发展可再生能源是缓解能源危机和气候变暖的重要途径,是国家能源转型的必然选择。目前中国已经成为世界上风电和光伏装机容量最大的国家。据有关机构预测,到2030年至2050年,中国可再生能源的发电量占比达30%以上,而局部地区非水可再生能源发电量占比也超过30%。纵观全球,许多国家都在大力发展可再生能源,实现能源生产的清洁化转型,丹麦、葡萄牙...
大力发展可再生能源是应对能源危机和环境问题的重要手段,高比例可再生能源并网将成为未来电力系统的基本特征。文中从高比例可再生能源接入带来的强不确定性和高度电力电子化带来的稳定机理变化两个方面,分析了高比例可再生能源电力系统面临的关键科学问题。在此基础上,从中国未来电力系统结构形态分析与电力预测、含高比例可再生能源的输电系...
在清洁化、低碳化和智能化的能源革命背景下,高比例可再生能源成为电力系统未来发展的一个突出特征,也导致了电力系统结构形态的巨变。文中对高比例可再生能源电力系统结构形态演化及电力预测方法进行了阐述。首先分析了电力系统结构形态的内涵及其要素,建立了其形态演化的驱动力综合模型,然后结合高比例可再生能源发展趋势,分析其对电力系统形...
未来高比例可再生能源的时空分布特性将给电力系统规划带来前所未有的挑战,电力系统基本形态与运行特性将发生根本性变化。文中在调研国内外研究现状的基础上,阐述了高比例可再生能源并网的输电网规划面临的科学问题,分别从网源协同规划、输电网柔性规划、与配电网协同的输电网规划、输电规划方案综合评价与决策方法四个方面,提出了考虑高比例可...
提出了基于安全边界的高渗透率可再生能源配电系统规划思路及研究方案。首先,对目前国内配电网规划在接入可再生能源后面临的问题进行探讨,指出系统安全是限制可再生能源高比例的瓶颈,而安全边界可以刻画系统满足N-1安全准则的最大运行范围,是突破＂高比例＂瓶颈的有效方法。然后,分析发现在高比例可再生能源场景下,安全边界的模型、性质与机理...
近年来,随着风力发电和太阳能发电的大规模快速发展,以及交流、直流输电线路的不断建设,中国电力系统呈现高比例可再生能源和交直流混联电网两大重要特征和趋势。在分析国内外研究现状及存在问题的基础上,文中从源—荷双重不确定性的交直流混联系统态势感知、考虑宽频带稳定约束的大规模可再生能源集群并网协调控制、高渗透率可再生能源配电系统...
高比例可再生能源发电并网给电力系统调峰带来了较大压力,应用储能辅助调峰是解决系统调峰问题的有效途径,但现阶段储能的高成本限制了其规模化应用。为充分发挥有限储能的调峰作用,降低储能调峰的容量需求,文中提出一种储能与正常调峰、深度调峰、投油调峰和启停调峰等常规手段优化组合调峰的实用方法。分别建立基于年调峰不足概率的技术性指标...
考虑不确定性因素间的相关性,以年综合费用最小和配电网运行风险最小为优化目标,以相关性限制、分布式电源（DG）投资限制和多种电气限制为约束条件,基于机会约束规划理论建立了DG多目标规划模型。针对模型的特点,提出采用计及相关性的配电网概率潮流嵌入非支配排序遗传算法求解规划模型,得到Pareto最优解集,供决策者进行选择。在IEEE 33节点配...
针对分布式电源（DG）输出功率随机性的特点,提出概率函数圆的抽样方法改进了传统的蒙特卡洛抽样,构建了DG概率模型。提出了直流配电网供电能力评估指标以及多目标评估函数,基于德尔菲法利用判断矩阵对指标进行定性和定量分析,最终采用改进遗传算法进行最优化求解。算例中针对辐射型、环形、网格状结构的直流配电网在DG渗透率不同的条件下进行计...
随着分布式光伏发电系统广泛接入配电网,渗透率不断升高,甚至超过了百分之一百,在光照比较强的时候会向输电网倒送功率,在这种情况下,负荷和分布式光伏发电系统共同主导了配电网的动态特性,对电网的暂态稳定产生了重要的影响。为此,建立了综合考虑负荷及分布式光伏发电系统动态特性的配电网动态等值模型,即在综合负荷模型的基础上增加一个等效的...
针对电力市场环境下的可再生能源发电权交易模式,提出了一种适应发电权交易的可再生能源有功控制策略。首先,可再生能源发电控制通过跟踪火电机组的下旋转备用,实现电网调峰责任共担,并提出可再生能源场站限电状态准确判别方法。然后,采用发电权分级控制与基于实时发电能力再分配的精确控制策略,实现可再生能源场站发电权交易电量的合理执行,并...
由于虚拟发电厂中存在风电机组等出力波动的可再生分布式电源,为了量化风电机组出力不确定性对虚拟发电厂进行能量交易时的收益风险,在考虑了风电机组出力不确定性因素后,利用最差情景下的条件风险价值（WCVaR）方法构建了包含运行成本、售电收益和交互收益的虚拟发电厂能量市场的收益—风险模型,然后采用遗传算法对其进行求解,并通过算例分析了...
可再生能源配额和可交易绿色证书制度作为一种基于市场机制的新能源扶持政策,得到越来越多的关注。该政策的引入会对电力批发市场的竞争产生重要影响,特别是绿色证书交易市场与电力批发交易市场之间存在复杂的相互影响关系。为了定量研究该影响关系,采用寡头竞争均衡理论,建立了一个考虑绿色证书交易市场和电力批发交易市场的两阶段联合均衡模型...
高级量测体系的建设促使大量用电负荷数据增加了可观性,但由于通信等原因,量测数据中存在不良数据。文中提出一种引入改进模糊C均值（FCM）聚类算法的负荷数据辨识及修复方法,该方法利用快速爬山技术,对标准FCM聚类算法中聚类数目难以预先确定、初始聚类中心随机选取等缺点进行改进,实现用电负荷数据的精准聚类。在此基础上提取可行域矩阵及特征...
PSD-BPA在中国电力系统仿真计算中被广泛应用,但由于其数据格式的特殊性,往往容易出现许多人为原因的数据错误,这给仿真计算结果的准确性与可靠性带来了极大的隐患。首先,在给出变压器不良漏抗参数辨识步骤的基础上,结合PSD-BPA潮流数据中变压器参数数据的特点,提出了考虑特征相似度的具有噪声的基于密度的聚类（DBSCAN）改进算法。其次,基于各...
相邻风电场处于相似气象条件下,功率相关性较强。目前源网规划方法假设风电场功率间相互独立,忽略风电相关性对规划的影响,不适用于未来高比例可再生能源电力系统。文中主要提出了考虑风电相关性的源网规划方法,并探讨风电相关性对规划方案的影响。首先,基于Copula理论描述风电功率相关性,通过模糊C均值聚类法考虑风电不确定性,建立了概率风电功...
随着电网规模的不断扩大,采集数据数量的快速增长,数据处理和分析业务向集群化发展,目前单机方式的任务管理在保证分布式任务的高效性、可靠性上面临严峻的挑战。文中提出了一种适用于电网调度控制系统的分布式任务管理技术。首先,分析了电网调度控制系统对分布式任务管理的需求,然后介绍了分布式任务管理的体系架构和自动部署、负载均衡、冗余...
电网调度控制系统采用描述电网模型的公共信息模型（CIM）文件进行多级调度系统间的模型交换。在电网调度控制系统内部,开始采用CIM文件代替传统的关系数据库作为电网模型多版本和离线编辑模型的存储介质,实现电网模型的轻量化存储。研究了CIM文件快速查询技术,提出了一种基于广义后缀数组的路径索引算法,结合基于倒排文件的关键词索引建立一种...
巡检是保障水电站安全的重要手段。文中在总结水电站巡检方法的基础上,根据系统构成与行为关系模型,利用在线监测系统纵向追忆和横向关联的优势,提出了综合状态和性能的巡检分析方法。该方法在智能水电站一体化信息平台下,首先通过有效性检查及冗余切换对数据进行甄别与容错;然后,一方面自动采用动态阈值分析与相似影响因子趋势分析检测系统状态...
激活负荷侧资源的需求响应（DR）潜力是目前智能电网的重要研究课题,但DR资源所具有的海量、多样和互动特点给实时仿真带来了巨大挑战。文中提出了一种集成大规模快速DR资源的智能电网数字实时协同仿真方法。首先,选择解耦点将包含DR资源的电网进行分区解耦,依据动态响应的不同进行多速率仿真。其次,设计了包含双向控制的接口算法以构成协同仿真...
大功率复杂电力电子装置通常需要实时仿真系统来加速装置开发和功能验证。然而,商业化电力电子实时仿真系统均由国外公司垄断,价格昂贵,系统升级维护费用高,开放性差,仿真容量和接口数量也受限。为此,文中提出了一种基于多现场可编程门阵列（FPGA）的实时仿真系统的实现架构,以多片FPGA作为并行核心运算单元,有效增加仿真容量和缩短仿真步长。分...
针对基于模块化多电平换流器的电池储能系统,提出了电网电压对称运行和电网电压不对称运行情况的通用控制策略。其控制策略主要包括输出功率控制、电池荷电状态（SOC）均衡控制以及并网电流直流分量抑制。SOC均衡控制分为相间SOC均衡、桥臂间SOC均衡以及桥臂内SOC均衡。通过控制环流实现相间SOC均衡和桥臂间SOC均衡;通过调节各个子模块输出电压...
模块化多电平换流器（MMC）因其多方面优势适用于中压及更高电压等级的风力发电,但由于风电机组的低频大电流工况,机侧MMC子模块电容电压波动大,需要大的直流滤波电容。提出一种在负序二倍频环流控制器中注入环流来抑制子模块电容电压波动的策略,指出了所注入的环流的初相角的选择依据,并给出了基于该方法的子模块电容容值选取依据。针对该策略...
过高的子模块电压的波动会增加模块化多电平变流器（MMC）的体积及成本,甚至影响系统的安全运行。不平衡电网电压不仅对MMC的功率传输、环流控制造成影响,负序电压、负序电流的出现会加剧子模块电压的波动。为了保证系统运行的稳定,利用环流注入来有效地降低不平衡发生期间子模块的电压波动。首先通过推导不平衡网压情况下桥臂模块电压表达式,计...
为了满足高压场合的需求,研究了一种具有负序补偿功能的模块化多电平交交变频电源（MMC-VFPS）。对于负载不平衡造成电网电流存在负序分量,在MMC-VFPS电路满足高压大功率负载供电的前提下,提出了基于该电路拓扑实现负序补偿的模型预测控制方法。根据MMCVFPS电路的拓扑结构建立数学模型,得到了简化等效电路。在此基础上,采用上、下桥臂状态寻优策...
指出了定速率采样下,非同步采样造成的频谱泄漏是相位差校正法测量误差的主要来源,尤其在对频率宽范围波动的电网信号进行连续测量时,采用相位差校正法可能造成测量失败。文中提出了一种基于自适应采样的改进方法。根据前次测得的基波频率与前次计算所得的频率变化率来预测电网的实时基波频率,并实时修正采样频率,使之跟踪变化的基波频率。分别...
在国内外主流励磁调节器低励限制（UEL）涉网性能测试及建模仿真的基础上,基于阻尼转矩方法推导了竞比型和叠加型UEL控制方式下的阻尼转矩公式。通过详细分析UEL中有功测量环节后的惯性滤波环节对于改善竞比型和叠加型UEL动态稳定性的作用机理,指出了竞比型方式下UEL动作后的系统阻尼转矩基本为正值;而叠加型方式下UEL动作后的系统阻尼转矩与UEL...
针对某110kV变电站变压器空投时电子式电流互感器（ECT）输出的采样波形,分析了波形的异常特征,从基于Rogowski线圈的ECT保护电流采样系统中有损积分器的传递特性入手,推导了时间常数与传变误差关系的解析表达式,得出ECT达到5TPE级精度对积分时间常数选择的要求。基于理论分析建立仿真模型,并通过波形拟合手段,可得出励磁涌流波形异常的主要原因...
电压下垂控制策略适用于换流站数目较多以及功率波动频繁的多端柔性直流输电系统,针对下垂系数计算繁琐、个别换流站功率越限及下垂系数对控制性能影响等问题,提出了优化下垂控制策略。该策略以优化下垂系数为基础,结合电压裕度控制,给出有功功率—电压特性曲线,实现了功率的合理分配。在MATLAB/Simulink下搭建的四端柔性直流输电系统仿真表明,...
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