柔直配电系统混合型MMC可靠性评估

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)作为柔性直流配电系统中的关键设备直接关系到整个配电系统的安全可靠,因此有必要对其可靠性进行评估。对半桥、全桥以及混合型MMC进行比较分析,对比得出混合型MMC更适合运用柔直配电系统。通过对MMC工作原理、直流阻断能力、冗余配置的阐述计算出了全桥、半桥模块数及比例;建立元件可靠性模型,并运用故障树法对混合型MMC进行了可靠性建模。利用MATLAB针对冗余配置、全桥、半桥子模块比例、IGBT结温及损耗进行算例分析,得出结论:合理的冗余配置以及全桥、半桥比例是设计混合型MMC的关键所在。同时指出了IGBT的运行工况会导致混合型MMC的故障率提升。

柔性互联配电网概率潮流算法研究

随着柔性直流配电技术的快速发展,直流配电网通过电压源换流器连接交流配电网构成的柔性互联配电网已成为当前的研究热点,但到目前为止,对于不确定性分布式电源接入的柔性互联配电网概率潮流计算尚未有文献进行研究。针对缺乏这种柔性互联配电网概率潮流研究的现状,文章开展不确定性研究,在分析了几种常规概率潮流计算方法后,以三点估计法结合改进交直流交替迭代算法作为柔性互联配电网概率潮流实现算法;以Nataf变换方法结合Cholesky分解进行不确定非正态输入变量的相关性处理;以IEEE 33节点配电系统结合国内首个五端直流示范工程-直流配电中心作为算例,验证了所提算法的有效性。

柔性配电网混合型MMC可靠性评估

柔性配电网的可靠性直接关乎着用户的用电体验。模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)作为柔性配电网的关键设备,其可靠性问题是当前研究的热点之一。对半桥、全桥、混合型结构进行对比分析,得出了混合型MMC在实际运用中的优越性。然后详细阐述混合型MMC子模块结构、工作原理、故障阻断能力、冗余配置等,得到在设计混合型MMC时的子模块数目及比例要求。运用故障树法对其进行建模,验证了故障树法进行可靠性建模的可行性。

基于Prophet与XGBoost混合模型的短期负荷预测

准确有效的预测电力负荷对电网的安全稳定运行具有重要的参考价值。通过对Prophet框架和XGBboost(eXtreme gradient boosting)机器学习模型的深度分析,提出了基于Prophet与XGBoost的混合电力负荷预测模型,针对大量的历史电负荷数据、日期信息、气象数据,分别构建Prophet电力负荷预测模型和XGBboost机器学习预测模型,通过误差倒数法将Prophet和XGBoost结合得到混合预测模型。应用所提方法对西南地区某地市历史电负荷数据进行验证,结果证明,Prophet-XGBoost混合模型比支持向量机回归模型(SVR,support vector regression)、Prophet模型和XGBoost模型拥有更高的预测精度,且与SVR模型相比运行时间更短。

基于改进QPSO算法的微电网多目标优化运行策略

针对计及分时电价情景下的孤岛型微电网光伏设备、风机、发电机和储能电池经济性协同优化问题,提出一种微电网中分布式电源日运行成本最小与微电网发电污染物惩罚成本最低相协调的微电网经济调度模型。在考虑经济性的同时也以微电网日负荷曲线削峰填谷方差值最低为指标,以储能装置在每个采样点出力值为优化变量。采用改进量子粒子群算法(QPSO)求解该多目标优化模型,通过建立微电网孤岛运行典型算例进行求解,结果分析验证了所提改进算法的可行性。

一种改进三点估计法的概率潮流计算方法

新能源发电呈现出间歇性/波动性,利用点估计法理论研究基于不确定性量的电力系统规划、运行与控制是当下的研究热点。本文针对近年来在电力系统概率潮流计算中的常用方法三点估计法开展改进性研究,提出一种改进三点估计法的概率潮流计算方法。该方法为克服三点估计法尾部准确度不足的问题,通过增加一组正态分布尾部点的组合并结合三点估计法进行计算,以Nataf变换与Cholesky分解处理相关性输入变量,通过Cornish-Fisher级数拟合得到概率分布函数。以IEEE 14节点以及IEEE 33节点的系统进行测试,结果验证了改进三点估计法概率潮流算法的正确性。

基于电热耦合模型和寿命预测的IGBT可靠性评估

针对IGBT可靠性评估中结温与运行工况和工作特性紧密相关的问题,以及考虑寿命预测中受多因素的影响,基于IGBT结构及失效机理,提出基于电热耦合模型和Bayerer寿命预测模型的IGBT可靠性预测流程,并结合贵州大学城市配电网柔性互联关键设备及技术研究示范工程,以MMC和DAB换流器中IGBT模块为研究对象,建立其热网络模型并根据设备实际运行工况计算内部IGBT芯片、FWD功率损耗和瞬时结温;通过雨流算法提取温度循环获得IGBT结温统计特征,从而得到IGBT的寿命预测和可靠性评估相关参数,并与利用功率循环曲线计算的失效率进行对比,结果表明,考虑了工作运行状态并基于电热耦合模型和寿命预测模型获得的失效率更能反映IGBT的实际运行情况。

下垂控制下柔性配电网有功功率调制技术

为解决传统配电网馈线负载不均衡情况,利用多端SOP构成柔性配电网,结合下垂控制提出一种基于均衡控制的功率调制技术;通过采集馈线送出功率实时调节下垂控制换流器的有功功率给定命令均衡接入多端SOP的各回馈线负载均衡。利用PSCAD/EMTDC搭建柔性配电网模型验证所提方法的有效性,对基于多端SOP的柔性配电网推广具有一定指导意义。

基于序惯蒙特卡洛模拟的交直流互联配电网可靠性评估

随着环境保护和高质量发展背景下社会生产方式的转变,现有配电网消纳间歇式可再生能源弱、可控水平低、供电品质单一等问题日益突出。配电网电力电子化是解决以上矛盾主要途径之一,已成为当前研究热点。未来配电网必将采用以交直流互联系统为主体、接入各类型分布式电源、网源荷储协同的技术形态。本文以柔性互联配电网为研究对象,建立了模块化换流器、直流变压器等互联关键设备可靠性模型,然后设计了基于序惯蒙特卡洛模拟法的柔性互联配电网可靠性评估流程;最后,在IEEE 33节点基础上构建了五端柔性互联配电网,将所提评估流程用于该配电网进行评估,结果表明引入柔性电力电子开关后形成的交直流互联配电网,可以有效改善系统停电频率指标(SAIFI)及户平均停电持续时间(CAIDI)。