多阶段多属性配电网规划项目优选模型及求解

目前配电网规划项目优选方法很少考虑负荷增长速度快慢对项目供电效益和项目入选年的影响,也很少同时考虑项目的紧急程度、技术效益和经济效益,为此建立以技术效益和经济效益最大为目标的中低压配电网规划项目优选模型。根据项目的紧急程度对项目技术效益进行奖优罚劣,为衡量项目供电效益的逐年变化速度,采用差异化权重法得到项目投产后5a的供电效益综合水平。提出改进的多目标粒子群算法求解模型,得到一系列目标互有优势的项目组合方案,根据供电企业的目标偏好对项目组合方案集进行多级筛选,得到最优项目组合方案。以某地区配电网规划项目库为例,优选结果表明所提模型能更好地考虑项目的紧急程度和供电效益变化速度,并实现多区域多目标综合提升。

基于多元信息的智能配电网健康水平评估方法

为对智能配电网实施更有效的自监测、自诊断,提出一种基于多元信息的智能配电网健康水平评估方法。结合智能配电网信息化系统,构造智能配电网健康水平相关的设备和网架健康评价指标体系;根据多元指标,采用改进的神经网络对设备和网架健康度进行量化求解,并基于网架拓扑与成功流法求解设备层健康度;根据设备层和网架的健康度信息,结合模糊理论与D-S证据理论,进行模糊评价和不确定推理,确定配电网各健康水平隶属度,实现配电网整体健康水平的评估。实例结果表明:提出的评估方法能够综合智能配电网设备、网架指标及网架拓扑结构等多元信息对配电网健康水平做出合理评价,实现智能配电网的自监测与自诊断,并能准确反映设备维修更换和网架优化对配电网健康水平产生的影响。

中压配电网近邻交互式分布式拓扑辨识算法

分布式决策的智能保护控制是应对分布式电源广泛接入后中压配电网灵活性和安全性挑战的前瞻性技术。实现智能分布式决策的前提是每个智能终端(smart terminal unit,STU)均能快速辨识和跟踪所在线路的拓扑连接关系及其变化。对此,文中提出一种基于对等通信且具有高容错性的分布式拓扑辨识算法。配置在环网节点的STU无须预存馈线组静态拓扑,仅依靠本地量测以及与近邻终端的信息交换,通过规则判断的方式,就能实现对馈线组完整拓扑和开环方式的动态跟踪与辨识,减少算法对终端的配置要求。同时,算法仅须各STU交互基本的量测信息与判断信息,降低对通信条件的要求。算例表明该方法合理有效,且通过结合本地量测互校核和对侧连通性预判修正,可显著提高拓扑辨识对量测数据的容错能力。

多馈入直流输电系统中换相失败研究综述

换相失败是直流输电系统最常见的故障之一。对于多馈入直流输电系统而言,交直流系统之间的相互作用更为复杂,单个逆变站的换相失败可能引发几个逆变站相继发生换相失败,甚至导致直流功率传输的中断,影响整个交直流系统的稳定运行。文章详细分析了目前国内外多馈入直流输电系统换相失败问题的研究现状,从换相失败的机理、影响因素和判断依据出发,对近年来针对换相失败提出的预防措施和控制策略及其应用情况进行探讨,并指出准确反映换相过程的交直流系统模型的建立、多馈入直流输电系统换相失败的机理分析及其有效的控制措施和恢复策略的制定、以及换相失败的谐波影响等是今后研究的主要问题。

中压配电网分布式智能后备保护方案

分布式保护是含高渗透率分布式电源接入的有源配电网保护发展的重要方向,因此提出了一种分布式智能后备保护方案。该方案采用动态阈值构成后备保护的启动判据,无需复杂的时延整定。各环网节点的后备保护利用与近邻之间的信息交互,可实现故障区段的定位和动作协同,在通信故障、智能单元故障、开关拒动等多种异常状况下实现有效的后备保护。通过有源配电网故障仿真算例验证了后备保护的有效性。

基于一致性协议的多微网源荷控制策略

为消除多微网系统下垂控制有差调节产生的频率与电压偏差,提高系统的稳定性,提出基于多智能体系统的伪二跳一致性分层协调控制策略。通过MATLAB/Simulink搭建多微网仿真模型进行算例分析。结果表明,所提分层协调控制策略能快速消除系统频率与电压偏差,在指标偏差与控制速度方面均优于传统控制策略。

基于小波能量统计法的HVDC换相失败故障诊断

将小波变换应用于高压直流输电系统换相失败的故障诊断中,基于多分辨率分析分别对不同故障情况下的直流电压、直流电流、交流电压和交流电流等暂态信号进行分解,提取每一层的特征;根据各层小波能量统计,定义2个故障诊断指标作为辨识各种故障的判据,并针对这2个指标分别设置4个阈值以诊断直流线路故障和不同原因引起的换相失败故障。仿真结果表明,该方法不仅能准确区分换相失败故障和直流线路故障,而且能判断引起换相失败的原因。

基于风光资源特性的独立微电网电源优化配置方法

随着可再生能源的广泛应用和分布式电源技术的发展,微电网在孤岛模式下独立运行的情况越来越多,对微电网建设的要求也越来越高。微电网电源规划是微电网建设的重要组成部分,需要根据不同地区的资源特性来进行电源配置。文中以“风/光/储”独立微电网为背景,提出了一种基于风光资源特性的独立微电网电源优化配置方法。建立了以年发电成本最小为目标、计及电源出力和储能电池电量等约束条件的优化模型,采用线性规划算法进行求解。考虑风光出力的随机性,利用生成对抗网络算法模拟生成风光出力场景,并采用改进的K-中心点聚类算法对场景进行消减。为了分析风光资源特性,构建了包含风电资源、光伏资源和风光互补3类指标的评价体系,提出了基于熵权-复相关系数-序关系分析的主客观组合权重法,并采用模糊评价和灰色评价方法对中国30个省的风光资源水平进行综合评价。最后根据评价结果选取5个代表地区进行算例分析,结果表明,风电资源评价指标评价等级与风机配置容量占比存在对应关系,可为独立微电网电源规划提供参考。

高压直流输电系统中换相失败Hypersim仿真分析

Hypersim是一套功能强大、接口方便、适应性广的全数字实时仿真系统,它能为HVDC换相失败问题的研究提供快速、灵活和准确的电磁暂态仿真。基于Hypersim建立了单极12脉波HVDC系统的详细模型,并分析了一次系统和控制系统的具体结构。对逆变器交流母线发生单相接地短路和三相接地短路故障的情况进行了仿真计算,研究换相失败的判定依据。仿真结果表明,Hypersim能够准确模拟HVDC系统发生换相失败情况,以及通过在控制系统中实施保护控制,能有效抑制换相失败的发生。

基于小波变换的高压直流输电换相失败控制

换相失败是高压直流输电系统的常见故障之一。通过合理设计换相失败控制器,能够抑制换相失败故障发生的频率和减少相继换相失败的次数,从而降低换相失败对电力系统安全稳定运行的影响。本文基于小波分析方法,研究换相失败的控制方式,利用小波分析时频域分析的优点,对换相失败的进行实时控制。提取直流电压和交流电压并进行小波分析,计算信号小波系数d6的方差,能有效判断换相失败故障;通过移动窗口采样的方式,实现了故障的实时测量和控制;当判断发生换相失败故障时,及时提高熄弧角的给定值,能够有效防止严重故障引发的相继换相失败和控制方式不当引发的换相失败。仿真结果验证该控制策略的有效性和实时性。

交直流互联电网直流功率调制相关问题

研究了交直流互联电网直流功率调制相关问题,包括直流功率调制信号的选择、直流调制控制器的设计及其参数协调优化、负荷特性及低压限流单元对直流功率调制的影响等。针对大方式直流功率调制下,紧急功率支援的投、撤时间掌控问题,引入了最优时间控制理论;针对紧急功率支援的功率提升量、回降量、提升速率、回降速率、支援开始时间,引入了扩展等面积和遗传算法对以上参数进行优化,指出了有功调制有必要和无功调制相结合,最后提出了相关建议和展望。

负荷特性对特高压紧急直流功率支援的影响

采用互补群能量壁垒/扩展等面积准则分析多机系统中特高压直流紧急直流功率支援(EDCPS)提高暂态稳定性的机理,研究了大扰动下恒阻抗—恒电流—恒功率(ZIP)静态负荷模型、感应电动机(IM)负荷模型对特高压EDCPS效果的影响,深入分析了送、受端网区ZIP静态负荷模型中不同比例的恒功率有功负荷、恒电流有功负荷、恒阻抗有功负荷及其不同比例感应电动机动态负荷对特高压EDCPS策略的影响。研究表明,大扰动下IM比ZIP负荷吸收更多有功。送、受端IM负荷对大扰动后EDCPS下的功角稳定性影响是相反的,送端改善其支援效果而受端则恶化其效果;至于全网采用综合模型后相对于ZIP模型对功角的影响,要衡量送、受端网区负荷量的大小,若送端负荷小于受端负荷则恶化支援下的功角稳定性,需适当增大直流提升量或适时提前投入功率支援。

电压暂降评估指标(Ⅰ)——电网薄弱环节指标

电压暂降问题给电力用户带来巨大经济损失,需要供电企业和用户双方共同努力加以解决。采用合适的评估指标,有利于为双方解决问题提供依据。电网薄弱环节识别指标是从供电企业的角度提出。利用蒙特卡洛模拟方法,获得网架改造后电压暂降幅值的期望值。仿真结果与实际统计的差别,表示故障地点对电压暂降幅值的影响;故障发生次数则表示电网故障对电压暂降发生频次的影响。综合二者形成电网薄弱环节识别指标,可综合体现出电网故障对电压用户电压暂降事件的影响,从而表征电网中的薄弱环节。通过指标计算,为供电企业电网改造地点提供更加明确的指导。

交流故障后MIDC系统的协调恢复策略

为了改善多馈入直流输电(MIDC)系统的恢复性能,提出了一种逆变侧低压限流单元(VDCOL)和熄弧角控制相结合的协调恢复控制策略。该策略首先优化各回直流子系统的熄弧角控制增益:稳态期间取较小值,暂态期间取较大值,使得改进后的熄弧角控制具有一定的自适应性,以减少逆变侧发生后续换相失败的几率。在此基础上再改进和优化各回直流子系统逆变侧的VDCOL控制:在原有VDCOL后增加延时环节和最小选择单元,并对延时环节的时间常数进行优化,使得改进后的VDCOL控制仅在故障恢复期间对电流指令进行渐变的延时,以消除暂态过程中各直流输电子系统间不良的相互作用。通过对南方电网的算例分析验证了该协调恢复策略的正确性和有效性。

SVC对特高压紧急直流功率支援的影响

在分析紧急直流功率支援提高系统暂态稳定性机理、静止无功补偿器(SVC)原理及参数设置的基础上,仿真研究了大扰动下SVC对特高压紧急直流功率支援的影响。结果表明:SVC能为换流站交流母线提供无功支持,使其电压在故障后快速恢复,有利于特高压直流功率的快速紧急提升,能更有效地弥补故障后送、受端网区的功率缺额,改善故障后的稳定裕度;安装SVC虽能提高故障后的电压水平却可能会减小熄弧角。故障后500 kV主网形成孤岛情况下,加装SVC能一定程度上改善电压和支援效果,整流侧能减少切机量。

基于时间最优和自抗扰跟踪的广域紧急直流功率支援控制

基于广域测量全局信号、根据时间最优控制理论和自抗扰跟踪控制理论设计了交直流互联电网紧急直流功率支援控制策略,利用时间最优控制驱赶系统状态迅速趋近故障后OMIB新平衡点并对其进行镇定控制。自抗扰控制器通过控制直流功率来实现对虚拟控制量的跟踪;新平衡点基于IEEAC思想通过利用最优布点的PMU实时信号在线不断预测逼近得到。通过6机3区域2直流系统验证表明:该控制策略能最大限度地发挥HVDC联络线的快速调制和短时过载能力,在联络线发生大扰动时,实现紧急控制和对功率缺额网区进行功率支援,其综合控制效果优于传统的线性DCM调制;自抗扰跟踪控制对扰动和模型的不确定性具有强适应性和强鲁棒性;以新平衡点为控制目标的直流调制效果明显优于以初始平衡点为控制目标的调制效果。

基于EMTDC的UHVDC交流侧故障的仿真

采用EMTDC软件建立了详细UHVDC模型,研究了交直流系统并列运行的相互影响,并对交流系统故障进行了仿真。仿真结果表明:逆变侧交流系统故障比整流侧交流系统故障更容易引起换相失败,三相系统故障造成严重的功率损失直至极退出停运,故障期间极控系统的策略有利于交流系统故障后,直流系统迅速恢复,合理的控制模式组合有助于故障后的恢复特性。

基于RTDS双12脉动换流器解/闭锁策略的仿真

为研究极控系统在双12脉动换流器解/闭锁过程中的策略,基于实时数字仿真(RTDS)建立了±800kV特高压直流输电模型,对双12脉动阀组的解/闭锁时极控的组织策略进行了仿真。仿真结果表明,提出的极控策略运用在双阀组的同步解/闭锁、双阀组分步带电投入和退出等特高压的关键技术中,均在RTDS的录波上取得了较好的波形;极控系统与旁通开关在时间、逻辑、顺序上的配合策略具有实际工程使用价值。

基于PSO-FCM算法的同调发电机识别

针对同调动态等值法中的同调发电机分群问题,提出了基于粒子群优化(PSO)的模糊c均值聚类(FCM)算法来识别同调发电机.该算法将聚类中心数作为粒子进行编码,利用粒子群优化的并行性和全局搜索能力,通过不断更新粒子的速度和位置实现寻优,克服了模糊c均值聚类对初值的依赖和易陷入局部极值的缺点.文中还构造了聚类有效性函数来进行聚类效果的评价.IEEE10机39节点系统仿真表明,该算法具有快速、准确、简单、易实现的特点,有效解决了同调发电机的识别问题,可用于电力系统不同运行方式下同调发电机的分群.

基于改进差分进化算法的估计等值法

为解决现有的用于电力系统在线安全分析的估计等值法精度低、收敛性弱的问题,给出了较精细的等值发电机加综合负荷的等值系统模型,以提高等值精度,并提出了基于差分进化(DE)算法的等值系统参数辨识策略.为解决DE存在的早熟收敛问题,构造变异方式不同的两个差分进化群,两群并行进化且定时交换信息,以增加种群的多样性,改善算法的收敛性.仿真结果表明:改进的双群体DE算法有效解决了等值系统的参数辨识问题,算法简单、收敛快,辨识的参数精度高、鲁棒性好;所建立的等值系统模型更符合电网实际,等值后外部系统的动态特性基本被保留;所提基于改进DE的估计等值法可用于在线大规模外部系统的等值化简.