大规模风电并网后电力系统有功功率调度模型

为了保证大规模风电并网后电力系统能够稳定运行,解决现有有功功率调度模型存在的调度效果不佳、调度成本高的问题,对电力系统有功功率调度模型进行了优化设计。选取大规模风电功率场景作为有功功率的调度范围,在该场景内模拟风电并网过程,分析并网后对电力系统产生的影响。根据功率时序特征的提取结果和电力系统潮流计算结果,预测电力系统的有功功率值。通过功率分配、调度量计算、约束条件设置等步骤,完成大规模风电并网后电力系统的有功功率调度。通过实例应用分析实验得出结论:与传统调度模型相比,应用设计调度模型得到的有功功率输出结果更接近期望值,且调度成本降低了2.7万元。

考虑电动汽车协同优化的电力系统灵活经济调度

大规模电动汽车(EV)并网后,将对系统的安全运行构成挑战。由于EV运行约束的限制,传统经济调度问题也要重新分析。以总调度成本最优,计及短期优化过程中EV的时间和空间约束,建立了考虑EV协同运行的电力系统灵活经济调度模型。算例仿真结果表明,所提方法合理地调度了系统内资源,有效降低了总调度成本,考虑EV双运行模式(充/放电)的系统发电策略缓解了峰值负荷。另外,采用牛顿-拉夫逊法(NR)比近似损耗法更易获得经济的调度方案,EV并网后的协同运行极大提高了系统经济性和可靠性。

新型电力系统背景下的智能调度管理方法探索

随着新型电力系统建设深入推进,电网调度模式正发生着深刻变化,目前,电网调度模式正由传统调度模式向适应新型电力系统的智能化调度模式发展。本文创新应用CSEP管理方法,探索电网调度模式发展过程中,兼顾传统调度运行管理、智能化调度建设、智能化调度运行管理的多目标管理方法。通过3年的探索和实践,这一方法逐渐成熟,促进了云南电网调度管理智能化发展,保障了电网安全稳定运行和智能化调度建设等安全和发展关键目标的实现。

含废旧矿井抽蓄电站的源-荷-储协同控制调频研究

针对新能源在电网中渗透率不断提高导致系统调频容量和频率响应能力不足的问题,提出一种含废旧矿井抽蓄电站的源-荷-储协同控制调频方法。首先,建立了电解铝工业负荷、废旧矿井抽蓄电站和超级电容频率响应模型。然后,基于模型预测控制理论,以系统状态量和控制量的加权函数最小为目标,设计区域信息互动的分布式模型预测控制器,并提出含废旧矿井抽蓄电站的源-荷-储协同控制调频方法。最后,将分布式模型预测控制器应用在所提源-荷-储协同控制方法中,并在改进的IEEE标准两区域LFC模型中进行仿真。结果表明所提方法可以缩短频率恢复时间,减小最大频差值,改善系统调频动态性能。

基于附加阻尼的水轮机调速系统优化控制研究

针对水轮机调速系统引发电力系统发生超低频振荡的问题,提出一种调速侧附加阻尼控制策略。首先,基于阻尼转矩法,分析得出水轮机调速系统产生的负阻尼是造成电力系统发生超低频振荡的主要原因;其次,推导调速系统的阻尼转矩系数表达式,证明该系数与水锤效应时间常数及调速器PID参数密切相关;然后,依托附加阻尼控制策略,在系统调速侧引入正阻尼补偿,并采用灰狼优化算法整定调速器PID参数,以进一步改善系统阻尼特性;最后,在Matlab/Simulink仿真平台搭建单机、四机两区域系统进行仿真验证,结果表明所提控制策略能够明显改善调速系统的阻尼特性,有效抑制超低频振荡。

面向需求响应市场的柔性负荷调度方法研究

为保障新能源的充分消纳和电力系统的安全性及可靠性,需要更多的灵活性资源参与调度,以市场化手段制定负荷聚合商等新型主体的调度运行机制,充分发挥其调节能力,对新型电力系统的建设和发展具有重要意义。从参与主体、准入条件、响应规则和补偿规则4方面分析了目前柔性负荷参与需求响应现状,根据负荷控制场景下的调频及调峰需求,构建柔性负荷优化调度模型。按照目前大部分省市所应用单边报量报价的模式,以“价格优先、容量优先”竞价原则,决定补贴价格及各负荷主体响应量。利用包括独立负荷及负荷聚合商在内的5000个柔性负荷规模系统测试调度优化速度,测试表明模型满足需求响应市场下快速高效调整负荷的需求。

考虑海量分布式能源接入的配电网分布式无功控制策略

针对非常规安全风险对新型电力系统造成的影响,提出了考虑源荷不确定性的新型电力系统双层协同无功控制策略。以配电网网络损耗最小为目标,考虑多种调节设备约束,建立配电网无功优化模型。构建配电网分布式无功优化求解框架,外层采用自适应超松弛惩罚参数交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)进行全局更新迭代求解,内层采用列与约束生成算法(column-and-constraint generation,C&CG)对各区域两阶段分布鲁棒无功优化模型求解。所提策略能有效改进分布式无功优化模型求解效率,降低网络损耗,提高新型电力系统的稳定性。

兼顾本地与直流受端电网调峰需求的水电站群短期优化调度模型

面对巨型水电站群高压直流送端电网和受端电网日益严峻的调峰压力,建立了一种兼顾本地与直流受端电网调峰需求的梯级水电站群短期优化调度模型。模型以多电网剩余负荷最大值最小为目标,考虑常规梯级水电站群水力、电力约束,以及复杂高压直流输电线路运行约束,并引入直流线路与水电站之间耦合运行约束。在模型求解阶段,引入辅助变量将目标函数、水电运行约束、直流运行约束线性化,并采用大M法对直流线路与水电站之间双向区间耦合约束进行线性化,将原模型转换为混合整数线性规划模型。以中国西南地区某巨型水电站群冬季和夏季典型日为实例研究,结果表明:送端电网负荷峰谷差降幅高达100%,受端电网负荷峰谷差降幅分别达28.1%和31.6%。所提模型能够利用高压直流输电线路共享水电灵活性,有效实现多电网调峰,并保证直流输电线路运行在安全区间,可以为巨型梯级水电站群短期多电网调峰提供参考和借鉴。

新能源场站电力二次系统安全预警方法研究

新能源场站电力二次系统设备较多。其安全预警性相关数据存在明显高维性、复杂性的特点,不利于电力二次系统安全预警的效率和精度计算,导致预警性能较差。为此,提出新能源场站电力二次系统安全预警方法。采用拉普拉斯映射方法降低新能源场站电力二次系统的电力数据维数,将高维数据源空间中的初始电力数据映射至低维子空间。分别计算在x、y、z方向上电力数据的行向量和对角权值,获取优化数据,为系统安全预警提供训练样本。从波动程度、时间序列变化趋势和能量随机分布特点三个角度,提取电力数据安全预警特征,并输入到K-means聚类算法中,以确定特征聚类中心、实现安全预警。试验结果表明:所提方法预警效率、预警精度较高。

电压控制对构网型变换器频率响应特性影响分析

构网型变换器的虚拟同步环节是影响其频率动态的最主要因素,但构网型变换器内电势的频率并不仅包含虚拟同步环节的频率。对此提出了一种表征电压控制对构网型变换器频率动态影响作用的研究方式。首先类比同步机的频率分析方法,提出了构网型变换器内电势的概念,将变换器的频率通过内电势频率进行表征,进而通过运动方程建模的方法分析了机电时间尺度内交流电压控制在响应有功功率扰动时对频率动态的作用,分析了电压控制参数对构网型变换器有功功率和频率响应能力的影响趋势。研究发现,较大的电压控制比例和积分参数会使得系统频率动态恶化,但变换器的响应性能主要由虚拟同步环节决定。以3机9节点系统和实际区域电网系统的MATLAB/Simulink仿真验证了所提方法的有效性。

新型电力系统网络安全零信任技术应用研究

为了提高电力系统网络的安全性、保障电力系统的稳定运行,提出了一种新型电力系统网络安全零信任技术。首先,分析新型电力系统网络环境图和状态转移图,以感知网络安全态势。然后,计算电力系统网络安全态势值,并根据所得结果将零信任安全组件嵌入防火墙和主机入侵检测设备,以构建零信任技术下新型电力系统网络安全防护框架体系。同时,结合电力系统的安全需求,实现差异化定制,达到对新型电力系统网络安全防护的目的。最后,通过试验验证了所提技术可有效检测到网络环境中的各类攻击,误检率和漏检率较低。该技术能够实现精准、高效的安全防护。

接收方发起的电站数据上报控制方法研究

传统的数据上报,大多采用发送方作为客户端,向上级服务器发起连接请求,采用主动推送的方式完成数据传输。当电站数量巨大且上报数据种类和通信条件都不尽相同时,这种方式无疑为上级服务器打开了一个后门,带来了一定的安全隐患。提出了一种接收方发起的电站数据传输控制方法,由上级数据中心发起请求、电站响应并完成数据传送的反向拉动模式,使得中心侧不再暴露通讯端口,降低了中心侧网络遭受攻击的可能性。有此,设计了配套的应用层数据可靠传输协议ADRTP(Application-layer Data Reliable Transport Protocol),通过一系列控制机制和调整最大数据包长度L_(max),提高数据传输的效率。

区域互联下不对称交流电网运行控制系统设计

电力系统内部的交流电在产生不对称故障之后,会直接导致换流站母线电压不平衡,系统内部出现的负序分量和零序分量会影响系统交流和直流谐波分布,进而影响电网的正常运行。为了进一步实现不对称交流电网的控制,设计了一种控制系统。系统硬件设计了锁相环控制器、电流环控制器、DSP控制器,锁相环控制器由相位鉴别、环路滤波和压控振荡三部分组成一个闭环。针对区域互联状况进行分析,确定谐波电压和谐波电流的传递规律,建立谐波分析程序和控制程序,通过矢量计算,对不对称交流电网电流进行运行控制。实验结果表明,所设计系统能够有效解决运行过程的输入量和输出量不均衡的问题,降低叠加放大状况,控制后电流和电压幅值波动为0,有效防止出现谐波不稳定现象。

具备自监视功能的“断路器控制回路断线告警”信号回路设计

随着云南电网规模的不断扩大,以新能源为主体的新型电力系统构建持续推进,系统稳定性对故障极限切除时间的要求已越来越高,断路器拒动对系统稳定的影响也越来越大,因而对断路器控制回路断线的监视提出了更高要求。本文结合一起220 kV母联断路器在热备用转运行时,由于断路器B相储能行程开关接触不良,导致同期合环失败,但在操作前断路器控制回路断线并未发出告警的实际案例,指出目前普遍采用的断路器位置继电器接点串联启动“控制回路断线”信号回路的监视方法,在断线信号监视回路异常时,断路器控制回路因无法自监视的原理性缺陷,将造成可能存在的断线缺陷成为隐性故障而持续存在。针对此问题,本文提出了一种具备自监视功能的断路器控制回路断线告警信号回路优化设计方案,通过在原有回路基础上搭建监视回路实现对控制回路的全工况监视,该方案回路简单可靠,可实现控制回路、断线信号回路双重监视效果,提供了控制回路、断线信号回路完整性的综合判据,有助于提前发现控制回路隐性缺陷、提升断线消缺效率,降低断路器拒动风险。

服务南方区域电力市场建设的典型市场模式评述:社会福利视角下的机理分析及建模测算

推动全国统一电力市场体系建设,形成多元竞争的电力市场格局,亟待明确适应全国、区域、省(区、市)各层次市场有效协同运行的区域电力市场模式。立足于区域竞争性电力交易框架下的典型交易形态,归纳分析了5种典型的区域竞争性电力交易模式,分析了差异化模式下的市场运作机理、社会福利、特征以及优缺点。理论分析和测算结果表明,“统一市场、两级出清”模式与“统一市场、统一出清”模式仅在某些特定条件下具有相同的资源优化配置效率;从社会福利最大化的角度来看,区域统一电力市场宜以“统一市场、统一出清”模式作为发展目标。并进一步提出了与“统一市场、统一出清”模式相匹配的社会福利再分配机制,为有序推进统一电力市场建设提供决策参考。

云南输电线路覆冰情况及调度处置方法研究

覆冰是易引发高压架空线出现群发性跳闸的自然灾害之一。高电压长距离架空线的覆冰给电网带来了巨大的损失,轻则冰闪跳闸,重则塔倒线断,对于调度机构处置冰雪凝冻灾害的能力要求也越来越高。当输电线路出现覆冰情况并且引发故障后,会造成供电受阻,调度员必须迅速指挥、指导、协调相关单位进行故障处置,若对覆冰处置不及时或对线路跳闸处置不当,可能会发生大规模停电事故。从覆冰预警及预控、覆冰形成初期处理、覆冰引起线路跳闸后处理等3个阶段,对调度员应如何应对冰雪凝冻灾害故障的处置要点进行阐述,并结合相关实际案例对所述要点进行验证,对于指导调度机构进行冰雪凝冻灾害故障处置具有重要的意义。

电力调度对风光发电占比的定量控制方法研究

提出了一种电力调度定量控制风光发电占比的方法,该方法通过发电计划预计算风光发电占比,并结合实际偏差进行修正,根据修正后的结果计算达到风光发电占比目标比例所需增加的负荷量或减少的风光电力,为电力调度员的控制提供有效手段。

智能化技术在省地调度自动化运管一体化数据联动中的应用与前景展望

省地调度自动化运管一体化已成为提高运输效率,降低成本,提高服务质量的必然选择,随着我国经济的不断发展,运输业务日趋复杂。然而,智能化技术的不断发展和应用,给我省调度自动化运管一体化工作带来了新的机遇,也带来了新的考验。探讨其在调度自动化水平提升、运输资源优化配置、数据联动实现等方面的作用,并以智能技术在省地调度系统中的应用为切入点,对该领域未来智能技术的发展前景进行展望。

基于数据采集技术的省地站调度自动化运行管控优化方案

数据采集技术在全省地台调度管理中的应用日益广泛,信息技术日新月异。传统的省站调度管理问题较多,造成运行效率不高,浪费资源的现象比较突出。提升调度管理效率的有效方法可以是基于数据采集技术的自动化运营管控优化方案。提出以数据采集技术为基础的自动化运行管控优化方案,系统通过对实时数据的采集和分析,从方案设计、实施步骤、效果评估等方面,实现对省地站运行状态的实时监控和调度决策,提高调度运行效率和精确度。

云南电力调度数据网研究

介绍由于不同电力调度业务的重要性以及对传输的实时性要求不同,电力调度数据网在数据传输过程中要能控制各类业务的带宽占用,优先保证重要业务的传输。本文结合云南电力调度数据网的组网特性和不同调度业务的特点,对IP网络中常用的QoS(服务质量)技术进行了研究和讨论,并提出了实用技术方案。