发展高压直流电网是解决电能大容量远距离传输及大规模可再生能源汇集的有效手段,高压大容量DC/DC变换器是实现不同电压等级的直流电网线路之间互联的关键设备,也是制约直流电网推广的主要技术瓶颈之一。然而已发表的研究工作主要集中于DC/DC变换器在中低压小功率应用,其在高压大容量场合的应用研究较少。为此,首先分析了高压直流电网对大容量DC...
采用小电流接地方式的模块化多电平多端柔性直流输电系统（MMC based multi-terminal HVDC,MMC-MTDC）发生直流线路单极接地后,所有非故障极线路电压升高为额定值的2倍,威胁线路和设备安全,因此,需要快速识别并切除故障线路,以恢复MMC-MTDC系统的正常运行。而小电流接地方式的MMC-MTDC系统单极接地后,无稳态故障电流,且各直流线路稳态电压基本相...
针对接入弱交流电网的电压源换流器（voltage sourced converter,VSC）所采用的无功类控制器的适用性进行分析,并提出了改进的无功功率控制方法。首先针对连接到弱交流电网的VSC整流侧和逆变侧系统,分别建立了两个系统在定有功功率定无功功率控制和定有功功率定交流电压控制下的小信号模型,其次利用参与因子法分析影响主导极点的主要状态变量,基...
基于柔性直流输电的直流电网技术是解决大规模新能源并网和消纳的关键手段之一。相比传统高压直流输电和多端直流输电,直流电网的运行方式更为灵活,其控制方式的多样化将使得原有潮流算法不再完全适用。在直流电网稳态模型的基础上,深入分析了换流器和直流变换器的控制方式以及直流电网的控制策略,推导得出了不同控制方式下潮流变量、雅克比矩阵...
提出了一种测距式保护,以保障基于电压源换流器的直流配电网安全可靠运行。在概述直流配电网拓扑结构的基础上,分析了双极短路故障各阶段电气量特征,重点探讨了R-L模型算法用于直流线路测距时在变量获取方法和数值稳定性两方面存在的局限性,并相应提出了新型变量获取方法以及提高算法数值稳定性的办法。仿真结果验证了所提保护算法的可行性,保护...
与传统交流配电网不同,直流配电网主要由大量电力电子设备构成,为评估其可靠性,建立了电压源型换流器、直流变压器和直流断路器的可靠性模型,分析了器件级冗余和设备级冗余对直流配电网可靠性指标的影响,对比分析了是否区分功能故障和绝缘故障对直流配电网可靠性指标的影响。并以双端电源直流配电系统为例,对这些影响因素进行了定量分析。研究结...
风、光等间歇性可再生能源并网给电力系统运行带来很大的冲击,引起系统电压、频率的大幅波动,恶化了电能质量,降低了电网安全稳定运行的水平,使得传统的电力系统理论方法和技术体系受到挑战。国务院于2014年6月印发《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》,提出到2020年,非化石能源占一次能源消费比重达到15%,其中风电装机达到2亿k W,光伏装机...
设计了一种基于模块化多电平型固态变压器（modular multilevel converter-solid state transformer,MMC-SST）的新型直流微网架构,可最大限度地适应新能源的接入,提高系统的电能质量,真正实现能量的双向按需传输和动态平衡使用。首先,详细分析了基于MMC-SST的新型直流微网的系统结构,并给出了MMC-SST主电路拓扑;然后,对MMC-SST各级的控制策略和...
以低压直流微电网为对象,研究了其容量优化配置方法。针对直流微电网需要采用并网变换器与电网连接的特点,考虑并网变换器容量限制和上网电价等因素,以系统投资费用、运行和维护费用最低为运行目标,同时设置蓄电池荷电状态、负载失电率、系统能量过剩率以及可再生能源利用率等约束条件,利用粒子群优化算法对系统的最优配置进行求解。在分析直流...
低压直流微网凭借其较大的优势,获得了越来越多的关注。但是,目前低压直流微网的保护技术仍不能满足其快速、准确切除故障的需求。鉴于此,首先对低压双极性直流微网中的各类故障进行分析,在此基础上通过对比暂态故障电流变化率的绝对值以区分不同类型、不同位置的故障。针对低压双极性直流微网中的馈线故障提出了基于暂态故障电流变化率绝对值的...
晶闸管换流阀是高压直流输电系统的核心设备,该设备运行状态直接影响了直流输电系统的运行可靠性。因此,在直流输电工程投运前及设备检修期间,电网设备运维单位有必要对换流阀晶闸管级单元进行例行测试。由于直流输电系统中晶闸管级单元数量庞大且晶闸管试验项目繁多,采用分离试验的方式,工作量巨大,因此设计并实现针对换流阀晶闸管级单元的综合...
当前充电站存在数据缺失、数据实时性不高的问题,为优化充电站的规划和运行方案,需合理利用海量异构、多态、主体多样、共享难的电动汽车相关数据,这些数据具备大数据的典型特征。而应用的难点在于：数据集成的方式既要成本低、易实施,又要满足和外部系统集成的需要。这本身是一个矛盾。论文针对此展开讨论。首先,分析了充电站规划、运行中的大...
针对当前智能配电网传统保护方法存在的整定复杂、配合困难以及适应性差等问题,提出一种基于智能配电网大数据分析的状态监测与故障处理方法。首先,根据网络关联矩阵以及区域差分规则,对各节点测控一体化终端采集的电流、功率数据进行预处理;然后,将预处理结果在时间以及空间上进行数据融合,并生成高维时空状态监测矩阵;此后,将此矩阵进行多维尺...
由能源资源分布特性及实际用电需求驱动,我国西部、北部大型煤电、水电及可再生能源基地向中东部地区输电规模越来越大,以特高压/超高压线路为骨干网架、全国能源资源优化配置的形态格局已逐步形成。然而,更高电压等级电网的快速发展、大规模的区域间功率交换和新能源发电波动也给电网运行带来了很大的挑战,具体表现为：电网侧层级增多,结构复杂...
配电网的运行状态是各种影响因素共同作用的结果。为了挖掘各种影响因素与配电网运行状态之间的内在联系,提出一种基于随机矩阵理论的相关性分析方法。首先提出一种增广矩阵法,利用影响因素数据和电网运行状态数据构造数据源矩阵。然后基于实时分离窗技术和随机矩阵理论,分析数据源矩阵中元素的统计特性,并将分析结果与随机矩阵理论的理论预测进...
为深入探讨直流电网发展现状及未来技术路线,促进先进技术理念、科研创新成果和实施应用技术的推广与交流,2015年7月6日至7日,中国电力科学研究院2015年第二届＂二零八＂科学会议在北京召开。此次会议主题为＂直流电网基础理论、关键技术及应用＂,涉及直流电网需求分析及应用场景、直流电网形态格局及拓扑结构展望、直流电网关键设备的研究展望...
从负荷分解与监测（load disaggregation and monitoring,LDM）技术所能引发的大数据源革新这一角度出发,开展了用电大数据应用技术方案与用例的分析和讨论。首先介绍了负荷分解与监测技术,阐述了其在采集负荷用电信息细节和借以建立用电大数据源方面的优势。从其未来应用和实施的视角,给出了概念性的基于LDM的智能用电数据云解决方案和系统架构...
运用数据挖掘中的聚类技术对电力系统日负荷曲线进行分析,提出一种基于特性指标降维的日负荷曲线聚类方法——特性指标聚类（pattern index clustering,PIC）,通过负荷率、日峰谷差率等6个日负荷特性指标对日负荷曲线进行降维处理,利用基于聚类有效性修正的德尔菲方法配置各指标权重,以加权欧式距离作为相似性判据,对日负荷曲线进行聚类。算例结...
智能电网中智能仪表和传感器获取到的电力用户消费数据剧增,从中提取电力用户负荷模式,是负荷预测、分时电价制定和实施、负荷控制、用电异常、用电促销、甚至信息存储等的理论基础和必要工作。文章首先介绍了负荷模式提取的流程和步骤,并以图例阐述典型负荷分布的生成过程;接着对负荷模式提取涉及的理论和方法进行了总结,主要包括数据预处理方...
风电与高排放火电之间进行发电权交易是用市场化手段促进风电消纳、火电减排以及维护国家能源安全的一种有效手段。然而,风电出力波动性以及目前的风、火电成本差严重阻碍了2者之间开展发电权交易。对此现状,首先搭建了风电和清洁火电同台竞争的多买方市场;其次,将风电出力波动的平滑成本、火电的碳排放成本分别定义为风、火电的外部环境成本,纳...
随着风力发电的快速发展,风电出力的随机波动性引起的风电功率爬坡事件将威胁电网的稳定运行,因此需要研究能够有效预测风电功率爬坡事件的方法。首先介绍了传统的爬坡事件定义,提出了一种基于频率变化判断爬坡事件的方法。然后建立了计及频率偏差的双馈异步风机（doubly-fed induction generators,DFIG）模型,采用状态估计技术解决含DFIG的频率...
为了预防和控制危害性风电功率事件,提出多气象变量模型的组合预测方法,以实现中长期高精度风电功率预测。该方法利用数值天气预报提供的气象数据预测长期风电趋势,同时局部采用多变量模型改善预测精度。为了保证多变量模型的有效性,首先采用Granger因果检测法筛选出对风电功率预测有效的气象变量。其次,针对不同气象变量进行数据结构分析,并根...
为避免距离III段保护可能由潮流转移引起误动,运用WAMS的优势提出一种计及振荡过程的电力系统潮流转移识别方案。根据非振荡下潮流转移与区内故障中线路三相电流不对称程度、零序电流相对大小、正序电压最小值的明显差别,引入能区分二者的潮流转移特征值（transfer power flow characteristic,TPFC）概念,基于TPFC提出识别判据;考虑到振荡时电压...
潮流控制器能够优化电力系统的潮流分布,提高电力系统的稳定极限。目前主要有3种典型的潮流控制器,分别是旋转潮流控制器（rotary power flow controller,RPFC）、统一潮流控制器（unified power flow controller,UPFC）和Sen Transformer（ST）。由于3种潮流控制器的机理各不相同,因此控制特性也各有差异。为此,研究了3种潮流控制器的工作原理,...
大规模双馈型风电集中接入对电网中传统同步机组暂态功角稳定有重要影响。以含双馈型风电集中接入的单机无穷大系统为对象,分析了风电对暂态功角稳定的影响。首先根据三相短路故障下具备低电压穿越能力的双馈风电机组暂态特性,得到了其阻抗等效模型。其次,推导了双馈型风电直接接入与等容量替换同步机时的系统同步机功角特性方程,并分析了风电接...
特高压风电专用通道落点布局需要综合考虑风电有效输出、电网结构合理优化、电网运行安全稳定等各个方面,是一个复杂的多目标决策问题,风电输出的随机性及电网结构的不断调整又会给决策过程带来不确定因素,这些不确定因素将直接影响到决策结果的稳定性,因此,对决策过程中的指标值和指标权重的不确定性进行灵敏度分析非常有必要。以此为目的,首先...
虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）可实现分布式电源友好并网。然而,电网电压不平衡时,传统VSG控制会导致三相并网电流不平衡,为此提出一种VSG平衡电流控制方法。首先分析了VSG在电网电压不平衡情况下存在的问题及其与传统逆变器控制的区别;在此基础上,利用VSG在dq坐标系下的特点设计电流指令计算方法,使VSG在各种类型的不平...
对于具有同步发电机特性的逆变器,现有的小信号稳定性分析及基于小信号模型的参数选择分析中,由于建模过程中的近似及对稳态工作点变化的忽略,只能判断参数变化对小信号稳定性影响的趋势,分析结果不够准确。为此,首先建立具有同步发电机特性的并联逆变器的小信号模型,并计算特征根;确定参与因子表,分析了状态变量和特征根的关联程度。进而在计及...
基于传统双环控制的三相AC/DC变换器因其能实现功率双向流动、交流侧单位功率因数运行而在交直流混合微电网中担当链接桥梁的作用。当混合微电网交流侧电压不平衡时,三相AC/DC变换器的直流电压将产生2倍于基波频率的脉动,并导致交流电流产生大量的3次谐波分量,严重影响微电网的运行。在同步旋转坐标下建立交流侧电压不平衡条件下的三相AC/DC变换...
针对谐波问题,提出了改进滤波法,采用对两相静止坐标系下的正交分量延时2个采样周期的方法提取基波分量;为快速地分离正负序分量,提出了改进型延迟周期（delay signal cancellation,DSC）法,通过延时1个采样周期的方法计算并分离正负序分量。对所提方法进行了详细的理论推导,并给出了一般性的表达式。结合开环控制结构在Matlab中搭建了对应的锁...
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