荷序列分解為一系列特征互異的模態函數,對每個模態函數進行特征分析并分別建立負荷預測模型。電力系統負荷預測建模過程中,選取有效的輸入變量是提高預測精度技術措施之一,該文采用互信息度量影響因素與輸出變量間的相關性,可選取出對負荷影響較大的輸入變量集合。傳統的神經網絡負荷預測模型難以訓練多層網絡,從而影響其預測精度。而深度信念網絡(deep belief network,DBN)采用非監督貪心逐層訓練算法構成多隱含層感知器結構,在回歸預測分析中展現出優良的性能,已成為深度學習領域研究熱點。因此,該文借助DBN算法對每個模態函數建立預測模型,提高了預測精度。由于DBN網絡權值的隨機初始化,使得目標函數在學習訓練過程中容易陷入局部最優,采用改進粒子群算法優化網絡權值,增強了DBN預測性能。最后,算例測試表明該文模型的有效性。
598-606

基于電壓空間矢量的類正弦滯環電流控制策略

摘要:滯環電流控制(hysteresis current control,HCC)是一種傳統的電流控制方法,其實現簡單、魯棒性好、動態響應快。但當應用到三相系統時,由于三相間的耦合,會存在電流諧波大、開關頻率過高等缺點。該文首先回顧了近年來為解決傳統滯環控制自身問題而提出的一種改進的基于空間矢量的滯環電流控制(improved space vector-based HCC,ISV-HCC)方法的優缺點,然后提出了一種新型的基于電壓空間矢量的類正弦滯環電流控制方法。該方法參考了空間矢量脈寬調制(space vector pulse width modulation,SVPWM)調制中的電壓矢量概念,根據系統參數給定上下兩滯環帶,且當三相電流誤差均在規定的滯環內時,采用零電壓矢量開關模式,而當電流誤差超出規定的滯環帶時,則按照指定的邏輯對三相開關進行控制。最后,通過與傳統HCC及ISV-HCC進行并網仿真與實驗對比,證明該文所提出的方法具有更低的電流諧波及更小的開關頻率,整體上具有更優的控制性能。
628-636
電網技術雜志高電壓技術

基于油中氣體分析的變壓器故障診斷ReLU-DBN方法

摘要:油中溶解氣體分析可為變壓器故障診斷提供重要依據。為提高變壓器故障診斷精度,研究了基于修正線性單元改進的深度信念網絡(rectified linear units deep belief networks,Re LU-DBN)變壓器故障診斷方法。通過分析油中溶解氣體與故障類型的聯系,建立以油色譜特征氣體無編碼比值為特征參量的Re LU-DBN診斷模型。Re LU-DBN通過多維多層映射提取出故障類型更細致明顯的特征區別,通過反向調優達到診斷模型參數最優化。通過識別實驗分析了不同特征參量、不同訓練集及樣本集大小下Re LU-DBN診斷模型效果,研究了放電兼過熱復合型故障對診斷模型的影響,并與支持向量機、反向傳播神經網絡方法做了對比。實驗結果表明基于無編碼比值的模型診斷效果優于IEC比值、Rogers比值、Dornenburg比值為特征參量的模型,且Re LU-DBN較支持向量機和反向傳播神經網絡方法相比診斷準確率有較大提高。區分復合型故障的模型診斷效果優于未區分復合型故障的模型。隨著樣本數據的增多,模型診斷精度得到較大提升。
658-664

期刊名稱:電網技術

期刊級別:北大核心期刊

期刊人氣:5179

雜志介紹:
主管單位:國家電網公司
主辦單位:國家電網公司
出版地方:北京
快捷分類:工業
國際刊號:1000-3673
國內刊號:11-2410/TM
郵發代號:82-604
創刊時間:1957年
發行周期:月刊
期刊開本:A4
下單時間:1-3個月
復合影響因子:2.821
綜合影響因子:2.389
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