基于条件风险价值的虚拟电厂参与能量及备用市场的双层随机优化

为充分发挥虚拟电厂的灵活性价值,提出了虚拟电厂参与电能量及备用辅助服务市场的双层随机优化模型。上层基于条件风险价值理论建立了虚拟电厂参与电能量及备用辅助服务市场的两阶段风险决策模型,其中,第一阶段考虑新能源不确定性的潜在风险,建立了虚拟电厂参与能量和备用辅助服务市场的投标报价模型,第二阶段针对不同场景下的新能源出力建立了以虚拟电厂期望运行成本最小为目标的分布式资源优化调度模型;下层在已知各市场主体的投标报价信息后,开展电能量市场及备用辅助服务市场的联合出清。仿真分析表明,所提方法能够有效指导虚拟电厂规避新能源不确定性的潜在风险,并通过将备用价格提高到下一个边际机组的报价从而增加自身利润。

考虑风电机组故障电压穿越特性的连锁故障关键线路辨识

新能源的接入提高了电网连锁故障发生的概率,给故障传播中关键线路的辨识增加了难度。为此,建立了考虑风电机组故障电压穿越特性和线路可靠性的连锁故障仿真模型,从线路失负荷严重程度、失负荷不均匀性和结构脆弱性3个角度建立了线路综合风险指标评价集。基于状态故障网络计及线路失负荷程度和线路失负荷不均匀性,分别定义了失负荷风险指标和不均匀风险指标;基于电气介数提出了考虑分布式新能源接入的脆弱结构指标;同时,考虑电网的网络结构和状态转移特性,采用模糊熵权法定义综合风险指标,以衡量线路开断的综合影响。通过IEEE 39节点和IEEE 118节点系统算例验证所提方法用于关键线路辨识的有效性,且针对关键线路的缓解措施能显著降低大停电风险。

配电网多馈线负荷协同的直控型虚拟电厂自动功率控制

配电网内具有有功快速调节能力的分布式资源及柔性负荷的增多,为电网运行控制提供了新的方式。研究了配电网多馈线负荷协同的直控型虚拟电厂自动功率控制策略,实现了对自动功率控制指令的主动跟踪。首先,分析了馈线负荷调节特性,建立了基于电能质量等级的调控成本模型,并考虑广泛存在的分布式资源,构建了计及多类型有功资源调节潜力的直控型虚拟电厂。其次,构建了分布式资源聚合与控制指令分解模型,通过聚类算法实现资源分群,并基于经济性原则分解聚合体控制指令;构建了基于解析电压灵敏度的多类型有功调节资源协同优化模型,以确定自动功率控制指令的分解策略。最后,结合MATLAB和实时数字仿真(RTDS)平台搭建中国广东某区域实际配电网仿真模型,验证了所提策略的有效性。

考虑电力网络约束的工业园区虚拟电厂调控边界求解方法

构建以新能源为主体的新型电力系统,亟须挖掘负荷侧灵活调节资源参与电网调控。含电解铝、矿热炉等高耗能负荷的工业园区具备良好的调控潜力,但是考虑园区内部电力网络约束,其精确调控边界求解面临着变量维数高、约束非线性的难题,现有方法不能较好地兼顾计算效率和精度。对此,文中将上述问题抽象为高维非线性状态空间在P-Q耦合平面的投影问题:分别建立考虑工业园区安全运行线性化和非线性约束的调控边界投影求解模型,采用一种新颖的高维状态空间投影算法,通过顶点“搜索-映射”的两步式求解过程,得到工业园区型虚拟电厂调控边界的精确投影。算例结果表明,采用所提方法求解的调控边界可由线性不等式组完全表征,与现有调度系统完全兼容,结合与叠加柔性资源调控能力和传统采样方法的对比,验证了该方法的可行性以及高求解精度和效率。

考虑生产安全的工业园区联络线功率平滑策略

高比例新能源接入工业园区已成为高耗能工业负荷低碳转型的主要途径,而联络线功率剧烈频繁波动是园区低碳转型的关键问题.因此,提出一种考虑生产安全的工业园区联络线功率平滑策略.首先,分析电解铝和矿热炉的可控设备控制模型,构建基于联络线功率波动反馈的工业负荷功率闭环反馈控制模型.考虑工业生产核心影响因素,构建温度状态指标模型,形成考虑工业生产核心因素的典型工业负荷需求侧响应惩罚成本模型,并以工业生产的惩罚成本最小为优化目标,将控制目标分配至各工业负荷.最后,构建基于云南电网文山区域网架的MATLAB在线计算和RTDS仿真实时交互算例,结果表明,该算法自适应更新生产设备温度,有效降低功率调节对生产的影响,且联络线购电成本可降低36.4%.

基于高精度热泵模型的电热协同独立微网设备优化配置

为实现含丰富工业余热、数据中心余热、生活污水余热等低品位热源的区域协同供能,以及提高区域清洁能源利用效率,针对区域独立微网供能系统的设备优化配置策略进行研究。基于多类型低品位热源的不同温度品位特征,提出用于提升热源温度品位的关键电热泵设备多参数拟合模型,并生成热泵拟合模型的误差不确定性场景;考虑微网在实际运行不确定性场景下产生的供热舒适度补偿、切负荷与切光伏风险,提出基于多条件风险价值(CVaR)理论的独立微网设备容量优化配置双层模型,上层模型基于全寿命周期成本费用年值与年CVaR值优化设备配置方案,下层模型基于场景分析法优化运行成本;采用遗传算法对双层模型进行求解。算例结果证明:考虑热泵拟合模型误差有效降低了系统运行风险,且低品位热源的回收利用具有较大经济性潜力。

基于风速预测和随机规划的含风电场电力系统动态经济调度

随着风力发电在电力系统中比重的持续增加,在电力系统经济调度中需要考虑风电场的影响;而并网风电场具有动态、随机、容量大等特点,传统的经济调度方法已不再适用。针对风电场出力的随机性,在风速预测的基础上,应用随机规划理论建立了考虑机组组合的含风电场电力系统动态经济调度模型。在求解模型时应用了综合随机模拟、神经元网络和遗传算法的混合智能算法,提高了算法的收敛速度和搜索性能。以含风电场的IEEE30节点系统为算例验证了所提方法的可行性和有效性。

采用变速恒频机组的风电场并网问题研究综述(英文)

随着风电技术以及电力电子技术的不断进步,越来越多采用变速恒频机组的风电场被接入电网。变速恒频机组相对于传统的恒速恒频机组,在电机结构和控制机理上更为先进,能够实现更为灵活的电网接入。虽然变速恒频机组在一定程度上增强了电力系统的稳定性,但一些新问题也随之而来,例如先进的控制器显著增加了系统的复杂性、风机的功率变换器发出谐波电流降低了系统的电能质量等。此外,如何通过给变速恒频机组增加附加控制器,实现其与传输系统及储能系统的协调控制,以改善系统性能,也是当今学术界的一个重要课题。文中对上述这些采用变速恒频机组的风电场并网问题的最新研究成果进行了综述。

运行可靠性在线短期评估方案

运行可靠性短期评估基于能量管理系统/广域测量系统(EMS/WAMS),研究电力系统在实时运行状态下的短期可靠性水平。建立了一套运行可靠性在线短期评估方案,给出了指标体系、评估算法和应用框架。进一步介绍了方案实施中所采用的关键技术:通过建立元件实时模型,评估系统在当前运行状态下的可靠性;基于瞬时状态概率评估系统的短期可靠性;采用快速排序技术进行系统状态选择,协调评估精度和速度的矛盾,实现在线评估;基于系统实时运行工况分析系统状态在预测时刻的后果。通过IEEE-RTS系统验证了整套方案的可行性和有效性。

基于实时运行状态的电力系统运行可靠性评估

提出了运行可靠性的概念及其评估算法,评估电力系统在实时运行状态下的安全可靠性水平。该算法分析了线路潮流、母线电压、系统频率等实时运行条件对元件停运概率的影响,建立了基于实时运行条件的元件可靠性模型,并考虑了机组的运行方式、负荷的实时变化、网络结构的变化等实时运行条件对故障后果分析的影响。应用该算法对某一简单电力系统在不同运行状态下的可靠性进行了评估,结果表明实时运行条件对系统可靠性水平有显著影响,所提算法能够如实反映系统实时运行的可靠性水平。

STATCOM控制的电力系统稳定性分析

基于哈密顿系统理论，将含有ＳＴＡＴＣＯＭ的简单电力系统表示为标准的哈密顿系统，推导了该系统的哈密顿函数，并证明了所得到的哈密顿函数可作为判断系统稳定性的Ｌｙａｐｕｎｏｖ画数。根据该函数，提出了ＳＴＡＴＣＯＭ控制的电力系统的暂态稳定分析新方法。对含有ＳＴＡＴＣＯＭ控制的简单电力系统的数值仿真结果证实了这一方法的有效性。

风力发电对电力系统的影响(英文)

风力发电依赖于气象条件,并逐渐以大型风电场的形式并入电网,给电网带来各种影响。电网并未专门设计用来接入风电,因此如果要保持现有的电力供应标准,不可避免地需要进行一些相应的调整。讨论了在风电场并网时遇到的各种问题。由于风力发电具有大容量、动态和随机的特性,它给电力系统的有功/无功潮流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、系统备用、频率和保护等方面带来影响。针对这些问题提出了相应的解决建议和措施,以期更好利用风力发电。

发电机励磁控制中负荷补偿系数的优化

从静态的角度出发,提出了电力系统发电机励磁系统中负荷补偿系数的优化模型和优化方法。建立了以系统有功网损为最小的目标函数、电网潮流方程为约束条件和发电机升压变压器阻抗为控制变量的负荷补偿系数的优化模型,采用粒子群智能优化算法(PSO)进行搜索,在此基础上对云南省电网不同的运行状态进行计算。对云南电网的稳定性仿真结果表明：文中所提出的发电机励磁系统中负荷补偿系数的优化方法可以有效地降低网损,同时将优化后的负荷补偿值参与发电机励磁控制调节；该方法可有效地改善系统的动态性能,为如何确定大电网中发电机励磁系统中的负荷补偿系数提供了整定方法。

ASVG动态建模与暂态仿真研究

首次提出了采用三阶非线性微分方程组描述新型静止无功发生器的动态过程；系统地分析了ＡＳＶＧ直流侧电容量、变压器电抗值以及控制参数对电力系统稳定性的影响；较全面地仿真了ＡＳＶＧ在系统故障过程中的暂态特性。

碳达峰条件下能源互联网系统规划设计与优化运行

能源利用与环境保护的关系及能源安全问题是经济发展过程中不可忽视的关键问题,能源互联网为解决这些问题提供了良好平台和技术支撑,有助于降低碳排放、促进碳达峰,提升国家能源安全。以环境问题和能源安全为背景,系统介绍了建设能源互联网的目的、能源互联网具有的特征以及具体实现方式,提出了能源结构转型、区间能源流动模型构建和区域能源高效利用3个层次的解决方案。最后探讨了市场化在能源互联网建设过程中的角色,并对能源互联网相关研究进行了展望。

静止无功补偿器对电压稳定性的影响

本文对静止无功补偿器（ＳＶＣ）的控制建立计算机仿真模型，并在三机十一母线系统中进行负荷微增的仿真，通过仿真的结果，我们可以看出，在到达其上限之前，对系统的电压稳定性有一定改善，并比较了不同功率因数的负荷微增下的ＳＶＣ对电压稳定的影响。

同时改善稳定性和电压精度的非线性励磁控制器

根据发电机励磁控制的任务，本文基于微分几何控制理论提出了一种新的非线性励磁控制器的设计方法。应用该方法设计的非线性励磁控制器不仅可以有效地改善电力系统的稳定性，而且还可以满足电压精度调节的要求。实例仿真结果表明，该种控制器与已有的非线性励磁控制器相比，在改善稳定性的同时，防止了电压超调现象。

电力系统动态仿真中的继电保护模型

针对仿真程序中继电保护模型的研究现状进行了综述,提出了继电保护模型的建模方法,进而构建了一个用于电网稳定计算的继电保护模型接口仿真平台。在PSASP中引入了距离保护模型,进行了暂态稳定仿真计算,仿真结果如实描述了线路后备保护的动作特性,表明引入继电保护模型能更真实地反映实际电力系统受扰动后的动态行为。

基于广义哈密顿系统理论的汽轮调速器分散无源控制

提出了一种预置功角反馈的方法 ,推导出多机系统汽轮机调速系统的广义受控哈密顿系统模型 ,进而在哈密顿结构的基础上进行无源化控制器的设计。控制策略的所有变量都是本地可量测的 ,只与本机组的状态量有关 ,与其他机组的状态量和输电网络的参数无关 ,因而具有分散性。 4机系统仿真结果表明 。

FACTS的PCH模型与自适应L_2增益控制 (一)理论篇

采用预置反馈方法 ,将电力系统中存在的一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统 ,从而导出了单机无穷大电力系统下 SVC的 PCH(端口受控哈密顿 )模型。针对系统的外界干扰和参数不确定性问题 ,设计了相应的自适应 L2 增益控制规律。文中直接采用哈密顿函数作为存储函数 ,不仅保证了数学上的严密性 ,且具有明确的物理意义。仿真结果表明 SVC采用自适应 L2 控制规律 ,不但可以确保系统渐近稳定 ,而且可以有效抑制干扰 。