基于超效率DEA模型的配电网智能化发展综合效率评价

为了全面评价配电网智能化发展综合效率,针对我国配电网智能化建设发展特点,从规模、性能、效果三个方面出发,构建了配电网智能化建设效率与运营效率两阶段投入产出评价指标体系,建立了基于超效率数据包络分析法(DEA)和考虑非期望产出的超效率DEA的综合评价模型。对配电网智能化建设效率和运营效率分别进行了测算,通过专家法制定了智能电网不同发展阶段建设效率与运营效率权重,最后加权求和得到了配电网智能化发展综合效率。算例分析验证了所提评价指标体系和方法的可行性和有效性,具有一定的工程应用价值。

计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制

针对分布式电源大量并网所产生的节点电压以及线路潮流越限问题,设计开发了计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制系统,研究了节点电压与线路潮流控制策略以及控制策略之间的相互影响.通过对真实配电系统仿真发现,应用案例推理以及约束满足方法对节点电压以及线路潮流进行联合控制,可有效约束节点电压与线路潮流,在提高分布式电源接入率的同时,降低运行成本,优化了整体配电网运行.

采用直接电流控制策略的MMC-UPFC小信号模型

基于模块化多电平换流器(MMC)的统一潮流控制器(UPFC)大多采用直接电流控制策略,为分析采用该控制时UPFC接入后系统的小干扰稳定特性,针对一般的3节点拓扑UPFC,推导了其外环控制器、内环控制器、MMC和直流系统的小信号模型,并给出了UPFC输出电流的线性化方程。进一步地推导了传统2节点拓扑UPFC的小信号模型,同时给出了UPFC模型与系统其余部分的组合方法,建立了系统整体的线性化模型。最后,通过对一个2机测试系统进行时域仿真和模态分析,验证了所提小信号模型的正确性。

基于线间潮流控制器的省级电网断面潮流优化研究

随着经济社会的发展,我国部分省级电网断面潮流不均的问题日渐突出。以江苏电网为例,由于电源和负荷在地域上呈逆向分布,省内整体呈现“北电南送”的输电形势。随着新能源大规模不断接入以及区外来电规模的增大,江苏现有北电南送通道的输电能力将难以满足后续新能源进一步接入的需求。本文首先阐述了线间潮流控制器的原理,随后分析了江苏电网北电南送断面潮流分布特征。针对北电南送输电通道潮流分布不均、存在输电瓶颈的问题,提出了3种基于线间潮流控制器的断面潮流优化方案,并通过仿真给出了断面潮流优化验证结果。最终,给出了线间潮流控制器在江苏电网应用的工程方案设想。经分析,线间潮流控制器的装设可以很好地提高江苏北电南送断面的输电能力,极大地增加苏北苏中地区新能源消纳能力,社会经济效益显著。

基于PSS/E的MMC-UPFC机电暂态仿真方法

为满足工程规划设计的需要,分析了基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)的等效电路,提出一种基于PSS/E的机电暂态仿真方法。采用该方法进行潮流计算时,将UPFC用功率注入等效,利用交替迭代法进行求解。在动态仿真中,将UPFC等效为电流源模型,并考虑直流系统、控制器和调制等环节的作用。将该方法集成于PSS/E中,分别对小系统和实际系统进行仿真。结果表明,所提方法能够实现含UPFC电力系统的潮流计算,可模拟UPFC的动态特性,适用于对实际系统的仿真研究。

电网智能化发展评价指标体系及关键指标研究

电网智能化建设是当前我国电网建设的重点。为科学评价我国电网智能化发展水平,提出电网智能化发展评价指标体系。指标体系总体为4级结构,将电网智能化划分为信息化、自动化、互动化三大特征,同时覆盖了电网智能化建设各个主要环节。在此基础上,提出了运用粗糙集法提取关键指标的方法,所提取的关键指标能够宏观综合反映电网智能化核心特征,可用于对电网智能化建设水平的整体评价。最后给出了核心指标的参考目标值,可对电网智能化建设中的薄弱环节进行分析,提高电网智能化建设的效率和科学性。

分散接入式混合直流系统的机电暂态建模与控制策略研究

分散接入式混合直流系统是近年来被提出的一种新型直流输电系统拓扑结构,文中提出了分散接入式混合直流系统的机电暂态建模方法和控制策略。首先提出了分散接入式混合直流系统机电暂态建模方法,该方法可满足逆变站不同换流器分散接入受端电网的场景。然后,文中提出了一种附加均流控制策略和电流分配系数优化方法,以提高分散接入式混合直流系统在交流故障下的运行特性。最后在PSS/E中搭建了分散接入式混合直流的机电暂态模型,通过与电磁暂态模型进行响应特性对比,验证了所提建模方法的正确性;并在PSS/E中进行仿真计算验证了所提控制策略的正确性和有效性。

改善关键线路潮流问题的可控串联补偿装置研究

文中研究了可控串联补偿装置在关键线路潮流控制中的作用。通过建立用于分析可控串联补偿装置潮流作用的电路模型,列写功率方程,使用解析方法,画出功率运行范围、有功功率和无功功率变化曲线等;分析了单个可控串补对线路输送功率的作用,通过进一步解析,重点分析了UPFC+固定串补电容对线路输送功率作用;考虑到经济性后,对UPFC+固定串补电容方案进行了最优投资建模,并给出了求解流程。通过对江苏电网中关键线路的作用分析,明确了UPFC+固定串补电容方案的合理性,并验证了求解流程的有效性。

柔性直流输电技术在江苏电网的应用研究

柔性直流输电(VSC-HVDC)技术是以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制技术为基础的新型高压输电技术。他具有灵活调节潮流分布、几乎没有谐波、不需要无功补偿等优点,可以广泛应用在新能源并网、城市供电、海岛互联以及分布式能源接入等领域。本文调研了柔性直流输电技术在国内电网中现有工程的运行现状,分析了柔性直流输电技术在工程运行中的优缺点。针对"十四五"规划期间的南京西环网,本文分别提出了基于柔性直流输电技术和常规交流输电技术的网架加强方案,通过对两个网架加强方案的技术/经济性比较,总结了柔性直流输电技术在实际工程的推广应用中有待突破的瓶颈及发展建议。

海上风电场运用柔性直流方式并网的无功控制研究

海上风电已成为我国沿海地区风电发展的趋势,为提高发电效率,海上风电场单机容量不断增大,风电场离岸距离从近海逐步向 50 km 外的深海拓展。由于大部分深海风电场采用柔性直流方式 VSC-HVDC)集中并网,电压管理与无功控制必须从电网、电源两方面着手,增强风电场、电网调压灵活性。本文针对柔性直流接入的大型海上风电场的无功规划及其控制策略开展研究。在不同接入容量的海上风电场群中通过采用推荐的无功控制方案,可以有效地改善风电集中区域电压运行质量,提高电网电压稳定水平,减少风电由于电压波动导致的大规模脱网的发生。

江苏电力弹性系数变动规律及走势研究

电力产业对国民经济运行发展起着支撑性作用。通过探究近年来江苏电力发展与经济之间的演进轨迹,以电力弹性系数定量剖析两者之间的关系,并对未来进行定量测算,提出因时制宜,确保电力和经济协调发展;保持经济增长合理区间,稳定用电需求;注重服务业用电增长,调整用电结构等政策建议。

智能电网环境下的继电保护

随着我国经济与科学技术的迅速发展,现代化智能电网已经逐步取代传统电网,传统的继电保护技术已经无法满足智能电网继电保护发展的需求。因此为保障智能电网的运行环境,需采取继电保护的措施,改善电网的运行状态,维持安全、可靠的电网环境。因此本文从智能电网环境下的保护问题入手,分析智能电网环境下继电保护发展趋势,并提出针对性的建设策略。

智能电网环境下的继电保护

从智能电网环境下的保护范围,保护力度和保护设备出发,分析智能电网环境下继电保护发展趋势,并提出针对智能电网继电保护的建设策略以保障智能电网的安全运行。

江苏苏州南部电网受电能力分析

苏州南部电网已成为典型的大受端电网,通过5回500kV线路接受"西电东送"电力;通过特高压苏州站接受区外来电;区内落点±800kV锦屏直流接受西南水电。随着区外来电的增加以及供电负荷的不断增长,苏州南部电网受电规模不断增加,苏州南部电网将面临受电能力紧张以及严重故障后的安全性问题。因此,对于苏州南部电网最大受电能力的分析至关重要。考虑到从电网规划和运行控制角度,对于输电网充裕度和安全度的衡量存在标准的差异,本文首先梳理了江苏电网规划和运行控制中参照标准间存在的差异,在此基础上分析总结了苏州南部电网在"十三五"、"十四五"不同发展阶段的受电能力。

基于大规模风电机组的虚拟惯量控制技术对江苏电网频率稳定性的影响研究

同步机转动惯量对于系统稳定具有关键的作用。随着直流馈入容量和省内新能源装机的不断增加,传统同步发电机将逐渐被取代。与此同时,江苏电网的惯量也将显著降低,对系统安全稳定性产生重大而复杂的影响。通过电力电子设备引入虚拟惯量是增强电网频率稳定性的有效方法。基于双馈感应电机的变速风电机组能够对其有功与无功分别进行解耦控制,具有控制灵活、响应速度快等优点。通过在风机中增加一个附加的控制环节,控制风电机组发出的功率,使其释放出风机叶轮、转子轴系中储存的动能,参与电网频率稳定性调节。本文首先从频率稳定性角度,简要分析惯量降低对江苏电网频率的影响;其次,具体分析了风电机组实现虚拟惯量控制的方式;最后通过实例仿真,总结提出大规模风电机组采用虚拟惯量控制对江苏电网频率稳定性的影响。

500kV统一潮流控制器提高大容量直流馈入系统电压稳定性的研究

500 kV统一潮流控制器作为一种新型的动态电力电子设备可用于控制受入通道的有功潮流,合理分配受端电网受入的电力;同时,统一潮流控制器又可同时作为动态无功设备为系统提供无功支撑。文章对含500 kV统一潮流控制器的大容量直流馈入系统展开电磁暂态分析,对交直流系统、统一潮流控制器以及相关控制系统进行详细PSCAD建模,并根据统一潮流控制器并联侧的动态特性设定无功响应策略。结果表明,统一潮流控制器可提升大容量直流馈入系统的电压稳定性,同时可缓解近区直流换相失败的情况。

基于苏州南部电网500 kV统一潮流控制器的系统级多目标自适应控制策略研究

本文以苏州南部500 kV电网UPFC为例,提出系统级多目标自适应控制策略。该控制策略主要包括:通过自适应模块,在电网正常运行状态下,优先保证潮流控制目标;在系统发生N-1故障或者因工况改变导致线路过载时,优先保证线路不超过其功率极限。应用电力系统仿真软件BPA以及电磁仿真软件PSCAD对UPFC进行建模仿真分析,仿真结果表明,本文所提出的UPFC系统级多目标自适应控制策略在系统正常运行以及发生故障后均能达到预期的控制效果,保证电网的安全运行。

苏州南部电网串联电抗器与统一潮流控制器协调优化研究

随着苏州南部电网500kV线路改造工程及10台300 MVA调相机工程的投运,该电网静/动态可靠性均得到了极大的提升,短路电流水平也随之提高。与此同时,苏州南部电网作为典型的大受端电网,其主要电源特高压锦苏直流具有季节性强的特点,导致电网存在直流换相失败风险大、直流双极闭锁后应急拉限电多等问题。加装500kV梅里—惠泉线路串联电抗器有效地控制了苏州南部电网500kV站点短路电流水平;500kV统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)工程的投运显著提高了苏州南部电网对特高压交直流电网的承接能力和支撑作用。本文针对苏州南部电网在不同阶段的网架结构及UPFC发挥的作用,对串联电抗器的阻值选取进行了分析。在对串联电抗器与UPFC器协调优化的基础上,提出了既能满足短路电流控制需求,又能充分发挥UPFC潮流调节作用的串联电抗器安装阻值。

背靠背柔性直流输电技术在中心城区电网中的应用研究

背靠背柔性直流输电技术,可以联结两个或多个不同的交流系统,也可以将不同的配网馈供区域以直流为母线进行联结。该技术充分应用既有交流输电线路,挖掘既有交流电网能力,通过直流母线互联进行负荷转移,从而实现负荷在既有交流电网的均衡分布;同时在故障方式下,能够智能灵活实现负荷转移,减少现有交流电网的切负荷量。在同一站址内建设整流站和逆变站,形成两端或多端柔直结构,实现多个分区互联,背靠背柔直技术可节省各端之间直流互联线路的成本,节约总占地面积以及投资。本文通过分析南京中心城区电网在“十四五”期间面临的挑战,提出了应用背靠背柔性直流输电技术解决南京中心城区电网发展问题的方案,论证了该技术在中心城区电网应用的技术优势和推广前景。

中国智能电网技术发展实践综述

智能电网是世界范围内能源和经济发展的必然趋势,我国自2009年提出建设智能电网以来,在该领域取得了丰硕的研究成果与实践经验,获得了国际社会的广泛关注。从接纳可再生能源、智能输变电、智能配用电、智能调度控制系统、通信信息支撑平台五大领域出发,系统评述了我国在新能源并网预测、储能、智能变电站、输电线路防灾减灾、柔性直流输电、配电自动化、分布式电源接入与微电网、智能用电、配用电综合示范、智能调度控制系统、通信网和信息平台12个方向应用的关键技术与示范工程,并对比分析了国外同类技术的发展水平,展望了各项技术的未来发展趋势。