直流输电系统PLC噪声滤波器的设计

为了抑制直流输电系统中因换流阀导通和关断时电压突变在交直流线路上产生的大量电力线载波(PLC)噪声,并将其降到规定的限制标准,减少对PLC通信系统产生干扰,在PLC噪声滤波器设计中应用了电磁兼容(EMI)滤波器的设计原理。通过与EMI滤波器进行对比,得出PLC噪声滤波器的特点并根据噪声源和负载不同的阻抗特性,给出了4种适用的PLC噪声滤波器的网络拓扑,并详细说明了各种结构中主参数和调谐参数的确定方法。最后用Matlab/Simulink作为仿真平台,以贵广二回直流输电系统深圳换流站交流侧PLC噪声滤波器设计为例,证明所提出的设计方法是可行的。

考虑配网电压暂态的大型光伏电站接入选点仿真研究

光伏系统与常规电源的发电特点不同,使得大型光伏电站与配电网互联的研究变得复杂和困难。本文基于PSCAD/EMTDC仿真平台,从光伏电站和配电网的特性出发,建立了含MPPT的实用光伏方阵仿真模型和含集中式光伏电站的配电网仿真模型,又以配电网中接入点母线电压暂态为考虑因素,就光伏电站接入电网的选点问题进行了仿真研究。仿真结果表明,光伏电站接入选点时配电网络的短路容量、负荷水平对配网电压暂态有较大的影响,而配电网络的R/X比和接入点母线电压等级对配网电压暂态的影响相对较小。

多直流馈入背景下综合考虑调峰和电压稳定的上海电网开机方式研究

介绍了多直流馈入背景下上海电网的基本情况,分析了电网运行中的低谷调峰困难,从4个方面讨论了上海电网最小开机方式研究的约束条件。并在综合考虑电网调峰需求和电压稳定要求的基础上,对上海电网不同负荷水平下的开机方式进行了分析研究,结果表明:上海电网负荷水平3 100万k W,最小开机方式为500 k V机组开6台,220 k V机组开11台;负荷水平2 700万k W,500 k V机组开4台,220 k V机组开8台;负荷水平1 900万k W,500 k V机组开3台,220 k V机组开3台。

基于电流解耦控制的光伏并网系统仿真分析

光伏并网发电是太阳能利用的重要途径,而并网逆变器结构的选择和控制策略的改进是其研究的重点。在PSCAD/EMTDC平台上搭建了单级三相光伏并网系统的仿真模型,仿真模型中的并网逆变器采用双闭环的控制策略,其中电流内环根据非线性控制理论中反馈线性化的思想,实现电流的解耦控制,电压功率外环采用PI控制。仿真结果表明:该控制策略不仅控制精度高,稳定工作域大,并且必要时能在一定范围内对配网的无功进行调节,提高配网稳定性。

变压器特高频、超声波侵入式PD联合检测技术

最新颁布的IEC TS 62478-2016《高电压技术-电磁和声学法测量局部放电》国际标准,指出了现有的外置式超声波法测量PD主要存在:设备外壳对声波的衰减和不同介质声阻抗引起的传输多路径问题。笔者基于变压器放油阀结构,将特高频(UHF)天线和压电陶瓷声发射(AE)传感器进行一体化设计,再考虑电磁波和超声波信号耦合、防变压器油渗漏两个主要问题的基础上,加工研制了能够同时耦合UHF、AE信号的侵入式PD复合传感器。110 kV变压器内置尖端放电下与外置式压电陶瓷AE传感器的对比试验表明:所设计的UHF、AE侵入式PD复合传感器能够有效探测到油中微弱放电产生的具有特定时间差Δt的电磁波和超声波信号,这为变压器PD检测提供了一种全新的"声-电"即UHF、AE联合检测技术。

一种基于双层迭代聚类分析的负荷模式可控精细化识别方法

提出一种基于双层迭代聚类分析的负荷模式可控精细化识别方法。首先以皮尔逊相关系数为相似性度量进行外层形态相似性聚类,然后分别对外层聚类得到的每一类簇以欧式距离为相似性度量进行内层幅度相近聚类。每层都先在给定的阈值约束下迭代聚类,再对迭代收敛得到的聚类簇合并。实际算例分析结果表明：与传统负荷模式识别方法相比,所提方法改善了负荷形态聚类效果,可识别出形态相似但幅度不同的负荷,还能对聚类精细化程度进行控制,提高了聚类准确率。

配电网多时段在线恢复决策问题的两阶段求解算法

大停电事故后,在配电网失去上级电网支撑的情况下,可协同多种本地电源恢复网内重要负荷供电,减小损失,提升韧性。为了实现有限发电资源的优化配置,此场景下的恢复问题通常可以建模为多时段恢复问题。然而由于恢复问题中的整数变量和非凸潮流约束,目前尚无方法能够对其有效求解,无法满足在线决策要求。文中提出多时段在线恢复决策问题的两阶段高效求解算法:第1阶段为基于最大生成树算法的辐射状拓扑确定算法,第2阶段为确定负荷状态的整数变量松弛迭代算法。最后,在改进的62节点配电网算例进行测试,验证了两阶段求解算法的可行性和优势,表明所提算法能够实现在线应用,辅助运行人员进行恢复决策。

韧性电网的概念与关键特征

近年来,电力系统呈现高比例可再生能源和电力电子装备接入、负荷多元化、信息-物理高度融合等特点,且来自内外部的安全威胁增多,电网安全形势严峻。该文立足于我国电网发展现状和面临的挑战,结合我国传统文化和国内外相关领域研究现状,提出了"韧性电网"定义,即"能够全面、快速、准确感知电网运行态势,协同电网内外部资源,对各类扰动做出主动预判与积极预备,主动防御,快速恢复重要电力负荷,并能自我学习和持续提升的电网"。首先介绍"韧性"一词的释义和应用,简要总结国内外电力系统韧性相关概念;进而提出韧性电网的定义,并阐述其内涵和关键特征;进一步分析韧性电网的概念范畴,并阐明韧性电网与能源互联网的关系;最后探讨韧性电网领域的研究需求。

加装同步调相机对多直流馈入受端电网的影响分析

随着直流的大规模馈入,受端电网运行特性发生显著变化,大量本地机组关停,导致动态无功储备和电压支撑不足问题凸显,电网承受扰动能力下降,因此迫切要求配置同步调相机等动态无功补偿装置。通过仿真软件对电网加装调相机前后的电压稳定裕度、引起直流换相失败的交流故障范围及短路电流水平进行仿真计算和比较分析,全面评估了多直流馈入受端电网中时加装调相机后对系统运行的影响。该研究为同步调相机布点配置和参数选取提供有效参考和依据,有助于推进多直流馈入大受端电网时同步调相机配置工作的开展。

基于低秩表示的多任务短期电力负荷预测的研究

在电力系统负荷预测中,使用传统的单任务学习方法未考虑多个地点的负荷间的潜在关系,忽视关联信息在多个地点间传递的可能会导致学习效果欠佳。针对这一问题,本文提出基于低秩表示的多任务学习方法进行多个地点的多任务负荷预测,该方法在学习过程中可以提取不同位置的负荷预测模型的共享低维表示,从而可以挖掘多个任务之间的关联关系,同时又可以区别不同任务之间的差别。实验表明,多任务负荷预测的平均性能优于决策树和随机森林等单任务学习方法,在负荷预测的精度上有了一定的提升。

冲击法在变电站接地网故障诊断技术中的研究

DL/T 266—2012《接地装置冲击特性参数测试导则》规定了电力系统中发电厂、变电站和输电线路杆塔的接地装置冲击特性参数测试的一般原则、内容、方法和判据。在该标准的基础上,对基于信号输入输出状态响应检测的接地网故障诊断技术进行了探讨,提出了冲击法即冲击阻抗和幅频响应测试技术。利用搭建的测试系统,对28m×25m(不等间隔)规格敷设的接地网,在设置模拟脱焊、导体断裂以及导体腐蚀缺陷3种工况下,完成了试验测试。对多通道高频采样获取的激励电流和响应电压波形,进行了幅频响应和冲击阻抗曲线分析。结果表明:设置导体断裂时的冲击电流电压波形、幅频响应曲线与无缺陷时的波形曲线有细微区别。

利用扫频法进行变电站接地网故障诊断技术研究

变电站接地网故障诊断技术主要包括接地特性参数、电阻网络节点、磁感应强度、电化学分析和超声导波检测等5种常用方法。对基于信号输入输出状态响应检测的接地网故障诊断技术进行了探讨,提出了扫频法即扫频阻抗和幅频响应测试技术。利用搭建的测试系统,对8m×8m(2m等间隔)规格敷设的接地网,在设置模拟脱焊、导体断裂以及导体腐蚀缺陷3种工况下,完成了试验测试。对4通道高频采样获取的激励电流和三个响应电压波形,进行了扫频阻抗和幅频响应曲线分析。相关系数分析结果表明:设置导体断裂时的扫频电压波形、幅频响应曲线与无缺陷时的波形曲线有细微区别。

计及分布式可再生能源发电的配电网应急供电恢复策略

配电网中本地可控发电资源能量有限,光伏和风电等可再生能源发电(variable renewable energy-distributed generation,VRE-DG)在天气条件良好时出力可观,可为大电网停电事故后配电网应急供电恢复提供有力支撑。然而,失去大电网支撑的电气孤岛抗扰动能力弱,而VRE-DG出力具有不确定性,如处理不当则会造成功率失衡甚至恢复失败。计及VRE-DG的配电网应急供电恢复策略,通过在每个时段初期求解多时段恢复模型和优化运行模型确定该时段的恢复策略和最优运行状态。算例表明,该策略可最小化VREDG出力不确定性带来的风险,充分利用VRE-DG对重要负荷供电。

面向极限生存能力提升的城市配电网反脆弱规划方法

城市电网负荷密度高、重要负荷多,提升其在极端事件下的生存能力有助于保障重要用户不间断供电,提升电网反脆弱能力,减小极端事件带来的影响和损失。提出了面向极限生存能力提升的城市配电网反脆弱规划方法。首先,提出了基于随机规划理论的城市配电网韧性规划两步骤决策框架,第一步确定候选线路加固/升级方案集合,第二步基于随机规划理论确定线路规划方案下的分布式电源最优部署方案,考虑投资经济性和极限生存能力提升效果等因素,确定最终韧性规划方案。其中,针对不同候选线路加固/升级方案,考虑可能遭遇的极端灾害,提出基于蒙特卡洛模拟和K-means聚类的极端场景生成及代表性场景筛选方法。其次,以投资经济性最优和极限生存能力提升最大化为目标,将分布式电源的规划问题构建为两阶段随机混合整数规划,并基于前述极端场景将随机规划转化为确定性的混合整数线性规划。最后,采用IEEE 33节点测试系统与123节点测试系统进行算例分析,验证所提方法的有效性。

考虑N-1-1停运标准的城市电网结构

城市电网是电力系统主要的负荷中心,N-1-1停运下的电网供电能力是城网可靠性的重要内容。对比了国内外部分先进地区对城市电网N-1-1停运下的供电可靠性要求,分析了城网中变电站内和站间联络结构对N-1-1停运后供电能力的影响,讨论了满足英国ER P2/6导则N-1-1标准的城网结构,在此基础上提出了适用于城网进一步发展的更加严格的N-1-1停运供电可靠性标准及相应结构。

定速和变频家用空调的特性差异及其对电网的影响研究

基于变频空调和定速空调同时普及应用的现状,利用专业的试验平台,对国内通用品牌变频、定速两种类型家用空调的长期运行特性、静态特性、启动特性、动态特性和堵转特性等进行了实测试验,全面比较分析了二者负荷特性的差异,分析了对电网的不同影响。最后得出,空调负荷的建模应充分考虑变频空调和定速空调在负荷特性上的较大差异,推广变频空调有利于电网的运行。

印度大停电及其对上海电网系统运行的启示

分析了印度7.30、7.31两次大停电事件的起因和经过,从系统运行的角度,剖析印度电网在系统运行上的特点及存在的问题,思考了印度大停电事件带来的教训和启示,并结合上海电网在电网结构、负荷分布、电能平衡等方面的特点,对上海电网系统运行的安全保障工作提出了意见和建议。

上海电网调度计算数据平台研发

为解决当前上海电网数据管理分散、数据可靠性差等问题,建立了上海电网调度计算数据平台。数据平台依托上海电网设备参数,提出了"三层数据法"的数据分类方法,建立了结构简洁且层次明晰的设备数据架构,针对调度各部门和生产实际制定了数据管理流程,并实现了灵活的计算数据导出、数据分析功能。经实际运行表明,上海电网调度计算数据平台为上海电网安全生产提供保障,具有推广意义。

印度大停电事故中的继电保护动作分析和启示

详细说明印度两次大停电事故的发生经过和一度电网继电保护配置情况,并在此基础上,分析了印度电网继电保护存在的问题,以及对上海电网的借鉴和启示意义。

基于预演算法的灾后配电网应急抢修决策优化

为应对极端灾害导致的停电损失,需合理构建灾后恢复模型,探索有效的灾后应急决策方法。构建了考虑关键负荷失效事件的灾后应急抢修马尔科夫决策过程模型,在计算损失时考虑了停电时长对不同类型关键负荷功能性的影响;对于灾后应急决策,提出了基于预演算法的在线决策方法,通过多场景仿真的方式快速评估动作-状态价值函数(即Q函数),进而生成在线优化策略,算例证明了基于预演仿真生成Q函数的决策方案优于基础策略提供的方案。所提方法不依赖精确的数学模型和参数,可以根据系统状态实时更新策略,比传统离线优化模型更具实用性。