一种改进的配电网潮流算法

提出了一种基于叠加原理的改进Zbus算法。该方法与牛顿法相比,对初值不敏感,R/X比值也不影响算法的收敛性;与前推回代法相比,无需复杂的节点编号,能简单地处理弱环网络。两馈线合环运行时,其中一电源作为PV节点处理,另外一电源作为平衡节点考虑,在潮流计算中PV节点用补偿法进行处理。最后,将提出的方法用于高阻抗比R/X的30节点的配电网系统进行测试,测试结果证明了该方法的有效性。

智能用电条件下用户用能管理与服务平台

提高用户用能管理水平、提升用户用能的服务质量,是智能用电的一个主要目标,因此探讨了智能用电条件下用户用能服务管理平台的建设。分析了当前智能用电体系下用户用能管理的不足和发展瓶颈,介绍了其系统架构、功能设计和软件结构。从软件安全和信息安全方面阐述了平台的安全部署。介绍了国家有关节能补贴政策,基于此分析了用户用能管理服务推广所需的外部政策环境。

微电网中微型燃气轮机发电系统整体建模与仿真

微型燃气轮机发电系统能同时产生热能和电能,具有排放少、效率高、安装方便、维护简单等特点,成为热电联供微电网中最有发展前景的分布式电源。文中根据微型燃气轮机发电系统的动态特性,考虑基本的V/f和PQ控制策略,采用正弦脉宽调制(SPWM)逆变器,以"统一"模块化思想建立了微型燃气轮机发电系统的整体模型,并采用PSCAD/EMTDC软件,在动态负荷条件下对该微型燃气轮机发电系统进行仿真,分析了微型燃气轮机与电力电子变流装置及负荷之间的相互影响。仿真结果表明,所构建的系统模型的动态特性符合实际,为进一步研究微电网中各种分布式电源之间的协调控制奠定了基础。

一种改进的1000kV级输电系统无功补偿措施

对现有的各种特高压输电系统无功补偿措施进行了综述和评价,发现特高压输电系统采用可控高压电抗器所取得无功补偿效果最为理想。提出了采用65%的固定高压电抗器(可投切)加30%的可调节高压电抗器的改进方法,并对几种补偿措施进行了比较,仿真结果验证了该方法的有效性。

适用于大电网动态仿真的电化学储能电站多场景仿真建模及应用

新型电力系统中储能装机规模的大幅提升,为电化学储能电站参与电网多样化调控功能提供了基础。针对储能电站缺乏一套完善可靠的适用于大电网的仿真模型问题,开展了储能电站机电暂态及中长期动态仿真的建模研究及程序开发,覆盖了正常工况、故障穿越工况、频率支撑以及参与自动发电控制系统(automatic generation control,AGC)二次调频等储能参与大电网调控的典型应用场景。提出了故障穿越期间的功率控制策略模型以及储能参与AGC二次调频模型,并基于实际工程录波曲线及某省级电网案例完成了仿真模型的正确性对比及功能性验证。仿真结果表明,所构建的仿真模型可以适用于大电网多场景的动态仿真,并具有较高的准确性。

超级电容器串联技术的研究

串联超级电容器组的电容电压不均衡是目前超级电容器储能应用的一大难题,实现串联超级电容器的电压均衡可以延长超级电容器的使用寿命,增加储存能量,提高储能系统的可靠性,因此实现这个目标可以使超级电容器的应用取得重大性地突破。本文讨论了目前正在研究和已经应用的超级电容器电压均衡方法,这些方法对超级电容器储能系统有很大的意义,而且对提高电能质量具有很高的实用价值。

基于拓扑图动力学模型的电网图自动布局研究

电网图自动布局对改进电力系统分析方法和提高工作效率具有重要意义。文中提出了以5种作用力为基础的拓扑图动力学模型,构建了运动方程与稳态方程;并提出一种拓扑图进化策略,能够克服单纯动力学模型局部寻优的缺陷,增强了拓扑图自动布局和优化的能力。所提模型及优化策略不仅考虑到不依赖于任何位置信息进行电网图自动全新布局,还支持对已有的电网图进行自动适应并补充布局,因此能够适应各种规模和电压等级的电网,自动布局效果良好且速度快。将该模型应用于PSD-Clique软件,取得了理想效果。

适用于电磁暂态高效仿真的变流器分段广义状态空间平均模型

针对新能源并网变流器电磁暂态仿真精度和效率的平衡问题,研究新能源并网变流器的常用平均化建模方法,提出适应大规模新能源并网电磁暂态高效仿真的变流器分段广义状态空间平均建模方法。该方法将分段技术应用于变流器广义状态空间模型中,将变流器动作特性一致的时间段合并研究,实现分段时间上变流器电磁暂态的变尺度建模。应用提出的变流器分段广义状态空间平均模型进行算例仿真,结果表明该模型实现了变流器暂态仿真中效率和精度的平衡,能够适应大规模新能源并网变流器的高效仿真。

线路综合故障电磁暂态建模与仿真

采用电磁暂态建模原理,利用时域仿真算法,建立了线路综合故障模型。该模型能够实现短路故障、断线故障、断线加短路故障、发展性故障的统一模拟。采用阻尼梯形法推导的电磁暂态方程。能够避免故障时的数值振荡问题。建立的等效断线故障电磁暂态模型在考虑对地电容影响的情况下,利用节点收缩原理消除了断口节点,较增加断口节点方法大幅降低了计算量,且比串联高阻抗方法仿真结果更加合理。同时,提出了断线故障下短路以及短路下断线的模型处理方法。仿真结果表明,所建模型可用干线路复杂故障情况下的电磁暂态过程研究,是线路故障下保护动作行为分析的有效手段。

考虑励磁非线性的通用变压器及其故障电磁暂态模型

为了实现不同接线形式、不同电磁耦合方式的变压器及其故障状态下的电磁暂态仿真,提出了一种考虑励磁非线性的通用变压器及其故障电磁暂态模型。采用虚拟节点法建立了通用变压器模型,通过调整节点间拓扑关系和励磁支路位置实现不同类型变压器模拟。在通用模型基础上,利用分段线性化和插值处理技术实现非线性励磁支路的处理,同时采用修正导纳阵元素和节点注入电流的方式实现了短路、引出线及绕组断线等故障的模拟。将该模型嵌入到自主开发的电磁暂态仿真软件中并进行测试,结果表明,该方法能够正确模拟变压器及其故障状态下的电磁暂态过程。

智能变电站数字物理混合仿真培训系统研究与应用

提出了智能变电站混合仿真培训系统的整体架构,详细介绍了其关键技术和应用情况。采用高性能嵌入式实时操作系统,多核多CPU并行处理技术和实时仿真算法开发了智能变电站实时仿真软件;采用B码对时同步方式及PCI总线技术自主开发了电子式互感器模拟装置、合并单元模拟装置、智能终端模拟装置等接口设备;利用数字物理接口技术实现数字仿真与真实二次设备无缝连接,搭建了智能变电站闭环培训环境。该系统为专业人员提供了全场景、全过程的实训平台,满足智能变电站运行、维护、检修人员的培训需求。

双馈风力发电机组快速电磁暂态仿真模型

双馈风电机组含变换器等电力电子设备,电磁暂态仿真步长小、速度慢。为实现双馈风电机组的快速电磁暂态仿真,利用开关函数平均化的思想,建立了考虑Crowbar保护电路投切、变换器闭锁暂态过程的受控源型变换器统一简化等效模型,并提出一种预测校正的调制量计算方法,基于该等效模型构建了完整的双馈风电机组快速电磁暂态仿真模型。最后,以1.5 MW双馈风力发电机组为例,基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建模型,从正确性、仿真步长适应性和仿真速度三方面对快速电磁暂态仿真模型进行验证。通过仿真结果比对分析,证明了该快速电磁暂态仿真模型不同应用场合的适用性。

一种区域配电网电磁暂态实时仿真方法的研究

为了满足区域配网电磁暂态仿真实时性要求,提出了一种基于长线路原理对弱连接网络进行分割,实现解耦并行计算的方法。本方法首先利用长线路解耦原理搭建仿真模型,对仿真电网进行分块解耦;然后将子系统间进行并行计算,每个计算时步进行一次数据交互。最后,搭建实际的配网仿真系统。经验证表明:本文提出的实时仿真解耦并行算法是正确和有效的,计算结果满足精度要求,同时大大提高了仿真计算速度,实现了区域配电网的电磁暂态实时仿真。

新型区域配电网数字物理混合仿真系统研究

随着大量分布式电源及新型电力电子设备接入配电网,迫切需要开展面向新型区域配电网的仿真分析关键技术研究,为配电网的规划、运行、科学研究与试验提供先进实用的分析技术和仿真手段。介绍了电力系统物理仿真、数字仿真和数字物理混合仿真,阐述了现有RTDS、ARENE、HYPERSIM、DDRTS等几款主流商业数字物理混合仿真系统的特点及其优缺点,并对数字物理混合仿真的分类方法进行归纳。然后从平台研发、模型建立、算法研究、接口开发、故障模拟等方面对新型配电网数字物理混合仿真技术进行了全面叙述,初步探讨新型配电网数字物理混合仿真系统研究,为进一步展开相关研究开发工作奠定基础。

基于虚拟中点功率的潮流估算模型

常规潮流算法无法保证任意情况下均能可靠收敛。该文提出潮流估算的新概念,对潮流估算模型及实现方法开展研究。提出一种潮流估算模型,采用交直流解耦、有无功解耦策略,设计一种具有虚拟中点的支路模型,基于虚拟中点功率构建潮流估算方程并给出其求解方法,通过有功和无功的自动调整措施进一步增强潮流估算模型的鲁棒性。采用实际算例对潮流估算结果进行误差量化分析和鲁棒性分析,验证该潮流估算模型的有效性和可行性。潮流估算与辅助调整程序现已开发成熟,能够适用于实际的电力系统。

考虑锁相环动态的柔性直流输电机电暂态模型

在进行柔性直流输电系统的规划设计、调度运行以及稳定性分析与研究等工作时,离不开准确可靠的柔性直流输电机电暂态模型。柔性直流输电系统中,锁相环（phase locked loop,PLL）模块起着测量并向控制系统提供相位信息的作用,其对相位信息的测量不是完全理想的,而是存在动态过程。现有的柔性直流输电机电暂态模型中均忽略了锁相环对相位信息的动态测量误差,这与实际动态过程不符,在一定程度上降低了柔性直流输电系统机电暂态模型的仿真精度。该文分析了忽略锁相环动态对柔性直流输电系统机电暂态模型仿真精度的影响,并提出了在机电暂态模型中考虑锁相环动态的方法。通过与电磁暂态模型的仿真对比以及大电网算例仿真,验证了所提出的考虑锁相环动态后的柔性直流输电机电暂态模型的准确性和适用性。

调度自动化混仿培训系统的模拟远动终端设计

针对当前调度自动化混合仿真系统应用需求,提出了一种基于IEC60870-5-104规约的调度自动化混仿仿真培训系统的模拟厂站远动终端通信解决方案。系统主要分为:核心电网仿真模块、通信模块、真实调度主站系统3部分。采用共享内存方式实现核心电网仿真模块与通信模块之间的数据交换,并使用多线程方式与真实调度自动化主站通信,不同厂站使用不同端口号作为识别,采用同一网口与调度主站前置建立物理链接。经实际工程应用表明:文中提出的方案切实有效,保证了多个厂站运动终端模拟的实时性、高效性;同时接线、操作简单易行、维护方便,满足调度自动化混合仿真培训需求。