考虑碳交易体系的微电网多阶段鲁棒优化运行

随着碳交易市场的成熟,碳配额和国家核证自愿减排量成为微电网优化运行必须考虑的因素。针对优化运行中源荷不确定性所带来的挑战,提出了一种考虑碳交易体系的多阶段鲁棒优化模型。首先,对微电网的源荷不确定集和微电网碳交易体系进行描述,并据此建立了一系列确保微电网鲁棒性和非预期性的可行性约束。针对关于时间耦合的燃气机组和储能装置的约束条件,采用隐式决策规则,引入辅助变量和新的非预期约束,并对模型进行再表述,求解出燃气机组的启停策略及其与储能系统荷电状态的安全输出区间;进而建立日内实时滚动模型,确定了微电网各组成部分的实时功率输出,实现微电网的实时优化调度;最后,导入江苏省某地区实际数据进行算例分析,验证了所提模型的有效性,但在可再生能源已充分优化的前提下,单纯地改变碳配额交易价格对微电网运行影响较小。

基于多智能体强化学习的配电网电压分散控制

大规模分散资源接入配电网改变了传统配电网的潮流分布,导致电压频繁越限。以模型为基础的电压控制方法对电力系统网络拓扑结构要求较高,求解时间较长,不能达到电压实时控制要求。为此,提出一种考虑异步训练的多智能体在线学习配电网电压分散控制策略。该方法将每个光伏逆变器都视为一个智能体。首先对智能体进行分区调整,然后将配电网的电压无功控制问题建模为马尔可夫决策过程,在满足系统分布式约束的基础上,采用多智能体强化学习分散控制框架,结合多智能体深度确定性策略梯度算法对多智能体进行训练。经过训练的智能体可以不需要实时通信,利用局部信息实现分散决策,制定光伏逆变器的出力计划,做到电压实时控制,减少网络损耗。最后,通过仿真验证了该方法的有效性和鲁棒性。

大电网广域安全稳定控制系统远传测试技术研究

为应对电力系统数字化、复杂化导致的安全稳定控制系统可靠性降低的问题,研究了一种大电网广域安全稳定控制系统远传测试技术,通过对关键技术的研究应用,构建大电网广域安控系统远传测试系统,实现对安控系统的系统级功能逻辑及动作可靠性检测。最后基于该技术搭建测试系统并进行验证,结果表明:该测试系统能够方便快捷地实现异地安控系统联合测试,具有较高的应用价值。

考虑线损和功率偏差损伤的风电场有功功率分配策略研究

为了实现风电场精细化控制,以当前风速、预测风速和机组输出功率为分析量,将模糊C均值聚类算法引入到风电场机组群分类问题中,并建立以风电场有功功率传输线路损耗最小和以风电机组总功率偏差损伤最小为优化目标的风电场有功功率双目标优化调度模型。采用改进的非劣排序遗传算法对所建立模型进行优化求解并与传统的风电场机组有功功率分配方法进行对比。算例分析结果表明,本文所提出的风电厂机组有功功率分配方法及分配策略使风电机组的有功功率出力方式相比传统方法可减少有功功率传输线损,并降低风电机组的偏差损伤,使得风电机组能更好地追踪调度中心出力需求,从而为风电场有功功率分配和精细化控制提供指导意义。

一种直流近区交流线路短路电流实用计算方法

直流近区交流线路发生短路故障时,会引发换流站发生换相失败,形成交流系统故障和直流系统换相失败故障叠加而成的复故障,与传统交流线路短路故障表现出的特性有较大差异。首先给出直流换流站的工作原理,分析交流系统短路故障引发换流站发生换相失败期间的换流桥通路,从换流站晶闸管导通关断的角度给出复故障期间直流近区交流线路保护安装处测得的短路电流的变化情况、短路电流极大值与短路故障发生时刻的关系,给出单相短路故障期间直流近区交流线路换流站侧可以达到短路电流极大值的变化规律,并给出短路电流工程计算用的算式。仿真结果证实该算式的有效性,为混联电网短路电流计算提供参考。

基于区块链的电网安稳控制通信报文记录与审计系统研究

随着电网安全稳定控制系统向广域化、复杂化方向发展,安稳控制通信报文数量多,通信链条长,易被篡改。当通信报文异变或损坏导致安控系统发生误动或拒动时,难以准确判断事故原因。针对该问题,提出一个基于区块链的电网安稳控制通信报文记录与审计系统。基于安控系统架构与管理需求设计半中心化系统模型,并针对安控系统架构与业务特点设计交叉多链结构。实验结果表明,该方案能够提高安稳控制通信报文记录与审计的真实性、完整性和安全性,同时具有较好的性能。

稳定控制装置故障跳闸判据在特高压交流电网中的应用

特高压电网对稳定控制装置的正确动作提出了更高要求。搭建了特高压交流输电线路仿真模型,分析了目前稳控装置中普遍使用的故障跳闸判据在特高压电网中的适应性,指出在线路对侧发生故障时此判据可能会出现拒动的问题。基于特高压输电线路发生故障跳闸后电气量的独特特性,提出了结合零序电流的单相故障跳闸新判据,以及结合相间余弦电压Ucos()???的相间故障跳闸新判据。利用RTDS实时数字仿真系统验证了判据的有效性和可靠性,实验结果表明:改进后的故障跳闸判据正确、可靠、有效。

嵌入式Linux在数字化变电站实时采样单元中的应用

介绍了一种基于PowerPC硬件平台和嵌入式Linux操作系统的采样单元,该采样单元通过PowerPC的网络协处理器和PCI总线扩展百兆以太网接口,可以同时与4个合并单元通过IEC61850-9-1协议进行通信。分析了Linux系统的调度性能,并结合电力系统的实际应用,对其进行适当修改,重点介绍了嵌入式Linux操作系统在PowerPC平台上网络处理的高实时性和高可靠性的实现方法,同时还介绍了其在SCS-600数字式安全稳定控制装置上的验证情况。结果表明,该平台单板可以采样处理4个合并单元的信息,网络通信的实时性和可靠性能够满足IEC61850的要求,并能够很好地满足安全稳定控制装置对信息采样的多元件、高速率、高可靠性的要求。

毫秒级精准负荷控制系统设计与工程应用

毫秒级精准负荷控制系统将切负荷控制方式从传统的集中切变电站负荷线路方式转变为快速精准控制用户可中断分支负荷线路。在分析现有终端接入通信技术的基础上,提出了系统的总体架构,即控制主站层、控制子站层、终端用户接入层,描述了各层级的功能定义,给出了计及直流故障落点位置和负荷分层的整体最小欠切控制策略;详细介绍了系统实现所需的关键技术:STM-1接口(155M接口)技术、多用户共享2M通道接入技术、模拟大规模可中断负荷批量切除及有序恢复的试验技术等。该技术方案已应用于江苏电网精准切负荷一期、二期工程中,现场实切试验表明满足运行要求。

基于连续近似线性规划的含UPFC风电系统校正控制决策方法

提出了一种基于连续近似线性规划的含统一潮流控制器(UPFC)风电系统校正控制决策方法。首先,讨论了含UPFC系统的潮流解耦计算方法。然后,在考虑风电及负荷预测误差的条件下,应用机会约束规划理论建立校正控制决策问题数学模型。为求解非线性不确定系统优化问题,分别计算不确定变量与控制参量对线路传输容量、电压及频率等状态变量的灵敏度,将原问题在当前运行点处近似转化为线性规划问题,根据其解对控制参量进行修正,不断迭代直至收敛。最后,以修改后的IEEE 10机39节点系统为例,对算法进行了验证。仿真结果表明,与场景法相比,连续近似线性规划方法可快速高效地求解校正控制决策问题,所得控制策略具有较好的经济性和安全性。另外,使用UPFC可有效地减少切负荷量,降低校正控制代价。

大规模风电接入对稳定控制系统中跳闸判据和实时决策的影响

大规模风电接入对电网稳定控制系统(稳控系统)提出了更高要求。针对风电机组故障穿越能力、出力波动性以及涉网保护等问题,分析了大规模风电接入对稳控系统跳闸判据和实时决策的影响,指出短路电流过小、不同的序阻抗特征以及Crowbar保护动作会降低传统稳控系统跳闸判据的灵敏性和可靠性,部分风电机组不具备故障穿越能力造成了离线控制策略表和电网实时工况难以匹配,出力波动性则给过载控制的精确决策带来了影响,最后分别针对上述问题提出了优化方向。

基于Cortex-M3的引导程序分析与设计

基于Flash存储器的嵌入式系统中,软件架构一般分为两部分:引导加载程序、应用程序。通过引导加载程序(bootloader),实现建立应用程序运行环境、更新应用程序等功能。针对Cortex-M3内核的特点,设计引导程序的架构,对引导程序的工作原理和启动流程进行了详细的分析,并在意法半导体公司的STM32F107芯片上进行验证,满足工程实际需要,方便移植到其它基于Cortex-M3内核的处理器,同时针对应用程序的编写提出了几点注意事项,对工程应用具有一定的指导意义。

考虑最大转子动能储备的直驱式风力发电机组群优化控制

针对风电场参与紧急功率速增控制的情景,以直驱式风力发电机组(direct drive wind power system,DDWPS)为研究对象,对其超速减功率运行进行了研究。搭建了基于Simulink的DDWPS,对不同风速条件下的机组超速减功率与发电机转子动能存储性能进行了仿真。由于转子储能可以有效提高紧急功率速增的支撑,因此以最大转子动能储备为优化目标,利用GUROBI优化软件对某风电场多台DDWPS的超速减载率进行优化。结果表明,额定风速条件下的风机与低于额定风速条件下的风机相比,其减载率应较小,以增加整个风电场多台机组的转子总动能。方法的实现可为风电场参与紧急功率速增控制提供理论与工程基础。

云计算智能电表在电力系统的应用

提出了一种基于云计算终端的智能电表。首先,在云计算的存储和计算能力基础上设计云计算智能电表原型;其次,利用云计算智能电表原型搭建电力系统信息框架;最后,分析云计算智能电表运用到电力系统带来的安全性问题。

Modbus协议在安全稳定控制装置中的应用

Modbus协议是应用非常广泛的现场总线之一,市场上有大量支持Modbus通信协议的触摸屏可选作安全稳定控制装置的人机界面。首先介绍Modbus通信协议应用于稳控装置的意义;然后提出一种利用Modbus通信协议的方法,实现安全稳定控制装置内部数据的通信,这种方法不仅使得人机界面更加友好,而且产品开发周期更短,产品可升级扩展性更好。

适应新能源场站的防孤岛保护装置

总结目前孤岛检测技术和孤岛保护装置的应用现状及存在的问题,明确新能源场站防孤岛保护装置的设计原则,提出综合频率/电压、零序电压、功率因数以及工频故障阻抗的被动检测方法,介绍了SSP-621防孤岛保护装置的系统架构和功能方案。利用RTDS实时数字仿真系统验证了装置的有效性和可靠性,实验结果表明装置动作正确、可靠、有效。

适应智能电网的SSP510频率电压紧急控制装置的研制

随着特高压电网和智能电网的建设,我国电网的结构和规模发生重大变化,对频率电压紧急控制装置提出了新的需求。介绍了装置的硬件架构和特点,阐述了装置的智能化插件管理方法、基于重采样的DFT前端修正算法、智能变电站下精确切负荷方法以及基于C/S模式实现标准化人机界面显示和交互方法,最后介绍了装置的工程应用情况。

负荷控制终端无线专网接入方式测试与研究

分析了现有负荷控制终端的接入技术,无线专网对比光纤通信具有建设成本低,业务接入灵活的特点,为负荷控制终端的接入提供了重要的补充解决方案。详细介绍了无线专网的性能测试与认证安全、设备安全、渗透、隔离测试等各项安全测试,验证了无线专网用于精准负荷控制系统的实时性和安全性。在江苏电网精准负荷控制系统三期工程中,无线专网得到试点应用,现场试验表明满足运行要求。

大频差扰动下频率安全稳定分析及紧急控制关键技术与应用

实施背景电网频率安全风险随着新能源发电占比的不断提高和跨区直流输送规模的不断扩大,电力系统的电源结构发生重大改变,系统转动惯量水平降低,频率抗扰和调节能力下降,大频差扰动易引发频率越限、持续反复振荡甚至稳定破坏。近年来,英国、澳大利亚等高比例新能源电网相继发生了大频差扰动引发的大停电事故。

面向恶意攻击的安全稳定控制系统信息物理协调防御方法

信息物理的紧密耦合使网络安全问题成为电力系统安全稳定运行的重大挑战,同时也给信息物理的协调感知和安全防御提供了新的潜力。围绕安全稳定控制业务,针对信息物理融合带来的网络安全问题,挖掘信息物理协调的潜力,提出信息物理协调防御的框架,提升安全稳定控制系统防御恶意攻击的能力。首先,通过试验分析了恶意攻击对电网安全稳定控制系统和电力一次系统产生的影响。在此基础上,分别从时间和空间维度提出了网络安全信息物理协调防御体系和框架,并结合传统网络安全技术和安全稳定控制业务逻辑分别提出了包含装置侧和主站侧的网络安全辨识和防护方案,给出了安全稳定控制系统网络安全监视与分析应用框架,从而提升了安全稳定控制系统应对恶意攻击的能力。