基于新能源发电品质量化与负荷时序匹配的功率品质划分模型研究

随着大规模风电、光伏接入电网,新能源消纳问题凸显。为缓解新能源消纳的困境,通过分析新能源发电功率与地区负荷的时序匹配关系,建立新能源发电功率品质划分模型,量化新能源发电功率不确定性对电网运行调控影响,进而制定能够反映新能源厂站功率不确定性规律的储能容量配置方案,以有效提升新能源消纳水平。文中提出了新能源发电功率品质划分模型,采用发电功率波动性和功率预测误差两个维度刻画新能源发电功率品质;分析新能源发电功率与电网负荷时序数据,以及预测误差数据,建立统计模型;确定与电网负荷时序匹配的发电功率曲线,建立新能源发电功率品质指标。

变电站周围管网及新建地网系统对原接地网特性参数的影响

“双碳”目标的大背景下,随着以高比例新能源为主体的新型电力系统的建设,原变电站接地网已然难以满足当下需求,存在着新改造地网与老旧地网的安全运行问题以及周围地下金属管网的接入使改造地网产生的参数变动问题。接地网的某项参数不达标,则会影响变电站和站内设备的稳定运行,对人身安全造成严重的影响。因此,需要分析改建地网及金属管网等原变电站周围管网系统参数指标的安全限值,综合考虑分层土壤结构、地下金属管网及其他周围地形对于改建地网安全运行的影响效应。基于矩量法并结合CDEGS接地网仿真软件搭建了新旧地网以及周边金属管道数学模型,综合考虑各种土壤特性下变电站周围金属管道以及新建地网对原变电站的各个特性参数,进行了分析研究,获得了多种情况下变电站接地网与金属管道以及原接地网与新建地网之间的阻性耦合影响曲线及各项接地参数的对比,并据此提出相应的防护措施。实验发现:对金属管道敷设绝缘层可以有效减小管道的散流作用,但对降低接触电压并不明显,敷设绝缘层前后接触电压仅下降3%;将新建地网与原接地网相连使原变电站接地网最大接触电压下降28.1%,降阻率达20%。为变电站接地网改造工程及新型电力系统的构建提供一定的理论依据。

基于主从博弈的配电网源网协调扩展规划

由社会资本投资的大量分布式电源(Distribution Generation,DG)接入配电网势必对配电网稳定与经济运行带来诸多挑战。为了对DG进行合理规划,以我国电力改革的实际情况为背景,从配电公司(Distribution System Company,DISCO)和分布式电源运营商(Distributed Generation Owners,DGOs)的利益角度出发,构建基于主从博弈的DISCO配电网扩展规划的双层优化模型。上层决策以DISCO的成本最小化为目标,综合考虑各年配电网运行约束和DG渗透率约束;而下层决策则由多个DGO的子优化问题组成,以各DGO的收益最大作为优化目标,计及各年并网容量约束。采用粒子群算法求解该双层优化模型,得到以年为单位的最优配电网扩展规划方案。基于IEEE-33节点系统进行仿真实验,验证了所提模型的有效性与先进性。

高压直流输电接地极电流场相关问题研究

介绍了高压直流接地电流场相关概念,主要阐述了接地、入地电流和跨步电压及其相关指标;指出在接地极设计过程中,应考虑接地极周围土壤电阻率、相关接地参数的计算以及接地极型式选择等方面的问题;阐述了高压直流输电接地极入地电流产生的电流场对变压器和系统交流电网的偏磁影响、接地极装置及地下金属管网的腐蚀以及对电气化铁路的电磁影响,并概述了相应的抑制措施,包括进行变压器及交流电网直流偏磁的治理,地下金属管网及接地装置腐蚀的防护,同时也探讨了共用接地极模式的可行性;最后指出了建立大地二维乃至三维电场模型的重要性,指出只有考虑大地横、纵向差异,更精确地了解大地电性结构,进而准确地计算直流接地极周围地电流场分布,才能更好地满足我国建设超特高压直流输电工程的要求。

特高压直流输电接地极大地电阻率测量方法研究

介绍了几种工程上常用的测量大地土壤电阻率的方法,包括电流注入法、电位拟合法和电磁耦合法,给出各种测量方法的基本原理或布置图。通过公式推导,揭示了几种电流注入法(包括温纳排列、库勒伯格排列和不等距四极布置)之间的联系和区别,并对文中所提及的各种测量方法的适用范围和特点进行比较。通过比较,结合特高压直流输电工程中接地极设计的实际要求,提出大地电磁测深法(MT法)在特高压直流接地极设计中的优势和应用前景。

基于ANSYS的陕北换流站直流接地极地电位分布计算

在特高压直流输电(UHVDC)工程规划设计阶段需要进行地表电位的分布计算,参考了陕北换流站工程中府谷大柳树墕村接地极大地电磁测深(MT)法实测的大地分层电阻率数据,建立了6层大地土壤分层模型,并应用ANSYS计算了在额定运行工况下接地极方圆100 km范围内的大地电位分布。结果表明,接地极方圆2 km范围内地电位下降迅速,不应规划建设电力、通信、铁道及管道等设施。所得陕北换流站地区已建及远景规划的各变电站及电厂的地电位分布结果,可对陕湖特高压直流输电工程单极运行调试提供参考。

高压直流输电接地极地电位分布ANSYS仿真

酒泉—湖南UHVDC等工程投运后,UHVDC接地极入地电流对极址附近变电站变压器的影响很大,其原因与极址大地电阻率模型建立不准确和地表电位分布计算不够精确有关。分析了直流输电接地极对周围地表电位造成的影响,并对直流输电接地极电流场的计算方法进行了整体推导。应用有限元方法,结合ANSYS软件,建立简单的土壤模型,求解运算生成接地极附近土壤表层电位分布图,并以此为基础建立了更贴近实际工况的多层复杂土壤模型,进行了仿真分析,结果能更直观表述接地极周围地电位的分布规律。

抗灾型电网安全风险评估方法研究

我国电网分布范围广,输电线路距离长,常面临各种复杂地理环境和气候环境的影响。为了提高电网抵御自然灾害的能力,亟需开展抗灾型电网规划的研究工作。电网安全评估是对已形成的电网规划方案进行检验的重要环节。常规的安全评估多使用模拟失去单一线路的方法,对灾害的地域性及其引发的大范围连锁故障考虑不足。因此,提出适用于抗灾型电网规划的安全评估方法将具有重要意义。从电网故障行为特征和复杂网络理论的角度分析了自然灾害引发的大规模电网事故的机理,验证了采用复杂网络理论对电网抵御自然灾害的能力进行安全评估的可行性。

VSC-HVDC在交流电网非故障时的控制策略研究

电压源换流器型直流输电(VSC-HVDC)是一种以电压源换流器和脉宽调制等技术为基础的新型直流输电技术。由于具备向无源系统或者弱交流系统供电、有功功率和无功功率能快速独立控制、易于构成多端网络和环境友好等优异性能,VSC-HVDC在输电和配电领域都有着非常广泛的应用前景。阐述了VSC-HVDC的结构和基本原理,指出PWM技术是VSC工作的基础,通过PWM控制VSC输出电压的幅值与相位即可控制换流站向交流系统注入的有功功率和无功功率。然后根据VSC-HVDC的控制体系和控制策略,指出在设计VSC-HVDC的控制系统时,可以通过合理的控制策略来提高系统在故障情况下的不间断运行能力。最后通过在MATLAB软件中搭建单相和三相VSC逆变电路模型进行仿真分析,证明控制策略的正确性,符合实际中直流到交流的逆变结果。

基于TOPSIS法的地区电网黑启动方案评估

地区电网黑启动辅助决策系统的开发对辅助调度人员制订黑启动方案、实现系统全停后的快速恢复具有重要作用。主要研究了黑启动方案评估,并将其应用于黑启动辅助决策支持系统中。利用TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)法分析评估黑启动初始方案组,建立数据库并进行分析推理,评估各初始方案的优劣,从而选择出最优的黑启动方案。同时探讨了黑启动过程中被启动火电机组的运行特性。

三华特高压电网地磁感应电流分析计算

在相同感应地电场作用下,高电压等级输电线路的地磁感应电流(geomagnetically induced currents,GIC)比较大,交流特高压电网建设使我国电网增加了1 000 k V电压等级,综合考虑线路长度、单位阻值等GIC影响因素,准确计算我国1000k V特高压电网的GIC是重要研究课题。以我国三华特高压电网为例,只考虑1 000 k V电压等级网络,建立GIC模型,计算了东向及北向感应地电场情况下特高压电网变电站及输电线路的GIC。计算结果表明,我国特高压电网1 000 k V变电站中受GIC影响最大的变电站有锡盟,上海等特高压变电站;另外我国特高压电网输电线路中GIC规划计算数据偏大的有石家庄—济南线路和南阳—长治(晋东南)线路等,应引起电网公司对GIC灾害防治的重视。

配电网理论线损算法综述

线损计算是电力系统的传统问题,在理论上有多种计算方法。通过理论线损计算便于运行管理部门进行分析,从而采取切实可行的降损措施,以达到最大的经济效益。线损理论计算是降损节能,加强线损管理的一项重要的技术管理手段。本文简单介绍了几种常见的线损计算方法,并对其优缺点及适用范围进行了概括的介绍。最后对线损算法的发展进行了展望。

电力系统低频振荡辨识综述

本文简要介绍了电力系统低频振荡的产生机理和常用分析方法,并指出了未来的发展方向,构建基于WAMS技术的大规模互联电力系统的广域安全监测及控制系统对低频振荡的识别及抑制,将是很有意义的。

基于微信平台的电力类专业自主学习及教学的应用研究

探讨建立基于微信平台的具有实时性、互动性的电力类专业课程的自主学习和自主教学新模式,制作相应"微内容",通过微信平台推送给学生,提高学生学习兴趣及自主学习能力。同时也提高教师自主的教学改革及创新。应用效果表明,微信平台推送电力类专业知识,对学生及教师互动,提高学生自主学习兴趣,提高教师自主教学能力有很好的提升效果。

配电网理论线损算法综述

线损计算是电力系统的传统问题,在理论上有多种计算方法。通过理论线损计算便于运行管理部门进行分析,从而采取切实可行的降损措施,以达到最大的经济效益。配电网的理论线损算法是降低电能损耗的主要方法,同时也是科学管理线损的一种可靠的管理方式。本文简单介绍了几种常见的线损计算方法,并对其优缺点及适用范围进行了概括的介绍。最后对线损算法的发展进行了展望。

基于矩量法的新建接地网对原接地网的影响

变电站接地网系统改造升级过程中,新建接地网对原接地网会产生一定的阻性耦合影响,导致接地系统性能下降,严重威胁电力系统的稳定运行。根据实际工程所提供的数据,基于矩量法以及CDEGS和power station 2种仿真软件对变电站新建接地网与原接地网之间的阻性耦合影响进行研究分析,并根据安全限值标准进一步讨论该变电站接地网系统的优化方案。仿真结果表明,随着新建接地网与原接地网之间水平距离的变化,其阻性耦合的影响也会发生相应的改变,并可通过增设垂直接地体以及网孔数量进一步优化变电站接地网系统,以达到电力系统的稳定运行。

计及全局优化的变电站电压无功控制策略

简述了变电站电压无功控制现状,阐述了几种典型的电压无功控制策略,并指出个别控制策略存在的问题。文中方法以操作优劣距离为判据,将全局优化与VQC分散控制的优点结合起来,从全网无功优化的角度出发对"五区图"的启动动作值进行整定,并对"五区图"的边界盲区进行一些改进处理,给出了具体的步骤,使变电站VQC有了明确的判据,既可减少控制变量的频繁操作,又可保证全网电压的质量和全网潮流的最优分布。

结合励磁调速器设计的电气类专业教学实践研究

结合供用电技术专业及相关电气类专业本专科学生的教学实践要求,参考电力系统动态模拟实验室的励磁调速控制器设计,设计适合学生自主学习及教师自主教学的应用于电气类专业人才的励磁调速控制器实验。文中所设计的控制器具有控制原动机转速和调节发电机励磁电流的功能,各项试验指标满足设计要求,实现了电力系统发电机的动态模拟,更贴合生产实际地服务于本专科学生的教学实践。为"面向电力系统一线实现岗位对接"的电气工程类专科专业人才培养模式改革研究提供方向。

一种结合模糊TOPSIS法和BP神经网络的变压器故障诊断方法

对变压器绝缘油采取色谱分析并进行故障诊断是目前变压器故障诊断的重要环节。针对传统故障诊断技术中降低状态检测与诊断系统的复杂度和增加系统采集的特征信息量的问题,首次提出将模糊TOPSIS法用于状态检测信息处理。首先将TOPSIS法在Vague集下进行扩展,把样本数据的多属性群问题转化为模糊多属性决策问题。然后计算Hausdorff矢量距离,得到可能解与理想解的相对贴近度,进行样本的优劣排序和聚类。在此基础上建立了简单的BP神经网络,实现了不同类型的模式识别。该方法可以快速、准确地判断变压器的运行状态,进而提高了变压器的安全、稳定及经济运行水平。

换流变压器编组和受端电网结构对其直流偏磁的影响研究

溪洛渡—浙西±800kV直流输电试运行期间,金华换流站的换流变压器发现了严重的直流偏磁问题。针对溪洛渡—浙西UHVDC的受端电网结构和金华换流站4组换流变,建立了考虑换流变编组和受端电网结构等影响因素的直流偏磁电流计算模型,运用比较分析法和节点电压法计算了换流变的直流偏磁电流,研究了换流变编组和受端电网结构对换流变直流偏磁的影响。研究的结果表明:当1/2单极大地满负荷运行时换流变的直流偏磁最严重,换流站500kV母线馈线长度、回路数及所连变电站距接地极的距离是影响换流变直流偏磁严重程度的主要因素,建议在UHVDC的受端电网构成和结构的规划与设计中考虑减小流入换流变直流电流的措施。