基于时滞模型预测控制算法的网络化AGC研究

针对网络化自动发电控制(AGC)系统通信延迟的不确定性和数据丢包问题,提出一种基于时滞模型预测控制(MPC)算法的网络化AGC系统,该方法采用计及通信延时的互联电网时滞动态状态方程作为MPC的原始预测模型,以最优加权算法预测通信延时;并在MPC滚动优化目标函数中增加输出量预测值变化量,以减少发电机组调节次数。利用MPC多步超前预测控制功能,在执行机构信号接收端设置缓存器存储控制量预测序列,作为网络偶发数据包丢失时的备用次优控制信号。通过对两区域互联电网网络化AGC系统的仿真分析,仿真结果表明该方法能确保在随机通信延迟下网络化AGC具有优异的动态响应性能,该系统对通信延迟变化具有良好的适应性和较强的鲁棒性。

分散式双馈风电机组接入配电网的不对称短路电流实用计算

针对现有双馈风电机组(double fed induction generator,DFIG)短路电流解析计算过于复杂,难以进行工程计算的情况,提出了一种针对DFIG不对称短路电流的实用计算方法。通过建立不对称故障的含DFIG配电网复合序网图及正序增广模型,分析DFIG短路电流各序分量构成;计及不对称故障后DFIG低电压穿越策略,分析撬棒投入和未投入时短路电流负序周期分量,推导了短路电流负序周期分量计算式。以正、负序等值电压,计算阻抗及转子电流为依据,分析撬棒投切动作区域,制订故障后DFIG不对称短路电流负序周期分量计算曲面,最后给出DFIG接入配电网的不对称短路电流实用计算步骤,并通过算例验证方法的正确性。所提方法能有效降低含DFIG配电网不对称短路电流的计算难度,适用于工程中DFIG不对称短路电流计算。

STATCOM在双馈风电场低电压穿越中的应用研究

双馈感应发电机(DFIG)采用转子撬棒(Crowbar)进行低电压穿越保护时,须向电网吸收大量的无功功率,不利于故障过程中电网电压恢复。文中在双馈风电场中加入静止同步补偿器(STATCOM),用以补偿Crowbar动作后DFIG异步运行时对电网的无功需求。通过不同程度电压跌落下风电场动态仿真进行验证,结果表明电网电压跌落严重时STATCOM的无功补偿效果明显,电网故障中DFIG还能向电网提供一定出力,维持电网稳定运行;与只投入Crowbar的情况相比,同时加入STATCOM和Crowbar不会对DFIG各分量产生冲击;电压跌落轻微时DFIG可通过自身的变流器调节实现低电压穿越,投入Crowbar和STATCOM反而会加剧系统的振荡。

分布式新能源并网变电站备自投及保护方式改进

针对分布式新能源并网后,传统变电站备自投及保护方式存在导致分布式电源带负荷孤岛运行及非同期合闸等安全隐患问题。以110kV印塘变电站接入生物质发电电源凯迪电厂为例,通过提出利用变电站现有线路保护和备自投联动分布式新能源并网线路的方法,以适应分布式新能源并网变电站安全稳定运行要求。

基于组合赋权的智能变电站继电保护状态模糊综合评价

为合理安排智能变电站继电保护检修方案,须先对继电保护进行状态评估。依据动态指标和静态指标两方面建立能够全面反映继电保护运行状态的指标体系;考虑到单一的主观赋权或者客观赋权不能完全反映指标对继电保护状态的影响,本文提出利用组合赋权法确定各指标的权重;利用模糊数学的方法确定状态指标与继电保护状态的隶属度关系,从而建立模糊综合评价模型;并结合实际案例对状态评估方法进行应用测试,根据实际的状态评估结果制定检修策略。

基于组合赋权的智能变电站继电保护状态模糊综合评价

为合理安排智能变电站继电保护检修方案,须先对继电保护进行状态评估。依据动态指标和静态指标两方面建立能够全面反映继电保护运行状态的指标体系。考虑到单一的主观赋权或者客观赋权不能完全反映指标对继电保护状态的影响,提出利用组合赋权法确定各指标的权重。通过研究利用模糊数学的方法确定状态指标与继电保护状态的隶属度关系,从而建立状态隶属矩阵;并结合实际案例对状态评估方法进行应用测试,根据实际的状态评估结果制定检修策略。

基于模型预测控制的两区域互联电网AGC系统研究

提出采用集中式模型预测控制(CMPC)代替传统PI环节构建互联电网新型AGC系统。该控制系统计及发电机功率变化率约束条件,以互联电网动态模型的状态方程作为CMPC的预测模型,调速器调节量作为输入,并将负荷变化量作为输入扰动量,各区域频率变化、联络线交换功率变化量及各区域控制偏差(ACE)作为预测输出量。在Matlab/Simulink中针对两区域互联电网AGC系统建立以联络线功率频率偏差为控制目标的CMPC控制系统,仿真对比结果证明采用该方法的AGC系统的动态响应控制性能得到显著改善,并且该系统具有更强的鲁棒性。

基于耦合漏感的四绕组变压器暂态模型及短路计算

为确保含四绕组变压器的变电站保护整定可靠性,需研究精细化的四绕组变压器暂态模型及其短路计算等值电路。分析常规变压器等值电路的不足,推导了修正的耦合漏感等值电路,根据三相三柱式四绕组变压器的拓扑结构,运用对偶性原理建立了基于耦合漏感的四绕组变压器电路-磁路暂态模型;利用漏磁路的互阻抗远小于漏阻抗的特点,推导了用于短路计算的四绕组变压器简化等值电路以及零序阻抗。根据某地220 k V变电站实例进行仿真计算,结果表明所提出的四绕组变压器暂态模型及短路计算方法能够更准确地计算含四绕组变压器变电站的短路电流。

低压环形微网的分层控制方式

低压环形微网的供电可靠性高,且能增强分布式电源的接入能力。针对单环网和多分段多联络的城市配网,分析了低压环形微网的接线方式,研究了环形微网的两级分层控制,将环形微网中满足孤岛运行的子微网按区段划分,利用区段与不同元件的连接关系形成关联矩阵,状态切换过程中分别对隔离和重连区段进行判断重新构造关联矩阵,由此确定微网运行状态转换方案,并采用中央控制器实现了不同运行状态的同步重连控制。利用MATLAB/SIMULINK仿真软件建立了环形微网模型,分析了不同状态转换和同步过程中微网的动态特性,验证了提出控制策略的正确性和有效性。

基于相分量法的新型感应滤波变压器端口数学模型

为解决传统工业整流机组因为谐波污染严重带来的变压器绕组振动、噪声大及损耗大等问题,本文研究了一种基于感应滤波技术的新型十二脉波整流变压器。以零阻抗设计为前提、耦合电路为依据,采用相分量法建立了包含端口电气参数间耦合特性的全解耦数学模型及等值电路。通过对中性点经电阻接地及外接滤波装置的特性分析,建立了更为详尽的节点拓展模型与降阶简化模型。最后,通过搭建相关仿真模型及实验平台,验证了本文端口数学模型的正确性,为短路故障电流分布、潮流计算等实际工程应用奠定理论基础。