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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8期雜志 文檔列表

電網技術雜志直流輸電與直流電網

中歐高壓直流電網技術論壇綜述

摘要:高壓柔性直流輸電和直流電網技術是解決可再生能源并網和大規模遠距離傳輸最有效的方案之一。2015年9月7日和8日,在CIGRE(國際大電網會議)和中國電機工程學會的大力支持下和柏誠集團英國分公司(WSP|Parsons Brinckerhoff)的協助下,全球能源互聯網研究院在英國伯明翰舉行了為期兩天的高壓柔性直流輸電和直流電網高峰技術論壇,邀請了歐洲和中國學術界、工業界直流輸電和直流電網領域的40余位資深科研專家和決策者。本次論壇旨在通過對話,交流和探討本領域的關鍵性問題、前沿技術以及未來發展方向。論壇期間,與會者展示了各自相關項目的實施、最新進展和成果。與此同時還對該領域現存的技術挑戰和未來研究方向進行了廣泛的討論。該文從技術角度概述了與會者在高壓柔性直流輸電和直流電網技術領域的最新進展和成果,綜述了本次論壇在柔性直流輸電和直流電網領域所討論的一些主要技術,介紹了參會的部分國際著名直流輸電設備主要生產商的研發動態,根據論壇的討論環節總結歸納了在高壓柔性直流輸電和直流電網領域所存在的挑戰。
2407-2416

應用于南澳多端柔性直流工程中的高壓直流斷路器關鍵技術參數研究

摘要:針對在±160k V南澳多端柔性直流輸電工程加裝2臺機械式高壓直流斷路器進行了研究。首先提出了2臺直流斷路器的安裝方案及意義,分析了機械式高壓直流斷路器的拓撲及工作原理。然后利用PSCAD/EMTDC建立了含2臺機械式高壓直流斷路器的南澳直流系統仿真模型;通過仿真分析,發現雙極短路故障時,為避免過流,在直流斷路器開斷故障電流前換流器應暫時閉鎖;仿真設定機械式高壓直流斷路器開斷時間為5ms,得到了其暫態恢復電壓、開斷電流、避雷器吸收能量等關鍵技術參數;研究了開斷時間分散性、一臺直流斷路器故障時對直流斷路器參數的影響;最后給出了機械式高壓直流斷路器關鍵參數選型的建議。
2417-2422

受端分層特高壓直流閥區保護優化策略

摘要:受端分層特高壓直流受端高低壓閥組接入不同電壓等級的交流電網,為了提高設備可用率和減少在交流系統故障引起的功率損失,提出了換相失敗預測控制的聯動機制減小換相失敗發生的概率?;诮涣飨到y基波負序電壓幅值的閥組諧波保護,在某個交流系統發生不對稱故障時能退出相應閥組,保證另一閥組能繼續運行。三相對稱故障時利用閥組欠壓保護作為后備保護。并在此基礎上提出了分級多層次的保護動作策略,達到提高設備的可用率和減少功率損失的目的。理論分析和實時數字仿真(real time digital simulator,RTDS)試驗驗證了文中所提策略的正確性和可行性。
2423-2428

含VSC-HVDC的交直流系統電壓穩定分析與控制

摘要:針對含柔性直流輸電(voltage source converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)的交直流系統電壓穩定性問題,開發出一種適用于含VSC-HVDC的交直流系統連續潮流程序,以負荷裕度指標分析VSC-HVDC系統有功功率傳輸方向、有功功率傳輸容量及換流站與交流系統無功功率交換量的變化對系統電壓穩定性的影響。進而利用系統電壓崩潰點處雅可比矩陣,推導出系統負荷裕度對VSC-HVDC有功功率控制參數和無功功率控制參數的靈敏度,并基于該靈敏度提出一種適用于改善系統電壓穩定性的VSC-HVDC調控策略。最后,將所提方法應用于修改的68節點和IEEE118節點交直流系統,仿真結果驗證了所提方法的正確性和有效性。
2429-2435

混合雙饋入直流輸電系統中LCC-HVDC對VSC-HVDC系統強度的影響

摘要:為了準確評估混合多饋入直流系統中電壓源換流器型高壓直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)的受端系統強度,對VSC-HVDC的有效短路比進行研究。第一,建立了含有VSC和LCC的混合雙饋入直流輸電系統的小信號模型,基于該模型提出了LCC的運行阻抗的基本概念和計算方法;第二,結合LCC的運行阻抗,提出了混合多饋入直流輸電系統中VSCHVDC有效短路比的計算方法,并分析了計及LCC-HVDC影響時VSC-HVDC的功率運行極限;第三,利用建立的小信號模型,研究了VSC控制器參數對其功率運行極限的影響。通過基于PSCAD/EMTDC的仿真分析,驗證了相關結論的正確性。
2436-2442

MMC-HVDC系統冗余容錯模型預測控制

摘要:當模塊化多電平換流器柔性直流(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)輸電系統子模塊發生故障時,上、下橋臂處于不對稱運行狀態,此時會導致上、下橋臂子模塊輸出電壓之和不均衡,造成換流器內部環流不僅含有二倍頻負序分量,還增加了基頻分量,導致直流側電流波動?;贛MC橋臂子模塊不對稱運行時平均開關函數,闡述了上下橋臂子模塊數目不對稱運行時子模塊數量不對稱所在相上、下橋臂子模塊輸出電壓之和,以及橋臂電流基頻分量與橋臂正常運行子模塊數量、環流直流分量和二倍頻分量之間的關系。提出一種MMC-HVDC系統冗余容錯模型預測控制策略,在實現交流電流跟蹤、子模塊電容電壓均衡的同時,可以實現故障時對環流基頻和二倍頻成分的抑制,使正常運行子模塊電壓維持在給定值附近,維持直流側電流穩定。仿真結果驗證了所提控制策略的可行性和有效性。
2443-2454

不對稱電網電壓下VSC-HVDC模型預測直接功率控制

摘要:不對稱電網電壓下采用傳統定義的瞬時有功和無功實現直接功率控制時,會產生較多的電流諧波,導致交流電流波形發生嚴重的畸變。為此,引入新型無功代替傳統無功。對比了分別采用傳統無功和新型無功時的區別,并定性分析了采用傳統無功產生電流諧波的原因?;谟泄托滦蜔o功建立了三電平電壓源換流器高壓直流輸電(high voltage direct current transmission based on voltage source converter,VSC-HVDC)功率模型,提出模型預測直接功率控制策略(model predictive direct power control,MPDPC),實現了不對稱電網電壓下有功和新型無功波動的有效抑制和直流側電容電壓平衡,并保證了良好的電流波形質量?;谛滦蜔o功的MPDPC可以適應對稱和不對稱電網電壓,實現了功率的直接控制,避免了電壓、電流的正負序分解和功率補償策略。在PSCAD/EMTDC中搭建兩端三電平VSC-HVDC仿真系統,仿真結果驗證了所提策略的正確性和有效性。
2455-2461
電網技術雜志電力市場

基于風險節點電價的互聯系統分散協同調度方法

摘要:互聯電網的能量管理是當今能源互聯網建設中的一個重要研究課題。為反映電力系統的運行風險水平,通過在傳統節點電價(locational marginal price,LMP)中引入一項簡化的風險價格,提出一種改進的風險節點電價模型(risk-based LMP,RLMP),并基于電力市場雙邊交易機制下區域系統的產消屬性,設計了無需上級調度中心參與的互聯電力系統分散協同風險調度框架。各區域調度中心對其轄區實行分散自治調度,保證區域電網在指定風險水平約束下的經濟運行。相鄰區域調度中心進而通過協同機制調整聯絡線傳輸功率,以實現互聯電力系統經濟效益的最大化。最后,仿真算例驗證了所提RLMP模型與分散協同算法的有效性。結果表明,上述方法可提升互聯電力系統的調度的靈活性,并控制系統運行風險。
2462-2468

多微電網參與下的配電側電力市場競價博弈方法

摘要:隨著售電側市場改革的不斷深入,研究多個微電網運營商參與下的配電側市場交易和競價機制具有重要意義。針對該問題,提出了一種雙層優化方法:底層優化以配電市場運營商購電成本最小為目標,考慮系統的節點電壓約束和支路潮流約束等,采用跟蹤中心軌跡內點法求解系統的經濟調度模型,實現市場的出清;上層優化以最大化微電網運營商收益為目標,采用遺傳算法確定微電網運營商在聯盟和不聯盟兩種環境下的最優競價策略。在雙層優化方法的基礎上,基于完全信息下的動態博弈方法,確定市場的納什均衡點。最終在IEEE 33節點配電系統算例中對所提出的方法進行了仿真驗證,并進一步分析了微電網運營商提供無功輔助服務下各市場主體的利益分配問題。
2469-2476

基于信息互動的分布式可再生能源多代理交易競價模型

摘要:如何以市場化手段靈活解決配電網分布式能源的消納,激勵多方自主參與,已成為主動配電網商業模式研究的重要方向,適應多方分散決策的交易競價模型是其中的關鍵。利用多代理建模技術構建了分布式可再生能源交易市場信息流和能量流的互動框架,設計了各參與主體交易信息的市場交互機制。各代理為提升市場競爭力,將市場信息分為電價信息、狀態信息、交易信息、時間信息4類分析處理。利用信息修正模型對已生成的常規報價進行優化,依據交易結果調整各類信息影響因子,構建了源-儲-荷的信息修正競價模型,實現了競價策略優化。算例中從參與主體、交易對象策略、市場模式3個維度對信息修正競價模型的經濟性和通用性進行了驗證。
2477-2484

基于合作博弈論的常規能源與新能源發電權置換交易模式研究

摘要:隨著西北地區新能源的快速發展,電網消納能力不足與外送通道缺乏導致西北地區棄風棄光現象十分嚴重。針對西北地區新能源豐富而又消納有限的現狀,促進新能源的消納已經迫在眉睫?;诤献鞑┺恼撛O計了常規能源與新能源發電權置換交易模式,分析了合作博弈前后各方主體的收益變化情況,并通過案例測算對等分分配、按容分配和Shapley值3種分配策略結果的MDP(modified disruption propensity)指標值進行比較,結果發現采用Shapley值分配策略可達到利益均衡,實現多方共贏。該發電權置換交易模式不僅可以緩解西北地區嚴重的棄風棄光現象,而且能夠為促進新能源的消納以及發電權置換交易提供科學的依據。
2485-2490

“高比例可再生能源并網”專欄征稿啟事

摘要:大力發展可再生能源,實現能源生產的清潔化轉型,是能源可持續發展的重要途徑。近十年來,我國可再生能源發展迅猛,目前已經成為世界上風電和光伏裝機容量最大的國家。2030—2050年,我國可再生能源的發電量占比達30%以上,"高比例可再生能源并網"將成為未來電力系統的重要特征。由此必須研究高比例可再生能源并網對電力系統形態演化的影響機理、
2490-2490
電網技術雜志電力系統

強直弱交的定義、內涵與形式及其應對措施

摘要:交直流混聯電網中,交流與直流既相互支撐,同時也相互耦合交互作用,2者結構發展的均衡態勢,將會深刻影響電網運行特性。當前,我國電網已基本形成特高壓交直流混聯新格局,電力工程界與學術界對其呈現出的新特性取得廣泛共識,并高度概括為"強直弱交"特性。然而,目前尚缺乏對強直弱交的系統性論述。為此,在回顧交直流電網發展歷程的基礎上,提出了強直弱交的定義,剖析并闡釋了其內涵,指明強直弱交的主要表現形式及其對電網安全穩定運行的威脅。在此基礎上,為保障強直弱交型混聯電網安全運行,從穩定標準修編完善、交直流混聯電網協調發展以及構建大電網安全綜合防御體系等3個方面,提出了應對措施的建議。
2491-2498

“支撐新能源跨區輸送的新型電網技術”專題征稿啟事

摘要:我國風電、光伏發電等新能源發展勢頭迅猛。根據我國電力發展"十三五"規劃(2016—2020年),到2020年,全國風電裝機達到2.1億k W以上,太陽能發電1.1億k W以上。我國風電81%分布在"三北"地區,太陽能發電50%分布在西部省份。由于"三北"地區負荷規模偏小,消納空間有限,因此集中開發的部分新能源需要跨區輸送。"十三五"期間,依托電力外送通道,
2498-2498

電力系統功角失穩與局部感應電動機失穩相互影響機理分析

摘要:在電力系統負荷中,感應電動機負荷占有很高的比例,其動態響應直接影響著系統穩定特性。電壓失穩會引起感應電動機堵轉失穩,因此部分觀點將感應電動機失穩等同于暫態電壓失穩。通過理論分析發現,電壓失穩并非誘發感應電動機失穩的唯一因素,暫態過程期間發電機群的功角擺動同樣具有較大影響。當電力系統受到擾動沖擊后,暫態不平衡能量在機群搖擺過程中被系統消納,機群功角擺開造成系統等效戴維南電勢降低,直接影響負荷感應電動機電磁轉矩,可能造成自身速度失穩。通過實際電網算例驗證了理論研究的準確性。因此,運行人員應當全面研究系統的電源分布、網架結構和負荷特性,預判系統真正面臨的風險點,采取對應的安全穩定防范措施,保障電網的安全穩定運行。
2499-2505

用于電網安全校正的傳輸線切換策略研究綜述

摘要:在傳統的電力系統調度與運行控制中,電網拓撲結構通常被認為是固定不變的。然而,近年來的研究表明,傳輸線路切換可以作為系統發生故障之后的一種有效的安全校正手段。傳輸線切換操作有可能在無需影響發電出力與負荷供給的前提下快速消除電網中的線路潮流過載,將系統校正到安全運行狀態,與傳統校正手段相比具有響應速度快、經濟性好的優點。系統闡述了基于傳輸線切換的電網安全校正決策問題的數學模型和求解方法,總結了國內外相關研究現狀,并分析了該問題在研究和應用中亟需解決的若干關鍵點。最后對基于傳輸線切換的安全校正策略的應用前景,尤其是在包含大規??稍偕茉吹碾娋W的安全高效運行中可能發揮的重要作用進行了分析和展望。
2506-2513

基于特征橢球和支持向量機復合映射的暫態穩定預測模型

摘要:針對電力系統暫態穩定預測問題,提出基于特征橢球理論(characteristic ellipsoid,CELL)和支持向量機(support vector machine,SVM)復合映射的方法。通過采集系統受擾后的同步相量測量單元(phasor measurement unit,PMU)量測數據,將其映射至多維樣本空間中生成特征橢球。橢球形態的變化能反映出受擾系統在穩定與失穩場景下不同的動態行為,從而識別出系統的暫態穩定性。以包含了系統暫態過程信息的橢球幾何屬性,如體積、偏心率、中心點、體積變化率等,構造支持向量機評估模型的輸入特征,訓練所得支持向量機模型能夠實現電力系統暫態穩定在線預測。該方法以橢球的動態變化作為暫態穩定判據,利用較少的量測數據就能為暫態穩定識別提供足夠的信息量,同時保證較高的準確率。通過IEEE 39節點系統和我國西南某省級區域輸電系統的算例測試,驗證了方法的可行性和有效性。
2514-2520

基于矩陣對角化的電磁暫態時間并行計算方法

摘要:為提高電力系統電磁暫態數值計算的效率,在采用經典的臨界阻尼調整算法的基礎上,利用系數矩陣的實特征值分解即矩陣對角化方法,提出了一類新的電磁暫態時間并行計算方法。對線性微分系統或非線性微分系統,所提算法均可以實現精確的時間解耦并行計算。算例測試結果表明:所提出的算法具有很好的并行性,可以獲得有效的加速比,因而可以顯著提高電力系統電磁暫態數值仿真計算的效率及實時性。
2521-2527

考慮系統內部擾動的戴維南等值參數跟蹤方法

摘要:提出一種新型的戴維南等值參數計算方法。該算法能夠解決傳統戴維南等值參數求解方法中存在的等值系統內部發生擾動時,傳統算法無法求解戴維南等值參數的問題及參數漂移問題。通過對傳統算法的分析,提出基于泰勒展開式的Taylor算法,綜合考慮系統中的非線性因素并建立校正機制,使得算法在復雜系統運行情況下表現出良好的準確性與穩定性。在3機9節點系統與IEEE 39節點系統中的仿真證明了所提算法的有效性。
2528-2536

基于模塊化功率注入模型的含UPFC電力系統潮流算法研究

摘要:文章對統一潮流控制器(UPFC)的穩態模型和含UPFC電力系統潮流算法進行了研究。運用模塊化的建模思想,將UPFC的并聯端、串聯端等效為節點功率注入,將直流耦合關系抽象成串聯端和并聯端直流功率的代數方程,建立了UPFC的潮流控制模型?;谠撃P吞岢隽撕琔PFC電力系統潮流的交替迭代算法,在求解系統潮流方程時,將UPFC用等效節點注入功率等值,在求解UPFC潮流方程時,將系統用恒定電壓源代替。算法在PSD-PF潮流程序中得到了實現,基于IEEE 9系統和南京西環網實際工程的算例驗證了文中模型及算法的正確性和有效性。
2537-2542

基于Hamilton系統方法的VSG控制研究

摘要:由于分布式電源的輸出功率間歇性和波動性,傳統電力電子逆變設備的低慣性和欠阻尼特性可能對電網穩定性帶來不利影響,為了提高系統維持穩定性和抑制振蕩所需的慣性和阻尼,利用考慮汽門與勵磁協調控制的三階同步發電機模型,設計了基于耗散Hamilton能量控制的虛擬同步發電機控制。并將ADRC技術運用到虛擬同步發電機控制中來消除控制系統內部的電壓電流控制耦合項。最后,利用Dig SILENT/Power Factory仿真軟件仿真分析并驗證了所提的控制算法可以明顯提高系統魯棒性、抑制振蕩、提供虛擬慣性和正阻尼以及消除參數攝動和耦合。
2543-2552

風電參與一次調頻下電力系統的動態潮流計算

摘要:風電機組參與電網一次調頻是風電技術發展的趨勢,其一次調頻特性不同于常規同步發電機組。動態潮流主要模擬電力系統出現擾動后的一次調頻過程,其計算主要由頻率計算和常規潮流計算兩部分組成。針對含風電一次調頻電力系統的動態潮流計算,建立采用超速與變槳協調調頻控制策略的變速風電機組一次調頻特性;頻率計算中提出不平衡功率分段分配方法,并采用一級三步RK法求解系統頻率微分方程;常規潮流計算中提出4種新型節點類型,采用傳統牛頓拉夫遜法求解節點功率方程組。改造后的IEEE 14節點算例系統動態潮流計算結果驗證了所提方法的正確性和有效性,為風電參與一次調頻的分析及其控制系統設計提供了一定的依據。
2553-2560

雙饋風機接入對電力系統失步振蕩中心遷移的影響

摘要:隨著雙饋風力發電機(doubly fed induction generator,DFIG)裝機容量持續增加,電力系統失穩后雙饋風機的故障行為將進一步影響系統失穩模式及解列斷面的選址。針對風電對系統失步振蕩的影響問題,推導了系統失步場景下DFIG定子磁鏈、轉子電壓與外特性表達式,指出DFIG外特性曲線近似滿足橢圓方程。進一步推導了風機接入下振蕩中心與失步振蕩中心位移函數,理論分析表明振蕩中心的遷移范圍擴大至整條輸電線路,失步中心分布范圍增加、且向遠離風電場方向遷移,據此闡述了DFIG不同故障穿越措施對失步振蕩中心遷移的影響程度。最后將雙饋風電場分別接入兩機系統與IEEE 118節點系統,仿真驗證了上述理論的正確性。
2561-2568

美國智能電網測試環境發展特點和行動策略

摘要:智能電網的發展需要與之相適應的測試能力,測試環境將成為智能電網突破性發展的核心推動力。通過梳理美國智能電網測試環境的案例,分析了美國智能電網測試環境發展的特點,研究了美國國家標準技術研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)提出的發展機遇和發展思路,總結分析了美國智能電網測試環境提升發展的行動策略以及給我們的啟示。NIST和能源部(Department of Energy,DOE)的協調和引領、研究機構資源和能力的協同、公共基礎資源的共享和遠程訪問,形成了美國智能電網測試環境發展的合力。智能電網測試環境的發展,應以滿足智能電網發展需要為出發點,以模塊化、互聯互通為發展方向。共享和遠程開放需作為信息物理融合系統(cyber physic system,CPS)基礎性和獨特性測試資源建設的重要原則。系統模型、仿真工具和測試數據的積累和使用也需要整體協調、有序推進和充分共享。
2569-2576

基于典型故障與環境場景關聯識別的城市配電網運行風險預警方法

摘要:隨著城市電網逐步邁入高供電可靠性水平,配電網運行風險評估和預警成為進一步提升可靠性水平的關鍵。配電網故障具有隨機性強、因果性弱的特征,常規方法難以尋找其規律。論文引入數據挖掘思想,基于對故障各類型數據的分析,提出了故障環境場景的概念,并對運行風險指標進行了定義,然后分析了Apriori算法在配電網運行風險評估中的適用性,并提出了若干改進措施,在此基礎上建立了基于典型故障與環境場景關聯識別的配電網運行風險預警算法。算例分析驗證了所提方法的可行性。
2577-2584

基于最優分割法的含DG配電網動態無功優化

摘要:為解決有載調壓變壓器分接頭(on-load tap changer,OLTC)、電容器組和分布式電源(distributed generation,DG)的協調優化問題,提出一種配電網動態無功優化方法。該方法采用最優分割法分別對OLTC和電容器組的靜態最優投切序列進行有序聚類,在滿足最大動作次數約束的前提下實現控制設備在時間上的解耦。分析了常見DG無功出力極限的影響因素,考慮OLTC、電容器組和DG在電壓無功調節中的控制能力,提出三者的協調優化方法。由于OLTC的檔位調節直接影響整個線路的電壓無功分布,首先根據各時刻的靜態優化結果和最優分割法確定OLTC的動作時刻及檔位;然后,采用最優分割法確定電容器組的動作時刻,并將電容器組的投切容量和DG無功出力聯合優化,得到最終的控制方案。最后,通過某實際電網算例驗證了所提方法的合理性和有效性。
2585-2592

基于隨機森林理論的配電變壓器重過載預測

摘要:針對使用傳統分類器預測配變重過載會因為重過載樣本率較低而帶來的總正確率很高,重過載預測正確率卻很低這一問題,將重抽樣與隨機森林理論引入分類模型中,構建重抽樣-隨機森林分類器對配變重過載進行預測。首先將觀測中重過載樣本和正常樣本按照一定的比例進行抽樣形成新的子樣本,重復上述過程獲得大量的新子樣本。接著根據隨機森林理論構建一系列的分類器,并用新子樣本對分類器進行訓練,得到分類模型。最終的預測結果由所有分類器預測結果的眾數所決定。對山東省某市的配變進行重過載預測,并將上述方法與傳統分類器進行比較。結果表明,新方法在預測配變日重過載類型、重過載開始與結束時間、重過載嚴重程度方面有較高的準確率。
2593-2597

高速鐵路牽引負荷諧波分布的非參數估計模型與預測評估

摘要:高速鐵路牽引負荷諧波問題是電能質量評估的焦點,開展牽引負荷諧波建模與預測具有重要意義。通過對實測數據分析,計及負荷功率與諧波電流之間的相關性,建立了不同牽引功率區間內各次諧波電流的概率分布模型。通過引入非參數估計理論,克服了既有參數估計方法在諧波建模中的不足。提取新建鐵路牽引負荷主要特征參數,構建了滿足邊界條件的樣本集合,給出了以置信區間為約束的牽引負荷諧波預測評估算法。結合典型高速鐵路算例分析,驗證了上述牽引負荷諧波建模方法的有效性與預測精度,體現了較好的工程應用價值。
2598-2603

基于StatRF改進單周控制的諧波濾波器

摘要:基于傳統單周控制的有源濾波器無法區分非線性負載電流中的諧波與無功分量,因此有源濾波器除了補償諧波外,需同時補償大量無功電流,從而導致有源濾波器的額定功率增加。提出一種基于靜止坐標(stationary reference frame,Stat RF)控制器改進的單周控制,該控制策略可以僅補償負載電流中的諧波分量。重構了單周控制的參考信號,遵循單周控制簡單的控制理念,給出并實現了相關的控制等式。該控制簡單易于實現,無需坐標變換。改進的單周控制策略保證了出色的單獨諧波補償效果,同時保留了傳統單周控制的突出優點,如無鎖相環、保持恒定的開關頻率等。最后通過搭建的基于DSP的有源濾波器驗證了該控制策略的有效性。
2604-2610
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

基于云模型的用戶群負荷調控算法

摘要:為平衡風電功率輸出波動,優化調控用戶群負荷資源,提出一種基于云模型的用戶群負荷調控算法。用戶群依托以負荷聚合商為中間商的運營模式實現用戶群負荷的調控,以風電信息和用戶負荷狀態信息的實時交互為手段,動態跟蹤風電功率波動。設計二維云任務發生器內部映射規則矩陣,以超短期風電功率波動為二維云任務發生器輸入,以負荷聚合商管轄的用戶群負荷可調余量為約束條件,得出負荷聚合商實時調控任務。通過對其管轄范圍內的用戶群負荷的優化配置,有效平衡風電功率輸出波動。最后,通過仿真分析驗證了該算法的有效性。
2611-2617

考慮高載能負荷無功特性的高載能-新能源協調調度

摘要:基于發電-用戶協調的新能源-高載能直購交易模式,考慮高載能負荷的有功-無功特性,對高載能負荷進行自調度。由于冶煉類高載能負荷其每個生產周期開始時會產生有功-無功功率沖擊,當高載能負荷與新能源進行協調時,在棄風棄光較嚴重的時刻,可能出現高載能負荷為響應棄風棄光功率而調整其生產過程,進而導致較大的沖擊負荷,造成節點電壓越限。文章通過考慮高載能設備有功功率與無功功率之間的耦合特性,建立了考慮負荷無功特性的高載能自調度模型,保證高載能負荷有功調度時節點電壓不越限。由于考慮交流潮流的高載能負荷自調度問題是一個混合整數非線性非凸問題,文章基于高載能企業內網特點,用簡化Distflow模型表示電網潮流模型,將原非線性非凸問題變為混合整數線性規劃問題,從而可用現有求解器高效求解。
2618-2624

基于實測數據的大型風電場功率模型研究

摘要:大型風電場的裝機容量已成為風功率波動影響電網安全穩定運行的一個重要因素。針對該問題并結合實測數據,提出基于最大風速的風電場輸出功率時序特性建模方法。根據風電機組等效出力模型,引入風能利用系數評價不同機組出力的相互影響,在此基礎上建立最大風速條件下的等效風能利用系數矩陣,通過擬合法構建風能利用系數的分布函數相并確定其相關參數,建立風電場輸出功率等值模型。對實際風電場進行建模仿真,結果表明考慮風電場時序分布特性的機組功率模型能夠準確反映該風場的出力特性,并能有效利用當地風能資源。仿真結果與實測數據的對比結果驗證了所提方法的正確性與合理性。
2625-2631

超級電容在風電場相變儲輸一體化系統中的應用及特性分析

摘要:相變儲能技術的應用有助于平抑風電場功率波動,但相變儲能固有的遲滯特性對調功效果造成的負面影響也越來越突出。提出利用超級電容功率密度高、可以快速充放電的特點,改善相變儲能的動態性能。以雙螺桿膨脹發電系統為例,研究超級電容-相變儲輸一體化系統的運行特性。針對系統可能面臨的典型工況,提出了考慮荷電狀態約束和沖尖功率約束的超級電容環路控制規律;同時提出了考慮相變儲能裝機容量和爬坡速率的超級電容功率、容量配置方法。仿真結果表明,超級電容的引入極大地縮短了相變儲能系統過渡時間,一體化系統獲得了更加平穩快速的調功性能。
2632-2638

計及系統動態可靠性評估的光伏電站儲能經濟配置

摘要:隨著光伏滲透率的增加,光伏間歇性對系統運行的影響不可忽視,有必要配置儲能系統降低光照強度變化對系統頻率影響,使系統獲得更大的經濟收益。建立動態可靠性評估模型,根據動態可靠性指標分析儲能接入的成本與收益,確定光伏電站配置的儲能系統。首先,將一次調頻控制、二次調頻控制與可靠性評估相結合,建立電池儲能與發電機協調頻率控制的動態可靠性評估模型和動態可靠性評估指標。再次,根據動態可靠性指標評估不同容量及功率的儲能裝置接入系統的成本與收益,以最大經濟效益為目標配置儲能系統。最后,利用所提儲能系統經濟配置方法,分析山西大同100MW光伏電站需要接入的儲能容量及充放電功率。
2639-2646

含電動汽車的微網魯棒經濟調度

摘要:微網中風電、光伏等新能源的滲透率通常較高,其固有的隨機性和波動性給微網安全經濟調度帶來了新的挑戰。針對微網運行中各種不確定性因素的影響,綜合考慮風電、光伏、柴油機組、燃料電池等分布式電源的運行特性,建立計及電動汽車V2G放電損耗成本的魯棒經濟調度模型,并提出協調魯棒調度經濟性和魯棒性的不確定集優化方法。該方法通過評估調度計劃的棄風棄光和切負荷風險,將調度計劃的魯棒性轉化為經濟成本,優化出使得綜合成本最小的不確定集。算例討論了不確定集選取與微網運行成本、風險成本、綜合成本的關系,分析了切負荷成本、動力電池放電損耗成本對調度計劃的影響,從而驗證了所提模型和方法的可行性和有效性。
2647-2656

基于多智能體系統的微網功率經濟分配方法

摘要:微網系統經濟調度是目前微網研究的熱點問題。針對該問題,提出了一種基于多智能體系統的孤立微網功率經濟分配方法。該方法結合下垂控制與多智能體一致性理論,通過下垂控制實現電網功率平衡,并使用基于一致性理論的功率控制器協調控制各個電源出力,最終達到微網功率經濟分配。該方法能夠實現實時完全分布式控制,該控制基于點對點通信,無需中央控制器進行協調。同時該方法利用下垂控制信息,無需負載與新能源功率信息,減少了通信系統規模,提高了系統可靠性。分析了系統的動態模型與收斂性,給出了系統參數設計方法。算例結果驗證了所提算法的有效性。
2657-2663

主從控制下直流微電網穩定性分析及有源阻尼控制方法

摘要:直流微電網系統阻抗的復雜性易造成系統不穩定,以往研究中經常忽略系統節點之間的阻抗,或者給出的穩定性判據不能適用于環網。給出了一種基于阻抗的主從控制下直流微電網系統穩定性判據,并提出了一種基于雙準比例諧振(proportional resonance,PR)控制器的有源阻尼控制方法。首先,利用單元連接法對各電源、恒功率負載等功率模塊進行戴維南/諾頓等效,得到相應的阻抗/導納,結合系統節點導納矩陣給出了一種基于阻抗的主從控制直流微電網的穩定性判據。該判據能夠分析含電壓控制型主電源、電流控制型從電源、恒功率負載、系統節點間阻抗等復雜直流微電網的穩定性;只與各部分的阻抗或導納相關,且系統結構可為環形。其次,通過雙準PR控制器在電壓控制型主電源輸出阻抗中串入有源阻尼,能有效降低輸出阻抗幅值的峰值,提高系統穩定性,同時不改變輸出阻抗的低頻段幅值。最后,三機四節點環形直流微電網的仿真結果驗證了所提穩定性判據和有源阻尼控制方法的有效性。
2664-2671

基于改進型參考濾波電感電流的微電網限流策略

摘要:為解決傳統的限流策略不能適應不同短路故障類型的問題,提出一種基于改進型參考濾波電感電流的限流策略。首先,以下垂控制的分布式發電單元(distributed generation,DG)為研究對象,推導出了參考濾波電流、DG輸出電流及輸出電壓之間的關系式;理論推導表明,調整濾波電容和控制系統參數,能使DG輸出電流有效地跟蹤參考濾波電感電流。然后,當DG輸出電流中的某一相電流的有效值大于給定閾值時,通過改變參考濾波電感電流來進行限流。最后,仿真實驗驗證了所提策略的可行性和有效性。仿真結果表明,所提限流策略可將DG輸出電流的最大相電流限制在給定值內,且不受短路故障類型、故障電阻和故障時刻等因素影響。
2672-2679

基于改進虛擬同步發電機算法的微網逆變器二次調頻方案

摘要:傳統的虛擬同步發電機控制方案可幫助微網逆變器實現一次調頻功能,為微網提供頻率支撐,然而一次調頻屬于有差調節。通過改進虛擬同步發電機的控制結構,可使逆變器根據工作模式在一次調頻和二次調頻之間切換。二次調頻適用于孤島模式的微電網,可實現微網頻率的無差控制,同時利用小信號等效以及根軌跡分析方法對二次調頻控制策略進行了穩定性分析,并給出了相關參數的選取范圍。該方案可使多臺逆變器參與調頻并按容量均分缺額功率,有利于總調頻容量以及微電網容量的擴展。此外,二次調頻對頻率額定值的追蹤功能還可輔助完成微網孤島模式到并網模式的預同步環節,保證了預同步過程的順利實行。最后,通過微網仿真平臺驗證了所提控制方案的有效性。
2680-2687

基于模塊化多電平變流器的電池儲能系統荷電狀態均衡控制策略

摘要:基于模塊化多電平變流器(modular multi-level converter,MMC)的電池儲能系統(battery energy storage system,BESS)適用于中高壓交直流混合電網,有助于解決可再生能源大規模并網問題。針對電池容量利用率問題,該文分析了MMC-BESS中各端電源功率傳遞關系,提出了一種電池荷電狀態(state of charge,SOC)均衡控制策略,通過三級均衡控制,實現相間、上下橋臂間、橋臂內子模塊間電池模塊的SOC均衡。同時為提高系統運行的可靠性,研究了故障容錯運行工況下的SOC均衡控制策略。最后通過仿真和實驗驗證了所提控制策略的有效性。
2688-2694

考慮遲滯效應影響的動力鋰離子電池特性建模

摘要:論文以三元鋰離子電池為實驗對象,在利用線性粒子群優化算法對4種典型的等效電路模型參數進行參數辨識的基礎上,比較了這4種模型的復雜度和精度。4種模型中,開路電壓均取自標準脈沖實驗的主遲滯回線的充電開路電壓值和放電開路電壓值的平均值。對4種典型模型預測結果誤差進行分析,證明了電池極化過程引起的遲滯效應是造成預測結果誤差的主要原因?;诖?提出一種改進方法,即構造分段線性遲滯電壓函數,修正平均開路電壓值和荷電狀態之間的關系,以減小遲滯效應引起的預測誤差。實驗結果表明,提出的方法對多種等效電路模型具有普遍適用性,能夠有效提高各等效電路模型的預測精度。
2695-2701
電網技術雜志自動化

輸電線路不對稱短路故障關鍵暫態信息獲取方法

摘要:準確獲取輸電線路故障點的關鍵暫態信息,對線路故障原因辨識及線路改造方案的制定都有重要意義。在分析不同類型短路故障行波的基礎上,對輸電線路不對稱短路故障關鍵暫態信息的獲取方法進行了研究。首先利用反演理論,推算出所需的故障點暫態電流波形。結合短路故障類型,構建了基于故障點模量電流幅值、故障角及故障電阻的數學模型并采用改進螢火蟲算法(improved firefly algorithm,IFFA)進行求解。仿真結果表明,該方法可準確重現故障點的故障行波,實現關鍵暫態故障數據的挖掘,有望為輸電線路不對稱接地故障的故障原因辨識及線路改造提供幫助。
2702-2708

配電臺區建設與改造智能決策系統設計和實現

摘要:為提高農村配電臺區供電質量和服務水平,針對配電臺區規劃、建設、改造過程中存在的信息化程度不高、效率低下、決策依據缺乏等系列問題,提出了配電臺區建設與改造智能決策系統架構設計方案,實現了配電臺區的實時仿真決策與在線智能繪圖;應用HTML5的高速擴展緩存技術,提出了集數據、圖形、臺帳、模型于一體的模型設計思路,給出了供電能力評估、方案決策支持、實時在線繪圖、基礎信息管理等4個功能的實現方案;結合實際需求,針對配電臺區的數據現狀,提出了安全設計與2種數據接口方案。能夠多維度評估配電臺區網架實際供電能力、準確鑒別配電臺區供電主要薄弱環節,輔助配電臺區實施科學規劃、優化資源配置,有效避免短、中期重復改造,提高建設與改造的效率和效果,提升配電臺區運維管理的自動化和信息化水平,經應用驗證,結果可以有效提升配電臺區管理水平,提高配電臺區供電質量決策能力,提升電力企業的社會形象。
2709-2715
電網技術雜志高電壓技術

海岸效應對電網地磁感應電流的影響

摘要:地磁擾動(geomagnetic disturbance,GMD)感應地電場通過接地的中性點作用于電網產生地磁感應電流(geomagnetically induced currents,GIC),給安全運行帶來不利影響。海岸效應導致沿海地區地電場出現局部增強,顯著影響GIC在電網中的分布。探明海岸效應對地電場畸變及GIC分布的影響程度是深入研究電網磁暴災害的基礎。建立了模擬海岸地區大地電導率結構的薄殼模型,基于有限元法求解了感應地電場的分布;分析計算結果,得出了電導率、頻率、分界面距離等因素對GMD感應地電場畸變的影響規律;通過設置輸電線路模型定量分析了海岸效應和電網GIC增強現象之間的關系。提出的方法和結果可為我國電網GIC風險評估、防治策略制定等提供理論依據。
2716-2722

大型無人機電力巡檢LiDAR點云安全距離診斷方法

摘要:輸電線路走廊中地物安全距離檢測是電力運維部門日常線路巡檢作業中的重要一環。結合此項運維實際需求,提出一種無人機電力巡檢LiDAR點云數據的自動安全距離診斷方法:首先依據已知的線路位置與走向對無人機巡檢系統采集的LiDAR點云進行裁剪,獲得線路走廊區域點云;其次,采用自適應分區濾波的方法濾除地面點,獲得非地面點云;在此基礎上,在非地面點數據中,依據點云維數特征以及空間幾何分布特性從非地面點中分離出導線點、桿塔點、及林木植被、建筑物等安全距離診斷所關注的線路走廊其他地物;繼而提出一種迭代最小二乘電力線懸鏈線模型解算方法,自無序電力線激光點云數據擬合懸鏈線方程,用于后續安全距離計算;最后使用分段剖面安全距離計算方法計算線路與線路走廊下方地面/地物距離,并與標準安全距離做比較,對于距離小于安全距離的區域進行危險預警。采用大型無人機電力線路巡檢系統采集的多組LiDAR點云數據對文中算法進行實驗驗證,并對檢測結果與人工點云量測值與實地巡檢值進行了定性與定量的對比分析。實驗結果表明提出的安全距離診斷方法能準確探測樹障等安全距離超限地物。
2723-2730

染污復合絕緣子受潮過程中特征量Kh10理論分析

摘要:特征量Kh用于描述復合絕緣子受潮期間的污層狀態,研究了其物理意義。針對污層表面局部放電現象,提出了相應的電路模型,并結合試品受潮期間的干區形成過程,進一步探討了電路模型的正確性。分析認為:Kh的理論值等于污層剩余電阻與總電阻之比,干區電阻越小,污層表面放電越微弱,Kh值越大。Kh值變化與污層表面局部放電相對應,間歇性放電造成Kh值頻繁波動,要評價污層受潮狀態,需對Kh數據進行特殊處理。通過提取周期T內10個最小的Kh值,得到平均值K_(h10),可用于研究染污復合絕緣子的受潮過程。研究發現:試品閃絡電壓與污穢度、污穢成分、憎水性、受潮程度等多因素有關,特征量K_(h10)表征了試品受潮期間的綜合表面狀態,對于污穢度、污穢成分、憎水性能、受潮方式均不同的染污試品,只要閃絡試驗前的K_(h10)值趨同,閃絡電壓也接近,由此表明特征量K_(h10)對于復合絕緣子人工污穢試驗具有良好的適用性。
2731-2736

基于深度信念網絡的變壓器油中溶解氣體濃度預測方法

摘要:對油中溶解氣體濃度發展趨勢進行預測,可為變壓器狀態評估提供重要依據。提出一種基于深度信念網絡的變壓器油中溶解氣體濃度預測模型。該模型以7種特征氣體濃度、環境溫度、變壓器油溫為可視輸入,通過對基于受限玻爾茲曼機的多隱層機器學習模型訓練,可自動提取氣體濃度自身發展規律,逐層激活各氣體組分之間及溫度對氣體濃度影響的強相關性,抑制、弱化無關和冗余信息。該模型具有較高預測精度,克服了傳統單一變量預測方法穩定性差的問題,同時避免了人工干預過程。通過算例分析,驗證了該方法的有效性。
2737-2742

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