失步解列是防止电网事故扩大而导致电网崩溃及大面积停电的最后一道防线,在大电网中广泛应用。2018年3月21日,巴西电网解列事件中,北部、东北部电网先后与主电网解列,巴西电网瓦解为3片。由于同步电网网架复杂、故障性质复杂、全局实测信息不足,失步保护的策略制定、实时判断和实时配合面临挑战。本次电网故障过程中系统解列的发生和发展过程体...
针对苏州南部500 kV UPFC工程对大规模电网仿真能力提出的需求,对基于模块化多电平(modular multi-level converter,MMC)技术的统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)进行了电磁暂态建模,结合IEEE 39节点实例探索了混合仿真接口位置针对不同工况的适应性,最后基于苏州500 kV UPFC工程算例验证了所建立模型以及混合接口的有效性。
提出了一种基于边界点分群解耦的机电–电磁混合仿真算法。算法首先将特高压交直流电网划分为电磁网,实现机电暂态网络在边界点处分组解耦;然后在电磁侧首先按照分布参数长传输线解耦将网络划分为多个连通子网,并按指定分网个数约束利用启发式规则进行子网合并和均匀化处理;接着以机电网解耦初始状态为基础形成子网群。子网群间机电侧完全解耦,...
我国交直流大电网的持续发展对电力系统仿真提出了更高要求。接入实际直流控保装置的大规模电磁暂态实时仿真能够较准确的理解复杂电网的行为以及研究交直流相互影响特性。要实现?s级计算步长下,电磁暂态仿真规模达数千节点的交直流大电网模型实时运转,对解耦的合理性和仿真的实时性提出了严苛的要求,既是实现接入多套直流控保装置的前提条件,也...
交直流大电网日趋复杂,仿真计算精细度和作业量大幅增加,为了解决运行仿真分析中"算不快"的问题,国家电网构建了基于超算的数字并行仿真系统。首先介绍了该系统总体架构,包含超算平台、数据平台和协同计算平台3部分,实现了海量机电暂态、电磁暂态、机电–电磁混合仿真作业的任务并行和分网并行处理,并可面向"国–分–省"三级调度提供远程云仿真...
含直流馈入的输电网存在直流落点周边电网电压难以控制,无功分布不平衡,以及负荷低谷期间电压偏高的问题。提出了类调相机的概念,通过降低发电机的有功输出来提高机组的无功输出范围和电压控制能力。首先分析了类调相机的输出能力,并在直流系统和简化交流潮流模型的基础上建立了以经济效益最大化为目标的类调相机优化配置模型。考虑多场景下的优...
传统能源系统运行、规划局限于电、气、热(冷)等单一能源形式系统,无法充分发挥它们之间互补优势和协同效益。对电–热–气多种能源的优化调度研究,可以实现统筹优化配置,提高多种能源互补利用效率;同时直接负荷控制参与多能源的优化调度为多能源协同调度提供新思路。首先构建了一种电–热–气多源耦合系统结构,分析了供给侧多源耦合系统的特性...
现有配电网供电能力(TSC)和安全域(DSSR)计及所有元件N–1,该文首次研究了部分元件N–1下的TSC和DSSR计算,发现不考虑部分关键元件N–1时,DSSR大小和TSC会较大提升。首先,分别提出了部分元件N–1下的DSSR、TSC和平均供电能力BSC模型及计算方法。其次,发现N–1故障集中不同元件及其组合对TSC和DSSR影响不同,故定义了N–1的关键故障集。然后,提出...
随着能源互联网的不断发展,分布式储能使用需求日益增长。基于用户侧电能管理,提出一种考虑优化负荷特性的储能系统规划和调度综合优化模型。在两部制分时电价的背景下,以用户侧储能系统全寿命周期内总的净收益为外层目标函数,综合考虑了储能削峰收益、峰谷套利收益、全寿命周期成本等因素;以储能系统日调度周期内收益为内层目标函数,研究用户侧...
含电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的多端直流配电系统集成度高,电力电子装置数量较多,这导致系统小信号模型的阶数较高,从而增加了系统稳定性分析及全局控制器设计的难度。鉴于此,提出了一种新型的多端直流(multi terminal DC,MTDC)系统降阶小信号模型。首先,文章对VSC进行了参与因子分析,辨识了与直流电压主导运动模态呈高相关...
虚拟同相柔性供电装置能够避免列车通过电分相时引发的速度损失以及因动态过程而产生的电压和电流冲击等暂态过程,因此具有重要的工程应用价值。以国家十三五重点研发计划-轨道交通高能效牵引供电与传动关键技术项目拟采用的组合式虚拟同相柔性供电装置为研究对象,分析该组合装置供电的中性段与牵引供电臂进行功率柔性切换的基本原理,建立数学模...
能量路由器作为能源互联网的核心装置,关乎可再生能源的有效消纳以及电网的安全可靠运行。针对现有能量路由器拓扑结构的不足,提出一种适用于多电压等级交直流电网互联的新型能量路由器。首先分析新型能量路由器的拓扑结构,针对不同部分提出相应的控制方法。输入级为模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)结构,对其施以虚拟同步...
基于三相多功能逆变器(three-phase multi-function inverters,TPMFI),提出一种微电网电能质量综合治理方案。将线性自抗扰控制器和重复控制器结合,提出一种兼具快速性和高跟踪精度的电流内环-LADRC+RC电流内环;并依靠LADRC+RC电流内环的良好性能,提出一种适用于TPMFI的下垂控制策略,同时保证TPMFI的电能质量补偿功能与功率输出功能的实现,进而...
目前面向min级风电柔性并网的储能系统一般由蓄电池组成,因蓄电池配置容量有限,在应对风电场长过程连续下调峰导致的风电功率波动越限问题时,其控制效果将大打折扣。为此,引入容量在日内调度可近似视为不受限的氢储能系统,与蓄电池共同组成混合储能系统,并基于其各自特点,设计了最大发挥2种储能优势的混合储能系统,建立混合储能协助下的风电场并...
传统的主/被动式孤岛检测法需要人工整定阈值,存在一定的检测死区,主动法注入的扰动信号也会对电能质量造成不利影响。针对以上问题,提出了一种基于改进的Adaboost算法的光伏发电机组被动式智能孤岛检测法。该方法使用Adaboost智能算法生成判断孤岛运行的分类模型,能够实现无盲区被动检测。所提方法基于各特征量间的电气联系对分类模型进行修正,...
现有的大电网同调机组分群策略,大都仅针对功角轨迹之间的距离进行研究,忽略了风电场并网对电力系统固有振荡模式的影响。针对上述存在的同调分群不准确问题,提出了一种两阶段高风电渗透率下大电网受扰机群同调分群策略。在第1阶段,通过修正系统的收缩导纳矩阵将风功率以电流的形式进行等值,并与其电气距离最近的同步机组进行联合分析,进而在不...
电力电子设备引起的新型次/超同步振荡问题受到广泛关注,但对高于100Hz的中高频振荡问题研究较少。有鉴于此,研究了含静止无功发生器和并联电容器的双馈风电场外送系统可能发生的中频(200~500 Hz)振荡,揭示了其机理并初步分析了其影响因素。具体而言,首先介绍了基于DIgSILENT的含静止无功发生器和并联电容器的双馈风电场外送系统,以及其产生的40...
风功率的准确预测对于海上风电的并网运行意义重大。相比于陆上风电,海上数值天气预报信息(numerical weather prediction,NWP)不准确、爬坡事件频发等因素,使得其预测精度难以满足实际需求。在对海上功率预测的技术难点进行总结的基础上,提出了基于气象相似性和NWP修正的海上短期模型,提前24~72 h进行风功率预测。首先,模型通过对数据样本进行...
多能源微网是综合能源系统在配网/用户侧重要的实现形式,耦合的天然气和电力系统也使得微网运营商在系统调度过程面临更多的不确定性和决策过程。鉴于此,该文在天然气/电力系统物理特性建模的基础上,构建了考虑用户需求响应资源以及可再生能源机组出力和用户负荷不确定性的多能源微网日前调度优化模型,并在IEEE-6母线系统和6节点天然气系统上对...
高比例户用光伏接入低压配电网导致电压越限和波动。为了弥补集中控制无法快速响应光伏随机性、就地控制难以实现整体协调的问题,提出了一种光伏逆变器集中–就地两阶段电压–无功控制方法。就地控制采用变斜率下垂控制模型,利用电压灵敏度理论整定关键控制参数,确保极端场景下能有效抑制电压越限;集中控制以网损最小为目标,不同于一般集中控制...
规模持续增长的并网双馈风电场使暂态功角失稳现象变得更加复杂。提出了双馈风机故障后有功控制对系统暂态功角失稳的影响机理。为了维持系统故障后稳态,双馈风机故障后有功功率被要求从故障下的低水平值逐渐恢复至故障前水平值或其附近。据此,首先揭示双馈风机有功恢复控制对系统暂态功角各摆次失稳的影响。研究表明,双馈风机有功恢复控制加剧...
类噪声信号是电力系统正常运行过程中被噪声信号所掩盖的小扰动响应。基于风电场运行过程中类噪声信号,提出了一种风电场次同步振荡辨识方法。首先,将采样信号通过小波方法分解为多个不同频段的小波分量,基于次同步振荡频率的范围选取响应频段的小波分量;然后将信号重构获得次同步频段的信号;最后通过对重构信号的辨识,获得次同步振荡的频率与阻...
真空断路器开断并联电抗器过程中,因截流、重燃会出现幅值、频率极高的过电压。为真实地再现分闸过电压,依托重庆云阳站现场实测的断路器电压、电流数据,同时考虑了截流值、介质动态绝缘强度和高频熄弧能力3个因素,在ATP-EMTP中搭建了更加精确的真空断路器电弧重燃模型,并以此为基础讨论合理的抑制措施。仿真中采用了避雷器、阻容吸收器和延长电...
开关柜内部短路燃弧故障时有发生,其短时间释放巨大能量引起隔室内部压力迅速上升,严重威胁设备、建筑物以及工作人员的安全。由于实际开关柜内部电弧试验周期长、耗费大,模拟封闭容器内部短路燃弧试验成为研究该问题的主要手段。利用L-C振荡回路开展了封闭容器内部棒–棒、板–板间隙短路燃弧试验,分析了不同电极类型对封闭容器内部短路燃弧特...
硅橡胶材料的老化状态是输电线路运维的重点关注内容,现有研究认为硬度是表征其老化程度的重要指标之一。目前复合绝缘子的伞裙硬度主要是在停电间隙用邵氏硬度计测量,现场应用限制较大。激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)是一种元素测量技术,利用高能脉冲激光烧蚀样品表面产生等离子体,分析等离子体光谱得到样品成...
为探究由不同材料构成的高塔对自身引雷能力的影响机理,采用负极性标准操作波分别对按照1:12.5比例缩小的角钢模型塔和环氧树脂模型塔进行了大量的间隙放电实验,实验分为单塔间隙距离为1、3、5、7 m等条件下的放电和双塔选择性放电2部分。实验中采用升降法获取不同间隙下两塔的50%放电电压,并用高速摄像仪对间隙放电过程进行观测。实验结果表明:...
高压电缆局部放电(简称局放)新特征的构建与优化选择是提升识别精度、优化识别效率、增强监测参数可视化效果的重要手段。提出了一种基于随机森林的局放特征优选新方法。在实验室构建了5种类型的电缆人工缺陷,通过加压测试获取局放原始数据,并提取了3500个局放脉冲和3500个典型干扰信号脉冲,构建了1235个局放特征。基于上述样本,开展了基于随机...
分布式电源渗透率的增长使配电网运行的不确定性增大,加上分布式电源与配电网往往归属于不同利益主体,集中式的确定性优化调度方法已不能满足主动配电网的实际运行需求。考虑可再生能源出力的不确定性,建立了主动配电网分布式鲁棒优化调度模型。首先将配电网潮流方程进行简化以获得节点电压和注入功率之间的近似线性关系,进而推导出节点电压安全...
为解决用户在开展节电工作时面临的用电数据不透明、缺少节电指导依据等问题,提出大数据背景下基于数据挖掘的用户节电通用分析方法,并在大数据平台上予以并行化实现,设计了直观的可视化展示形式。首先依据用户用电特性通过高维聚类实现了用电群体细分,然后融合电力、气象、经济等多维度数据开展节电分析,基于用户能效综合评估确定群体内节电标...
由于小样本问题的存在使得继电保护装置可靠性评估受到限制,提出一种基于三参数威布尔分布的灰色估计法。首先针对继电保护装置故障数据投运初期可靠性高的特点,引入了相对于二参数威布尔分布有明显改善的三参数威布尔分布作为继电保护装置可靠性的分布模型,门限参数的引入可以更直观的判断继电保护装置进入损耗期的时间点;其次为解决失效样本少...
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