面向直流受端新型电力系统暂态电压稳定的紧急控制策略

在直流受端新型电力系统中,新能源电源及直流的接入导致同步机开机减少,动态无功功率相对紧张,暂态电压失稳风险显著增大。为高效快速获取紧急控制策略,即直流电流控制方案,并使其适应不同的电网运行方式和故障场景,尤其是电网拓扑结构的变化,基于图卷积神经网络(GCN)对常规深度强化学习模型深度确定性决策梯度(DDPG)的网络结构进行改造,构建了GCN-DDPG融合模型。在此基础上,引入双评价网络机制和评价网络与动作网络非同步更新策略以提升算法效果。进一步地,在应用方面,基于GCN-DDPG融合模型构建紧急控制模型并将其下达至安控主站,安控主站将依据电网实际运行方式和故障等信息,对紧急控制策略进行在线量化计算,并发送至直流控保系统执行。最后,通过改造的IEEE 14节点系统验证所提方法的有效性和优越性。

电网数字孪生分析模型建模及应用

为支撑新一代调度技术支持系统全局分析计算业务融合,提出一种基于数据孪生的电网分析模型构建方法。基于实际电网设备的物理和逻辑关系,构建出标准化、对象化的完整电网分析模型,并接入实时量测,使其成为真实空间物理电网的数字孪生。在传统通用数据库与专业计算应用间构建出更贴近电网分析计算业务的数据中台,为在线分析计算应用提供统一数据服务。通过在新一代调度支持系统华中试点工程的建设成效,展示了基于数字孪生模型的分析计算应用的性能提高效果。

电能质量监测评估系统的研究

为了准确、快速监测、分析和改善电力系统电能质量,基于虚拟仪器技术和面向对象编程方法开发了一套电能质量监测评估系统。该系统由数据监测子系统、通信子系统、数据评估子系统组成,采用快速傅立叶变换(FFT)提取电压、电流波形中的基波和各次谐波分量的幅值和相位信息,进而得到频率、基波有效值、谐波、三相不平衡、电压波动与闪变5项电能质量指标以及有功功率、无功功率、功率因数等参数。采用虚拟仪器技术来实现数据采集、数据上传、数据分析等功能,极大的降低了成本。现场应用的结果表明,系统具有实时性强、运行稳定等优点。

微电网小干扰稳定概率分析

微电网是智能电网的重要组成部分,在对微电网进行小干扰稳定性研究时存在一些不确定因素,如某些分布式电源由于自然环境等影响出力变化,当地负荷的随机波动,线路参数变化等,因而在确定性的系统运行方式和运行参数下得到的小干扰稳定结果无法准确地反映实际的微电网小干扰稳定性。采用基于点估计的微电网小干扰稳定的概率分析方法来分析微电网在不确定因素下的小干扰稳定性,通过蒙特卡罗仿真的结果验证了该方法计算结果的准确性和计算量少的优点。确定性微电网小干扰分析方法仅能判断在某一特定运行工况下系统是否稳定,而基于点估计法的微电网小干扰稳定概率分析方法可以确定系统特征值的分布范围以判断失稳风险。若在某些运行工况下特征值实部为正值即系统不稳定或阻尼较弱时,则计算状态变量的模式参与因子,通过调整与失稳模式强相关的发电机组出力或控制器参数使在计及不确定因素时仍能保证微电网小干扰稳定性。通过一个含有风电场、燃料电池及同步发电机的微电网算例验证了基于点估计的微电网小干扰稳定概率分析方法的有效性。

基于可信性理论的电力系统小干扰稳定性分析方法

针对电力系统中不确定因素对系统小干扰稳定性的影响,提出了基于可信性理论的小干扰稳定性分析方法,对系统的小干扰稳定性进行模糊模拟分析。该方法不仅能够计算考虑不确定因素时系统特征值的期望值和方差,而且能够计算可信性意义下的小干扰稳定指标。该方法的特点在于避免了不确定参数分布函数类型的假设和参数统计,且对不确定参数之间的独立性不作要求,仅需根据实际情况确定不确定参数的变化范围且描述不确定参数的隶属度函数类型对计算结果基本无影响。仿真算例的计算结果验证了所述方法的有效性,通过与确定性分析方法、概率分析方法和蒙特卡洛仿真法的结果进行对比,证明了该方法在计算精度和计算量方面的优越性。

多尺度富有表现力的汉语语音合成

常见的增强合成语音表现力方法通常是将参考音频编码为固定维度的韵律嵌入,与文本信息一起输入语音合成模型的解码器,从而向语音合成模型中引入变化的韵律信息,但这种方法仅提取了音频整体级别的韵律信息,忽略了字或音素级别的细粒度韵律信息,导致合成语音依然存在部分字词发音不自然、音调语速平缓的现象。针对这些问题,本文提出一种基于Tacotron2语音合成模型的多尺度富有表现力的汉语语音合成方法。该方法利用基于变分自编码器的多尺度韵律编码网络,提取参考音频整体级别的韵律信息和音素级别的音高信息,然后将其与文本信息一起输入语音合成模型的解码器。此外,在训练过程中通过最小化韵律嵌入与音高嵌入之间的互信息,消除不同特征表示之间的相互关联,分离不同特征表示。实验结果表明,该方法与单一尺度的增强表现力语音合成方法相比,听力主观平均意见得分提高了约2%,基频F0帧错误率降低了约14%,该方法可以生成更加自然且富有表现力的语音。

电能质量数据PQDIF格式及其LABVIEW实现

介绍了电能质量数据交换规范PQDIF,PQDIF解决了电能质量监测网络中底层数据信息的转换问题,为各种数据信息源建立一个公共的数据转换平台,达到数据信息能在数据库中被整合利用的目的,最后就具体例子详细说明了如何用LABVIEW实现PQDIF格式的文件生成和显示结果。

小干扰稳定约束下电网可用输电能力研究

小干扰稳定成为限制电力传输容量的重要因素之一,为计算小干扰稳定约束下的电力可传输容量,利用粒子群算法,构造了优化模型,借助小干扰稳定指标来衡量系统小干扰稳定性。调节参与因子较大的发电机出力,在改变少数关键发电机出力的情况下,既改善系统小干扰稳定性,又能使可用输电能力达到最大。新英格兰39节点系统证明了该方法的正确性和有效性。

适应多回特高压直流的四川电网高频切机优化

四川电网锦苏、复奉和宾金三回特高压直流输电线路相继投产后,若任一直流工程发生双极闭锁稳控拒动故障,大量盈余功率转移将导致渝鄂输电断面失步解列装置动作,川渝电网孤立运行。由于四川电网原有高频切机方案切机量不足以及切除机组选择不当,将引发川渝电网高频问题且失去稳定。对此,针对多回特高压直流投运新形势,提出的高频切机方案配置原则包括:应避免特高压直流发生换相失败期间和线路故障再启动成功后误切机组;高频切机防控故障应限于单回直流故障;为避免过切机组,每轮次切机量不宜过大;直流闭锁引发的高频问题,应该由直流配套电源来解决等。最后,重新配置并校核了高频切机方案,研究结论已得到实际应用,切机定值已下发至机组,应用效果良好。

大型互联区域电网解列后送端电网频率特性及高频切机方案

目前,我国已经形成华北—华中特高压交流联网格局,联网初期有必要研究特高压联络线解列后,2个区域电网的频率稳定性。以华中(含川渝)电网调度数据为基础,通过推导大型互联区域电网频率偏差的解析式,把握了频率变化过程中最高频率和稳态频率特性;在以上工作基础上,再通过构建华中电网的等值单机带负荷模型,研究华中电网高频切机的最佳频段、最少切机量和切机各轮次的较优比例。最终,提出了适合于华中电网的高频切机方案,并验证了其适应性。

基于耗散功率的区域电网强迫功率振荡扰动源定位

持续的周期性小扰动会引发电力系统强迫振荡,通过切除扰动原则可以使振荡迅速衰减。为了能够找到扰动源的具体位置,使振荡快速平息,对共振稳态时线性化系统能量转换特性进行了分析,结合实际电网扰动源自动定位存在的一些问题,对能量函数法进行了改进,提出了利用耗散功率进行扰动源识别的新方法。基于该方法,对4机2区系统、某实际大电网仿真模型以及广域测量系统(wide area measure system,WAMS)实测数据进行了仿真分析,结果表明利用耗散功率能够快速准确地确定强迫功率振荡扰动源的位置,说明了利用耗散功率进行扰动源识别方法的可行性以及对实际电网的适用性。

基于最小二乘法和时频原子变换的谐波/间谐波测量算法

提出了最小二乘法与时频原子变换相结合的谐波/间谐波测量方法。应用最小二乘法对整个测量频段扫频,获取谐波/间谐波分量的个数和大致频率。依次对各个分量跟踪配置时频原子变换对应的带通滤波器,精确测量其频率和幅值。时频原子变换是具有自适应复带通滤波特性的新型时频分析方法,其频窗宽度与频窗中心相互解耦,可以灵活调整而不受窗函数中心频率的限制。通过构造频窗互不交叉的复带通滤波器来抑制频率邻近分量之间的干扰,同时能在非同步采样条件下抑制基波频率波动对测量精度的影响。仿真结果表明该方法具有测量精度高、计算量小、抗噪性能好等优点。

基于时频原子变换的电力系统同步相量测量方法

时频原子变换具有理想的复带通滤波特性,对基频带滤波能够获取同步复相量并同时阻隔其他频带分量的干扰。滤波频域带宽和计算数据窗长度均实现与带通中心的频率解耦,通过尺度参数灵活控制滤波的时域和频域特性。时频原子滤波函数的实部和虚部具有一致的幅频特性,对系统频率变化有较好的适应能力。提出基于时频原子变换的同步相量测量方法,通过构造新的时频原子函数和选择最优尺度参数,能够在定间隔采样下,精确获取信号基波幅值、频率和相角,而不受信号中同时存在的大范围频偏、谐波、噪声和带外干扰的影响,且无需增加频率跟踪和滤波环节。在动态特性方面,该方法对幅值阶跃、频率阶跃和相角阶跃均具有快速响应速度,且运算量小,便于实时分析。MATLAB和EMTDC/PSCAD仿真结果均验证了所提出的方法的正确性和有效性。

基于电力系统分析软件ETAP的电网谐波分析

针对目前电力系统中由于非线性负荷的使用以及某些可再生能源发电系统的接入导致的谐波问题,首先介绍了电力系统仿真分析软件ETAP的主要功能和特点,然后在ETAP中建立算例模型并对其进行谐波仿真分析,同时也在另外两款仿真分析软件EMTDC和PSASP上对算例模型建模并导出谐波分析图谱,通过对照进一步说明ETAP在谐波分析中的优缺点。然后在原算例模型的基础上修改其中的高压网络短路容量、减少变压器投运数量、改变变压器阻抗以及增加电动机和无源负荷容量等参数,将仿真所得数据同理论计算结果对比,并分析这些参数的变化给系统并联谐振点的位置和幅值,以及谐波畸变程度造成的影响。结果表明,由于ETAP软件在谐波仿真方面的卓越性能,在面临大规模系统的规划和电能质量评估方面的问题时,利用ETAP进行预先的谐波仿真分析可以辅助建立有效的方案降低系统中的谐波畸变程度,并利用谐振分析可以有效地避开谐振位置,从而提高电力系统的电能质量。

电力系统脆弱性评估方法研究综述

电力系统脆弱性是目前智能电网的研究热点之一,如何准确评估电网的脆弱性及潜在的危险、预防连锁故障的发生,是电力运行人员所面临的挑战.从状态脆弱性和结构脆弱性2个方面综述国内外对于脆弱性评估的研究现状,并指出电力系统脆弱性评估的研究趋势.

基于临界转变理论的电力系统电压稳定分析与预警

针对电力系统中面临的电压稳定问题,提出一种基于临界转变理论的电压失稳评估与预警方法。通过数学推导,证明了系统在接近电压失稳的过程中,系统的非线性度不断增强,系统变量由于随机扰动导致与稳态量的偏差离散度逐渐增大,外在表现为系统变量方差的单调增大。同时,推导出系统变量方差与驱动参数之间的标度律关系。实际应用时,利用实测数据对标度律进行简单的非线性拟合,即可快速估算出电压失稳点,为调度人员提供辅助决策信息。该文还分析所提方法与传统特征分析法的一致性。在2机3节点仿真系统中的仿真结果验证了提出方法的有效性。在没有详细系统模型或模型参数不准确时,常规基于模型的方法适用性有限。而该文提出的方法基于量测数据,能时刻跟踪系统当前状态,具有广阔的应用前景。

应用于低频振荡在线监测的并行时频原子复带通滤波方法

利用广域测量系统实测数据,提出基于并行时频原子复带通滤波的低频振荡在线监测新方法。在振荡频率区间内并行设置多个时频原子复带通滤波单元,通过并行滤波计算,能获取各模式幅值、瞬时频率和衰减系数,再利用粒子群优化算法估计相位参数。每个滤波单元时频域带宽柔性可调,能根据测量要求自适应取得较高的模式分辨率和较短的观测时窗长度。该方法对噪声鲁棒性好,能准确辨识各复合振荡模式,有助于电力系统强非线性模式分析,便于在线监测应用。仿真算例及实例分析结果均表明所提方法的正确性和有效性。

基于组合滤波和时频原子变换的故障录波数据分析新算法

提出基于组合滤波和时频原子变换的故障录波数据分析新算法。组合滤波通过推导并分析非同步采样时采样值修正算法对非周期分量的滤波误差公式,提出利用差分法有效消除误差,实现更理想滤波。时频原子变换具有良好的频率特性,能克服非同步采样影响;具有复带通滤波特性,能准确输出基波复相量而不受其他频带分量干扰;利用灵活可调的时频域带宽,能获取较短的计算数据窗。仿真研究表明,所提方法有快速动态特性,能在固定采样率条件下有效滤除非周期分量并实现故障录波数据基波幅值、频率和相位的精确测量,同时具有较好的抗干扰性能。

智能电网技术框架下的电能质量监测与分析技术综述

提高用户电能质量是当前智能电网研究的主要目标之一。针对电能质量监测系统中包含的监测终端、通信系统和监控中心3个组成部分,对智能电网技术框架下电能质量监测与分析技术进行了综述,涉及电能质量检测算法、电能质量监测终端的最优布点、数据通信方式、电能质量类型识别、电能质量扰动源定位、电压暂降起因分析、电能质量综合评估方法、电能质量信息发布等内容,较全面地分析了电能质量研究的背景和现状,并比较各类常用分析方法的优缺点。

采用复原子解耦调制滤波的次同步振荡模态分析方法及其仿真

利用尺度因子对加高斯窗的正交三角基进行解耦调制可以构造具有灵活滤波控制特性的复原子函数。该复滤波函数的时频域带宽不受带通中心频率约束,且能根据分析要求通过尺度因子调整。为此,根据高斯窗半径计算公式设置具有紧凑频域带宽和较短观测时窗长度的复原子参数,在次同步频率范围内逐步调整中心频率实现对各振荡模态的检测,每次有效滤波输出对应于各振荡模态的特征复相量,并从中提取振荡频率、幅值和阻尼。仿真研究表明,该方法能从实测数据中准确检测工频量以及同时存在的各次同步电气谐振模态和扭振模态频率、幅值和阻尼,具有较高的模式分辨率和较短的计算数据窗,能较好地抑制噪声和高频分量干扰,且实时性好,便于在线分析。