基于广域测量技术的电网实时动态监测系统应用

基于同步相量技术的广域动态监测系统,可以在时空坐标下监测电力系统动态运行特性,弥补了现有SCADA系统和故障录波系统的不足,为实现全网实时控制、提高大电网安全稳定性和传输能力提供了新的途径。文中较详细地介绍了江苏电网广域实时动态监测系统的基本原理、体系结构、功能设计及工程应用情况。

分区电网低频低压减负荷优化分配算法

低频低压减负荷作为电网第三道防线的重要组成,对其动作的正确性、配置方案的合理性及控制策略的准确性都有非常严格的要求。根据电网的历史负荷数据,采用负荷曲线聚类分析及相关性计算方法,研究分区电网低频低压减负荷优化分配算法,形成低频低压减负荷的分配方案,并在电网的实际运行中进行应用,验证了算法的实效性。

试论江苏电网稳定控制技术应用的构想

阐述了当前国内外电网稳定控制技术现状及发展趋势 ,结合江苏电网网架建设情况及电网稳定主要矛盾 ,对江苏电网稳定控制技术的应用及安全自动装置配置的构想与初步实现进行了论述。

中国电网自然灾害防御技术现状调查与分析

对影响中国电网的自然灾害类型及其对电网的影响、应对各类自然灾害的技术现状、灾害防御的困难与问题,以及应对自然灾害的技术需求分析等问题在10家网省级电网公司进行了问卷调查与分析,为今后相关技术、管理领域的研究收集宝贵的数据。提出从一体化的信息平台、电网外部信息的采集与存储、灾害引发电力设备故障的概率模型、灾害影响电网的分析预警与自适应控制决策技术、应对极端自然灾害的生命线工程等方面加强研究,以提升大电网抵御自然灾害的能力。

关于可中断负荷参与系统备用的评述

讨论可中断负荷(IL)市场的经济补偿模型及报价清算规则,指出参与系统备用服务的IL市场与发电侧备用市场之间的协调对于发电充裕性的重要性。将IL的市场引导方式分为2类,即用户接受停电概率换取的折扣电价补偿与在实际停电后按合约赔偿。两者都可按竞价的市场方式运作,并都在容量事故发生后实施负荷的中断。但前者对应于日常的低代价,且像支付发电侧备用的容量费那样,与停电是否实际发生无关;而后者则对应于小概率的高代价,且像支付发电侧备用的电量费那样,只有在实际停电后才支付。两者的经济特性不同,故具有协调空间。强调以量化指标统一反映系统备用的充裕水平与风险代价,兼顾发电备用的经济性和可靠性。

电网广域动态安全监测系统及其动态模拟试验

介绍了一种新型电网广域动态安全监测系统及其动态模拟试验。该系统由 3 部分组成:以相量测量单元(PMU)为核心的子站系统、以同步相量数据平台为核心的主站系统和分析中心站高级应用系统。PMU 在子站实现相量的同步实时测量和打包发送;主站系统对来自子站的相量数据进行再同步处理、存储管理以及转发,为高级分析功能提供实时的或历史的相量数据;分析中心站集成了用于实时在线监视与事后分析的软件。在清华大学电力系统大型发电设备安全控制与仿真国家重点实验室用 3 机 9 节点的试验系统,对该系统的性能进行了全面测试,进行了精度测试以及短路故障、线路无故障跳开和断线等多种扰动下的模拟试验。试验结果表明,该系统具备了对实际电网动态过程进行广域实时监测与分析的能力。

面向波动平滑、负荷跟踪和功率平衡的风电功率优化调控策略

立足不同的目标对风电功率进行适当调控,虽都有助于提高系统接纳风电的能力,但综合效果会因目标和策略的差异而有所不同。对此,提出以风电场集合为对象,以波动平滑、负荷跟踪和功率平衡为目的的3种优化调控策略,并进行比较分析。策略定义变化特性指标分别对风电场集合整体的功率波动性、负荷跟踪特性予以评估,对不符合要求的时段进行适度调控,并给出了消纳调控量的分配原则,以实现风电资源的充分利用;依据风电场间功率变化特性的差异程度,制定了在有关风电场间相对公平地分摊补偿调控成本的机制。算例表明,3种策略通过较少次数的调控或对系统调控资源的较少占用,可有效地平滑风电功率波动,提高风电跟踪负荷变化的能力或改善系统功率不平衡量,有助于提高并网风电场集合的运行效能。

考虑统计和互相关特性的多风电场风速数据模拟生成方法

以各风电场历史风速概率密度函数、风速波动统计直方图与互相关系数为约束因素,提出了一种考虑多风电场统计和互相关特性的风速时间序列模拟生成方法。考虑到以月为统计单位的风速常符合多峰混合威布尔分布规律,首先将各风电场每月风速分布分解为含不同样本数的单峰威布尔分布;其次生成多个符合特定互相关系数及瑞利分布特性的时间序列,并继续转化为多个符合特定互相关系数及单峰威布尔分布特性的数据序列;拼接各风电场已生成序列并对时间顺序进行前后调整,最终得到各风电场符合多峰混合威布尔分布和波动统计特征及不同风速互相关系数的风速时间序列。算例表明,模拟生成的风速数据可较好地兼顾各风电场自身和相互之间的统计规律。

基于静态和动态安全风险的输电规划 (一)确定性的注入功率

按照概率性的N-1准则,采用考虑动态及静态安全风险的输电规划模型,提出“先放松约束,再逐条扩展线路”的优化策略。基于扩展等面积准则(EEAC)稳定性量化理论,评估规划方案的安全风险,根据失稳模式来指导线路的扩展。通过各个优化子问题之间的迭代,克服了多目标优化的困难,同时大大减少了计算量。仿真验证了该模型的合理性和求解方法的有效性。

电力系统低频减载优化研究

低频减载作为电力系统的第三道防线,是一种有效防止系统频率崩溃的手段。结合江苏电网的实际情况,研究电力系统低频减载的优化配置。采用多机模型的时域动态仿真方法,用故障仿真法确定适合低频减载分析的系统模型和参数,通过选择江苏电网的一个典型分区作为研究对象,提出轮级协调动作配合后加速动作来优化调整现有低频减载的方案,以获得更高的安全性和经济性。

含间歇性电源的发电资源互补优化研究

为最大限度实现可再生资源的合理利用和有效平缓可再生能源的波动性,实现发电的连续性和平滑性,定义了不可调资源之间的自然互补特性的定量评价指标——互补率:定义了可调资源和不可调资源之间的人工互补特性的定量评价指标——平滑度。应用互补率和平滑度指标分别研究了风、光的自然互补特性和风、光、储的人工互补特性。综合利用上述两个指标进行了含间歇性电源的发电资源互补优化策略研究。研究结果表明,互补率和平滑性指标提供了不可调资源容量的配比和可调资源的配置容量的定量分析方法,可实现含间歇性电源的发电资源综合互补优化。

电力系统振荡解列装置综析

本文就电力系统故障与振荡的基本特点,对作为平息系统振荡的振荡解列起动装置提出了一般性的要求,并就电网通常采用的ZZJ—2及SBJ—1A型振荡解列装置的工作特性及运行系统定值整定的若干问题进行了系统分析,以便设计运行单位根据装置不同的性能特点,结合电网实际情况,合理选择振荡解列装置。

电力负荷参数辨识的实用改进及实测结果

针对电力负荷参数辨识中出现的参数不稳定问题,对参数辨识过程作了改进:一是将负荷参数分为重点参数和次要参数,只对重点参数进行辨识,对次要参数则直接采用其典型值进行计算;二是给出了参数初始搜索范围选取的一般方法;三是对系统容量基值和感应电动机容量基值下的参数作了一些说明,在进行联网计算时,感应电动机自身容量基值下的参数要根据系统容量基值折合;四是提出了模型类别的判别指标。基于以上改进措施,对河南电网和江苏电网的实测数据进行了参数辨识,表明以上改进措施使电力负荷建模达到实用要求。

负荷特性数据库的建立与应用

用VisualBasic6.0和SQLServer开发负荷建模软件并建立数据库。介绍负荷特性数据库的构成,说明各种表的结构及其之间的关系;从负荷的时变性出发,应用数据库进行各种查询、调用,用实测数据分析负荷特性与时间的关系。实践表明,数据库的建立对负荷特性实测工作有着重要意义,对电力稳定计算的精度以及运行经济效益的提高、保证电网安全稳定运行有着重要意义。

EMS规划态应用软件的开发与应用

设计开发了能量管理系统(EMS)规划态应用软件系统,该系统具备以下特点:应用多态机制嵌入EMS,可直接利用电网的实际运行数据进行数值仿真;能够以系统单线图的方式,动态地修改电网模型,构建未来规划电网,并基于各种实测数据断面,分析电网在不同规模和运行方式下的系统潮流及设备安全状况。提出了系统总体设计方案,介绍了图形、模型、算法分析、数据访问等子系统的设计方案和实现方法。该系统已成功应用于江苏省调电网,为未来规划电网运行方式的研究提供了一个良好的工具。

基于进化策略并考虑宽频段补偿的PSS参数优化

将进化策略结合PSS宽频段补偿特性的方法应用到多机电力系统稳定器(PSS)参数优化。考虑到一种运行方式配置的PSS可能在其他运行方式下失效或恶化,以PSS在低频振荡范围内(0.1～2Hz)产生的附加阻尼转矩△Te与△ω尽可能同相位为目标优化超前-滞后环节参数;再以多机PSS在整个系统内产生的最小阻尼比尽量大为目标进行全局优化。New England 10机系统仿真结果表明,这是一种有效的PSS参数优化方法,所得到的参数优化结果对系统运行方式变化有很好的鲁棒性。

UPFC的潮流和机电暂态仿真模型研究

统一潮流控制器(UPFC)可同时控制母线电压和线路功率,对提高系统稳定性具有较大作用,建立UPFC的潮流和机电暂态仿真模型是电力系统仿真分析的重要基础。文中基于UPFC的基本原理和控制规律,提出了UPFC在潮流程序中的处理方法和在机电暂态稳定程序中的简化模型。在潮流程序中,将UPFC模型等效为两侧的功率注入和PV节点;在机电暂态仿真中,忽略动作速度快、影响较小的快速控制部分和内部环节,建立串联功率控制和并联电压控制的简化仿真模型。该模型在PSD-BPA程序中完成了开发,并与MATLAB详细仿真模型进行了对比,结果表明本文提出的简化模型具有较好的准确性。

江苏电网电力系统稳定器参数优化

将基于进化策略电力系统稳定器(PSS)频域法应用到江苏PSS参数优化。以PSS在低频振荡范围内(0.2～2.0Hz)产生的附加阻尼转矩ΔTe与Δω尽可能同相位为目标优化超前-滞后环节参数;再以PSS极限增益的1/3～1/5确定PSS的增益值。优化仿真结果表明,这是一种有效的PSS参数优化方法,所得到的参数优化结果对系统运行方式变化有很好的鲁棒性。

江苏电网低频低压减负荷优化配置研究(二)——研究方法与动态模型参数的获得

采用时域动态仿真法研究了江苏电网及各分区电网的频率电压动态特性,分别得到了江苏全网和各分区电网的综合负荷频率响应系数。对江苏电网现行低频低压减负荷方案进行了校核,表明可能出现负荷过切、频率悬浮等问题。给出了江苏电网新的低频低压减负荷优化配置方案。研究表明,采用轮级间协调的集中控制型减负荷装置并配以后加速机制可以有效地改善故障下频率电压恢复曲线,减少切负荷量。

基于等效间隔-频率分布的含风电场电力系统随机生产模拟

在随机生产模拟中,负荷的时序波动会导致发电机的起停和相关的动态运行费用。随机生产模拟频率持续(FD)法能反映上述时序波动因素的作用并进行相应的指标评价,但因其没有考虑过短时间间隔内发电机连续起停的不可行性,评价结果存在一定偏差。在风电等间歇性能源接入量不断增加的情况下,系统净负荷的波动性进一步提高,这种现象更加显著。为获得更加合理的评价结果,将负荷频率曲线扩展至负荷超越的间隔-频率分布及间隔-频率分布族,同时反映时序波动的频率信息和时间分布信息,形成了基于等效间隔-频率分布的随机生产模拟解析算法。通过EPRI 36机组算例验证了所提方法的有效性。