高压柔性直流输电和直流电网技术是解决可再生能源并网和大规模远距离传输最有效的方案之一。2015年9月7日和8日,在CIGRE（国际大电网会议）和中国电机工程学会的大力支持下和柏诚集团英国分公司（WSP｜Parsons Brinckerhoff）的协助下,全球能源互联网研究院在英国伯明翰举行了为期两天的高压柔性直流输电和直流电网高峰技术论坛,邀请了欧洲和中...
针对在±160k V南澳多端柔性直流输电工程加装2台机械式高压直流断路器进行了研究。首先提出了2台直流断路器的安装方案及意义,分析了机械式高压直流断路器的拓扑及工作原理。然后利用PSCAD/EMTDC建立了含2台机械式高压直流断路器的南澳直流系统仿真模型;通过仿真分析,发现双极短路故障时,为避免过流,在直流断路器开断故障电流前换流器应暂时闭锁...
受端分层特高压直流受端高低压阀组接入不同电压等级的交流电网,为了提高设备可用率和减少在交流系统故障引起的功率损失,提出了换相失败预测控制的联动机制减小换相失败发生的概率。基于交流系统基波负序电压幅值的阀组谐波保护,在某个交流系统发生不对称故障时能退出相应阀组,保证另一阀组能继续运行。三相对称故障时利用阀组欠压保护作为后备...
针对含柔性直流输电（voltage source converter-high voltage direct current,VSC-HVDC）的交直流系统电压稳定性问题,开发出一种适用于含VSC-HVDC的交直流系统连续潮流程序,以负荷裕度指标分析VSC-HVDC系统有功功率传输方向、有功功率传输容量及换流站与交流系统无功功率交换量的变化对系统电压稳定性的影响。进而利用系统电压崩溃点处雅可比...
为了准确评估混合多馈入直流系统中电压源换流器型高压直流（voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC）的受端系统强度,对VSC-HVDC的有效短路比进行研究。第一,建立了含有VSC和LCC的混合双馈入直流输电系统的小信号模型,基于该模型提出了LCC的运行阻抗的基本概念和计算方法;第二,结合LCC的运行阻抗,提出了混合多...
当模块化多电平换流器柔性直流（modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC）输电系统子模块发生故障时,上、下桥臂处于不对称运行状态,此时会导致上、下桥臂子模块输出电压之和不均衡,造成换流器内部环流不仅含有二倍频负序分量,还增加了基频分量,导致直流侧电流波动。基于MMC桥臂子模块不对称运行时平均开关函数,阐...
不对称电网电压下采用传统定义的瞬时有功和无功实现直接功率控制时,会产生较多的电流谐波,导致交流电流波形发生严重的畸变。为此,引入新型无功代替传统无功。对比了分别采用传统无功和新型无功时的区别,并定性分析了采用传统无功产生电流谐波的原因。基于有功和新型无功建立了三电平电压源换流器高压直流输电（high voltage direct current tr...
互联电网的能量管理是当今能源互联网建设中的一个重要研究课题。为反映电力系统的运行风险水平,通过在传统节点电价（locational marginal price,LMP）中引入一项简化的风险价格,提出一种改进的风险节点电价模型（risk-based LMP,RLMP）,并基于电力市场双边交易机制下区域系统的产消属性,设计了无需上级调度中心参与的互联电力系统分散协同风险...
随着售电侧市场改革的不断深入,研究多个微电网运营商参与下的配电侧市场交易和竞价机制具有重要意义。针对该问题,提出了一种双层优化方法：底层优化以配电市场运营商购电成本最小为目标,考虑系统的节点电压约束和支路潮流约束等,采用跟踪中心轨迹内点法求解系统的经济调度模型,实现市场的出清;上层优化以最大化微电网运营商收益为目标,采用遗...
如何以市场化手段灵活解决配电网分布式能源的消纳,激励多方自主参与,已成为主动配电网商业模式研究的重要方向,适应多方分散决策的交易竞价模型是其中的关键。利用多建模技术构建了分布式可再生能源交易市场信息流和能量流的互动框架,设计了各参与主体交易信息的市场交互机制。各为提升市场竞争力,将市场信息分为电价信息、状态信息、交易信息...
随着西北地区新能源的快速发展,电网消纳能力不足与外送通道缺乏导致西北地区弃风弃光现象十分严重。针对西北地区新能源丰富而又消纳有限的现状,促进新能源的消纳已经迫在眉睫。基于合作博弈论设计了常规能源与新能源发电权置换交易模式,分析了合作博弈前后各方主体的收益变化情况,并通过案例测算对等分分配、按容分配和Shapley值3种分配策略结...
大力发展可再生能源,实现能源生产的清洁化转型,是能源可持续发展的重要途径。近十年来,我国可再生能源发展迅猛,目前已经成为世界上风电和光伏装机容量最大的国家。2030—2050年,我国可再生能源的发电量占比达30%以上,＂高比例可再生能源并网＂将成为未来电力系统的重要特征。由此必须研究高比例可再生能源并网对电力系统形态演化的影响机理、
交直流混联电网中,交流与直流既相互支撑,同时也相互耦合交互作用,2者结构发展的均衡态势,将会深刻影响电网运行特性。当前,我国电网已基本形成特高压交直流混联新格局,电力工程界与学术界对其呈现出的新特性取得广泛共识,并高度概括为＂强直弱交＂特性。然而,目前尚缺乏对强直弱交的系统性论述。为此,在回顾交直流电网发展历程的基础上,提出了...
我国风电、光伏发电等新能源发展势头迅猛。根据我国电力发展＂十三五＂规划（2016—2020年）,到2020年,全国风电装机达到2.1亿k W以上,太阳能发电1.1亿k W以上。我国风电81%分布在＂三北＂地区,太阳能发电50%分布在西部省份。由于＂三北＂地区负荷规模偏小,消纳空间有限,因此集中开发的部分新能源需要跨区输送。＂十三五＂期间,依托电力外送通...
在电力系统负荷中,感应电动机负荷占有很高的比例,其动态响应直接影响着系统稳定特性。电压失稳会引起感应电动机堵转失稳,因此部分观点将感应电动机失稳等同于暂态电压失稳。通过理论分析发现,电压失稳并非诱发感应电动机失稳的唯一因素,暂态过程期间发电机群的功角摆动同样具有较大影响。当电力系统受到扰动冲击后,暂态不平衡能量在机群摇摆过...
在传统的电力系统调度与运行控制中,电网拓扑结构通常被认为是固定不变的。然而,近年来的研究表明,传输线路切换可以作为系统发生故障之后的一种有效的安全校正手段。传输线切换操作有可能在无需影响发电出力与负荷供给的前提下快速消除电网中的线路潮流过载,将系统校正到安全运行状态,与传统校正手段相比具有响应速度快、经济性好的优点。系统...
针对电力系统暂态稳定预测问题,提出基于特征椭球理论（characteristic ellipsoid,CELL）和支持向量机（support vector machine,SVM）复合映射的方法。通过采集系统受扰后的同步相量测量单元（phasor measurement unit,PMU）量测数据,将其映射至多维样本空间中生成特征椭球。椭球形态的变化能反映出受扰系统在稳定与失稳场景下不同的动态行为,...
为提高电力系统电磁暂态数值计算的效率,在采用经典的临界阻尼调整算法的基础上,利用系数矩阵的实特征值分解即矩阵对角化方法,提出了一类新的电磁暂态时间并行计算方法。对线性微分系统或非线性微分系统,所提算法均可以实现精确的时间解耦并行计算。算例测试结果表明：所提出的算法具有很好的并行性,可以获得有效的加速比,因而可以显著提高电力...
提出一种新型的戴维南等值参数计算方法。该算法能够解决传统戴维南等值参数求解方法中存在的等值系统内部发生扰动时,传统算法无法求解戴维南等值参数的问题及参数漂移问题。通过对传统算法的分析,提出基于泰勒展开式的Taylor算法,综合考虑系统中的非线性因素并建立校正机制,使得算法在复杂系统运行情况下表现出良好的准确性与稳定性。在3机9节...
文章对统一潮流控制器（UPFC）的稳态模型和含UPFC电力系统潮流算法进行了研究。运用模块化的建模思想,将UPFC的并联端、串联端等效为节点功率注入,将直流耦合关系抽象成串联端和并联端直流功率的代数方程,建立了UPFC的潮流控制模型。基于该模型提出了含UPFC电力系统潮流的交替迭代算法,在求解系统潮流方程时,将UPFC用等效节点注入功率等值,在求...
由于分布式电源的输出功率间歇性和波动性,传统电力电子逆变设备的低惯性和欠阻尼特性可能对电网稳定性带来不利影响,为了提高系统维持稳定性和抑制振荡所需的惯性和阻尼,利用考虑汽门与励磁协调控制的三阶同步发电机模型,设计了基于耗散Hamilton能量控制的虚拟同步发电机控制。并将ADRC技术运用到虚拟同步发电机控制中来消除控制系统内部的电压...
风电机组参与电网一次调频是风电技术发展的趋势,其一次调频特性不同于常规同步发电机组。动态潮流主要模拟电力系统出现扰动后的一次调频过程,其计算主要由频率计算和常规潮流计算两部分组成。针对含风电一次调频电力系统的动态潮流计算,建立采用超速与变桨协调调频控制策略的变速风电机组一次调频特性;频率计算中提出不平衡功率分段分配方法,...
随着双馈风力发电机（doubly fed induction generator,DFIG）装机容量持续增加,电力系统失稳后双馈风机的故障行为将进一步影响系统失稳模式及解列断面的选址。针对风电对系统失步振荡的影响问题,推导了系统失步场景下DFIG定子磁链、转子电压与外特性表达式,指出DFIG外特性曲线近似满足椭圆方程。进一步推导了风机接入下振荡中心与失步振荡中心...
智能电网的发展需要与之相适应的测试能力,测试环境将成为智能电网突破性发展的核心推动力。通过梳理美国智能电网测试环境的案例,分析了美国智能电网测试环境发展的特点,研究了美国国家标准技术研究院（National Institute of Standards and Technology,NIST）提出的发展机遇和发展思路,总结分析了美国智能电网测试环境提升发展的行动策略以及...
随着城市电网逐步迈入高供电可靠性水平,配电网运行风险评估和预警成为进一步提升可靠性水平的关键。配电网故障具有随机性强、因果性弱的特征,常规方法难以寻找其规律。论文引入数据挖掘思想,基于对故障各类型数据的分析,提出了故障环境场景的概念,并对运行风险指标进行了定义,然后分析了Apriori算法在配电网运行风险评估中的适用性,并提出了若...
为解决有载调压变压器分接头（on-load tap changer,OLTC）、电容器组和分布式电源（distributed generation,DG）的协调优化问题,提出一种配电网动态无功优化方法。该方法采用最优分割法分别对OLTC和电容器组的静态最优投切序列进行有序聚类,在满足最大动作次数约束的前提下实现控制设备在时间上的解耦。分析了常见DG无功出力极限的影响因素,考...
针对使用传统分类器预测配变重过载会因为重过载样本率较低而带来的总正确率很高,重过载预测正确率却很低这一问题,将重抽样与随机森林理论引入分类模型中,构建重抽样-随机森林分类器对配变重过载进行预测。首先将观测中重过载样本和正常样本按照一定的比例进行抽样形成新的子样本,重复上述过程获得大量的新子样本。接着根据随机森林理论构建一...
高速铁路牵引负荷谐波问题是电能质量评估的焦点,开展牵引负荷谐波建模与预测具有重要意义。通过对实测数据分析,计及负荷功率与谐波电流之间的相关性,建立了不同牵引功率区间内各次谐波电流的概率分布模型。通过引入非参数估计理论,克服了既有参数估计方法在谐波建模中的不足。提取新建铁路牵引负荷主要特征参数,构建了满足边界条件的样本集合,...
基于传统单周控制的有源滤波器无法区分非线性负载电流中的谐波与无功分量,因此有源滤波器除了补偿谐波外,需同时补偿大量无功电流,从而导致有源滤波器的额定功率增加。提出一种基于静止坐标（stationary reference frame,Stat RF）控制器改进的单周控制,该控制策略可以仅补偿负载电流中的谐波分量。重构了单周控制的参考信号,遵循单周控制简单...
为平衡风电功率输出波动,优化调控用户群负荷资源,提出一种基于云模型的用户群负荷调控算法。用户群依托以负荷聚合商为中间商的运营模式实现用户群负荷的调控,以风电信息和用户负荷状态信息的实时交互为手段,动态跟踪风电功率波动。设计二维云任务发生器内部映射规则矩阵,以超短期风电功率波动为二维云任务发生器输入,以负荷聚合商管辖的用户群...
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