考虑不确定性的三相不平衡配网DG选址定容研究

可再生能源的分布式发电(Distributed Generation,DG)因其良好的环境效益受到关注,但分布式风力发电和光伏发电出力具有波动性和不确定性,这类分布式电源配置在网络中的节点位置和容量对于网络优化运行至关重要。由于配网中三相负荷经常不平衡,并且不同相之间的互阻抗也不平衡,这给分布式电源在配网中的选址定容带来了难度。考虑到三相不平衡潮流的影响,利用速度高、精度好为特点的考虑负荷模型和负荷接入类型的线性三相不平衡潮流法进行潮流计算。针对出力不确定的分布式电源在三相不平衡配网中的选址定容展开研究,建立了以减小网损、降低电压不平衡度、防止电压跌落的分布式电源多目标选址定容模型。针对分布式电源选址定容后的运行维护情况,提出了成本效益分析,来考虑中长期选址定容的合理性。为了求解文中的多目标模型,提出了改进磷虾群搜索算法,保留最优个体,提高收敛速度。利用IEEE37节点系统进行算例验证,分析了网损、电压不平衡度、每相电压在分布式电源接入后的情况。

直流频率限制控制器参数多目标双层优化设计方法

异步联网方式下,送端电网转动惯量减小,频率问题突出,直流频率限制控制器(FLC)能有效改善送端电网频率特性。提出了一种直流FLC参数多目标双层优化设计方法。首先,分析了直流FLC参数对其频率调节特性的影响。在此基础上,考虑大功率阶跃扰动和连续小负荷扰动2种运行工况的特点,兼顾直流FLC的频率调节效果、动作特性以及对受端电网频率的影响程度多个目标,构建了直流FLC参数双层优化模型。然后,根据所建模型的特点采用进化算法分层递进求解优化问题,实现了对直流FLC参数的综合最优设计。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中搭建了2区域4机直流异步互联电网模型。仿真结果验证了所提方法不仅能够保证直流FLC对送端电网频率的有效调节,还可改善直流FLC的动作特性,缓解直流FLC对受端电网频率造成的影响。

基于同步相量数据的次同步振荡检测与模态参数辨识方法

新能源集中并网已引发了多起次同步振荡(sub-synchronousoscillation,SSO)事故,严重威胁电力系统安全稳定。为对SSO进行实时预警与分析,提出一种基于同步相量数据的SSO检测与模态参数辨识方法。首先,推导SSO与同步相量中SSO分量实部、虚部的对应关系,在此基础上,选取同步相量实部作为特征量;其后,分析了SSO振荡特性变化时,同步相量中SSO分量的表现形式,并引入变分模态分解(variationalmodedecomposition,VMD)与希尔伯特变换(Hilbert transform,HT)对同步相量中SSO分量进行模态参数辨识,进而根据对应关系实现SSO模态参数的准确辨识。最后,利用同步相量中SSO分量瞬时幅值的差分来检测SSO振荡特性是否变化,并通过合成信号、电磁暂态仿真数据与实测数据对所提方法的有效性进行验证,该方法的理论成果有望在未来为SSO的实时预警,辅助决策提供技术支撑。

三相不平衡高频振荡的相量测量方法

实时测量高频振荡相量可为高频振荡自适应抑制环节提供信息支撑。然而,高频振荡频率处正负序都可能存在不稳定模式,从而导致振荡信号三相不平衡特征明显,影响高频振荡相量测量准确度。因此,提出一种基于sinc插值函数的高频振荡相量测量方法。首先,对系统三相信号进行Clark变换;然后,基于sinc插值函数对负序振荡分量进行建模,进一步求解得到高频振荡相量和频率;最后,通过采用数值仿真信号、PSCAD仿真数据和实测数据进行测试发现,所提方法比传统方法具有更好的负序分量干扰抑制能力,准确度更高。

基于Sobol方法阻抗灵敏度分析的双馈风机系统次同步振荡参数协调优化

针对经串补并网双馈风机系统次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)存在多控制环节参与、多参数耦合难以分析的问题,提出基于Sobol方法的双馈风机阻抗灵敏度分析及参数协调优化方法。首先,根据电压空间矢量阻抗法建立双馈感应发电机与转子侧换流器(rotor-side converter,RSC)数学模型,推导包含转子侧控制环节的双馈风机系统等效阻抗解析表达式;其次,利用Sobol方法进行阻抗灵敏度分析,量化各参数的影响,并计算评价各参数间耦合关系的量化指标;然后,得到考虑多影响因素的参数联合调整稳定域,提出了多参数的协调优化策略;最后,在MATLAB/Simulink搭建了双馈风机经串补并网的仿真模型,验证了联合参数调整稳定域以及协调优化策略的正确性。

基于图注意力网络的风电场汇集并网系统次同步振荡预警方法

大规模双馈风电场经串补并网系统易产生次同步振荡,若无法及时发现振荡现象并准确告警,将严重威胁系统安全稳定运行。次同步振荡预警是依据电力系统在线量测数据,判断系统振荡稳定性,为调度人员提供实时可靠的预警信息。针对现有次同步振荡在线监测无法实现事前预警的问题,提出一种基于图注意力网络(graph attention network,GAT)的次同步振荡预警方法。首先,分别从风电场侧和电网侧筛选次同步振荡关键影响因素,以减少输入特征信息的冗余;其次,基于多头注意力机制构建多头图注意力网络,考虑不同风电场间以及风电场与电网之间耦合影响的差异,实现不同风电场之间的次同步振荡特征聚合;最后,在搭建的多风电场汇集并网系统上进行次同步振荡稳定性预警,验证了所提方法的准确性和抗干扰性。

PFC直流电压控制性能提升的非线性控制策略

在功率因数校正器(PFC)中使用快速电压控制时,直流侧纹波会引起并网电流谐波。针对这个问题,提出了一种在功率因数校正器中可减少快速电压闭环谐波含量的新型直流电压非线性PI控制策略。新控制策略基于Takagi-Sugeno型非线性模糊模型结合PI调节器实现,其优势在于既可以在系统稳态工作期间保持低谐波含量,又可在从负载动态中快速恢复。利用3 kW单相PFC样机测试平台开展了新方案和传统线性PI控制方案的对比实验,测试结果表明,新型非线性PI控制器在稍微提高算法复杂度的基础上即可大量降低电流谐波,并具有较快的动态响应。

可再生能源和特高压接入下的区域电网可靠性和稳定性评估

为了掌握可再生能源和特高压接入给电网安全可靠性带来的影响,对2020年某实际区域电网规划网架进行了可靠性和稳定性的全面评估。本文提出了考虑可再生能源和特高压出力概率模型的基于蒙特卡罗模拟的可靠性评估方法,采用改进拉丁超立方重要抽样,建立基于BPA仿真结果的暂态电压稳定恢复指标,采用改进连续潮流法计算静态电压稳定裕度指标及薄弱节点。评估结果显示,2020年该实际区域电网规划网架可靠性水平高,静态电压稳定性满足导则要求,可再生能源和特高压接入对稳定性的影响凸显。