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電網技術雜志社
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《電網技術》由國家電網公司主辦,北大核心期刊、CSCD核心期刊、統計源核心期刊、綜合影響因子2.389。電網技術已成為系統內技術門類最廣泛的資深學術技術期刊,在國內外享有相當的知名度。
  • 主管單位:國家電網公司
  • 主辦單位:國家電網公司
  • 國際刊號:1000-3673
  • 國內刊號:11-2410/TM
  • 出版地方:北京
  • 郵發代號:82-604
  • 創刊時間:1957年
  • 發行周期:月刊
  • 期刊開本:A4
  • 復合影響因子:2.821
  • 綜合影響因子:2.389
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電網技術 2017年5期雜志 文檔列表

1367-1368

基于間歇性風速的風力發電機功率輸出模型研究

摘要:隨著風電滲透率的增加,間歇風速對系統運行的影響不可忽視。建立間歇性風速模型和間歇風速下的風機功率輸出模型,對解決電力系統規劃運行問題至關重要。間歇性風速模型可以確定歷史風速數據中強波動性風速。間歇風速下的風機功率輸出模型可以評估風速間歇變化過程的風電場輸出功率。首先,根據混沌理論建立間歇性風速模型,確定間歇性風速區間以及區間內的間歇性風速。其次,利用動量-葉素理論建立風力發電機功率輸出模型,根據風速變化時槳葉的受力情況,評估間歇風速下的風力發電機輸出功率。最后,利用大同某風電場采集的數據驗證所提方法的有效性。
1369-1375

風電功率波動特性的混合Logistic分布模型

摘要:自然界中風固有的波動性直接影響風電功率的準確預測。因此,如何定量描述風電功率的波動性是解決該問題的關鍵。文中提出一種混合Logistic分布模型來定量描述風電功率的波動變化率,采用改進K均值聚類算法來確定模型參數。從不同采樣間隔分布特性以及時間窗分布特性分析該模型性能,并將該分布模型與單一分布模型Normal分布、Logistic分布以及混合高斯分布等模型進行對比,通過利用吉林省某風電場的實測數據仿真實驗,比較其評價指標,驗證了該文提出模型的有效性。
1376-1385

基于特征聚類的區域風電短期功率統計升尺度預測

摘要:區域風電功率預測對于保障風電消納及電網安全經濟運行具有重要意義。由于新建風電場在并網初期尚未建立預測系統及各風電場預測精度參差不齊,經典的單場功率累加法預測精度并不高。提出一種基于風電功率數據特征聚類的區域風電功率統計升尺度預測方法,首先使用經驗正交函數(empirical orthogonal function,EOF)法解析區域內風電出力特征,然后采用層次聚類法劃分子區域,并利用風電場的相關系數和預測精度選取代表風電場,最后根據代表風電場的預測功率及權重系數完成區域風電功率的升尺度預測。應用冀北電網2015年的實際數據進行統計升尺度建模和方法驗證。結果表明,相比累加法,文中提出的統計升尺度方法可改進區域風電功率預測精度,同時減少區域預測模型對單風電場數據完備性和預測精度的依賴。
1383-1389

風電場柔性直流并網與傳統直流外送的源網協調控制策略

摘要:針對西部高原地區風電場采用柔性直流并網與傳統直流外送導致送端電網頻率變化敏感的問題,提出傳統直流、柔性直流、風電場參與送端電網頻率調節的源網協調控制策略。首先,在傳統直流和風機中引入一次調頻特性和慣性控制環節的變功率附加控制,在柔性直流電網側換流站引入變電壓附加控制,風電場側換流站引入變頻和直流電壓偏差附加控制;其次,協調了發電機、傳統直流、柔性直流、風電場參與送端電網頻率調節的時序;最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型。仿真結果表明:該源網協調控制策略能增加送端電網的慣量,提高系統頻率穩定性;能有效減小送端電網故障期間柔性直流的直流電壓波動幅度。
1390-1398

海上風電接入多端柔性直流輸電系統中換流站退出運行時直流功率再分配策略

摘要:大容量海上風電場通過多端柔性直流輸電系統接入主網是未來極具前景的并網方式。研究了岸上換流站故障退出運行后,基于電壓源型換流器的多端直流輸電系統(voltage source converter based multi-terminal HVDC,VSC-MTDC)直流功率的優化再分配策略。岸上健全換流站間的功率再分配可分為自消納情景與無法自消納情景。首先,針對自消納情景,以減小潮流重分配對交流電網頻率穩定影響為優化目標,合理地重新配置各受端換流站的控制器,使轉移功率完全被故障端換流站所在交流電網消納;其次,針對無法自消納情景,保持故障端換流站所在交流電網內的其余健全換流站滿發,并利用源側風電場的槳距角控制以及虛擬慣量控制減小換流站退出功率沖擊對岸上電網頻率穩定影響。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建改造的39節點系統,所設計的直流功率再分配策略對系統頻率穩定提升得到了驗證。
1398-1406

大型光伏電站內網拓撲結構比較分析

摘要:為迎接光伏電站平價上網的挑戰,降低光伏發電的度電成本,提高光伏發電的經濟性,光伏電站需要從提高能效和降低成本兩方面著手。其中光伏電站不同的拓撲結構會影響電站能效和電站造價水平。參考實際運行的光伏電站案例以及設備的研究進展,從技術性能和經濟性2方面對4種不同拓撲結構進行定量的比較分析。此外,文中著重研究了DC-DC變換器成本變化對系統度電成本(levelized cost of energy,LCOE)的影響。研究結果表明,系統效率高的拓撲結構,并不一定是最經濟的解決方案。各種拓撲結構選擇要根據具體應用場景綜合分析。研究結果對大型光伏電站設計有一定的參考意義。
1406-1411

海上風電場經交流電纜送出系統的無功配置與協調控制策略

摘要:海上風電具有廣闊的發展前景。目前海上風電場普遍采用交流電纜送出方式,因電纜充電無功大,存在注入系統無功多、導致部分母線電壓超標等問題。首先分析了海上風電機組的無功功率極限,計算了海上風電經電纜送出系統的無功/電壓數值關系;從降低海上風電工程建設造價和充分發揮風電場參與系統無功控制能力的角度設計了綜合利用風電機組無功輸出能力和電網側高抗的配置方案,在此基礎上提出了海上風電場無功協調控制策略;采用中國江蘇省實際電網結構,設計了海上風電場接入系統算例,基于實際風速數據進行了風電場滿載、半載及輕載運行工況下的動態仿真驗證,結果表明了所提配置方案和控制策略的可行性和正確性。
1412-1421

計及風電不確定性的隨機安全約束機組組合

摘要:隨著風電接入電網的比例不斷提高,風電的不確定性對電力系統的運行調度提出了嚴峻挑戰。將滿足一定置信水平的風電區間預測信息納入到日前調度計劃中有助于提高系統的安全性和經濟性。為此提出了基于風電區間預測信息的隨機安全約束機組組合模型(stochastic security-constrained unit commitment,SSCUC)。該模型將風電的不確定性用1個確定的預測風電場景和2個極限風電場景來表示,簡化了問題的復雜度。同時,該模型引入了潮流約束和網絡安全約束,保證了調度結果的可行性。為求解該模型,提出了基于廣義Benders分解的計算方法。該方法將SSCUC問題分解為一個主問題和2T(T為調度周期)個約束潮流子問題,并通過交替迭代的方式獲得原問題的最優解。4機9節點系統和改進118節點系統的計算結果驗證了所提模型和算法的有效性。
1419-1427

含風電并網的直流互聯電網分散協調調度方法

摘要:對于含風電并網的直流跨區互聯電網的日前安全約束機組組合問題,提出了基于目標級聯分析法的分散協調調度模型。為充分利用直流聯絡線的靈活調整能力以提高風電的跨區消納能力,對直流聯絡線的靈活運行特性進行了精細化建模,在此基礎上,將直流聯絡線輸送功率和發電機出力協調優化,將日前發電計劃問題分解為上級調度中心負責互聯區域間直流聯絡線潮流的協調優化主問題,以及下級調度中心以并行的方式獨立優化各區域電網發電計劃的子問題。以2區域12節點直流互聯系統和由新英格蘭39節點系統修改的2區域直流互聯系統為例,驗證了方法的有效性。結果表明所提方法符合我國電網分層分區的調度模式,并有助于提高風電的消納能力。
1428-1434

柔性配電網:定義、組網形態與運行方式

摘要:在電力電子化背景下,從功能角度定義了柔性配電網(flexible distribution network,FDN),并提出了FDN的典型組網形態及其運行方式。首先,介紹了FDN的概念及其關鍵組網設施——柔性開閉站(flexible switching station,FSS)。其次,探討了FDN的組網形態問題,提出了從現有配電網過渡發展到FDN的思路,并就我國現有的典型架空網、電纜網接線模型,提出了針對性的FDN組網形態。再次,討論了FDN在正常運行和N-1故障以及檢修情況下的運行方式,并提出了FDN的N-1安全分析方法。最后,通過算例對FDN進行了正常運行和N-1下的定量分析計算;與傳統配電網對比發現,FDN的組網形態更簡潔靈活,能更好地均衡負載、能夠有效提高系統安全性與供電能力。
1435-1446

非參數條件概率預測提高風電消納的優化方法

摘要:功率點值預測信息未充分考慮可再生能源的不確定性及波動性,在日前發電計劃和備用決策安排中存在保守或冒進的風險。引入非參數化方法,根據歷史風資源狀況得到風電出力的非參數條件概率預測結果,建立風電日前消納調度模型。該模型在不同資源主導因素所劃分的條件空間子集中得到預測功率條件概率分布,能夠反映棄風和失負荷風險,可以根據調度需求選取不同的預測功率置信區間,計及風電不確定性完整的條件概率信息。仿真算例驗證了選取合適置信水平的風電非參數化條件概率預測方法在日前優化運行中有效提高風電消納水平,并降低系統運行風險。
1443-1450

含風電場電力系統的魯棒優化調度

摘要:隨著風電場大規模的接入電力系統,電網調度運行變得愈加困難。傳統的調度方法無法考慮風電出力的不確定性,將威脅系統運行的安全性,因此研究計及風電出力波動性的電力系統安全調度具有重要意義。采用一種基于風電出力預測區間的調度模式來考慮風電出力的不確定性,在此基礎上建立魯棒優化調度模型,并考慮機組的自動發電控制(automatic generation control,AGC)響應來應對風電出力波動,維持系統功率平衡。然后在魯棒調度模型的基礎上建立新的經濟校正成本模型來對比傳統調度和魯棒調度的經濟性。該模型在目標函數中加入模擬場景下的棄風和失負荷的懲罰費用,利用風電模擬場景計算平均總運行成本。最后采用96個時段的10機算例和實際某省系統中24個時段的134臺機算例對傳統調度和魯棒調度進行了對比分析,驗證了所提方法的魯棒性和經濟性。
1451-1463
1459-

應對特高壓直流閥組相繼故障的跨區交直流協調控制方法

摘要:特高壓直流控制保護的最小單位由極控制保護變為閥組控制保護,有可能發生閥組相繼閉鎖故障,而傳統交直流協調控制方法針對直流緊急功率1 s內僅能進行1次,無法多次動作,直流快速功率支援能力不能充分發揮。應對特高壓直流換流器短時相繼故障,提出延時調制直流的交直流協調控制方法,通過優化直流功率緊急控制時機,充分發揮了直流對切負荷措施的替代作用,解決了因直流功率調整功能約束導致切負荷量過大的問題。該方法已應用于華中電網跨區交直流協調控制系統。
1460-1467

面向統一計算分析的互聯大電網一體化節點支路計算模型服務

摘要:為提升各級調控系統全網統一在線分析計算能力,提出了一種面向統一計算分析的互聯大電網一體化節點支路計算模型服務方法,并研發相關軟件。該服務主要包括模型校驗、分布式拓撲分析、數據交互及一體化節點支路計算模型生成功能。利用該軟件,各級調控中心可按需實時獲取全網節點支路計算模型,實現全網模型數據的實時共享,進而在線分析應用可利用“全網節點支路計算模型+本地物理模型”實現全網統一分析計算,有效提高其計算結果精度和完整性。在實驗室仿真環境的測試結果驗證了所提方法的可行性和有效性,提升了多級調度數據模型共享效率。
1468-1475

特高壓接入后省級電網適應性評估的方法和實例

摘要:特高壓交直流接入后顯著影響省級電網運行控制特性。在分析特高壓交直流電網自身特點的基礎上,提出集輸電能力分析、典型方式建立、安全穩定評估及應對策略、電壓無功評估、短路電流分析、小干擾穩定分析為一體的省級電網適應性研究方法,揭示了特高壓落點后應重點關心的省級電網自身問題和外部電網影響問題,并提出了應對策略。以河北電網實際運行數據為例,采用PSD-BPA電力系統仿真軟件驗證了所提方法的有效性。
1476-1483

節點電壓為狀態變量的交直流電網潮流算法

摘要:當今,交直流電網快速發展,交流與直流的關聯與耦合程度越來越強,交直流電網潮流問題必須得到有機、統一的處理。從同步電網角度出發,交直流電網潮流的本質依然顯現交流電網的特性。由此,以包含電壓源型換流器(voltage source converter,VSC)的直流網絡為例,以交流網絡和直流網絡的節點電壓為最小狀態集,推導換流站僅關聯狀態變量的功率方程,并通過對直流節點分類,在不同的控制方式下演繹相關節點潮流方程的修正,用牛頓-拉夫遜方法對其求解。修正方程式中的雅克比矩陣體現了交直流的耦合關系且維持良好的稀疏規律,可以實現在算法中沿用稀疏技術,有利于進一步分析和研究交直流電網性能。以修改的IEEE 57節點交直流電網為例,驗證了所提算法的有效性和求解效率。
1484-1491

亞洲電網互聯模式探討

摘要:全球能源互聯網是實現世界范圍內能源資源優化配置的路徑,亞洲電網互聯是全球能源互聯網的重要組成部分。亞洲區域內能源資源分布不均衡,大規模電力需要通過遠距離輸電通道送至負荷中心,到2030年,亞洲區域跨國電力輸送將達到250 GW左右?;趯旊娂夹g發展趨勢的判斷,提出了亞洲特高壓交流同步電網、特高壓直流送電和直流電網3種亞洲電網互聯模式,從系統安全性、對當地電網發展的影響等角度分析了各種聯網模式的技術優缺點,提出了各聯網模式對輸電技術的需求。建立亞洲電網模式方案決策的層次分析法模型,通過層次分析模型的數學求解,提出直流電網模式是未來亞洲電網互聯的可能模式。
1491-1497

±500 kV架空線柔性直流電網操作過電壓研究

摘要:首先介紹了±500 k V架空線柔性直流電網的結構、主要設備的詳細參數以及計算所采用的典型故障類型及保護動作時序;其次研究了影響柔性直流電網操作過電壓水平的各種關鍵因素。直流斷路器方面,其MOV的額定電壓選擇為550 k V,從而使直流斷路器斷口過電壓基本處于1.6 pu的水平;直流電網結構方面,“C”字型鏈式結構下閥底及中性線操作過電壓水平較高,而“O”字型結構下直流極線等位置操作過電壓水平相對較高,“O-C”字型結構下各處的操作過電壓都比較低;直流限流電抗(平抗)的取值會影響直流閥頂或者極母線區域的操作過電壓,但是主要功能還是抑制直流故障電流。最后針對±500 k V架空線柔性直流電網的典型故障進行了仿真,總結了柔性直流電網操作過電壓水平的初步計算結果,并基于此給出了±500 k V架空線柔性直流電網的換流站設備保護水平的推薦值。
1498-1502

基于虛擬電感的雙饋入直流輸電系統連續換相失敗的抑制方法

摘要:文章基于傳統直流輸電的換相機理,引入虛擬電感這一概念,將其與低壓限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL)相結合共同實現抑制多饋入系統發生連續換相失敗的作用。首先從理論上分析了該控制方法的作用機理;然后以傳統雙饋入系統為例,通過仿真試驗分析了該控制方法中的相關參數對其抑制作用的影響;最后,通過模擬交流系統發生故障情況下的仿真試驗,驗證了所提出的控制方法能夠在一定程度上起到抑制連續換相失敗、優化故障恢復特性的作用。
1503-1509

適合于柔性高壓直流輸電系統的模塊化多電平變流器的自適應均壓方法

摘要:提出一種模塊化多電平變流器(modular multilevel converter,MMC)的自適應均壓方法。在每個控制周期中,根據橋臂電流絕對值的大小選擇不同個數的功率模塊進行輪換。此外,還推導并計算了采用該自適應均壓方法的功率器件平均開關頻率的解析表達式。通過160 k V/400 MVA的MMC仿真系統驗證了所提出的自適應均壓算法的有效性和平均開關頻率計算的正確性。最后,在RT-LAB實時仿真實驗平臺中搭建了350 k V/1000 MW的MMC背靠背系統,對上述方法進行了實驗驗證。實驗結果表明,采用所提出的自適應均壓方法能夠在保證功率模塊電容電壓均衡的前提下降低開關頻率,提高系統效率。
1510-1518

考慮后備容量的微電網儲能充放電策略

摘要:電力市場化改革要求微電網的運行和管理在安全可靠的前提下更加靈活經濟?;诜稚⑹娇刂平Y構的微電網能量管理系統,提出一種考慮后備容量的微電網儲能充放電策略,儲能裝置通過綜合考慮自身狀態和微電網運行情況,確定工作模式及充放電功率。給出了儲能裝置在關注微電網后備功能情況下的充放電影響因素,以及參與微電網能量管理的控制決策流程。最后通過算例分析驗證了該控制策略在電力市場環境下,可以利用儲能裝置自身調節能力實現微電網運行經濟性和靈活性的同時,提升微電網的可靠性。
1519-1525

基于預測方法的直流微網混合儲能虛擬慣性控制

摘要:為增強直流微網擾動抑制能力,使直流側電壓在系統擾動時呈現慣性響應特性,提出了一種基于變流器預測控制的直流微網混合儲能系統虛擬慣性控制策略。該方法采用微網儲能系統變流器作為虛擬慣性控制單元,增加直流電壓變化作為控制輸入變量,增強了其暫態運行穩定性。此外,為提高直流微網本地控制速度,以配合儲能系統的快速慣性調節,避免因控制延時造成的滯后控制現象,提出了基于模型預測方法的儲能變流器本地控制方法,并采用由蓄電池和超級電容組成的混合儲能系統,以彌補蓄電池充放電速率較慢的缺點?;贛atlab建立了風電直流微網系統仿真模型,仿真結果驗證了所提策略的有效性。
1526-1532

多時間尺度微電網能量管理優化調度方案

摘要:提出一種多時間尺度微電網能量管理優化調度方案,該方案包括日前經濟優化調度和日內調度2個階段。在日前調度階段,推導出鋰電池運行成本函數,在不同放電深度下將鋰電池壽命損耗歸算于相應具體運行成本;考慮峰谷平各時段電價、光伏運行于MPPT和輸出功率可控2種發電狀態;根據日前光伏與負荷預測,以包含鋰電池和燃料電池的運行維護成本、可中斷負荷的中斷補償、從大電網購售電等總運行成本為目標函數進行功率優化分配,解決混合整數非線性規劃問題(mixed-integer nonlinear programming,MINLP)。在日內調度階段,根據功率波動、各時段電價以及分布式電源發電成本來調配分布式單元的運行,并且在調度過程中計入附加成本便于準確計算總運行成本。最后,針對算例,在優化調度的2個階段分別使用LINGO 11.0與C++進行編程仿真計算,實驗結果驗證了調度策略的合理性。
1533-1542

考慮損耗成本的電池儲能電站建模及優化調度

摘要:為提高風電并網效益,減少棄風,在電網中接入電池儲能電站(battery energy storage power station,BESPS)。首先,建立了考慮損耗成本的BESPS調度特性模型,該損耗成本由BESPS投資成本與調度區間內的充放電循環次數估算;然后,在考慮風電可信容量的基礎上構建了BESPS調度模型。某些情況下,系統很難全額消納風電,因此,調度模型具有運行成本最小與風電接納最大2個不同維度的優化目標。為求解此問題,基于隸屬度函數將2個子優化目標模糊化,構建了基于最大滿意度的單目標優化模型,并采用GAMS軟件提供的CPLEX求解器對其進行求解?;谖覈鴸|北某實際省級電網的仿真實驗說明:BESPS接入可顯著提升系統風電接納能力,且基于最大滿意度的優化調度可給出更為合理的結果。
1541-1548

計及備用容量及考慮禁止區間的含風-蓄電力系統經濟調度

摘要:風電出力具有隨機性和反調峰性,接入電網后會對其穩定運行產生負面影響。抽水蓄能電站能夠依據負荷需求儲存多余風能或釋放電能,平抑風電出力波動,減少棄風量。由于火電廠組件的物理限制,發電機在其運行區間的某些范圍內會使軸承振動放大。因此應該在含風-蓄系統的電力系統經濟調度模型中,設置火電機組出力的禁止區間。通過最小日負荷率和備用容量率對給定的負荷等級進行劃分,確定抽水蓄能電站的運行狀態;建立解決風-蓄系統接入含禁止區間電力系統的經濟調度問題的0-1混合整數非線性規劃模型,該模型中設置含有禁止區間的備用容量約束,采用matlab編寫BNB20函數對6火電機組、1風場和1抽水蓄電站系統進行仿真,研究禁止區間和備用容量對經濟調度的影響,仿真結果證明了該方法行之有效。
1548-1554

電力系統分析綜合程序連續潮流算法的改進

摘要:連續潮流計算是電力系統靜態電壓穩定分析的基本工具,目前國內多數連續潮流程序仍存在計算可靠性不高和計算效率低等問題。對電力系統分析綜合程序(PSASP)中的連續潮流程序在提高計算可靠性和計算效率等方面進行了改進,使之能夠適應大型電力系統的電壓穩定性分析。改進后的PSASP連續潮流算法包含基本的擬弧長和局部參數化方法以及漸近數值方法(asymptotic numerical method,ANM)。ANM實質是一種采用高階泰勒展開進行預測的連續方法,是一種半解析計算方法。ANM計算步長能夠根據解曲線的形狀自適應控制,因而是一種快速的連續潮流計算方法。實際電力系統的計算表明,修改后的連續潮流算法在計算可靠性和計算效率方面相比原來的程序有了很大程度提高,能夠滿足大型電力系統工程計算的需要。所做的研究對其他連續潮流的計算軟件也會有一定的借鑒作用。
1554-1560

近振蕩中心規?;L電對電網阻尼特性的影響

摘要:大擾動沖擊后,電網中振蕩中心的電壓變化幅度大、幅值跌落低,受此影響,其近區風電場功率會出現顯著波動,從而加劇風電場與電網交互作用?;谕ㄓ秒姎怆p饋風機機電暫態仿真模型,分析了并網電壓U_s低頻跌落與回升過程中,風電場并網系統暫態功率特性,以及不同控制方式對其影響;基于等面積原理,分析了等值電納B_w的3種典型受擾U_s-B_w軌跡對振蕩的影響,并據此揭示了風電場并網系統對電網振蕩阻尼的作用機制。通過蒙東外送電網大擾動時域仿真,驗證了沽源風電并網系統提升電網振蕩阻尼的作用,以及優化風機控制方式增強阻尼能力的效果。
1561-1568

應對風電間歇性的火電機組組合模型與分析

摘要:針對風電的多變性和不確定性(即間歇性),以及火電機組組合結果在任一瞬間及各瞬間間牽制是否可行的問題,給出了風電范圍、速率及速率變動的間歇性特征表達,推導出了火電機組組合應對該特征的必要條件,并就滿足這一條件的能力給出評估方法,由此建立了新的機組組合數學模型,其核心在于能提供任一瞬間及各瞬間間牽制關系可行的機組組合解?;谠撗芯?可深入探討機組組合與接納風電之間的關系,分析在各類及苛刻情景下,機組組合接納風電的能力及對應的經濟規律。
1569-1577

多時間尺度的電力系統魯棒調度研究

摘要:風電預測誤差是提高風電消納比例、解決棄風問題的主要障礙。提出了考慮風電預測誤差的多時間尺度電力系統魯棒調度模型,該模型根據日前風電短期預測數據,在考慮風電可能的預測誤差前提下制定機組啟停計劃,并根據風電超短期預測數據不斷調整機組出力,使得電力系統可以在不額外增加備用的前提下應對風電預測誤差。將所提出模型應用于IEEE 39節點算例中,并由蒙特卡羅法生成多組隨機風電預測誤差序列,驗證了該模型的有效性及可行性。
1576-1583

短期風功率場景質量的評估框架構建研究

摘要:短期風功率場景作為隨機規劃的輸入受到廣泛關注,場景質量直接關系到決策結果的優劣。目前大量場景生成方法中,缺乏對場景質量的評估,為此,將短期風電不確定性分為時間斷面上的隨機性和時段之間的波動性,建立了場景質量評估框架。以愛爾蘭電力系統風電數據為樣本,對是否考慮風電出力時段之間相關性的2類場景進行評估。結果表明考慮出力相關性的場景,可以更好地刻畫風電隨機性和波動性,能夠為調度運行及可靠性評估提供更有力的技術支持。
1583-1589

基于合作博弈理論的互聯電網AGC協調控制

摘要:為保證頻率和聯絡線功率的控制效果及合理利用全網的AGC調節資源,提出了一種基于合作博弈理論的互聯電網AGC協調控制。根據頻率偏差絕對值的大小對系統運行狀態進行等級劃分,等級不同控制區頻率偏差系數的設定方式不同,實現區域電網間AGC控制的協調配合。建立了AGC協調控制中各控制區收益的數學模型,包括互為備用少設置AGC調節容量所節省的費用模型和承擔控制區之外調頻責任所花費的費用模型,當系統處于聯合調頻區時,采用合作博弈的Shapley值和核仁模型對各控制區的收益通過周期性改變頻率偏差系數的方法調整承擔調頻責任所花費的費用,實現各控制區收益的優化分配。采用三控制區互聯電力系統進行仿真,結果驗證了基于合作博弈理論的互聯電網AGC協調控制的有效性。
1590-1597
1596-

一種帶抽蓄機組水電系統短期優化調度方法

摘要:采用線性混合整數規劃(MILP)方法研究水電系統短期優化調度問題成為國際學術界的新潮流,其研究難點在于調度模型中非線性因素的線性化方法設計。在模型分析的基礎上,針對含抽水蓄能機組的梯級水電系統中存在的主要復雜約束,如非線性水電轉換關系、最小開關機時間、抽蓄機組特性、水流延時等約束,提出相應的線性化方法及約束轉換方案,解決了模型轉化的研究難題。測試結果表明,文中提出的系統化方法具有普適性,適應于各種模型中類似的非線性因素線性化及相應的約束處理,方法有效實用,可靈活地拓展到其他調度領域。
1597-1602

智能配電網需求響應效益綜合評價

摘要:如何對實施需求響應(demand response,DR)的成本效益進行有效評判是智能配電網(smart distribution network,SDN)規劃中必須考慮的重要問題。為此,提出了一種綜合評價模型。首先,通過分析當前電力市場環境下SDN參與主體及其利益需求,構建了涵蓋技術、經濟、環境等多方面在內的DR效益綜合評價指標體系。該體系通過引入區間型數據指標,能夠有效計及各類不確定因素對DR效益的影響作用。在此基礎上,根據問題特點,進一步提出了一種可適應上述不確定性條件下決策的區間灰色關聯理想點分析方法。該方法采用專家打分和區間中心點距離法相結合的混合賦權策略,以實現對決策者主觀意愿及評價指標自身信息價值的合理兼顧;此外,為避免分析過程中分辨系數選擇不當對評價結果造成的不良影響,還提出了一種針對分辨系數的動態調整策略,以提高模型在實際應用中的魯棒性及判別能力。算例結果驗證了所提方法的有效性。
1603-1612

計及高壓配電網負荷轉供的城市220 kV片區電網供電能力分析

摘要:傳統220 kV片區電網供電能力分析方法往往將電網分離出來單獨計算,忽略了片區間110 k V高壓配電網重構對潛在供電能力的挖掘作用,因此提出計及高壓配電網轉供能力的220 k V片區電網供電能力計算模型,在傳統供電能力分析模型的基礎上加入片區間高壓配電網重構模型,利用網絡重構來疏導220 k V片區電網間的潮流分布,挖掘潛在供電空間。其次構建適用于110 kV高壓配電網負荷轉供的重構模型,根據其拓撲特點抽象出變電單元及變電單元組的簡化模型,篩選變電單元組拓撲狀態,保留可行解,進而構建基于變電單元組可行狀態選擇的轉供模型。以單元組可行拓撲狀態選擇變量代替傳統開關0-1狀態建模,有效降低問題求解維度,節約計算時間,適用于在線分析。以某城市220 k V片區電網算例進行仿真,結果表明計及高壓配電網重構的多片區整體供電能力要高于單獨計算每個區的供電能力總和,片區間通過高壓配電網重構使得網絡供電能力得到更充分的挖掘和利用,進一步提升資產利用率。
1612-1620

考慮負荷均衡的220 kV電網供電能力多目標優化

摘要:負荷均衡性是供電能力研究中不可忽視的一個重要關注點,但在單目標的供電能力計算中常常出現負荷分布失衡的現象。針對考慮負荷均衡的供電能力評估問題,在對上述現象進行系列實驗分析的基礎上,從協調二者沖突的角度建立了供電能力多目標優化模型。該模型以供電能力最大和負荷均衡度最高為目標,并滿足N-1安全準則。采用非支配排序遺傳算法搜索多目標Pareto前沿,并用熵權理想度排序法進行折中最優解的決策。算例分析結果顯示,相比于現有方法,所提方法能夠揭示負荷合理分布下電網的安全運行邊界,優化結果的合理性且可行性更高。上述研究可為供電裕度的分析提供量化輔助手段,為最大限度消納新增負荷、制定合理的負荷調整方案提供實用的參考依據。
1619-1628

電網不平衡下DFIG網側變換器側基于PCHD模型的無源控制

摘要:電網電壓不平衡對雙饋異步風力發電機(doubly fed induction generator,DFIG)系統的運行損害很大,傳統的控制方法不能完全解決該問題。根據電壓不平衡情況下DFIG的工作原理,提出了DFIG網側變換器控制器基于端口受控的耗散哈密頓(port controlled Hamiltonian with dissipation,PCHD)模型的互聯和阻尼分配無源性控制(interconnection and damping assignment passivity-based control,IDA-PBC)方法,詳細推導出在正序和負序下基于PCHD模型的DFIG網側變換器IDA-PBC控制器結構,并計算出在消除電壓不平衡引起的網側輸出有功2次諧波、網側輸出無功2次諧波及網側電流2次諧波3種不同控制目標下網側電流的給定值,還結合機側控制策略給出了網側和機側之間協調控制最優控制目標組合方式。軟件仿真和硬件實驗結果表明了所提出的控制方案的可行性和有效性。
1627-1635

一種應用于電動汽車快速充電站的高頻隔離雙級功率變換器

摘要:提出了一種新型可應用于電動汽車直流快速充電站的高頻隔離型(high-frequency-isolation,HFI)雙級功率變換系統結構,該變換器結合了前端三電平Buck變換器與后端LLC諧振變換器的雙重優點。三電平Buck變換器開關管承受的電壓為直流母線電壓的一半,適合應用在高壓大功率的場合,后端采用LLC諧振變換器可以實現高頻電氣隔離,同時具有實現逆變橋開關管零電壓開通(zero-voltageswitch,ZVS),二次側整流橋二極管零電流關斷(zero-currentswitch,ZCS)的優良特性。文章詳細介紹了該新型系統結構的工作原理及特性,并介紹了該兩級系統結合后的新特性,并提出了變換器的均流均壓控制策略。最后,搭建了一套20 k W,輸入電壓760 V,輸出電壓200~500 V的實驗裝置。通過實驗驗證了系統結構的可靠性。
1636-1643

混合型限流及開斷技術發展綜述

摘要:混合型限流及開斷技術是將高速機械開關、固態開關、快速熔斷器、超導限流器、液態金屬限流器等幾種技術有機結合的一種新型限流及開斷技術,通常具有幾種技術的優點,克服了它們單獨應用時的缺點,因此具有廣闊的應用前景。文章詳細介紹了混合型限流斷路器、混合型限流熔斷器、混合型超導限流器和混合型液態金屬限流器的工作原理及其發展現狀,對不同的拓撲方案進行了對比分析,總結了各類混合型限流及開斷技術各自的優缺點,歸納了未來混合型限流及開斷技術需要進一步研究的內容和發展方向。
1644-1653

國家電網220 kV及以上交流保護十年運行分析

摘要:介紹了國家電網公司近10年來(2006—2015)在繼電保護領域取得的成果,綜合分析了國家電網公司220 k V及以上電壓等級交流系統繼電保護裝置的裝備和運行情況,詳細介紹了裝置微機化率、雙重化率、國產化率的發展情況,對近10年來繼電保護裝置動作情況、不正確動作原因以及采用“常規互感器+合并單元”方式的智能變電站220 k V及以上電壓等級繼電保護裝置在2014年各類型線路故障中的動作時間進行了深入分析。選取了由于保護裝置原理缺陷、通道、運維等方面問題造成的5次典型性保護不正確事件進行分析。在此基礎上,針對繼電保護裝置的生產制造、基建調試、運行維護以及智能變電站等方面提出了有效建議,并展望了“十三五”期間保護裝置就地化、小型化、智能化運維體系等繼電保護關鍵技術。
1654-1659

利用電壓幅值差和測量阻抗特征的風電T接線路保護方案

摘要:風電T接線路的保護受風電故障特征、T接線路拓撲等因素影響,整定與配合困難,研究其對系統的安全穩定運行意義重大。利用三側電壓幅值差和測量阻抗特征,提出了一種適用于風電T接線路的縱聯保護新方案。首先,研究了傳統距離保護在風電T接線路中的適應性,并指出其存在的不足。其次,從T接線路拓撲出發,利用三端正序電壓、正序電流關系,提出綜合電壓幅值差主判據。再次,立足于測量阻抗特征,提出自適應距離輔助判據以消除主判據盲區。該保護方案能夠實現全線速動,受風電故障特征和T接線路拓撲影響小、耐過渡電阻能力強、對數據同步性要求低。最后,對所提方案進行仿真建模,仿真結果驗證了方案的可靠性和有效性。
1660-1667

基于電壓相量的直驅風電場聯絡線單相自適應接地距離保護

摘要:針對過渡電阻造成阻抗測量不準確引起風電場聯絡線單相接地距離保護拒動或超越的問題,分析了雙電源系統電壓相量平面特性。在此基礎上,基于故障點與保護安裝處的序電流關系,結合風電場側的零序阻抗特點,建立了測量電壓與故障點電壓相位關系的表達式。根據故障點電壓和整定電壓的相位特性,考慮雙饋風電機組的頻率偏移特性,提出了直驅風電場聯絡線單相自適應接地距離保護方案,并對其動作性能進行了仿真驗證。大量仿真結果表明,該保護方案判別原理簡單可靠,有較強的耐受過渡電阻能力,不受風電場側運行工況多變的影響,能夠準確判別區內及區外故障。
1668-1673

基于2階累加生成相關性的諧振接地系統故障選線方法

摘要:根據電感電流與電容電流的關系,提出一種基于2階累加生成相關性的諧振接地系統故障選線方法。單相接地故障發生后,首先,奇異值分解兩周期內的原始暫態零序電流,得到一系列特征分量,并計算各特征分量與原始暫態零序電流的相關系數;然后,小波閾值算法處理相關系數大于閾值的特征分量,并重構以得到純凈的暫態零序電流;其次,為凸顯數據形態和表征信號的內在發展趨勢,2階累加生成(2-AGO)方法處理各線路暫態零序電流信號獲得本征趨勢分量,并對其進行自然對數變換。最后,計算各線路綜合相關系數,并選取最小綜合相關系數對應的線路為故障線路。理論分析和仿真結果均證明了所提選線方法的準確性,可靠性和強抗噪性。
1674-1682

油浸紙套管電容芯子極板邊緣電場分布的仿真及優化方法

摘要:在各電壓等級的電容式套管中普遍存在極板邊緣電場效應。極板邊緣電場突變,形成局部強場區,引發極板邊緣放電,對電容式套管安全運行構成威脅。目前常規的電容芯子設計方法中,采用電容串聯分壓模型計算電容芯子徑向電場及軸向電場,但該模型僅適用計算芯子內部平均電場?,F有的仿真計算中考慮了套管局部及整體的電場分布,但忽略了極板厚度及邊緣形貌,對極板邊緣的電場缺乏細致分析,進而使得極板邊緣電場控制措施不明。利用Infolytica有限元軟件,仿真分析了油浸紙套管電容芯子極板邊緣不處理、極板邊緣單折邊、加半導體紙等3種情況下極板邊緣區域的局部場強可視化分布情況。研究結果表明,極板邊緣不處理情況下極板邊緣場強遠大于極板中部均勻場強,極板邊緣單折邊、敷設半導體紙可分別使得極板邊緣場強下降19%、33%。極板邊緣單折邊及敷設半導體紙的方式均可降低邊緣場強。在實際套管電容芯子設計及生產過程中,建議采用10~20 mm寬度的單折邊或敷設半導體紙改善邊緣電場的方法,以電場分布的均勻化、不增加芯子主體尺寸的方式,降低極板邊緣電場效應,提升套管安全運行水平。
1683-1688

土壤非線性擊穿效應對垂直接地體散流特性的影響

摘要:基于L-D(Liew and Darveniza)提出的土壤非線性擊穿模型,利用Taku Noda和Yoshihiro Baba等分別提出的導體在無耗介質和有耗介質中的細導線處理方案,開發了一套三維時域有限差分(three dimension finite-difference timedomain,3-D FDTD)算法,研究了在不同雷電流幅值和波形以及土壤低頻電導率作用下,土壤非線性擊穿效應對垂直接地體受土壤擊穿影響的散流區域、沖擊阻抗和暫態地電位升等參數的影響。結果表明,當土壤低頻電導率為0.02 S/m和0.005 S/m時,垂直接地體橫向散流半徑分別約為0.5 m和1.2 m;接地極尖端部位的縱向散流區域分別約為0.3 m和0.9 m。此外,暫態地電位升的變化特性與注入的雷電流幅值和波頭時間以及土壤低頻電導率密切相關,但無論是否考慮土壤擊穿效應,垂直接地極沖擊阻抗最大值保持不變,僅決定于土壤低頻電導率等相關土壤特性參數。工程上定義的沖擊阻抗值僅表征了未考慮土壤擊穿情況下的穩定階段阻抗值,遠小于文中計算的沖擊阻抗最大值。
1689-1698

GIS設備典型缺陷的X射線數字成像檢測技術

摘要:GIS設備內部缺陷嚴重威脅著電力系統的安全可靠性。為了及時檢出和準確診斷GIS內部潛在的危險缺陷,探索了基于X射線數字成像的GIS內部典型缺陷檢測技術的可行性。歸納總結了GIS本體與其內部典型缺陷的主要材質,分析了X射線經過各種材質后的射線強度變化情況,基于此分析了X射線數字成像技術對各種典型缺陷的檢測有效性,并通過實驗對上述分析結果進行了驗證。研究結果表明:X射線數字成像技術可以檢測出對于高壓金屬尖端、殼體內金屬顆粒、金屬部件接觸不良、絕緣子表面金屬顆粒、絕緣子氣隙等典型缺陷。文中的研究成果對于運用X射線數字成像技術開展GIS典型缺陷檢測及對缺陷類型進行初步診斷具有重要的指導意義。
1697-1702

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