随着电网中可再生能源比例持续增长,日食等极端天气条件对大规模光伏发电、风电等电源并网运行将产生显著影响,电网安全稳定运行面临前所未有的挑战。对2015年3月20日欧洲日食发生期间光伏发电运行的基本情况及电网调度运行的成功应对措施进行了分析,探讨了未来含高比例可再生能源电力系统的运行常态及特点,提出了此次事件对我国含高比例可再生...
可再生能源、分布式发电、智能电网、能源路由器、直流输电、储能、电动汽车等新能源技术与物联网、云计算、大数据、移动互联网等新兴信息技术的不断进步,为第三次工业革命奠定了坚实的基础。能源互联网是互联网和能源系统深度融合的产物,是涵盖发电、供电、供热、供冷、供气、电气化交通等多个复杂系统的交互式综合能源网络,将推动能源绿色化...
基于电压源型换流器的直流电网,其潮流分布取决于各支路的电阻,其可控支路数遵循N-1准则,故当直流电网支路数较多时,仅由换流器独立控制效果不佳,更难以抑制某些支路的过载。通过直流潮流控制器,可在最大限度保证支路运行在载流限值内的同时,实现与换流站的控保装置的协调配合。综述了典型的直流潮流控制器的拓扑及原理,采用电流灵敏度分析方法...
为实现直流电网潮流的优化分布,保证各线路电流的可控性,需要通过加装直流潮流控制器来增加自由度,满足系统控制需求。控制器类型的不同将对直流潮流计算产生不同的影响,使得原有的潮流算法对于加装控制器后的直流电网不再完全适用。通过分析各种直流潮流控制器的等效外特性,得出不同种类控制器对系统潮流的影响,进而基于传统牛顿–拉夫逊迭代,...
建立了采用电压倾斜控制的多端柔性直流输电系统（VSC-MTDC）的小信号模型。文中首先设计了电压倾斜控制器,能够实现多端直流系统遭受扰动时,换流站间不需要通信可以自动恢复稳定运行。然后文中采用线性化动态方程描述了整个多端直流系统,包括换流器、控制系统（电压倾斜控制,内/外环控制及锁相环）,直流线路及交流系统。通过将所建模型与电磁暂...
大数据技术是当前国际信息科技前沿热点,已引起世界范围内的广泛关注。目前电力公司在配电系统规划、调度自动化、配电自动化、电能质量监测、电能信息采集、95598客户服务、电能服务管理等配用电专业信息系统中积累了大量数据资源;营配数据贯通及与电力公司外部的社会公共数据集成,丰富了配用电数据资源;配用电数据呈现数据量大、数据类型多、...
高压直流输电系统发生换相失败时,可能引起系统后续的换相失败。为抑制后续换相失败的发生并加快系统的恢复速度,提出一种基于模糊控制理论的变斜率低压限流控制器（voltage dependent current order limiter,VDCOL）设计方案。该VDCOL控制器将常规VDCOL线性关系的静态恢复特性改变为变斜率的静态恢复特性,并且采用模糊控制理论构建了模糊VDCOL,...
针对直流电流增加导致的换相失败问题,设计了一种电感式限流器,分析了其工作原理并建立了数学模型,该限流器基于电感通低频阻高频的特性,利用快速可控的电力电子器件实现直流电流向交流电流的转变,可安装于高压直流输电系统逆变站直流出口处。应用PSCAD/EMTDC软件对该拓扑结构的可行性进行验证,结果表明：在交流系统单相故障和三相故障下,该限流...
在柔性直流输电系统故障特性的研究中,对直流断线故障特别是模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）-HVDC系统的直流断线故障研究很少。基于对称单极主接线形式和模块化多电平拓扑结构,提出了系统直流断线故障发展过程中非故障直流母线上存在故障电流的新特性。首先,分析了非故障直流母线上故障电流产生的机理;其次,按照换流站...
由于风电的随机性、波动性以及不可准确预测性,大规模风电并网将会给系统的调度安排以及安全稳定运行带来直接影响,进而造成风电消纳困难的局面。立足于大规模风电接入电网的实际情况,提出了区省2级优化调度模式以实现风能的有效合理利用。该模式通过在区域电网范围内调整常规机组出力和省间交易电量来平衡风电出力的波动,尽可能减少弃风量,从而...
考虑需求响应并基于鲁棒随机优化理论,构建了含风电的电力系统发电调度优化模型。首先,引入价格型需求响应模型和激励型需求响应模型,设定并建立电动汽车、商业用户、工业用户和居民用户参与需求响应的模式及收益函数。然后,为解决风电出力不确定性问题,利用鲁棒随机优化理论,建立需求响应参与下的风电消纳鲁棒随机优化模型。最后,以IEEE 36节点...
风、光等可再生能源发电具有不确定性、间歇性的特点,如何在不同运行模式下提高可再生能源的可调度性及利用率是当前的研究热点。以含风、光、水电的虚拟电厂自身收益最大化为目标,考虑风、光、水电日内的互补性和运行特性,研究在虚拟电厂孤岛运行模式下,在给定负荷类型并考虑可中断负荷时的最大供电水平,以及并网运行模式下,考虑备用时的最优申...
针对多个风电机组接入配电网带来的不确定性问题,采用基于拉丁超立方采样的Monte Carlo概率潮流计算方法（correlation Latin hypercube sampling Monte Carlo simulation,CLMCS）以及场景缩减技术得到风机组输出功率的典型场景,将不确定性问题转化为单场景确定性潮流问题。并建立以有功网损最小、电压偏差最小作为目标函数的配电网无功优化数学...
分析风电场群总体出力特性有助于缓解大规模风电接入后的系统调峰压力,提高风电接纳水平。研究了在不同天气类型下,风电场群总体出力的特性规律。基于气象再分析数据,利用主成分分析和层次聚类法,对影响风电场群地理区域的天气类型进行分类,识别出若干种典型的天气类型。然后结合实际风电出力数据,对不同天气类型下的风电总体出力的波动性和平滑...
目前国内大规模风电汇集系统均配置了容量充足的动态无功补偿装置,但大部分装置实际运行性能并不理想,在风电脱网等故障期间无法充分发挥无功快速调节及稳定系统电压的作用。为解决风电场动态无功补偿装置存在的问题,研究相应的改进措施以提高风电汇集地区无功电压控制能力至关重要。依据某大规模风电基地2011—2014年风电运行数据,对动态无功补...
当采用双馈感应发电机（doubly-fed induction generator,DFIG）的风电机组加入附加桨距角控制环节后,其将具备一定的功率备用以有效响应系统频率的变化,从而可使DFIG风电场表现出一定的静态特性。以往研究静态特性主要采用单机无穷大系统,系统频率对机组有功输出的影响、系统电压对机组无功输出的影响是单独分析的。实际风电场并网点的电压和频...
风电出力的随机性对电网运行带来不利的影响,随着大规模风电接入电网,电网公司要求风电场必须具备一定的有功功率调节能力。考虑到目前部分风电场定桨距风机和变桨距风机并存的现状,提出了一种考虑定桨距和变桨距风机联合控制的风电场有功功率控制策略。首先根据风电间接功率预测方法分析风电场可调有功功率潜力,并通过优先调整变桨距风力发电机...
针对水库群优化调度这一典型的多维非线性规划问题,基于逐步优化算法（progressive optimality algorithm,POA）和逐步逼近策略（dynamic programming successive approximation,DPSA）的时间和空间降维优势,同时考虑到POA-DPSA方法输出伪最优解的可能性,引入广义时间和广义空间状态概念,对陷入伪最优解下的状态变量进行变阶段联合调整,提高了算...
旋转潮流控制器（rotary power flow controller,RPFC）应用到电力系统潮流控制中,具有控制方法简单、输出无谐波、可靠性高、成本低的优点,但目前对其模型和控制特性的研究还并不充分。为此,分析并建立了RPFC的稳态数学模型,对RPFC的稳态特性进行了研究,推出了RPFC注入线路电压与转子角之间的关系,分析了RPFC的潮流控制特性。RPFC注入线路的电...
备用容量在区域电网间如何分配将影响电力系统的可靠性和经济性。基于此研究了备用配置方案的风险量化评价指标,进而提出了一种计及成本效益比的电网事故备用容量风险量化协调分配方法。该方法首先分析了区域成本效益比、功率缺额事故发生概率、备用成本、缺电成本等因素对系统备用分配的影响,并对事故备用配置及备用配置不足所带来的风险分别进...
针对基于电压源换流器直流输电装置通过功率传递实现电网同期并列,在完成并网后造成的装置闲置、利用率低下问题,研究了复合系统控制策略以提高装置利用率。首先,定义了操作开关功能选择矩阵和并网系统支路变量;其次,研究了装置在并网完成后实现静止同步补偿器、统一潮流控制器及静止同步串联补偿器等功能的转换电路实现方法,形成了复合系统实现...
由于自身结构的特点,多电平电流源变流器非常适合应用于超导储能、电动汽车充电桩等低电压大电流充电场合,具有良好的发展前景。总结了国内外多电平电流源变流器的研究现状,归纳了多电平电流源变流器的常用拓扑及各自优缺点;总结了基波调制、载波调制、空间矢量调制和特定谐波消除调制4类常用调制方法的特点,分析了载波交换、调制波自适应修改和...
针对智能电网的技术效率与配置效率评估,提出了一种基于随机前沿模型的智能电网效率评价方法,用于反映电网智能化推进过程中的技术生产能力与资源优化配置能力。所提出的评价方法以具有随机前沿特性的柯布–道格拉斯生产函数为理论基础,分析综合随机因素下的智能电网投入产出关系,建立智能电网技术效率评估模型。通过对柯布-道格拉斯的生产函数...
针对高压直流输电系统中出现的次同步振荡（sub-synchronous oscillation,SSO）问题,利用遗传模拟退火（generation simulated anneal,GASA）算法协调优化了附加励磁阻尼控制器（supplementary excitation damping controller,SEDC）和直流次同步阻尼控制器（sub-synchronous oscillation damping controller,SSDC）的控制参数。首先基于特征值...
针对目前直流输电线路行波保护耐受过渡电阻能力差的问题,在系统地分析±800 k V直流线路不同故障暂态特性的基础上,提出了一种利用电压比自适应调整保护定值的极线行波保护新原理及其定值整定原则。采用应用于±800 k V云广直流实际工程运维分析的PSCAD/EMTDC详细仿真模型对保护新原理进行验证,结果表明所提保护原理能有效地提高目前行波保护耐受...
行波固有频率与输电线路的故障距离和边界条件有关,直流输电线路两端边界条件相同,仅利用直流线路两端固有频率主频差的纵联保护在线路中点存在保护盲点。提出一种基于行波固有频率一、二次频差的高压直流输电线路纵联保护方法,利用线路两端固有频率主频差构造主判据,利用一、二次频差构成辅助判据。通过对主判据、辅助判据门槛值的整定,解决了...
针对过渡电阻引起的距离保护超越或拒动的问题,提出一种基于电压相位比较的单相接地距离保护方案。首先,利用保护安装处负序电流与故障点负序电流相位之间的关系,计算测量电流与故障点电压间的夹角;再以测量电压为参考值,分别计算故障点电压与补偿电压的相角。然后,根据区内与区外故障时故障点电压与补偿电压的相位差异,构造距离保护判据。基于R...
配电线路在断路器操作时出现励磁涌流现象,经常导致线路保护误动作、合闸失败等问题,使得对该涌流的机理分析与准确识别变得非常紧迫与必要。在分析励磁涌流和故障电流波形特征差异的基础上,提出了基于动态四边形分析的识别方法,在电流波形上动态形成特定的四边形集合,通过计算该集合中平行四边形出现的比例来识别励磁涌流。在PSCAD上搭建了10 k...
励磁涌流是变压器保护误动的主要原因之一,为此提出一种基于峭度系数的快速区分变压器励磁涌流和故障电流的新方法。对变压器差动电流采样数据进行一系列处理后,将其视为一变量的概率分布,并求取峭度系数。由于变压器故障波形呈正弦特性,所计算的峭度系数小于零;而励磁涌流因为含有非平稳波峰、间断角,对应的峭度系数大于零;以峭度是否大于零作...
分布式电源（distributed generation,DG）的接入改变了380V低压配电网的拓扑结构,将影响380 V低压熔断器的的可靠性。为此,在PSCAD/EMTDC平台上建立系统数字仿真模型,研究了逆变器型DG接入、旋转电机型DG及逆变器和旋转电机型DG混合接入3种接入方式下的380 V低压配电网故障特性。研究了3种方式下,DG接入容量和接入位置对380 V低压配电网的障特...
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