提升配网承载力的分布式新能源故障穿越控制

为了改善分布式新能源故障穿越(FRT)能力并提升区域配网承载力,以新能源光伏并网系统作为研究对象,提出了基于改进电网电压前馈与双环控制的光伏并网逆变器FRT优化策略,通过将电网电压以及负载电流的变化引入电流环,能有效加快电流环对扰动的反应速率,抵消电网故障的影响。500kW光伏逆变器的实验结果表明,所采用的控制策略有良好的动态性能,能抑制电网电压跌落时的逆变器过流,保障系统正常运行。

多维因素制约下新能源消纳能力评估方法研究综述

大规模新能源的安全高效消纳矛盾是构建新型电力系统过程中亟待解决的关键科学问题。由于新能源渗透率是制约新型电力系统调节能力和抗扰动性能的重要边界,准确评估新能源极限消纳能力对电力系统规划、运行与控制具有重要意义。该文对新能源消纳能力评估方法的国内外研究现状及发展趋势进行了全面述评。首先,诠释新能源消纳能力的基本概念和评估指标;基于新能源出力特点以及新型电力系统“源–网–荷”演化趋势,深入阐述制约新能源消纳能力的关键因素;为了应对新型电力系统在新能源高比例渗入过程中面临的共性问题与挑战,构建了新能源消纳能力评估的总体研究框架,从电力电量平衡、安全稳定约束和电能质量3方面对当前新能源消纳能力评估方法的国内外研究现状进行述评;最后,展望了未来该领域仍需重点研究的方向。

限流器配置与网架结构优化协同的受端电网短路电流抑制策略

如何有效地抑制短路电流水平已成为受端电网规划和运行中不可忽视的问题。文中量化和构建了计及超导故障限流器(SFCL)配置与网架结构优化的短路电流约束。在此基础上,提出了一种SFCL配置与网架结构优化协同的短路电流抑制模型,采用基于McCormick包络的交流潮流线性化框架,并通过循环结构最小化松弛误差。为有效求解上述模型,将主问题分解为若干子问题,设计了基于嵌套Benders分解算法的求解策略。基于改进的IEEE 39节点系统和河南电网规划系统开展仿真分析,验证了所提策略在经济性和短路电流抑制效果方面的有效性和实用性。

基于PCA-OLS模型的系统等效惯量中长期预测

为综合考虑多重影响因素与系统等效惯量之间的量化关系,本文提出一种基于主成分分析-普通最小二乘法的系统等效惯量中长期预测模型。根据电网实际调度规则搭建简化的开机方式优化模型,构建系统等效惯量中长期预测历史数据集;利用主成分分析对系统等效惯量主要影响因素的多重共线性进行消除,得到主成分表达式;进行多元普通最小二乘法回归,反标准化后得到系统等效惯量解析模型。根据某电网能源发展规划数据,对未来系统惯量水平进行推演,可快速预估不同运行方式下系统等效惯量的演化趋势及非同步电源承载能力。

基于时间连续性及季节周期性的风速短期组合预测方法

根据风电机组功率曲线,可由风速计算出风电机组出力,因此,风电功率预测问题可转化为风速预测问题。基于风电场气象及风速数据的时间连续性及季节周期性,提出了一种风速短期组合预测模型。该模型采用模式识别技术分别提取时间连续性的样本及季节周期性的样本,以反向传播(BP)神经网络作为预测模型,得到风速横向预测值和纵向预测值,最后再通过BP神经网络进行组合预测。对国内某风电场的风速预测结果表明,所提出的风速预测模型可行、有效,具有较好的预测精度。

计及新能源虚拟惯量的电力系统等效惯量评估

随着新能源规模化并网,并通过虚拟同步机(VSG)参与系统调频,虚拟惯量成为系统惯量的重要组成部分。为此,提出一种计及新能源虚拟惯量的电力系统等效惯量评估方法。首先,建立新能源VSG等效虚拟惯量和同步发电机转动惯量统一惯量解析模型;其次,采用受控自回归模型进行动态建模,将惯量求解问题转化为模型中参数辨识问题,进而利用有功—频率时间序列数据,采用自适应递推最小二乘算法求解模型中的待辨识参数,引入自适应遗忘因子并对其进行动态调整,实现不同工况下系统等效惯量的连续追踪;最后,在IEEE 39节点系统上进行仿真分析,实验结果验证理论分析的正确性与辨识方法的有效性。

光伏集中并网电压约束下的准入容量与电压波动的评估方法

大容量光伏集中并网必定会对整个配电网特别是并网点的电压造成一定的影响,而光伏出力的随机性也会引起电压的随机波动。为此,建立了光伏集中并网后引起并网点电压偏差的数学模型,导出了以电压偏差不越限为约束的光伏准入容量,定义了能够全面反映母线电压波动情况的4项指标,即分布重心、离散度、偏度和峰度,提出一种评估光伏并网下电力系统电压波动状况的方法。基于光伏出力的随机模型在PSCAD中建立了符合实际情况的光伏电站组件,并以单电源链式配电网为例验证了上述指标的准确性和有效性。最后将所提指标和方法用于某地区含光伏电站电网的电压波动程度的评估,结果表明该指标和方法可为光伏电站并网点的优选提供参考依据。

风电并网后电力系统可靠性评估和备用优化研究

为了定量研究风电并网对电力系统的可靠性和备用配置影响,基于蒙特卡罗方法和粒子群优化算法给出了一种风电并网后的电力系统可靠性评估和备用优化模型。利用历史风速数据统计得到风机的出力概率分布图,并利用蒙特卡罗算法,对各种条件下风电并网后的电力系统进行了可靠性评估。设计了一种基于可靠性指标的备用优化模型,利用粒子群算法对比优化前后所需备用容量的大小。测试算例评估结果表明,不同接入容量、接入点和接入方式对最后的电力系统可靠性影响不同,并得到了不同容量下的风电场容量可信度,为含不同风电入网容量下的电力系统调度提供了备用量化指标。加入实际系统后的进一步研究表明了风电并网后备用优化的有效性和必要性。

多直流馈入受端电网主网架承载能力评估研究

随着直流馈入数量和容量的阶越式增长,中国部分受端电网“强直弱交”特征凸显,运行形态及稳定特性日趋复杂。考虑多直流馈入受端电网在正常和故障状态下的适应性问题,提出一种全面评估受端主网架承载能力的多维评估指标体系。该指标体系可用于揭示多直流馈入受端电网在正常状态、故障发生和故障恢复3种运行场景下的电网强度、抗扰能力和弹性水平,从而综合评估受端主网架承载大规模特高压直流馈入的能力。基于河南省电网规划数据开展了应用实证研究,评估得到制约河南主网架直流承载能力的薄弱环节,并进一步给出了提升河南省主网架承载能力的应对策略。

基于综合权重与TOPSIS法的光伏并网影响综合评价

针对现有评价光伏并网影响指标不足或不尽合理的情况,提出了一套更为全面合理的两级化评价指标体系,对于一级和二级指标,分别采用主观赋权法和熵权法求取权重,从而得到二级指标的综合权重。采用综合权重和逼近理想解的排序方法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)对光伏并网的影响进行评价,不仅可以体现主观赋权的优越性,同时还能充分利用各种数据信息使评价结果更符合实际情况。实例表明,该方法是一种合理有效的评价方法。

基于改进和声算法的配电网风电机组选址定容方法

本文在考虑配电网风机规划时,量化风电的环境效益以突出风电减排效益,建立了考虑风电环境效益的风电并入配电网规划模型,分析风电并网引起的配网成本效益变化,并以配电网风电净收益最大为目标函数,之后,本文提出结合差分进化算法与和声算法进行模型求解,改进和声算法中搜索方向性不定的缺点。算例中通过与未考虑风电环境效益的规划方案进行对比,得到量化环境效益能提高风电在配网中渗透率的结论,通过与基本和声算法的对比,可知改进和声算法收敛性较好。

三维激光扫描技术在工程测量中的应用

为提高数据获取精准度,加快测量工程进度,文章以某大厦空中连廊吊装施工项目为例,创建了建筑三维模型、二维线划图等成果,开展了三维激光扫描技术在建筑施工中的应用研究。应用结果表明,该技术获取数据的精准度较高,可为空中连梁吊装施工作业的开展提供数据支撑,解决了施工作业数据精度差、测量工作难度大、信息不完整等问题。

考虑电网支撑能力约束的煤电退役与调相机配置协调策略

为了尽可能减少煤电机组退役和大规模非同步电源馈入对受端电网安全稳定运行的影响,本文在兼顾电网支撑能力约束的基础上提出了煤电退役与调相机配置协调策略。首先,构建了煤电机组对直流落点的无功支撑系数指标,并综合考虑机组役龄、污染物排放量、煤耗率等常规因素确定受端电网煤电机组的退役优先级顺序。进而,基于预想故障下系统的最大频率变化率和极值频率偏差约束得到煤电机组可退役的最大容量,形成相应的煤电机组退役策略。然后,提出了基于二分法的同步调相机配置策略,该策略可以对投建调相机的容量和选址进行决策,通过在煤电退役路径中协调配置调相机,确保受端电网的电压支撑能力满足要求。最后,在受端电网配置调相机后,对煤电机组可退役的最大容量进行同步更新,并对煤电机组退役策略进行相应的调整,实现煤电机组退役和调相机配置的相互协调。基于改进的IEEE 39节点系统和河南电网规划系统开展了仿真分析,根据多馈入短路比和预想故障下的暂态仿真结果可知,在煤电机组退役容量相同的情况下,与传统的煤电机组退役策略相比,本文所提策略确定的煤电机组退役顺序可以有效降低机组退役对受端电网静态电压稳定性的影响,并且可以降低大扰动故障下对受端电网暂态电压稳定性的影响。

基于类BCG模型的产业集聚区供电保障能力评估

分析了产业集聚区供电保障能力评估的研究框架,提出了用电关联度、用电充裕度指标,结合BCG模型及集聚区供用电现状构建了基于优先关注度矩阵的产业集聚区供电保障能力评估模型,并以河南省产业集聚区供用电为例进行分析,为优化河南省电力公司集聚区后期的电网规划方案提供了依据。

基于逼近理想解法的现代配电网成熟度评价

针对目前现代配电网缺乏成熟度量化评价的问题,研究了适用于现代配电网发展成熟度评价的评价指标体系及评价方法。选取2014年已有的评价指标数据和2020年规划评价指标数据作为及格线和满分线,通过一次曲线拟合得到给定样本各项评价指标的分数,并在各项评价指标本身统计学特征参数—标准差和特征值的基础上得到各自可反映各项评价指标价值的变异系数。借助变异系数计算将各个指标赋予相应的权重,保证了评价的客观性。在此基础上运用逼近理想解法计算得出每个样本与正负理想样本之间的距离,借助相对接近度的计算可以直观地体现各地区的排名。以某省5个地区配电网为算例,验证了评价体系能正确客观的评价现代配电网的发展水平,证明了评价体系对于提高配电网的电能质量和提高整体运行水平有着重要意义。

基于全局灵敏度的光伏不确定性对电力系统小信号稳定的影响评估

介绍一种基于全局灵敏度分析的光伏不确定性对电力系统小信号稳定性影响的量化评估方法,利用该方法可辨认对电力系统小信号稳定性影响最大的不确定因素。文章介绍了包含光伏的电力系统小信号建模方法,包括光伏的不确定性模型和光伏出力相关性的处理方法;阐述了各种不确定性对电力系统小信号稳定性的影响机理。介绍了全局灵敏度在电力系统不确定因素排序中的应用,包括一阶灵敏度指标(FOSI)和总灵敏度指标(TESI)的计算方法和流程。通过9母线和68母线系统验证了文章所提出方法的有效性。研究结果表明,该方法可以准确地对电力系统中的不确定性因素进行排序,从而提高不确定性分析的效率,为电力系统的规划和运行提供理论支撑。

基于多新息辨识的电力系统节点惯量估计方法

随着高比例新能源并网、大容量直流密集接入和常规电源持续关停,电力系统原本相对均衡的惯量资源分布格局被打破,转动惯量在空间分布上发生了新的变化。为使系统运行人员及时感知惯量空间分布情况、精准定位惯量薄弱节点,提出一种基于多新息辨识的电力系统节点惯量估计方法。首先在分析系统惯量资源对节点惯量支撑作用的基础上,基于输出误差滑动平均模型构建惯量空间分布估计模型。进而采用多新息辨识方法求解模型中的待辨识参数,得出系统内所有节点的等效惯量,评判整个系统的惯量空间分布情况。最后在IEEE 39节点系统上进行仿真分析,验证了所提方法的有效性,以及对不同规模、不同位置故障的适应性。

一种基于最优电流控制适应多变环境条件的光伏系统MPPT策略研究

在时变环境参数与运行电流之间确定了一种精确的非线性函数关系,从而在时变环境条件下基于模型参数优化实现了一种新型的最大功率跟踪控制策略。该控制方法在任意光照及温度条件下直接以最大功率点对应的运行电压或电流为控制目标来实现最大功率跟踪控制;基于所确定的非线性关系发现了最大功率点运行电流对光照在较大的区域内具有较强的相关性。仿真实验证明该控制策略能够实时精确地跟踪最大功率点功率,即使在低辐照度条件下同样表现出良好的精确性及无振动性。

VSG低电压穿越的特性分析及控制方法研究

虚拟同步发电机(VSG)为风电、光伏等可再生能源提供了一种友好的并网方式。然而,常规VSG在电网电压跌落后易出现过流问题而退出运行。该文基于VSG的典型模型对其在电网电压对称故障后的动静态特性进行了分析,并提出一种改进的低电压穿越控制方法。所提方法在并网情况下切出VSG的无功-电压控制环节,通过有功和无功功率的协同控制避免VSG在电网电压跌落后的稳态过流,并引入基于最大故障相电流的时变虚拟阻抗以抑制VSG在电网电压跌落和恢复时刻的瞬态故障电流。基于Matlab/Simulink构建了VSG并网仿真模型,验证了VSG在电网故障后特性分析和低电压穿越控制方法的有效性。

政府监管下综合能源系统不确定性分析及评估

构建高效的综合能源系统是解决传统能源产能过剩和可再生能源未充分消纳等问题的重要举措。首先构建了政府监管电价下的区域综合能源系统优化调度模型;以最小化总运行成本为目标,涵盖了电、热、冷、风、光以及储能单元,研究了源荷以及电价具有的不确定性,提出风险评估指标;最后通过算例对综合能源的优化调度及不确定性分析方法加以验证。分析结果表明,综合能源系统有助于促进多能互补,提高清洁能源消纳率。提出的不确定性分析方法能促使决策者对不确定因素造成的风险有更加直观的了解,从而制定经济性更优的调度策略。