采用统一磁路及空载试验的变压器饱和模型

为了精确地对变压器饱和进行仿真并建立变压器饱和模型,提出了一种基于统一磁路(UMEC)模型及空载试验的变压器饱和新模型。该模型利用UMEC来表示磁路中各个磁导之间的关系,并采用变压器空载试验获得电压、电流有效值曲线和功率损耗曲线,通过分段线性化方法得到变压器励磁磁导与电流之间的关系而近似表示磁路的饱和。该模型充分利用了UMEC模型的优点,如无需绕组匝数、铁芯横截面积和铁芯长度,以及UMEC模型中铁芯磁导和铁轭磁导之间存在的关系,使得通过励磁支路的非线性也间接地反映了铁轭的非线性;同时,其励磁支路的非线性只需通过简单的变压器空载试验就可获得。仿真计算表明,该方法既具有较高的仿真精度,且由于参数易得,在实际工程中推广使用方便。

计及离散变量基于互补约束全光滑牛顿法的无功优化

针对电力系统无功优化确定性算法在处理离散变量时有困难及收敛域小的问题,提出把基于互补约束的全光滑牛顿算法用于含离散控制变量的电力系统无功优化。该方法使用光滑松弛函数,以避免海森(Hessian)矩阵的奇异性,将优化模型的1阶优化条件(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)中的互补约束条件转化为光滑非线性方程,从而把非线性优化问题重构成一组非线性方程组的根求解问题,并用牛顿法进行求解。在此基础上,进一步提出以离散变量的2个边界构造其互补约束条件,并将约束条件直接嵌入到牛顿法中,实现离散变量在优化过程中的逐次逼近。算例表明:该无功优化方法具有大范围收敛性,突破了基于内点法等的无功优化技术要求系统初始点必须位于系统可行域之内的限制;采用互补约束条件处理离散变量,简单有效,能够可靠地同时得到连续变量及离散变量的最优解。

基于500kV网架的电网黑启动试验分析

为提高山东电网应对大面积停电应急处置能力,验证山东电网基于500 kV网架黑启动方案的可行性,建立由抽水蓄能机组远距离黑启动600 MW大型火电机组的山东电网黑启动模式。在试验过程中,当泰山站对邹泰线送电约2 s时,抽水蓄能电站1号机组跳闸。通过EMTP/ATP软件建模和分析,发现邹泰线合闸操作过电压激发了系统在自振频率上的线性谐振,使系统电压二次谐波分量迅速增长,最终导致试验失败。电网黑启动应充分考虑系统过电压带来的影响,特别是对远离发电机组的空长线,由于等值电源内阻较大,易激发系统在其自振频率上的线性谐振。同时,提出带线路零起升压的黑启动防谐振方式。

基于故障录波器的机组参数辨识

提出基于故障录波器(DFR)的机组参数辨识新方法,采用DFR所记录的有关机组的量测量,通过对发电机子系统、励磁子系统、调速及原动机子系统等所有子系统进行数学建模,获得各子系统输入、输出及待测量之间的函数关系。采用基于粒子群的调节优化技术,对所有待测量进行迭代调整和优化,使得模型输出逼近实际输出。该方法无需进行现场试验,仅基于DFR记录数据即可实现机组各子系统所有参数的辨识。算例表明该方法具有辨识精度高、计算速度快且实际应用方便的优点。

考虑电池寿命和过放现象的风电场储能容量优化

风电接入量的增加给电网的安全稳定运行带来了挑战。引入储能系统使风功率输出最大程度地满足期望输出,以减小风电不稳定特性造成的影响。将放电深度及过放现象等造成的寿命损伤折合为运行成本,将未满足期望输出部分的能量折合为惩罚成本,同时考虑储能设备的固有成本,以这三部分综合经济成本最小为优化目标,以功率约束、容量约束、电池寿命约束为约束条件,以遗传算法为求解方法,求解最优的储能容量。算例分析结果表明,采用该方法求得的最优容量,既可以保证较小的经济成本,也可以将功率波动控制在较小范围内。此外,对运行成本、惩罚成本、固有成本的关系进行了分析,证明了引入运行成本的必要性。

节点电压为状态变量的交直流电网潮流算法

当今,交直流电网快速发展,交流与直流的关联与耦合程度越来越强,交直流电网潮流问题必须得到有机、统一的处理。从同步电网角度出发,交直流电网潮流的本质依然显现交流电网的特性。由此,以包含电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的直流网络为例,以交流网络和直流网络的节点电压为最小状态集,推导换流站仅关联状态变量的功率方程,并通过对直流节点分类,在不同的控制方式下演绎相关节点潮流方程的修正,用牛顿-拉夫逊方法对其求解。修正方程式中的雅克比矩阵体现了交直流的耦合关系且维持良好的稀疏规律,可以实现在算法中沿用稀疏技术,有利于进一步分析和研究交直流电网性能。以修改的IEEE 57节点交直流电网为例,验证了所提算法的有效性和求解效率。

基于电网固有结构特性的配电网最优无功补偿方法

提出了一种基于电网固有结构特性的配电网最优无功补偿方法。首先根据无功就地平衡的原则,以无功补偿节点为分解点划分子系统,并在子系统内基于电网固有结构特性确定无功补偿容量,以此确定系统运行的最优补偿,然后在有无功补偿容量受限的情况下,采用启发式的回推算法修正补偿方案,最后基于电网结构调整以顺应系统源流特性的原则,确定最终的无功补偿方案。算例分析验证了所提方法的准确性和计算效率。所提方法不仅可用于配电网电容器快速最优投切决策,还对配电网最优无功补偿配置具有重要作用,具有良好的实际应用前景。

基于综合灵敏度分析的线路过载联切负荷优化决策方法

从协调优化多线路过载后系统切负荷方案出发,提出一种基于综合灵敏度分析的线路过载联切负荷方案优化决策方法。依据节点导纳矩阵与网络关联矩阵,推导出节点切负荷量与支路电流间的灵敏度关系,计及线路过载程度,提出节点综合灵敏度指标,通过指标计算进行备选切负荷节点筛选。考虑事故影响与事故评级,提出节点切负荷均衡性指标,以经济成本与节点切负荷均衡性指标的加权值最小为优化目标,建立线路过载联切负荷方案优化决策模型,并利用自适应粒子群优化算法进行求解,确定最终切负荷方案。实际系统仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。

基于时间序列和神经网络法的风电功率预测

为克服风速与风电功率之间的非线性关系对预测精度的影响,建立了基于时间序列法和神经网络法的改进预测模型。用时间序列法建立风速预测模型;利用神经网络法建立风速-风电功率模型,并以风速预测数据为输入量预测风电功率。以某风电场为例,比较分析了该改进模型与传统预测模型的平均绝对误差和相关系数,结果表明该改进预测模型可有效提高预测精度。