分布式发电及其并网技术综述

简要概述了分布式电源及并网技术应用的历史与现状,介绍了主要分布式电源的特点及其最新发展与应用情况,重点介绍了已有的分布式发电并网技术的主要研究成果:分布式发电并网的接口技术;含分布式电源的系统规划、设计及优化;含分布式电源的系统分析与运行控制;孤岛检测、紧急控制与继电保护等。同时指出了分布式电源及并网技术研究的发展趋势与未来方向,为分布式发电技术在电力系统中的广泛应用提供了参考。

孤岛运行的微电网潮流计算方法研究

提出改进潮流计算方法,将各分布式电源视为松弛节点,免去系统平衡节点的设定,考虑了孤岛运行的微电网三相对称及不对称潮流的情况。采用牛顿迭代法,以与IEEE-5节点系统相同网络结构的微电网为例,将之与传统潮流计算进行对比。算例分析了含有不同分布式电源的发电系统及其有功/无功调节能力、不同负荷模型等情况。该方法物理意义明确,计算简单,计算潮流的同时反映系统频率的变化,较传统潮流计算方法更适于孤岛运行的微电网潮流计算。

孤岛运行的微电网三相不平衡潮流计算方法研究

提出了适用于孤岛运行的微电网三相不平衡潮流计算方法:结合实际,对传统潮流计算方法予以改进,计算中考虑了配电系统各分布式电源的有功、无功控制能力,即电压、频率静态调节特性,考虑了变压器移相角对潮流的影响以及线路参数的相间耦合;算法采用相分量分析,能够应对线路参数三相不平衡、负荷三相不平衡等情况;用牛顿-拉夫逊法求解,易于处理环网结构配电网的潮流计算;不仅能进行三相不平衡潮流分析,还能同时计算出系统的频率.

灰色模糊聚类法用于配电网建设规模评估中的地区分类

客观评估地区电网总体建设规模是规划管理者的重要工作,对管理范围内的地区进行科学分类是实现评估的基础。文中在假设已建立评价指标体系的前提下,提出了一套实现地区电网分类的系统方法。首先以统计年鉴数据为依据计算电网规模影响因素对规模因子的灰色关联度,并以此作为其相对影响程度的测度指标,建立描述地区相似程度的特征向量空间;然后以空间距离为测度建立模糊相似空间;最后运用模糊聚类原理完成地区分类。实例分析表明,文中提出的方法简便、实用,结果客观、可靠,可作为宏观控制和指导地区电网建设规模的基本依据。

基于不同负荷模型的湖南电网暂态稳定仿真计算

采用ZIP模型、幂函数模型及三阶感应电动机等几种有代表性的负荷模型,并改变其参数,以湘中北负荷中心为研究对象,对湖南电网进行暂态稳定仿真计算,探讨了不同负荷特性对电力系统暂态稳定性的影响。考虑各种负荷模型之间的机理联系,保证了比较对象的整体一致性和可比性。研究结果表明,当采用三阶感应电动机模型且同步电抗为0.295时,湖南电网的暂态稳定极限切除时间明显短于其他模型或参数配置的情况。本文将不同负荷模型采用自定义的形式接入PSASP(电力系统综合分析程序),对湖南电网暂态问题进行系统范围内的大型仿真计算,且得到了明确的比较结果,具有参考价值。

考虑泵类负荷特性的低压配电网分散无功补偿优化配置

针对以增氧泵、抽水泵等农业负荷为主的低压配电网台区常出现馈线末端电压过低而导致泵类负荷无法正常启动的问题,提出了考虑泵类负荷特性的低压配电网分散无功补偿优化配置模型。模型中目标函数综合考虑了补偿装置的投资成本和降低台区网损的经济效益,约束条件包括配电台区在泵类负荷正常运行和启动条件下的各种约束。采用sigmoid函数近似逼近目标函数中不连续的符号函数,并采用在离散取值附近曲率较大的非线性罚函数处理无功补偿容量的离散变量特性,进而采用原对偶内点法求解优化模型。通过对某个实际低压配电台区的计算分析,验证了该方法获得的补偿方案能够改善配电台区电压质量,保证泵类负荷的正常启动,并能有效降低台区网损。

含光伏配电网中储能和无功补偿装置协调的多目标凸优化配置方法

为解决光伏出力波动引起的配电网节点电压安全越限问题,提高配电网运行的经济性和最大供电能力,提出了含分布式光伏的配电网储能和无功补偿装置协调多目标优化配置模型,以最小化储能与无功补偿装置的投资运行成本和最大化配电网最大供电能力为目标,优化决策配电网中储能装置和无功补偿装置的安装位置与容量;采用二阶锥松弛技术将原混合整数非线性规划模型转化成混合整数二阶锥规划模型,以降低模型求解的难度和提高计算效率。提出了一种基于抛物线逼近法的搜索算法,可直接在Pareto前沿上搜索得到多目标优化模型的折中最优解。以某一实际含分布式光伏的180节点配电网为例,通过进行储能和无功补偿装置的协调优化配置计算,验证了所提方法能够快速求解出一个经济性与供电能力综合优化程度较高的决策方案。

电力市场环境下海上风电场综合评估研究

随着海上风能的开发和应用越来越多,海上风电场的建设规模和运营投入越来越大,亟待相关评估理论研究为决策者提供参考。在简单介绍已有的关于海上风电场的评估方法及其应用研究基础上,比较分析了已有研究成果的利弊,讨论并提出需要在电力市场环境下建立综合量化评估指标体系,给出建立综合评估模型进行评估研究的几个难点。最后指出,综合量化评估将会成为未来电力市场条件下海上风电场建设和运营规划的研究热点。

以兴趣与项目导向的教学实践与探索

本文以教学电子电路软件设计与制作课程教学为背景,采取项目(俗称任务式)教学的方式,以学生兴趣作为导向,重点把握教学过程中出现的问题以及解决方案的研究。在教学实践过程中,注重师生交流,特别是学生团队合作与竞争。在综合师生对教学效果的反馈基础上,总结探索相关经验教训。本研究旨在充分发挥学生学习的积极主动性,提高学习效率,改良教学软环境,改善教学效果。

新开科目的教学实践与探索

根据学科前沿发展,需要探索开辟新兴科目。本文的教学探索基于课程教学方案制定、教学实践及其师生交流等环节,重点把握教学过程中出现的问题以及解决方案的研究。在综合师生对教学效果的反馈基础上,总结相关经验教训。本研究旨在提高教学水平,提炼应对较为复杂的学生构成的教学经验,为新开科目的教学提供经验参考。

考虑二级电压控制的大电网静态电压稳定裕度在线计算

提出考虑二级电压控制作用的大电网静态电压稳定裕度在线计算的最优潮流模型.为反映二级电压控制的效果,在模型中引入互补约束方程和无功协调因子保证分区的先导节点电压恒定和控制发电机无功出力均衡,同时描述了区域发电机无功出力到限时先导节点电压的变化.采用结合稀疏技术的原对偶内点法实现对模型的快速求解,满足大电网在线计算的要求.对国内某省级电网能量管理系统导出的实时运行方式数据的在线计算结果表明,二级电压控制能够提高电网静态电压稳定裕度;将最优潮流法与连续潮流法计算静态电压稳定裕度的结果比较,验证了所提出模型和求解算法的正确有效性.

特高压输电技术研究仿真软件综述

在分析特高压输电技术研究特点及新要求的基础上,综述了特高压输电技术研究的主要应用仿真软件,指出了特高压输电技术研究数字仿真技术的发展趋势,为特高压输电技术的仿真研究提供参考。

基于实测响应空间的负荷动特性分类原理与方法

负荷特性的分类与综合是解决负荷建模中时变性难题的有效途径。于是基于随机过程相关性原理,提出了一种基于实测响应空间的负荷动特性分类方法。该方法以负荷动特性的实测响应空间为特征向量空间,对各个样本的实测响应进行时间坐标的标准化,以计算实测响应空间各样本间的相关系数,并采用系统聚类法按相关系数值进行特性分类。实测响应空间具有能够直接、准确地反映负荷构成的本质特征的优点,一工程应用实例证明了该方法正确有效,实现简便。

高压配电网建设规模的评估指标体系及其应用研究

为评估配电网建设规模,指导配电网建设规划及投资,提出以变电容量、座数和线路总长度、条数等为配电网建设规模定量评估的规模因子,全社会用电量及其用电构成、最高负荷、人口、城镇化率、GDP及其构成、人均可支配收入等为配电网规模发展的影响因素,运用灰色关联度分析和层次分析法原理,建立起完整的配电网建设规模评估指标体系及其综合模型。以统计年鉴数据为基本依据,将该评估指标体系应用于湖南12个地市电网“九五”建设规模的评估,分别从各规模因子以及综合规模,对各地区电网发展进行建设规模裕度的量化评估研究,得出科学合理的结论。文中工作对指导配电网规划及其投资具有理论和实际意义。

环境风险评价研究进展

环境风险评价是环境管理决策过程的重要组成部分,更是社会经济可持续发展的需要,也是环境科学发展的必然结果。经过几十年的发展,环境风险评价的科学理论体系已基本形成。主要介绍了环境风险评价的相关概念和发展情况,包括环境风险评价的研究内容、一般程序和评价方法,讨论了环境风险评价中的不确定性问题,给出了处理不确定性问题的两种方法-概率论和模糊理论,最后,在此基础上提出加强应用研究,以及多学科交叉和不确定性研究是今后环境风险评价的重要发展方向。

考虑负荷动态模型的暂态电压稳定快速判断方法

提出一种负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗动态模型时系统暂态电压稳定快速判断的方法。针对采用牛顿法求取故障后系统主导不稳定平衡点(controlling unstable equilibrium point,CUEP)存在的初值选取难题,提出一种实用但不失严谨的解决方案:通过识别给定故障的主导负荷母线,对主导负荷母线以外系统由故障后稳定平衡点处的状态进行戴维南等值,对负荷中感应电动机部分采用其稳态等值电路,再由感应电动机的转矩特性求得CUEP附近的一个点作为近似的CUEP,以此为迭代初值可靠求得CUEP;采用二阶正规型来近似CUEP的稳定流形的方法求得近似的局部吸引域边界;由仿真得到故障清除时刻系统的状态并根据该状态是否位于吸引域内判断系统的暂态电压稳定性。文中推导出了该方法的系统数学模型的一般化描述,并通过对一个5节点系统和IEEE-9节点系统的计算结果验证了该方法的正确有效和良好精度。

电力负荷动特性分类方法研究

负荷特性的分类与综合是负荷模型实用化的关键,是解决负荷建模中负荷特性随机时变性问题和区域分散性问题的有效途径。文中深入分析了负荷动特性分类方法,系统阐述了负荷动特性分类特征向量的种类和基本要求。明确指出:以实测响应空间作为特征向量空间必须对实测响应进行时间坐标的标准化;以模型参数空间作为特征向量空间必须选择参数稳定性好的辨识算法;以标准电压激励下的模型响应空间作为特征向量空间必须选择具有好的内插外推能力的模型结构。最后,通过一个含有20个现场实测样本的分类实例比较和分析了3种特征向量空间的分类结果,并推荐使用实测响应空间作为负荷动特性分类的特征向量空间。

分布式发电系统孤岛检测技术

针对现有孤岛检测方法的不足之处,在分析孤岛检测基本原理的基础上提出了一种新的被动式孤岛检测方法。该方法以并网公共连接点(point of common coupling,PCC)处频率变化与负荷电压变化之比Δf/ΔVL作为检测指标,其计算值与所给门槛值相比较来判断并网系统是否发生孤岛现象。在考虑负荷突变、电网电压波动等多种扰动对孤岛检测的影响的基础上做了仿真实验。结果表明,该方法简单可行、快速可靠,且检测盲区很小。

基于实测响应空间的负荷动特性直接综合方法

明确指出了负荷动特性的分类与综合在面向实用化过程中所必须解决的3个层次问题。以基于实测响应空间的负荷动特性分类方法为基础,提出了一种负荷动特性直接综合方法:采用重心法原理确定各类负荷特性的聚类中心作为其等效实测响应样本;通过对各个聚类中心等效样本进行参数辨识以得到相应类的综合模型参数;运用判别分析法确定新实测样本的所属负荷特性类别并形成修正后的新的聚类中心等效样本;对加入新样本后的聚类中心等效样本进行参数辨识以得到相应类的修正综合模型参数。以某一变电站采集的负荷特性数据为例,验证了提出的方法简便、准确、有效。总结了考虑负荷时变性的总体测辨法建立某一综合负荷点的模型的大体步骤。

N-1故障状态下电力系统静态电压稳定极限的快速计算

为了快速计算电力系统支路故障状态下的静态电压稳定临界点,提出了一种基于泰勒级数的计算方法。以支路导纳系数为参数,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对故障支路导纳系数的1至n阶导数,用泰勒级数法逼近电压崩溃点,从而快速求解出N-1故障情况下电压稳定临界点的精确解。采用该方法对IEEE 30及118母线系统进行验证,结果表明该方法能快速、精确地求得故障状态下的静态电压稳定临界点。