模型等效性高、仿真规模大、实时化以及计算资源需求小,一直是电力系统仿真技术的发展目标。讨论了柔性直流及直流电网的特点,结合实际工程经验,从运行特性、等效建模、数值计算以及控制系统试验等方面对柔性直流和直流电网的仿真技术进行研究。在上述研究的基础上,指出柔性直流与直流电网仿真技术的发展方向是具有多时间尺度、多速率建模与变步...
直流电网的控制策略是保证其稳定运行的关键,而联网设备是实现其控制策略的主体。相对于多端直流系统,直流电网拓扑结构和电力电子设备的复杂度提高,这对其控制策略提出了新的要求。首先归纳了直流电网的定义并给出典型拓扑,分析了直流电网各联网设备的功能,并总结了直流电网的技术特点,由此提出对其控制策略的要求。然后结合直流电网联网设备的...
针对多回高压直流馈入、馈出电网,提出了一种基于广域量测数据的系统扰动后稳态频率预测算法,该算法对系统发电机调速器方程、负荷静态模型方程和系统网络方程进行线性化处理,同时考虑到多回高压直流的紧急功率支援量,能快速预测出系统扰动后的稳态频率。针对预测结果,该文设计了基于多回高压直流的最优频率稳定控制策略,该策略利用非线性优化方...
针对多端柔性直流电网（multi terminal direct current network based on voltage source converter,VSC-MTDC）接入对交流电力系统小干扰功角稳定性影响的问题。通过建立交直流混联系统的线性化互联模型,采用分解的思想得到了VSC-MTDC接入主要在2个方面影响交流系统小干扰功角稳定性：一是改变了交流系统的潮流,二是与交流系统的动态交互作用...
高比例新能源接入的直流微电网已经成为研究的热点之一。针对直流母线电压控制问题,首先基于反馈线性化的方法对DC/DC双向换流器在升压和降压两种工作模式下分别进行了非线性建模,并分析了非线性系统一阶零动态的稳定性。然后针对所建立的非线性数学模型,提出了一种应用于DC/DC双向换流器的时间-状态协调最优控制策略。该控制策略分别选取时间最...
伴随着新能源的推广和直流负荷的普及,直流微网因其具有提高分布式电源消纳效率的天然优势,契合未来电网环境清洁化、运行智能化的发展趋势,受到了广泛的关注和研究。在有关直流微网的众多研究方向中,接地方式的选取决定了接地故障特征,从而影响到保护方案的选择与整定,但学术界对直流微网接地的研究仍处于起步阶段。作者将通过对比多种接地方式...
为解决作为中压直流配网与低压直流微网互联设备的直流固态变压器（DC solid state transformer,DCSST）子模块均压均流问题,同时实现微网直流母线电压的稳定控制及灵活双向功率运行能力,提出了一种以DCSST输出电压稳定为主控制环,输入电压均衡为附加控制环的双环解耦控制策略。针对其输入串联输出并联（input-series output-parallel,ISOP）结...
±800k V/6250A特高压直流输电工程输电电流从5000A提升至6250A对换流阀关键零部件的热特性、电气特性等均提出了新的要求,给换流阀关键零部件的研制带来巨大的挑战。为保证6250A换流阀满足直流工程设计要求,提出了一种基于试验数据的6250A换流阀逆向校核方法。通过试验数据建立换流阀关键元器件电气仿真模型,保证模型的精确性;同时,开展组件研发...
混合式高压直流断路器型式试验的目的是检验断路器的功能性是否满足设计要求。混合式高压直流断路器型式试验设计及试验等效性评价原则展开研究。首先基于断路器工作原理和运行工况并通过断路器PSCAD/EMTDC器件级运行数字仿真模型解析了分断过程和换流过程相关应力特性和影响因子,然后在应力分析的基础上提出了断路器型式试验关键项目,最后提取...
电力自动需求响应业务的快速发展,引入了大量的智能终端,在云端进行集中式管理对IT基础设施提出了过高的要求。提出了一种将边缘计算技术应用于自动需求响应业务的设想,并基于欧洲电信标准化协会提出的边缘计算框架,依据IEC 62939智能电网用户接口的标准划分,设计了自动需求响应边缘计算（automated demand response edge computing,ADR-EC）节...
自新一轮电力市场改革以来,售电公司在国内迅速兴起,而其如何参与电力市场竞价购电获取最大利润成为核心问题之一。结合能源互联替代背景,研究了多种用户价格机制下的综合型能源售电公司参与市场竞价购电的策略问题。首先介绍了综合型能源售电公司的结构、运作、对用户实行的售电价格机制和其参与电力市场竞价的流程;然后研究了参与电力市场竞价...
针对电力市场条件下,电动汽车响应分时电价的不确定性而导致的居民负荷随机波动加剧等问题,提出了基于不确定性测度的居民小区电动汽车充电定价策略。首先,引入价格弹性系数定量描述考虑电动汽车对分时电价的响应概率,建立电动汽车充电负荷动态概率模型。其次,引入熵和越限概率对负荷动态概率波动进行测度,在保证居民小区变压器期望过载时间不越...
以市场的手段调整能源结构,从供给侧寻求风电消纳的有效解决方案,已经成为国内外学者的共识,而保障各参与方的合法利益,提高风电消纳积极性,是方案能否落实的关键。构建了基于纳什均衡的风火网三方非合作博弈模型,详细分析了影响各博弈方效用的主要因素,提出了分散的点模式和链聚的网模式两种交易状态。分析结果表明,电网公司收取风火交易的服务...
风电出力具有较强的随机波动性,风电与储能、需求响应（demand response,DR）等资源联营有助于缓解风电并网对电网的不利影响。基于寡头竞争博弈理论,研究风电商与DR聚合商合作联营参与电力市场竞争对市场均衡结果的影响。采用场景削减技术计入风速不确定性,建立了考虑风电商和DR聚合商联营参与电力市场竞争的多时段随机均衡模型。算例分析验证...
在售电侧放开背景下和售电市场的巨大利润的驱动下,售电主体之间竞争异常激烈,如何科学地指导售电主体选择优质客户、降低运营风险,从而推动售电市场健康、有序发展是亟待解决的问题。为此,提出一种基于多属性决策的电力客户评估模型,首先通过分析电力客户特性和售电主体利益需求构建合理的电力客户评估指标体系;然后根据数据类型特点提出一种层...
近年来在华北电网已建和将要建成多个与山东相关的特高压交直流工程,首先介绍了华北—山东电网输电断面的网络演化与发展进程,研究了山东断面演化发展的各个阶段的输电能力,然后详细研究了各个阶段华北—山东交流断面输电能力的影响因素,主要包括元件热稳约束、输电断面静稳极限、受端电压支撑能力和多馈入短路比等,在此基础上提出了提高山东断...
介绍了特高压直流换流站选相合闸装置的基本原理,分析了理想合闸时刻、断路器机构离散特性以及合闸不同期等因素对选相合闸性能的影响。在此基础上,提出了选相合闸装置的整定原则;针对目前特高压直流换流站选相合闸装置还缺乏足够有效现场试验手段和方法的问题,提出了一种通过将继保测试仪输出电压、电流与一次开关、选相合闸装置及站内故障录波...
特高压直流穿墙套管是换流站中的重要设备。为评估特高压穿墙套管的抗震性能及地震作用下的响应特征,对±800 k V足尺仿真穿墙套管模型进行了地震模拟振动台试验研究。通过白噪声扫频试验获得了套管的动力特性。通过不同地震动输入,研究了穿墙套管在不同地震动和加速度峰值输入下的响应,获得了穿墙套管关键位置的位移、应变及加速度响应。结果表...
针对大容量直驱永磁同步风电机组的高电压穿越问题,研究了电网电压升高对全功率变流器母线电压的影响;在风电机组不同的无功输出情况下,分析了机组升压变压器阻抗对并网点电压影响规律。在此基础上,确定了电网高电压故障下无功电流注入的原则,提出了基于变流器动态无功控制的高电压穿越控制策略,并从＂高电压判断-高穿执行-高穿结束＂3个方面分...
风电出力的随机性与波动性,进一步加剧了以燃煤发电机组为主的中国北方电网的运行调峰问题。我国北方地区同时存在着大规模的风电机组和高比例的热电联产机组,因而面对巨大的采暖需求和风电消纳问题,传统的调度运行方法难以应对。对此,提出大规模风电并网下多区域互联系统的热电综合调度模型。模型以最小化多区域互联系统期望总能耗为目标,考虑...
考虑风电、光伏出力和负荷等不确定性因素以及实时电价对家庭并网风-光-蓄发电系统优化调度的影响,构建了计及用户售电收益、购电成本、政府补贴、运行维护费用和分布式电源投资建设成本的家庭并网风-光-蓄发电优化调度模型。并提出一种结合拉丁超立方采样、场景缩减法以及自学习差分算法的优化方法对所提模型进行求解。该方法首先根据风、光、...
在可再生能源渗透率的快速增长背景下,构建电-气综合能源系统具有重要的经济和环保意义。传统电-气综合能源系统模型对电转气（power to gas,P2G）过程处理过于简化,且环保效益考虑不充分。在电-气综合能源系统中,提出带有中间缓冲环节的P2G实现系统—氢能-天然气混合储能系统（hydrogen-gas energy storage system,HGESS）,将P2G过程细分为电转...
讨论了微能源网的概念,提出了全新的子能源集线器建模结构,包括集电器,集热器和集冷器;该结构考虑了储电、蓄冷、储热3种储能装置,可以实现能量的汇集、分配及存储;对能源集线器进行了详细的建模,并总结给出了广义储能装置的通用模型;提出一种实时电价模型,并以此建立需求响应模型;综合考虑微能源网能耗成本和环境成本,建立了微能源网的优化调度...
混合储能系统是微网中平抑功率波动的关键组件,为微网配置适当的储能容量可有效提高系统的经济性。提出了混合储能系统容量优化配置的一种统计学方法。该方法提出了基于频谱分析的功率分配策略,并与频率滞环控制相结合。功率分配策略协调蓄电池和超级电容器的运行,改善了蓄电池的运行环境;频率滞环增加了蓄电池的使用寿命。该方法还探索了超级电...
区间潮流是不确定参数为区间的潮流分析方法,只需知道不确定量的上下界。对主从控制微电网进行动态区间潮流计算,为避免传统区间潮流算法的区间迭代过程,提出一种新型区间潮流计算方法。首先结合区间数与仿射数,建立仿射泰勒区间扩展函数模型。再在建立间歇性DG装置有功出力动态区间的基础上,建立主从控制微电网的仿射区间潮流模型,提出基于仿射...
分布式电源主要通过逆变器接入微电网,逆变器控制技术在微电网中具有重要地位。下垂控制可以自动调节功率且灵活性强,在微网协调控制中得到了广泛的应用。提出了一种新型下垂控制方法,该方法对传统下垂控制的电压电流控制环、功率控制环2个环节进行改进,即：对电压电流控制环,加入了动态虚拟阻抗反馈,实现了有功功率和无功功率的解耦,从而保证了...
提出了一种用于光伏-蓄电池联合供电水泵系统的Buck＋开关电感Buck-Boost集成式单管DC/DC变换器,分析了该变换器在不同工作模式下的输出电压调节能力;探讨了前级电路采用脉冲频率调制（pulse-frequency-modulation,PFM）控制且工作在恒压充电模式下时太阳能电池的稳定工作区;提出了基于PFM控制的最大功率点跟踪（maximum power point tracking,M...
户用光伏的并网和利用对缓解当前的能源和环境危机具有重要意义,高比例户用光伏并网所导致的电压问题成为制约网络消纳的关键因素。阐述了含高比例户用光伏低压配电网中的电压问题;介绍了基于电压灵敏度分析的电压控制原理;在此基础上,综述了低压配电网中基于有功调节、无功调节、分接头调节以及多设备协调的电压控制方法;评述了以上方法的适用...
随着配电网中分布式电源的渗透率不断提高,配电网运行和控制面临诸多新挑战。集中式控制的成本高、通信要求高、可靠性差,不适应主动配电网的实际需求。基于分区协调控制和凸优化的思想,提出了一种主动配电网分布式无功优化控制方法。此方法以网络有功损耗为目标函数,考虑配电网潮流方程约束、各节点电压上下限约束和分布式电源无功出力上下限约...
分布式电源大规模接入所造成配电网电压质量问题一直受到极大关注。针对分布式电源大规模接入所产生的局部区域电压严重偏高问题,提出配电网动态无功分区的方法,构建了配电网无功优化模型。利用锥规划对原优化问题进行了简化并转化为二阶锥规划模型。为解决求解难度大的问题,提出了考虑动态无功分区的求解方法。考虑不同无功分区的分布式电源接...
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