动态调整系统拓扑限制短路电流的配置方案及控制策略研究

随着电网的不断发展,短路电流超标问题逐渐突出,基于系统拓扑动态调整的短路电流限制方法,可避免常规限流措施带来的设备停运,从而降低对系统正常运行的影响。该文分析了断路器动作时序对短路电流的影响,提出考虑拓扑调整瞬态过程的短路电流分析方法,针对典型变电站分析了断路器开断电流超标工况,研究了不同拓扑调整方案下的短路电流限制效果及影响因素,最后研究了系统拓扑调整的动作策略及实现方案,分析了不同动作策略对限流效果的影响。500kV系统可主要考虑在出线布置快速断路器的方案,220kV系统可主要考虑在母线分段布置快速断路器的方案;拓扑调整控制策略可通过采集支路电流快速识别故障或通过与继电保护联动实现。

采用功率同步控制的构网型换流器并网暂态同步稳定研究

采用PSC(功率同步控制)的构网型换流器在电力系统中的比例逐年增加,然而对其暂态同步稳定性却缺乏深入研究。对此,分析了采用PSC的构网型换流器并网暂态同步稳定机理,并提出改善换流器暂态稳定性的措施。首先,建立了电网故障期间采用PSC的构网型换流器的暂态稳定模型。随后,基于相图曲线方法,研究了换流器失稳机理以及电压耦合对暂态同步稳定性的影响,并根据电压耦合作用提出通过动态调节有功功率指令值以提升暂态同步稳定性的控制策略。最后,利用PSCAD/EMTDC搭建某市等值系统电磁暂态仿真模型,验证了不同故障工况下换流器并网系统暂态稳定机理的正确性与稳定增强措施的有效性。

跟网型MMC-HVDC并网暂态同步稳定机理分析

随着电力系统中新能源接入比例不断提高,采用跟网控制的模块化多电平换流器型柔性直流输电(Modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)在输电系统中占据越来越重要的地位,其并网暂态同步稳定性会影响电力系统的安全运行。研究跟网型MMC-HVDC系统的暂态同步稳定机理,首先建立了以锁相环为同步单元的换流器的并网动力学模型,随后基于此模型,研究了电网强度、换流器的故障穿越策略以及锁相环参数对其暂态稳定性的影响。当电网强度较高、换流器故障期间注入无功电流分量增大时,换流器的并网暂态稳定性较强,减小锁相环的比例和积分增益有利于暂态稳定性。根据暂态稳定机理,提出了与阻抗角匹配的故障期间注入电流策略,以提升换流器的暂态同步稳定性。在时域仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了电磁暂态仿真模型并验证了本文结论和所提暂态稳定增强策略的有效性。

只要“九九归一”，今年用电不愁

2006年全省用电需求总体保持平稳较快增长，供用电形势日趋稳定，除夏季高峰少数时段外，电力供需总体平衡，电力生产供应已逐步回归到正常状态。预计2007年电力需求仍将保持较高增长水平，全年电力电量供需基本平衡，春秋季节发电能力有所冗余。通过合理安排省内发电机组的出力和省外购电，扎实做好需求侧管理工作，强化电网安全稳定运行，努力稳定供用电秩序，2007年电力供应能完全满足全省经济发展和社会用电需求。

考虑风电随机性的微网多时间尺度能量优化调度

提出了考虑风电随机性的微网多时间尺度能量优化调度模型,实现了微网日前调度计划和实时调整之间的协调优化调度。该模型的日前调度部分以微网经济运行为目标,考虑风电出力的随机性,利用多场景方法提高了微网适应风电出力随机性的灵活性。在实时运行调整环节,利用响应速度较快的可控负荷消纳风电出力波动,使微网和外部电网的功率交换遵循日前调度计划,保证日前调度计划的有效性。该多时间尺度调度模型通过优化协调各种设备的运行,实现微网经济运行的同时,很好地消纳了风电随机性给外部电网带来的影响,实现了含风力发电微网对外部电网的可调度性。算例仿真验证了该模型的有效性。

计及负荷停电风险的电力应急服务的最优选址

发展了考虑负荷点停电风险的电力应急服务点的选址模型。由负荷点的缺电功率、负荷类型及停电概率确定其单位时间内的停电风险,在此基础上以各负荷点停电风险之和最小为目标建立电力应急服务点的选址优化模型,并且针对实际中电力应急时限约束可能无法满足的问题,引入超时惩罚因子对模型进行扩充。采用Floyd算法求解所发展的优化模型。算例结果表明,所提出的模型通过考虑各负荷点停电风险的差异性,在相当程度上避免了现有模型仅以应急时间最短为目标而可能造成实际停电损失较大的问题。

确定直购电交易分摊电力网络固定成本的新方法

与大用户直购电相关的如何确定其应该承担的电力网络固定成本这一个重要问题,仍未得到很好解决。在此背景下,对大用户直购电交易所需分摊的电力网络固定成本进行了系统分析,并考虑了交易的多方面属性。首先从用户侧、发电侧和电网环节3个方面构建了与直购电交易相关的电力网络固定成本分摊的指标体系;之后,在数据包络分析框架下建立了联盟博弈模型,并利用区间层次分析法在该模型中引入了反映决策者偏好的权重约束,进而获得了一种能够计及指标权重约束的电力网络固定成本分摊模型;最后,以IEEE14节点系统为例说明了所提方法的基本特征。算例结果表明,这种方法能够在满足决策者偏好的前提下保证分摊结果的公平合理。

考虑电价碳价不确定性的燃煤发电基准电价优化模型

碳排放权交易市场(以下简称“碳市场”)的推行将增加燃煤发电企业的碳排放成本,而现有燃煤发电基准电价难以覆盖逐年增加的燃煤发电成本。在此背景下,提出考虑电价、碳排放权价格(以下简称“碳价”)不确定性的燃煤发电基准电价双层优化模型。上层以电网公司为主体,构建基于CVaR(条件风险价值)的燃煤发电基准电价多目标优化模型;下层以燃煤发电企业为主体,构建考虑碳价的燃煤发电企业电力市场申报模型。采用分层序列法将多目标双层优化模型转化为单目标双层优化模型进行求解。算例分析结果表明,碳价上涨及其波动性加剧都会导致燃煤发电企业发电意愿下降,需相应地提升基准电价,而基准电价的最优值与碳价近似成线性关系。

基于调控一体化的地区电网智能监控与辅助决策系统

调控一体化要求调控人员必须在短时间内对各种告警信息进行分析、处理和控制,为了优化告警信息和处理策略,提出一种用面向对象的模块化设计方法,具有可扩展性强、响应速度快等特点的告警系统。系统通过基于规则、模型和推理的专家库系统,采用自适应故障解搜索算法,从智能告警分析、告警辅助决策、在线和离线故障分析3个方面为安全高效调度提供技术保障。

基于大数据分析的配网停电计划管控体系

配网是电能到达电力客户的“最后一公里”,配网停电计划科学管控不仅关系到配网生产、作业能否有序开展,而且与用户的日常生产、生活密切相关。在供电公司内部,配网停电工作涉及调控、运维等多个部门,因沟通不及时、协调不充分等原因容易出现现场勘查不充分、物资准备不到位、人员到达不及时等问题。最终可能导致“五个时差”。本文基于电力业务营销业务应用系统中的计划停电信息、用电信息采集系统中公、专变的停送电信息。

计及灵活性的检修—运行协同优化模型及算法

为提升风电并网条件下电力系统的运行灵活性,提出一种结合场景分析和协同优化的检修—运行决策方法。采用K-medoids聚类方法获得风电出力典型场景集,同时根据典型性评估指标确定目标场景集规模。以经济性和灵活性为目标,建立融合多场景经济调度的"检修—运行"分层协同优化模型。为提高模型求解效率,引入对潮流安全违约"轻容忍"的改进Benders分解法,降低运行优化主问题的约束矩阵维数。通过拉格朗日松弛技术及乘子更新机制,实现检修和运行的协同寻优。算例测试验证了所述模型及算法能有效实现经济性及灵活性更优的检修—运行决策。

浅析空载投入换流变压器对直流输电系统的影响

根据直流输电系统的运行特点,结合PSCAD/EMTDC仿真结果和天广直流输电系统运行中的实际案例,分析了空载投入换流变压器时产生的励磁涌流、和应涌流对直流输电系统的正常运行可能造成的各种不良影响,简介了天广和贵广直流输电系统对此所采取的针对性措施,对未来直流输电工程的实施及安全稳定运行有一定的参考价值。

适用于新能源发电接入的日内滚动发电计划闭环控制系统

大规模新能源并网后,新能源发电的随机性、波动性将对电网的发电计划造成明显的影响。要解决这一问题,只有通过综合分析新能源发电、关口受电、负荷等变化,考虑各类约束和设置优化目标滚动形成日内发电计划,提高发电计划的可执行性和适应性。结合日前发电计划、机组日前发电排序,根据超短期负荷预测、超短期母线负荷预测、超短期新能源发电预测、滚动水电计划、联络线计划、停电计划、网络拓扑、机组出力申报等信息,充分考虑系统发用电平衡约束、电网安全约束和机组运行约束,按照"三公"调度、电力市场、节能发电调度等不同优化目标以一定周期(一般为5 min)编制日内滚动发电计划,并将此计划闭环下发执行。工程应用实践表明,该系统运行稳定、控制可靠,满足国网相关日内滚动功能系统建设的要求。

参与一次调频储能型风电场的交流外送振荡特性分析

大量风电接入削弱了电力系统惯量水平,给系统稳定运行带来巨大挑战。针对含储能风电场的交流外送系统,建立了风-储独立和风-储协同的一次调频控制方法。首先,对2种控制方式下储能型风电场交流外送系统的振荡特性进行研究;其次,分析了风电场的风机变流器控制参数、储能系统控制参数和系统短路比对系统稳定性的影响。最后,在Matlab/Simulink中搭建含储能风电场交流外送模型系统,验证了所提方法的有效性。

一起因特高压直流事故引起的AGC指令异常分析及整改措施

针对特高压直流事故处理中系统AGC指令变化进行分析,指出了其过程中发生的异常情况,并提出优化措施。介绍了浙江电网AGC控制模块及四川溪洛渡—浙西±800 kV特高压直流工程(宾金直流)发生的单极闭锁事故的省调处置过程,通过对故障后系统指令、电网数据变化找出系统存在的缺陷,提出针对受电取值机制、电网低频控制、动态死区优化的3项整改措施。最后将该改进措施应用于实际运行的AGC系统,特别提升了系统针对特高压直流电力设备事故的防灾减灾能力,可有效防止类似异常事件的再次发生,对特高压直流送受端电网的安全运行具有一定借鉴意义。

多因素驱动架空线路故障率模型

架空线路故障停运将严重影响电力系统的稳定安全运行,建立全面量化内外部影响因素的架空线故障率模型对评估电力系统运行风险起到了至关重要的作用。根据架空线路故障机理,提出了多因素驱动的架空线路故障率模型(Multi-Drive-PHM,MDPHM)。以比例风险模型为基础,基准故障概率函数考虑导线老化,连接函数中的协变量选择设备健康状态、负载率和天气状况,各影响因素与故障率的相关性通过假设检验验证。最后采用Levenberg-Marquardt法进行模型的参数估计。算例分析定量展现了各因素对架空线路故障率的影响,验证了模型的有效性。

考虑无功辅助服务分段报价的多目标无功优化方法

电力市场改革对电力系统无功辅助服务机制和无功优化提出了更高的要求。如何在确保电力系统电压质量和安全可靠运行的前提下,实现无功辅助服务市场化、优化无功资源调控是无功电压自动控制面临的重要课题。基于电力市场环境提出了一种无功辅助服务分段报价规则,构建机组进相、滞相时的购电成本模型。在此基础上,提出了一种考虑无功辅助服务规则的多目标无功优化控制方法。对某省级电网实际运行方式进行了仿真计算和分析、讨论。仿真结果验证了该算法无功调控效果的有效性、经济性与均衡性,满足电力市场环境下实际应用需求。

基于鲁棒容积卡尔曼滤波的同步发电机实时动态状态估计方法

同步发电机动态状态估计对电力系统的分析与控制具有重要意义。然而,基于卡尔曼滤波的动态状态估计算法计算量大,易受不良数据干扰。建立考虑励磁和调速的同步发电系统模型,进行初值优化。使用隐式梯形积分方法对机电暂态过程离散化,针对CKF算法特点,提出雅可比矩阵重用策略,提高算法效率,满足实时性要求。通过假设检验,辨识输入-输出不良数据,并进行修正,增强鲁棒性。IEEE9节点系统和华东电网某台实际运行机组算例证明了算法的有效性。

基于告警信号文本挖掘的电力调度故障诊断

电力调度系统在电力系统故障过程中会收到大量告警信号,若调度员无法在短时间内做出决策,则可能使故障扩大,为此提出基于告警信号文本挖掘的电力调度故障诊断方法,该方法包括告警信号文本预处理和故障诊断2个阶段。在第一阶段,基于隐马尔可夫模型(HMM)对告警信号文本进行分词并去除其中的停用词以构建本体词典,并采用向量空间模型(VSM)使文本向量化;在第二阶段,使用滑动时间窗读取实时告警信号,提出一种2层算法,第一层采用支持向量机(SVM)对滑窗内的告警信号进行分类,若分类结果判断为发生故障,则启动第二层k-均值聚类法提取较高可能性的故障供调度员参考。以某电力调度系统实际告警信号作为算例,验证了所提方法的可行性。

电网热稳定输送能力辅助决策系统

智能电网对进一步提高电网热稳定输送能力提出了更高要求。基于移动互联、在线监测的热稳定输送能力扩容研究是目前线路动态增容的主要技术解决手段。相比以往线路动态增容技术往往将重点放在线路热稳定输送能力增容计算上,而缺乏对计算结果的后期处置应用和系统整合,基于国内主流能量管理系统(D5000,OPEN3000)平台和在线动态监测增容技术,综合考虑线路通道所在地理区域的气象预报信息,现场部署安装在线监测装置,采集现场导线状态及环境信息,将采集信息通过电力物联网网络传输技术发送到后台监控主站,由系统热稳定输送能力计算模块进行增容计算,得到输电线路高、中、低3档允许载流量、大潮流转移后线路温升时间等信息,结合专家辅助决策系统,实时动态给出线路正常允许输送能力和事故处置辅助决策,实现"外网安全接入,内网增容应用,辅助决策智能推送"。系统为电网提升热稳定输送能力提供有效智能技术支持手段,进而为扩大跨区新能源消纳能力提供有效支撑。