基于长短期记忆神经网络的检修态电网低频振荡风险预测方法

随着电网规模扩大和电力元件不断增加,电力系统检修方式变得日趋复杂,仅依靠传统方法难以对海量检修方式下电网的低频振荡风险进行评估。针对此问题,提出了一种基于长短期记忆(long short term memory,LSTM)神经网络的检修态电网低频振荡风险预测方法。首先,提出了电力系统检修方式的统一编码方法,使计算机能够快速、准确识别电网在各种检修方式下的运行状态;然后,基于同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)实时测量的电网历史运行数据,利用LSTM神经网络对不同检修方式下电网的低频振荡次数进行预测,从而评估检修态电网发生低频振荡的风险;最后,以华中地区某省级电网为算例,验证了所提方法的准确性和快速性。

南阳变建成对特高压及河南电网安全稳定控制策略的影响研究

深入分析了特高压南阳变建成投运后对特高压电网及河南电网安全稳定控制策略的影响。通过N-2等严重故障分析,研究了南阳变投运对特高压电网安全稳定控制措施的影响,提出了特高压电网解列措施的具体配置方案。研究了特高压开关设备跳闸后线路空充可能造成的沿线电压过高问题,提出了特高压线路稳态过电压装置的配置方案。针对南阳变建成后,河南南南电网南南南南南南南南南N-2故障造成剩余南南达到南超过热稳限额的问题,提出了运行方式预控、提高线路热稳限额、直流附加控制、AGC协调控制等控制措施。

交直流混联系统电压稳定在线评估体系

在对现状/规划交直流混联电网电压稳定问题大量仿真计算的基础上,提出了电压失稳问题的分类方法;针对无短路冲击的大范围潮流转移问题,提出了分电压等级的综合考虑有功、无功潮流影响的电压稳定在线评估指标,电网仿真表明该指标既可有效评估负荷缓慢增长方式下的静态电压稳定水平,也可有效评估直流闭锁故障下系统的暂态电压稳定水平;在此基础上,提出了交直流混联电网电压稳定在线评估体系,依据故障性质不同采用不同的电压稳定判别方法,显著简化了在线计算规模、提升了计算速度。

特高压联网条件下自动电压控制系统的功能定位及应对策略

针对特高压电网发展对自动电压控制(AVC)系统的技术需求,分析了现有AVC系统控制方式对特高压联网的适应性。通过对传统基于经济压差的无功电压控制策略进行优化调整,提出了多级AVC协调的特高压电网无功电压控制策略,实际电网数字仿真证明了该策略的有效性和可行性。该策略的实施可以实现特高压层面和500kV电网层面的无功功率实时分层平衡控制,显著降低网损,提高电网运行经济效益。同时,可实现特高压电网AVC系统和省级电网AVC系统的有效衔接,尽量减少对已有省级电网AVC系统的升级改造工作,节约了电网投资。

青藏直流接入后西藏地区电网电压/无功控制

随着青藏直流输电工程的建成和西藏电网的快速发展,西藏电网现有的无功补偿设备已经不能满足电网电压/无功平衡要求。研究各种运行方式下都能保证系统电压稳定的无功配置方案是电网安全稳定运行的必然要求。针对西藏电网研究水平年正常和检修方式,分别分析了电网典型方式下的电压/无功平衡,校核了静态N?1和暂态情况下的电压稳定水平,推荐了合理的无功补偿设备配置方案,在此基础上分析了网架结构调整、动态无功补偿以及低压减载等改善电压稳定水平措施的可行性,并通过仿真验证了配置方案和措施的有效性。

特高压接入后省级电网适应性评估的方法和实例

特高压交直流接入后显著影响省级电网运行控制特性。在分析特高压交直流电网自身特点的基础上,提出集输电能力分析、典型方式建立、安全稳定评估及应对策略、电压无功评估、短路电流分析、小干扰稳定分析为一体的省级电网适应性研究方法,揭示了特高压落点后应重点关心的省级电网自身问题和外部电网影响问题,并提出了应对策略。以河北电网实际运行数据为例,采用PSD-BPA电力系统仿真软件验证了所提方法的有效性。

基于改进经济压差的特高压电网无功电压控制策略

针对特高压电网电压无功控制现状及问题,提出了改进的经济压差无功控制策略,通过实时协调控制低压侧常规无功补偿与500 kV电网动态无功补偿,可实现特高压电网无功电力实时平衡,实际电网数字仿真证明了该策略的有效性和可行性。该策略的实施,可大幅降低常规无功补偿设备的投切操作频率,降低设备损坏率;可进一步降低变压器无功损耗,提升运行经济效益;同时对联络线功率波动引起的母线电压波动也有较好的抑制效果,可实现更好的电压质量。

南阳变建成对特高压及河南电网的影响

特高压南阳变的建成将使河南电网成为联结华北、华中、西北电网的重要枢纽,研究新的联网形式下特高压及河南电网的运行特性,是确保华北-华中电网安全稳定运行的必然要求。本文深入研究了特高压南阳变建成后特高压联络线及鄂豫断面的输电能力、华北-华中电网安全稳定水平、特高压及河南电网电压无功特性,结果表明特高压南阳变建成后电网输电能力、安全稳定水平、电压无功调节能力均有明显提高,宜结合电网规划,加快特高压南阳变建设进度。

应对大范围潮流转移的在线电压稳定判别指标

针对交直流混联电网中直流自身闭锁故障后大范围潮流转移引起的电压失稳问题,首先采用PSD-ST(power system department-system transient)程序仿真计算对比论证了在工程实用判据下暂态电压稳定极限与静态电压稳定极限差异较小;然后在总结现有电压稳定评估指标优劣的基础上,提出了基于PMU(phasor measurement unit)量测的综合考虑有功、无功传输影响的电压稳定在线评估指标。基于实际电网的等值算例系统仿真计算表明,该指标既可有效评估负荷缓慢增长方式下的静态电压稳定水平,也可有效评估直流闭锁故障下系统的暂态电压稳定水平。与其他指标相比,该指标所需信息量少、结构简单、物理意义明确,易于在线实现。

基于无损传输线理论的特高压线路稳态过电压装置需求判别

利用无损传输线理论建立了特高压线路空充时沿线电压分布公式,综合考虑了特高压线路参数和甩空侧高抗配置,得到了不同合空侧电压下特高压线路的极限长度。在合空侧电压相同情况下,若特高压线路实际长度超过极限长度,则必须配置稳态过电压装置,避免特高压线路空充时沿线电压超过1 100 kV。该方法克服了现有判断方法完全依赖电力系统模拟软件进行大量繁琐仿真的问题,用PSD-BPA电力系统仿真软件的计算结果表明,该方法计算结果准确可靠,具有较高的应用价值。

基于混沌理论的电力系统微弱谐波检测方法研究

针对微弱谐波信号时频域分析检测方法在宽谱环境噪声较强场景中无法识别目标信号的缺陷,首先引入混沌系统的随机共振原理,在信号成分完全未知的情况下,利用随机噪声增强微弱目标信号进行频率盲检。进一步引入Duffing混沌系统,利用其对特定频率周期信号幅值的极高敏感性和噪声抵抗力,对检出的各谐波频率分量进行幅值精准检测。在经典随机共振模型的基础上,通过归一化改进了系统参数。结合Duffing混沌系统模型,设计了实时检测控制策略。通过粒子群寻优算法,以系统输入输出信号的互相关系数为适应度函数,寻找最优系统参数。对强随机噪声背景下的多整次谐波与间谐波混叠的谐波信号进行了仿真实验。结果表明,所提方法能在恶劣的噪声环境中,实现各谐波分量的无差频率检测与高精度幅值检测。

风火打捆外送系统暂态稳定切机控制

风火打捆能源基地的投入运行,在带来巨大经济效益的同时也引起电网安全稳定性发生变化。某些严重故障后,仅切除常规火电机组难以保证系统稳定运行或代价过大。首先分析了风电机组和火电机组暂态特性的差异性以及各自对系统暂态稳定的影响。然后指出了严重故障后导致系统失稳的2个主要原因:一是故障过程中产生了加速能量;二是由于故障后,外送通道被削弱,外送系统输电能力急剧下降。因此,提出了严重故障后火电机组和风电机组的优化切机方案。西北某电网的仿真结果表明:该优化切机方案在保证故障后系统安全稳定运行的基础上,能显著降低系统稳定恢复所需切机量,改善故障后系统恢复特性,大大提高系统运行的安全性和经济性。

特高压接入河南电网后电磁环网解环方案研究

根据特高压豫北站建成后河南电网将面对的500/220kV母线三相短路电流超标的状况,对其500/220kV电磁环网解环进行研究。基于目前的分区模式提出解环方案,并验证各方案实施的可行性。解环后河南电网将形成十六片电网分区供电模式,在保证电网安全稳定运行的前提下,降低了系统母线三相短路电流水平,能够最大限度发挥电网的投资效益,促进500/220kV电网协调发展。通过对河南电网的解环研究,提炼出特高压电网环境下处理500/220kV电网电磁环网解环的技术原则,可为电网中长期规划及其工程实施提供参考。

特高压同步电网稳定特性分析

重点分析"十二五"初期在我国华北、华中、华东地区形成特高压团状电网结构后,系统的稳定特性变化情况,与特高压试验示范工程投运初期的链状结构相比,在功角稳定、频率稳定、电压稳定、短路电流、运行灵活性等方面的改变情况和变化趋势,并对示范工程后续工程开展同步电网主网架发展敏感性分析,从提高系统安全性角度提出骨干网架规划发展建议。

微型电网运行及控制设计

在研究了目前国内外微电网发展的基础上,构造了一个由多微电源组成的典型微电网,利用PSCAD软件搭建其动态仿真模型。研究了该微型电网在并网模式、孤网模式以及过渡模式下的动态运行特性,在分析了分布式电源功率、电压以及频率变化规律的基础上,给出了微网系统在3种运行方式下的运行、控制和保护策略。仿真结果证明了控制方式与保护策略的有效性。结果表明:基于电力电子接口的分布式发电系统,在合理的控制策略下,微电网可以并网或孤网运行,并可实现运行状态的平滑过渡和转换,减少孤网运行时的暂态影响并保证系统稳定性和电压质量。

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。

微电网规划评价指标体系构建与应用

为了更客观地评价规划阶段中不同结构微电网的优劣,针对微电源组合方式多样、运行方式灵活等特点,将微电网评价指标分为可靠性、经济性、市场运营和环保性4个方面,对各指标进行展开说明,并构建了树状结构。结合实际算例,先利用微分进化算法对构建的目标函数进行优化求解,得到多种微电网组合,再利用层次分析法对得到的微电网进行综合评价决策。介绍了采用该方法进行微电网综合评价决策的计算过程。实例表明,提出的方法合理地避免了微电网规划阶段因决策因素可能导致的不确定性和专家评判的主观性,是一种较实用的微电网规划综合评价问题的解决方法。

短期和中长期电压稳定仿真及评价

阐述了短期及中长期电压稳定分析方法和建模要求,并针对我国电网仿真分析的现状,指出了电压稳定仿真和建模方面存在的主要问题;结合实际电网的短期及中长期电压稳定仿真计算,分析了短期电压崩溃和中长期电压崩溃过程的事故特征,并对电压失稳机理、暂态电压稳定和中长期电压稳定的评价方法做了进一步的探讨。

机组涉网保护与高频切机措施优化配置方案

通过典型事故总结归纳,分析了送端区域电网在孤岛运行时火电机组汽轮机超速保护设备和高频切机措施之间普遍存在的问题,提出了高频切机措施与超速保护设备优化配置原则;通过多种方案分析比较,给出了高频切机措施与超速保护控制优化配置方案。调研收集了国内火电机组汽轮机超速保护典型模型和典型参数,结合中国汽轮机超速保护配置现状,在PSD-BPA软件中开发并建立了火电机组汽轮机超速保护典型模型。以广东江中珠电网为例,模拟了孤岛运行的整个过程,校核了现有电网孤岛运行时高频切机措施与机组涉网保护设备之间的协调配合方案,分析了优化配置方案及原则的有效性和实用性,确保了区域电网安全稳定运行。