基于受扰电压轨迹的电力系统暂态失稳判别:(一)机理与方法

随着相量测量单元/广域测量系统技术的广泛应用,基于实际响应的安全稳定控制技术成为研究热点。文中首先分析了振荡中心电压与系统暂态稳定性的关系,进而提出一种基于受扰电压轨迹的暂态失稳实时判别方法。根据扰动后电压轨迹进行复合积分运算,由系统振荡中心的电压映射区域发电机群的相对运动信息,实时量化评估全网的暂态稳定性。与基于扰动后功角轨迹的判别技术不同,所提方法无需进行发电机快速分群,不需要计算系统惯量中心,可用于功角多摆稳定性评估,具备计算量小、容错性高的特点。

基于受扰电压轨迹的电力系统暂态失稳判别 (二)算例分析

在基于受扰电压轨迹的暂态失稳判别方法的基础上,探讨了广域监测方案设计及暂态失稳门槛值设定方法,并进一步分析了所述方法在实际应用过程中的适用性与可行性。对IEEE 39节点系统与南方电网实际系统进行了仿真研究,包括节点电压脆弱性分析、电压观测方案设计、不同故障下的暂态稳定性判别。结果表明,本文方法相比常规方法,能够更加快速而有效地识别系统暂态失稳,工程可实施性强,可用于不健全的广域量测环境。

负荷模型对电力系统仿真计算的影响

研究了负荷模型对电力系统仿真计算的影响。从暂态稳定、电压稳定等多个角度出发,结合内蒙电网等实际算例并采用BPA程序进行仿真,综合分析各种负荷模型可能对电力系统仿真结果造成的影响。结果表明,负荷模型对仿真结果的影响与负荷所处的位置、网架结构、电源分布等因素密切相关,所得结论揭示了负荷模型对电网仿真计算的重要性,有助于提高电网仿真的精度。

南方电网直流暂态稳定控制策略的设计与实现

针对交直流大电网暂态功角稳定控制问题,基于控制直流功率加快耗散系统暂态能量的机理,研究提出了有效的直流暂态稳定控制策略并进行了工程应用探索。提出了直流功率作用系数指标,并通过系统暂态能量函数分析,论证了直流功率作用系数在广域频率信号集成和直流稳定控制设计中的关键作用。围绕南方电网云广特高压直流暂态稳定控制器的设计和实施,详细介绍了广域量测信号的选择和直流功率控制幅度的设置过程。在南方电网的大规模RTDS数模混合仿真平台上进行的控制装置实测试验表明,所设计的暂态稳定控制器可以明显抑制系统大扰动后的功角振荡,有效提高云广交流断面的暂态稳定极限输电能力。

基于Bang-Bang控制的直流大信号暂态稳定控制器研制

为了利用直流大功率快速可控的特性来提高电力系统暂态稳定性,设计了基于Bang-Bang控制的直流大信号暂态稳定控制器,包括控制策略的设计和关键参数的选择。详细分析了暂态过程中换流母线电压和系统短路比对直流功率提升能力的影响,提出了直流暂态稳定控制的功率阈值选取原则。在三机系统模型中研究了直流功率控制的上升/回降速率和死区阈值的选择对控制性能的影响。在南方电网直流控制保护详细模型中测试了暂态稳定控制器的控制效果,结果表明:同一运行条件下,当无控制器投入时,系统会出现暂态功角失稳;当在±800 k V楚穗直流中加入控制器后,系统能保持暂态功角稳定,验证了控制器能有效提高系统的暂态稳定性。

多频振荡下失步解列判据的适用性分析

目前国内使用的失步解列装置应用的失步判据都是在两机失稳的情况下推导得出,在多频失步振荡情况下是否仍然适用值得探讨。以三机等值系统为模型,推导出各电气量的表达式,得出在多频振荡时失步中心在不同线路之间以及同一线路的不同位置之间发生迁移,而且各机组越不同调,失步中心可能在更多的线路之间发生迁移。此外,对基于Ucosφ轨迹、测量阻抗轨迹以及视在阻抗角变化规律的三种失步解列判据在多频振荡情况下的适用性进行分析研究,可知三种失步判据都存在误判的风险,建议将基于视在阻抗角判据与线路两端相角差判据配合使用,提高失步解列装置的正确性。

基于最大流最小截集定理的解列断面搜索方法

如何在系统发生失稳后快速寻找最优解列断面,是实施主动解列需要解决的重要问题。为解决系统规模增大而引起求解过程中的非确定性多项式难题,提出一种基于最大流最小截集定理的最优解列断面搜索方法。首先根据系统失步后发电机的分群信息,以最大流最小截集定理为依据构造容量网络;然后利用Ford-Fulkerson标号法缩小解列断面搜索空间;最后以不平衡功率最小为约束确定最优解列断面。通过新英格兰39节点系统算例验证了该方法的有效性及快速性。

互联电网功率振荡辨识方法应用研究

为应对中国大规模互联电网的功率振荡问题,讨论Prony法、自回归滑动平均法和随机子空间法的应用性.分别以两区四机系统和EPRI-36节点系统等不同规模的典型仿真系统为例,将上述方法用于明显扰动系统响应和随机扰动系统响应等典型信号的分析,提取系统振荡特征信息,比较不同方法的应用性能,研究存在外部测量干扰时方法的使用效果,得到各种辨识方法在实际电网中应用性的一般结论.

综合测辨法用于无刷励磁系统故障诊断的研究

无刷励磁系统故障很可能导致严重的损失。文中利用系统辨识技术进行在线监测 ,以确定是否发生了故障 ;同时用频谱分析、数字滤波和小波包技术进行故障筛选 ,提取特征信号 ,从而可以基本判定故障的类型和大致部位 ,及时为运行人员提供信息。

适用于交直流互联电网的动态等值软件设计

提出了一种适用于交直流互联电网的动态等值软件设计方法。首先,深入研究了交直流互联电网动态等值中的关键问题;然后按照功能需求,以模块独立、数据交换分离、灵活扩层的设计思路搭建了软件框架;最后采用面向对象的元件统一建模技术开发出了可与多种电力系统分析软件交互的、易于扩展的新型动态等值软件,并通过实际运行数据检验了所开发软件的有效性。

单一综合负荷模型等效负荷群的适用性

采用基于遗传算法的综合负荷模型主导参数辨识方法,分析辨识了放射状、弱互联以及其他几种特殊电网组合形态的主导负荷参数。通过对比原始负荷模型与辨识负荷模型的动态仿真曲线,分析了综合负荷模型对电网负荷群外特性的拟合度及适用范围。仿真表明,当负荷区域中没有发电机时单一综合负荷模型可以近似等效其外特性否则,拟合效果不理想。

新一代电力系统仿真软件的开发框架

随着电力系统日趋复杂,电力系统仿真软件作为电力系统规划、运行和技术革新的有力工具,显得越来越重要。论述传统电力系统仿真软件的局限性,评估当前可能对电力系统仿真软件开发有重要影响的先进IT技术,提出采用全新的分布式开发模式、新一代高性能计算技术、面向对象程序开发技术以及开放自明的数据交换模型,可开发出全新一代的电力系统仿真软件。

南方电网负荷模型在故障拟合上比较分析

电网负荷模型的选择影响着其仿真计算的准确性,采用乐观的负荷模型可能对电网安全造成不利影响。针对近期南方电网发生的三次扰动事件,选择电力系统规划运行中常用的静态、电动机加恒阻抗、综合负荷模型进行故障拟合,分别从短路电流、有功功率振荡及电压波动等进行比较分析,总结了各负荷模型在现阶段南方电网仿真计算中的适用性。

储能技术应用场景和发展关键问题

[目的]储能是能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术,能够提供调峰、调频等多种服务,是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段。[方法]综述了现有主要储能技术的特点,分析了电源侧、用户侧和电网侧应用场景下储能的作用和需求。根据应用现状,指出影响储能进一步发展应用的安全性、经济性和商业模式关键问题。[结果]最后从储能应用方角度提出应加强储能运行模拟、多重组合利用、集中和分散相结合等建议。[结论]研究结论可为储能技术的应用研究和发展提供参考。

基于J2EE架构的线损理论计算与诊断分析系统开发与应用

为加强电网线损精细化管理水平和提高电力企业经济效益,建立了高压直流输电系统电网元件电能损耗计算、线损诊断分析及降损潜力分析模型,研发了基于J2EE架构的线损理论计算与诊断分析系统。该系统通过与EMS系统、SCADA系统、生产管理系统、计量自动化系统、营销管理系统、配网自动化系统以及营配数据集中管理系统的开放性接口设计,不仅实现了线损数据的自动抽取和高效合成,还实现了线损理论在线计算和线损诊断分析及降损潜力分析功能。该系统安全性高,可移植性强,为电网线损理论计算及精细化管理、电网经济运行、电网规划与节能改造提供科学决策工具,具有广阔的应用前景。

面向低碳目标的电力系统节能与经济运行评价系统

在复杂电源电网环境下对电力系统规划方案以及运行方式进行论证与优化,对于提高电力系统的节能经济性,降低系统的碳排放强度具有重要意义。提出了面向低碳目标的电力系统节能与经济运行分析评价技术并研发了软件系统。节能与经济运行评价系统以电力系统运行模拟技术为核心,基于时序负荷曲线,通过考虑多类型电源相协调的安全约束机组组合,实现对电网全年逐日的精细化运行模拟,在此基础上构建了系统运行成本、能耗、排放与电网效率等多维度评价指标,实现对电力系统节能与经济运行的多维度评估。设计了软件系统的构架、数据结构、功能子模块以及评价结果展示界面。根据南方电网的规划数据,对南方五省新能源并网前后系统经济性与节能性进行了实证分析。

南方电网节能与经济运行评价方法

针对南方电网多类型电源协调运行以及西电东送的特点,提出了南方电网节能与经济运行评价方法。该方法基于时序负荷曲线,分别进行新能源的出力模拟、电源检修安排、跨流域梯级水电调度。在此基础上,根据南方电网的一系列运行约束与调度规则,进行考虑多类型电源相互协调与网损修正的机组组合优化,实现对南方电网长时间运行层面进行精细化的逐日小时级连续的"全景"模拟,最后根据逐日运行模拟结果计算系统运行成本、燃料消耗以及污染物排放,实现系统未来运行的节能与经济性评价。最后,以IEEE-RTS 79系统算例和广东电网2015年运行模拟算例验证了所述方法的有效性。

基于低秩模型的电力状态数据异常检测

智能电网在国民生计中扮演着至关重要的角色,智能电网的稳定性和安全性是网络建设中需要特别考虑的问题。在智能电网的建设和运营中,如何从日常监测数据中及时检测出异常信息和有害信息,比如网络入侵数据和系统隐患数据,对智能电网的稳定性和安全性有着举足轻重的影响。提出一种基于低秩模型的电力数据异常检测算法,将系统观测数据分解为低秩部分和稀疏部分,用低秩部分表达干净的观测,用稀疏部分表达异常数据。然后,通过增广拉格朗日方法来优化目标方程。在公开数据集上的实验结果验证了所提出算法的有效性。

地区电网理论线损计算需求数据合成方法研究

在研究分析电网理论线损计算需求数据的类型以及数据之间的内部关联关系的基础上,提出一种以映射数据和计量(量测)数据为数据关联映射中心的电网理论线损数据合成方法。结合地区电网理论线损计算需求数据的来源构成情况,推导出地区电网某一理论线损计算方法需求数据合成的详细过程。该合成方法为理论线损计算全面实现数据自动采集、自动合成、自动计算,实现理论线损在线计算与分析提供理论技术支撑。目前该合成方法已在南方电网广东电网佛山供电局实现并成功运行。

基于多视角低秩分析的电力状态不良数据检测

随着信息化技术在智能电网的应用逐步深入,在智能电网的运维中能及时自动检测到不良数据,如网络攻击数据和设备故障数据,对电网的稳定和持续运行有着重要意义。该文提出一种基于多视角低秩分析的电力状态不良数据检测算法。该算法使用来自多个观测源的观测数据综合估计电力系统的状态,算法使用低秩模型挖掘出来自多个观测源数据间的共享本真数据,同时使用稀疏模型对不良数据建模。针对所提出的目标方程,给出了一种基于交叉迭代的优化算法。最后,在IEEE多个节点测试系统上的实验证明了该算法相对于已有算法的先进性。