考虑条件风险价值的交直流系统两阶段分布鲁棒低碳经济优化调度

考虑到海上风电出力的随机性以及日益突出的生态环境问题,以含柔性直流输电技术(voltagesource converter high voltage direct current,VSC-HVDC)的交直流系统为研究对象,提出了考虑条件风险价值(conditional valueatrisk,CVaR)的两阶段分布鲁棒低碳经济优化模型,构建了基于Kullback-Leibler(KL)散度的概率分布模糊集,同时利用条件风险价值量化了极端场景下的尾部风险,使得模型能够同时考虑概率分布不确定性以及处于最坏概率分布中极端场景下的尾部损失;此外,将阶梯型碳交易机制并入所提分布鲁棒模型中,通过合理利用柔性资源和储能装置,增强系统运行的灵活性,在兼顾运行风险的前提下,降低碳排放量的目标。再者,为了提高计算效率,在列和约束生成算法(column-and-constraint generation method,C&CG)和Multi-cut Benders分解算法的基础上提出了双循环分解算法。最后,在基于改进的IEEE RTS 79测试系统中验证了所提模型及算法的有效性。

多换流器直流系统的虚拟惯性评估与控制参数协调设计

针对基于类虚拟同步发电机(AVSG)的多换流器直流系统遇到的非预期虚拟惯性问题,提出了一种多换流器直流系统虚拟惯性通用分析方法,有效修正了系统级等效AVSG外特性。首先,将多个AVSG控制回路等效为一个等值AVSG控制回路,建立了直流系统的等值单台AVSG模型。其次,提出了一种系统级虚拟惯性评估方法,从等值单台AVSG模型的输出阻抗频域响应特性角度对系统级虚拟惯性进行评估。然后,讨论了电压比例-积分(PI)控制参数对虚拟惯性特性的影响,并开展了电压PI控制参数和虚拟惯性系数间的协调设计。最后,在PLECS仿真软件及RT-BOX硬件在环实验平台上搭建了多换流器直流系统的开关模型,通过多种实验工况验证了等值单台AVSG模型和控制参数协调设计的有效性和可行性。

双极型LCC-HVDC直流系统作为黑启动电源的启动方法及策略

科学合理的黑启动电源及方案是应对电网灾变停电的最有效策略,可加快其系统恢复进程,大幅减少停电损失。双极型换相换流器型高压直流系统(LCC-HVDC)具有调节灵活输电容量大的优势,但其作为黑启动电源存在一定的困难。提出了以双极型LCC-HVDC为黑启动电源的黑启动方法及完整过程,实现向受端无源网络恢复供电,以加速其恢复进程。首先给出了双极型LCC-HVDC作为黑启动电源时所面临的问题及相应的解决策略;进而给出了双极型LCC-HVDC作为黑启动电源恢复向受端无源网络恢复供电的实现过程。该过程包括2个阶段,第1阶段实现双极型LCC-HVDC的仿融冰模式启动;第2阶段为从仿融冰模式过渡到向受端无源网络恢复供电过程。算例证实了该启动方法的有效性和正确性。该方法使双极型LCC-HVDC具备了黑启动能力,并利用直流系统为受端电网的系统恢复过程提供了电压和频率支撑。

提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略

针对电力电子化电力系统低惯量特性引起的频率稳定问题,从挖掘电网输电环节调控潜力的视角出发,提出了提升柔性直流系统惯量主动支撑能力的自同步解耦控制策略。定量分析了利用柔性直流系统能量裕度提升系统惯量水平的可行性,提出了计及子模块电容和电感元件能量裕度的换流站自同步控制策略,在实现无锁相环自同步的同时主动支撑受端系统惯量;在此基础上,为了解决现有控制中直流电压安全约束限制电容能量利用的问题,提出了柔性直流系统直流电压与子模块电容电压解耦控制策略及参数设计方法,通过自适应调节子模块投入数量与电容电压参考值,实现柔性直流系统内储能元件能量裕度的充分利用,并设计了其恢复策略及启动判据,有效提升了受端系统惯量水平和频率稳定性。定量评估了柔性直流系统的惯量支撑能力,并通过实时数字仿真验证了所提控制策略的有效性。

改善惯性响应与一次调频的风电全直流系统协调控制策略

针对风电全直流系统并网给交流电网带来的系统惯量降低、调频能力不足等问题,提出一种改善惯性响应与一次调频的变系数风电全直流系统协调控制策略。在惯量响应方面,网侧换流站采用惯性同步控制,直流升压站采用恒变比控制,实现直流电容对电网的惯量支撑及直流低压侧的直流电压对交流系统频率的感知,在此基础上对直流风电机组(direct current wind turbine,DCWT)附加变虚拟惯性系数的虚拟惯量控制,使风电全直流系统在不同频率响应阶段具备不同的等效惯量。在一次调频方面,DCWT采用超速与变桨相结合的减载运行方式,通过变下垂控制来改变其有功出力,充分利用不同风速下的备用容量,使风电全直流系统更有效地参与一次调频。仿真算例表明,文中所提策略改善了风电全直流系统接入后电力系统的惯性响应及一次调频。

一起变电站直流系统异极环网故障分析与处理

结合现场工作实践,分析了某500 kV变电站一起隐蔽的直流异极环网事件,描述了故障排查过程,推导了直流系统异极环网时的基本现象,并对故障未及时发现的原因进行了推断,最终提出了具体的整改措施建议,对于一些隐蔽的直流环网事件处理和预防具有一定的借鉴作用。

智能变电站直流系统接地故障预测分析

在智能变电站系统中,直流系统是核心结构,也是继电保护、照明等工作的重要支撑。在实践中,直流系统一旦出现接地故障,就很容易诱发设备保护误动作,导致电网出现多种故障。文章通过查阅相关文献,简要阐述了智能变电站直流系统接地故障的相关内容,综合分析并研究智能变电站直流系统接地故障的预测策略,得出并验证预测方法具有一定的可行性与应用价值。

水力发电厂直流系统智能设计工具开发

为提高工作效率,缩短设计周期,笔者研发了一个水力发电厂直流系统智能设计工具。该工具利用WPS Office软件自带的宏编辑器(JS环境)进行二次开发,通过统计水力发电厂的直流负荷,自动生成直流计算书、蓄电池容量、充电装置、断路器、熔断器、电缆等的选择结果,且能智能报警,智能推送推荐方案,并能自动生成直流系统设备信息表和直流系统图。结果表明,该工具可降低设计人员在水力发电厂直流系统设计上的用时,达到提高工作效率、缩短设计周期的目的。采用该工具生成的成果可直接用于水力发电厂直流系统的初步设计、招标设计和施工图设计。

变电站直流系统蓄电池组分段组合供电技术研究

为了使直流系统在交流失电、部分蓄电池故障的情况下,正常的蓄电池能保证电路正常运行,设计出一种基于蓄电池冗余技术的失压补偿系统拓扑结构,在不改变直流系统原有结构,不增加蓄电池组总节数的条件下,通过采用电力电子技术,使正常的蓄电池能通过DC/DC装置正常工作;同时,研究多类型一体化保护装置,大幅度提升变电站运行可靠性,减少变电站因停电而造成的损失。试验表明,本稳压装置可有效解决母线失压问题,多类型一体化保护装置可实现多功能保护。

计及多元因素新型柔性限流器在多端直流系统中的优化配置方法

已有限流器优化配置方法大多以电阻、电感型限流器为配置对象,且只考虑每条线路均配置限流器的工况,降低系统经济效益,因此提出一种计及新型柔性直流限流器(novel flexible fault current limiter,NFFCL)运行特性、位置、数量等因素的优化配置方法。首先基于换流站和NFFCL简化模型,构建含NFFCL直流系统故障电流计算模型,并在5节点直流系统验证其准确性;其次,以NFFCL成本、限流效果为目标函数,以断路器最大开断电流为约束条件,构建多目标优化配置模型,并对NSGA-Ⅱ算法中的拥挤度计算进行改进,以实现优化配置过程中NFFCL安装数量与容量的解耦;最后,采用改进拥挤度计算的NSGA-Ⅱ算法求解得到11节点直流系统的NFFCL优化配置方案,并通过限流器成本、安装数量、限流效果之间的关系选取最终方案。

低压直流系统高频振荡问题的降阶建模及控制参数设计

电压源型变流器、直流线路和恒功率负荷之间相互影响会导致低压直流系统出现高频振荡失稳问题。为此,建立了适用于系统高频振荡建模分析的统一化降阶模型,并从统一化降阶模型角度解释了系统高频振荡失稳原因。在此基础上,提出了一种能够抑制高频振荡的控制参数可行域分析方法。该可行域不仅能够直观呈现系统在不同控制参数下的低频稳定区域和高频失稳区域,还能在稳定区域详细显示系统级动态特性(振荡频率和阻尼比)的定制化设计曲线。最后,利用PLECS软件搭建了低压直流系统的仿真算例,多组仿真时域结果均验证了统一化降阶模型及控制参数可行域的有效性。

基于DT-CWT和SVD的变电站直流系统接地故障检测技术研究

变电站直流系统的状态直接关系到变电站的正常运行,为了对变电站直流系统出现的接地故障快速、准确定位,提出了一种双树复小波变换(DT-CWT)和奇异值分解(SVD)相结合的变电站直流系统接地故障检测新方法。该方法首先利用DT-CWT对支路电流信号进行分解来构建Hankel矩阵;然后对Hankel矩阵进行SVD分解,得到一系列奇异特征值;再次,利用相邻奇异值差值构建奇异值差分谱,通过奇异值差分谱最大峰值来保留有效的奇异值个数;最后,利用保留的奇异值来重构低频信号。算例分析结果表明,该方法能够准确地从支路电流信号中提取出低频交流信号,可以对变电站直流系统接地故障进行准确定位,很大程度上减小对地电容对检测精度的影响。

基于多项式混沌展开的交直流系统全纯嵌入概率潮流计算方法

为快速、准确量化分析风电出力不确定性对交直流电力系统潮流分布的影响,提出一种基于多项式混沌展开(PCE)的交直流电力系统全纯嵌入概率潮流计算方法。该方法首先根据风电出力的概率分布特征选择最优正交基函数,构造近似风电出力概率分布特征的PCE表达式;其次,将该PCE表达式引入交直流电力系统的全纯嵌入潮流方程中,构建基于PCE的交直流电力系统全纯嵌入概率潮流计算模型;再次,通过Galerkin投影将所构建的全纯嵌入概率潮流计算模型转化为高维确定性全纯嵌入潮流计算模型;然后,借助确定性全纯嵌入潮流模型求解方法,实现对所转化的高维确定性全纯嵌入潮流模型的求解,并根据所得PCE逼近系数计算交直流电力系统潮流的概率分布特征;最后,通过修改的PJM 5节点、IEEE 30节点和IEEE 118节点交直流测试系统算例验证所提方法的准确性和有效性。

变电站直流系统接地故障分析及处理

在电力技术不断发展的背景下,电力系统规模和复杂度逐渐增加,直流系统的应用也更加广泛。在电力系统中,变电站直流系统是电能传输和配电的重要组成部分。但是,直流系统接地故障是电力系统运行中常见的问题之一。接地故障不仅可能导致设备损坏,还会影响电网的稳定性和可靠性。因此,对变电站直流系统接地故障进行深入分析和有效处理显得尤为重要。通过深入探讨变电站直流系统接地故障的发生原因、故障类型以及相应的处理策略,为电力工程技术人员提供有关直流系统接地故障问题的全面参考。

多端柔性直流系统中配电电压下垂自动化控制系统

针对多端柔性直流系统安全稳定运行的问题,提出一种通过电压下垂控制结合潮流最优模型的控制方式。通过电压下垂控制进行交流侧有功功率的计算,以解决换流器产生的损耗与有功功率之间的耦合。经过分析验证,该方法能够提高电压下垂控制下潮流最优系统的适用性、有效性以及准确性。

直流系统接地危害分析与接地点查找方法

直流系统设计时通常不直接连接到地,这样的设计使得当系统发生单点接地时,通常不会立即对设备造成损坏或导致它们失效。然而,如果单点接地问题没有得到及时解决,进而演变成两点接地的情况,这种情况就会导致较为严重的故障甚至事故。本文通过分析实际案例,深入探讨了直流系统接地故障可能带来的负面影响。以及提供三种有效的故障定位查找方法。拉路法、回路法、便携式直流接地故障法。这些方法为及时发现直流系统的接地故障提供可靠的技术支持,有助于防止由接地故障引发的进一步设备损坏或安全事故。

新时代变电站直流系统运行及维护分析

直流系统的作用就是将交流电转换成直流电,然后通过交流电源对各种设备进行供电,将各种设备的工作状态反馈给监控中心,这样就可以在监控中心通过计算机实现对变电站内各种设备的远程监控,及时发现系统中出现的问题,并对其进行相应的处理,这样就可以提高变电站运行的稳定性和安全性。随着社会经济水平的不断发展,人们对变电站直流系统也提出了更高的要求,这就需要不断改进和完善变电站直流系统运行和维护方式。分析了新时代变电站直流系统常见故障,并提出了新时代变电站直流系统运行及维护措施,希望能够为新时代变电站直流系统运行及维护工作提供有价值的参考。

变电站直流系统运行状态与维护措施分析

变电站直流系统运行维护技术要求高,传统维护方式存在准确性差、效率低等弊端,亟须改进运维方式。基于此,本文在了解变电站直流系统组成及工作原理的基础上,剖析直流系统运行现状,提出日常维护、专项维护、在线监测多种维护方法,阐述直流系统故障处理流程,同时结合某变电站直流系统故障实例,提出故障处理方法,评价故障处理效果。为提高直流系统运维水平,提出工作建议,采取科学可行的方法做好变电站直流系统维护工作,保证直流系统安全运行。

基于树状图的直流系统电缆截面计算和电压降校验法

针对目前直流系统电缆截面选择存在依赖人工手段、调整参数之后需反复核对、计算繁琐等问题,笔者结合电缆截面选择原则,采用编程软件开发直流系统智能设计工具,通过直流负荷配置、电缆参数设置及选择、电缆电压降校验实现自动计算,并以树状图的形式展现直流系统电缆截面选择和电压降分配结果,提高了计算效率和准确度,可为直流电缆选择提供借鉴。

基于多技术融合的变电站直流系统智慧运维体系构建

传统的变电站直流系统智慧运维体系构建方法不能确定实时健康度,运行效率较低,因此,设计了一种基于多技术融合的变电站直流系统智慧运维体系构建方法。首先,基于多技术融合采集变电站直流系统的信息,实时监测直流系统的运行状态,并收集设备的工作数据。然后,设置变电站直流系统的实时健康度,评估设备的健康程度。最后,构建变电站直流系统的风险矩阵,确定各种故障的风险程度,以制定相应的预防措施。实验结果表明,运用基于多技术融合的变电站直流系统智慧运维体系构建方法后,运行时间最长为1 122.25 h,证明其能够有效提高变电站直流系统的运行效率。