基于全纯嵌入法的电力系统静态电压稳定性研究

快速准确地计算电压稳定临界点能够有效评估电力系统静态电压稳定性,有利于实现电网安全稳定运行的监测与控制。结合复分析与数值逼近理论,提出了一种基于全纯嵌入法的静态电压稳定性分析方法。首先,构建电力系统潮流的全纯嵌入模型,将电压函数以级数形式解析展开;然后,通过Padé逼近算法,建立电压关于嵌入变量的有理函数解析式,提出一种基于有理函数零极点分布来预测电压稳定临界点的方法;最后,研究幂级数项数、软件的运算精度对电压稳定临界点计算结果的影响。该方法采用非迭代思想,相较于传统的连续潮流法,无需多次求解潮流方程,计算复杂度大大降低,时间优势更加明显。仿真算例验证了所提方法的有效性及准确性。

考虑抑制MIDC后续换相失败风险的节点差异化动态无功补偿方法研究

多馈入直流系统(multi-infeed direct current,MIDC)多回直流间电气联系紧密,交流侧故障导致的换相失败若无干预极易引发后续连锁反应直至直流闭锁,严重毁坏系统安全稳定。动态无功补偿装置可在电压跌落瞬间为换流母线提供有效支撑,抑制直流后续换相失败风险,但由于配置成本较高,大规模应用仍较为困难。为合理降低动态无功补偿配置成本,提高配置方案的经济性和实用性,提出一种考虑抑制MIDC后续换相失败风险的节点差异化动态无功补偿方法。首先对后续换相失败发生机理进行分析,提出一种抑制后续换相失败风险效果的评价指标;根据节点特性对候选补偿节点进行了换相失败关联度的评估和预分区;建立了抑制后续换相失败风险的节点差异化动态无功补偿装置配置模型,利用基于精英改进策略的“教与学”优化(teaching-learning-based optimization,TLBO)算法求解该模型,得到了灵活考虑经济效益与无功补偿效果的动态无功补偿装置差异化配置方案;最后在PSD-BPA和MATLAB联合仿真平台上,用华东电网实际算例验证了所提方法的合理性与有效性。

基于虚拟惯性的改进短时过载控制策略的研究

提出了基于双馈风电机组的改进短时过载控制策略。首先阐述了DFIG的基本理论及运行特性,随后深入分析了目前常用的双馈风电机组短时过载控制方式的工作原理及其局限性,针对其存在转子动能过度释放的隐患及造成频率二次跌落的现象分析成因。基于此提出了改进短时过载控制策略,并利用Matlab/Simulink建立3机9节点系统模型进行仿真,验证了该策略提高暂态频率响应性能的有效性。

基于转矩极限的双馈风机改进频率控制方案

转矩极限控制利用双馈风机(DFIG)的转子动能提供惯性响应,存在减速初期功率下降过快以及在加速阶段转速恢复速度较慢的问题。针对该问题,提出了一种改进频率控制方案。在减速阶段双馈风机提供恒定有功支撑,直至转子的动能达到最低限值或频率到达最低点,然后有功输出随转速线性下降,直到与机械功率的差额趋近于0;在加速阶段,双馈风机有功先随时间下降,然后维持恒定至与最大功率跟踪输出值相等。该方案能有效减小系统频率跌落幅度,同时避免二次跌落,且在较短时间内恢复转速。基于Matlab/Simulink仿真平台建立含风电场的3机9节点模型,通过仿真验证了所提控制方案的有效性和优越性。

含分布式电源的配电网韧性与评估方法研究

分布式电源的接入对配电网韧性具有积极影响,为更加全面地进行多角度定量分析,提出一种考虑分布式电源灾后应急供电恢复的配电网韧性评估方法。首先,建立考虑极端灾害的随机性与元件的脆弱性的配电网故障模型,并通过随机抽样确定配电网故障状态,评估极端灾害对配电网的影响。其次,考虑可再生能源出力与负荷的波动性,通过场景缩减确定典型场景,并利用分布式电源实现重要负荷的优先恢复。再次,从系统与节点层面构建多角度的韧性评价指标体系,更加全面地反映配电网韧性水平。最后,在改进的IEEE 33节点配电系统算例中验证了所提方法的有效性。