考虑需求响应的互联交直流混合微电网的分布式经济调度模型

交直流混合微网能够高效集成分布式电源和柔性负荷,开放共享的互联系统能够通过功率共享机制进一步提高多微网的可靠性和经济性。提出了考虑需求响应的互联交直流混合微电网的分布式经济调度模型。对于单个微网,建立了考虑需求响应的优化模型来降低自身的运营成本,并通过添加备用容量约束来应对微网中的不确定性。对于整个互联系统,直流网络通过协调各微网的边界信息来优化潮流分布,降低网损。整个优化问题以分布式的方式进行求解,微网内部的负荷资源被充分协调,各微网仅需提供有限的边界信息,用户隐私被充分保护。算例结果证明了所提调度模型的有效性。

基于波阻抗的多端直流电网快速保护方案

针对含限流电抗器的多端直流电网,提出了一种基于单侧波阻抗的快速保护方案。首先分析了感性终端条件下不同故障区域的波阻抗特性,然后通过引入电压启动判据,提出了基于本地波阻抗的故障区间识别判据。该文采用梯度算法快速提取电压和电流行波,并计算波阻抗值。与传统的行波保护相比,该算法提高了保护在高阻故障下的灵敏度,并且仅由本地电气量构成,能够满足保护速动性的要求。最后,基于PSCAD仿真平台搭架四端直流电网,大量仿真结果证明了所提算法的有效性。

一种基于方向行波的多端VSC-HVDC系统保护策略

针对星型连接的多端柔性直流输电(VSC-HVDC)系统,提出一种基于方向行波小波能量比值的保护策略。首先分析了星型连接VSC-HVDC系统故障行波的传播特性,找出故障线路和非故障线路方向行波的不同传播规律;然后对电压和电流线模分量进行离散小波变换,计算相应线路方向行波的小波能量;最后通过各个线路正反向行波小波能量的比值确定故障线路。PSCAD/EMTDC仿真结果表明:提出的方法能够快速准确地判断星型拓扑VSC-HVDC系统的故障线路,并且不受故障线路、故障距离、故障类型和故障电阻的影响,具有很好的鲁棒性。

基于PSD-BPA批处理计算方法的电力系统关键设备故障短路电流累积效应计算

目前实际生产中尚缺乏有关电力系统关键设备(变压器、断路器等)短路电流累积效应的计算方法。针对此现状,提出了一种基于PSD-BPA程序包的批处理计算方法。该方法依据实际故障发生时间、故障类型及系统运行方式,批量计算系统的故障短路电流累积效应。该计算模型已应用于江苏电网。最后,提出了在电力系统应用的图形化显示设想。根据各设备历史故障电流累积效应来排序,提供设备状况预警和设备检修优先策略,将有助于改善电网安全稳定运行状况。

基于谷歌眼镜的智能变电站实时数据展示与智能分析技术

研究了基于可穿戴设备(谷歌眼镜)的智能变电站巡检虚拟视频和实时数据展示技术:现场巡检人员通过谷歌眼镜扫描粘贴在电气设备上的QR码(二维码的一种)来自动识别相关电气设备的设备名称和ID编号,并将相关识别信息通过蓝牙技术转发给智能化一体单元;移动终端根据获得的设备编码,通过电力系统4G专网,从后台数据服务器搜索并获取该电气设备的关键物理信息(电气设备厂家,铭牌,上次检修时间及设备实时运行数据),并将信息根据现场巡检人员的需要以图片或虚拟视频的形式投影至谷歌眼镜上。本发明方法突破了常规变电站巡检难以有效获取实时数据的障碍,有助于提高智能变电站巡检的自动化水平。

DFIG接入单机无穷大系统的阻尼转矩简化计算

建立了双馈风力发电机各个部分的数学模型并简化,进而得出了双馈风机接入单机无穷大系统后的线性化模型。根据该线性化模型画出相应的Phillips-Heffron模型图。对于双馈风力发电机接入单机无穷大系统的情况,同步发电机的机电振荡回路受到的阻尼转矩来自两部分:一部分来自于同步发电机的励磁绕组及自动电压控制器(AVR),另一部分来自于双馈风机。结合Phillips-Heffron模型图,得到同步机的励磁部分和双馈风机部分对机电振荡回路提供的阻尼转矩的完整算法。然后根据Phillips-Heffron模型图,对双馈风机部分提供的阻尼转矩进行简化分析,并提出两种简化方法。最后通过算例对所提阻尼转矩简化算法进行验证。结果表明,两种简化算法与完整算法结果相近,验证了简化的合理性。

模块化多电平换流器子模块短路故障分析、检测与定位方法

模块化多电平换流器(modularmultilevel converter,MMC)由大量的子模块串联而成,MCC子模块的运行状态直接影响整个换流站的运行,所以研究MMC子模块的故障特性及故障快速检测与定位方法具有重要意义。本文首先分析了MMC子模块发生短路故障的特性,推导出故障分量的计算公式;然后提出了一种基于MMC子模块电容电压的新型微分欠压检测方法,实现了对MMC故障子模块的检测;最后利用小波变换进行故障IGBT的定位。PSCAD/EMTDC仿真实验表明,本文提出的方法能够准确计算发生MMC短路故障后的IGBT电容电压,并且在不引入额外测量装置的情况下,能快速检测故障子模块并定位故障IGBT,仿真结果验证了本文提出方法的有效性和可靠性。

考虑受端电压水平的异步互联紧急控制协调策略研究

当送端电网仅通过多条高压/特高压常规直流或柔性直流线路与受端电网相连构成异步互联电网时,若大容量直流发生闭锁,将引发送端及受端系统的频率及电压问题。本文针对异步联网后的多直流孤岛系统,基于直流系统的快速性及可控性,提出一种针对直流闭锁故障紧急状态下功率支援的协调控制策略。首先,通过综合考虑交流电网强弱、潮流转移的影响,提出了考虑受端电压水平的有功功率分配算法。其次,通过对直流功率提升/回降、FLC、稳控切机以及分轮次切机等不同控制措施的协调配合,提出了一套多直流孤岛系统协调控制策略。最后构建了一套协调控制系统并通过南方电网2016年夏大方式下的RTDS仿真模型验证了此系统的有效性。

多端直流电网限流电抗器的优化设计方案

针对多端直流(MTDC)电网中限流电抗器的配置问题,提出了一种通用的优化设计新方案。该方案以系统配置的限流电感总和最小为优化目标,综合考虑了直流断路器、换流站闭锁和保护需求的约束条件,采用优化算法确定了限流电抗器的全局最优配置。该设计方案减小了限流电感给系统带来的不利影响,并能够保证系统在故障穿越期间能够连续、可靠地运行。由于在优化过程中采用了短路电流近似计算模型,从而大大提高了优化效率。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建三端模块化多电平换流器(MMC)型直流电网,仿真结果验证了所提出方法的有效性。

特高压交直流电网输电技术及运行特性综述

特高压电网的建设解决了我国一次能源与需求呈逆向分布的矛盾,能够满足各类大型能源基地的发展与大规模新能源接入。介绍了交直流输电技术的发展现状及其特点,阐明了我国特高压电网"强直弱交"特性突出,探讨了交直流电网之间的相互作用及影响,最后根据现存问题提出了应对措施,主要目的在于使特高压交直流混联电网适应当下大电网运行模式,从而保障电网运行安全稳定。

柔性直流电网直流线路故障的过电压机理分析

针对对称单极结构的MMC型柔性直流输电系统,首先深入分析了直流侧单、双极短路的故障电流演变规律,进而揭示了非故障极充电和波过程分别是导致单极接地故障和双极短路故障过电压的主要原因。然后,以一个三端柔性直流电网为例进行仿真验证,并重点分析了不同因素对过电压的影响。研究结果表明,故障电阻对过电压峰值影响较大,而换流站闭锁、接地方式、线路保护等因素的影响较小。最后,对单极、双极故障过电压进行了总结和对比分析。

引入HoloLens进行信息融合与数据挖掘的新型巡检方式及体验

当前变电站的各类巡检方式大都存在着信息获取不全面问题,主要体现在巡检信息不能得到妥善保存或巡检系统无法及时获取SCADA数据。随着智能电网的发展,电力大数据在设备状态估计等方面有着越来越多的用途。由此形成了智能巡检系统对数据的需求与获取数据不全面之间的矛盾,信息融合与数据挖掘就变得尤为重要,泛在电力物联网概念可以应用到巡检领域中去。采用混合现实设备HoloLens进行变电站巡检,以HoloLens连接人与物,其作为移动的人机交互接口,无缝连接数据与现实,采用智能技术获取和存储巡检数据并能调用SCADA数据,实现数据流的联通。基于此全面信息,系统对设备进行状态评估和故障率计算并为巡检人员提供辅助信息,以提高巡检质量和效率,获取新的巡检内容和巡检体验。最后对巡检人员反馈的用户体验结果进行模糊综合评价,取得了理想的效果。

柔性直流电网重合闸过电流和过电压抑制

基于架空线路的柔性直流电网多发瞬时性故障,重合闸是提高系统供电可靠性的必要手段,但容易造成系统二次过流和过压危害,严重影响系统安全运行。文中首先提出了一种简单、有效的重合闸限流电阻计算方法,通过估计桥臂最大电流来建立限流电阻和桥臂电流之间的约束关系,从而将桥臂电流限制在一定过流水平,减少重合闸期间换流站的闭锁时间。然后,分析了换流站端口过电压的产生原因,并提出了一种由晶闸管和吸能电阻构成的限压电路。该电路并联在桥臂电抗两端,能够在直流断路器动作时刻为桥臂电抗提供额外的电流通路,有效抑制系统的暂态过电压。最后,基于PSCAD软件搭建一个三端环形测试系统,大量仿真结果证明了所提方法的有效性。

电力市场环境下基于深度强化学习的微网能量管理系统实时自动控制算法

作为多类分布式能源的集成者,微网在促进清洁低碳能源发展方面有巨大潜力。然而,可再生能源出力的不确定性给微网的管理带来了挑战,同时也将这种不确定因素带给外部电网。文章基于实时市场,构建了一个包含新能源机组、传统机组和需求响应资源的微网环境,并采用了能够利用环境信息的深度确定性策略梯度算法,这种无模型(Model-free)的强化学习算法有助于充分利用累积的数据信息,能够更好地适应不确定环境,在连续的状态空间和动作空间中进行学习提升。仿真结果表明,所提算法能够有效应对微网中的不确定因素,降低微网运行成本。

考虑高阻故障的多端直流电网快速保护方案

针对含限流电感的多端直流电网,提出了一种考虑高阻故障的快速保护方案。该方案以线路附加电感前端的电压变化率作为主判据,并增加了基于小波高频能量的高阻故障辅助判据。辅助判据通过平稳小波变换提取时窗内初始故障波和反射波的高频特征量,从而有效地提高保护在高阻故障下的灵敏度。保护方案的主判据和辅助判据在动作速度和耐受过渡电阻能力方面形成互补,且仅由本地量构成,无通信延时,能够满足多端直流电网对保护速动性和可靠性要求。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建四端直流电网,仿真结果证明了本文所提方法的有效性。

基于HoloLens的变电站巡检系统

为了实现变电站的智能巡检,本文提出基于HoloLens的变电站巡检系统设计方法,分析变电站巡检系统总体设计构架,构建系统的功能模块。采用可穿戴AR/MR设备进行变电站巡检过程中的人机交互和远程信息采集,得到变电站巡检系统的工程文件配置。采用视觉传感和生物电信号测量传感技术进行变电站巡检图像信息采样分析,实现视觉信息采集模块设计。采用近场无线通信进行变电站巡检组网设计,并应用多媒体虚拟现实增强技术进行变电站巡检输出的3D展示,设计虚拟场景生成器、头盔显示器、虚拟场景与真实场景对准仪等,实现对变电站巡检过程中用户观察视线跟踪观测;在可穿戴的HoloLens智能产品基础上实现变电站巡检系统的优化设计。测试结果表明,设计的变电站巡检系统能够准确获取信息,变电站巡检保障安全系数较高,具有良好的人机交互性和很好的实际应用价值。

基于增益系数优化的直流电网下垂控制策略

直流电压是衡量直流电网功率平衡的重要指标。系统功率的较大扰动使直流电压严重偏离额定值,影响了直流电网的安全稳定运行。下垂控制可实现多点直流电压控制,是直流电网协调控制的重要手段。为了应对直流电网单个换流站故障退出运行后造成的直流电压偏差超出其安全阈值,提出了基于增益系数优化的新型直流电网下垂控制策略。该控制策略考虑了直流电网中换流站容量限制,根据换流站整流和逆变的运行模式,分别给出不同的下垂控制器增益系数,对各个换流站进行优化功率分配,以此达到减小直流电压偏差量的目标。通过与传统下垂控制方法比较,突出了所提方法采用不同增益系数带来的优异性。并对两种方法进行PSCAD仿真验证,仿真结果表明所提方法在直流电网面对较大功率缺失和溢出情况下的直流电压调节效果优于传统方法。

采用HoloLens进行变电站巡检的作业信息管理系统解决方案

研究了基于HoloLens眼镜的智能辅助巡检系统的架构及解决方案,具备交互操作、数据管理等功能,在此系统上进行数据共享、路径规划等功能的开发,使得巡检流程可控、可管。

基于电力4G专网的变电站实时双向智能巡检

基于电力4G专网的变电站实时双向智能巡检可替代传统人工巡检,实现变电站智能巡检功能。以4G专网作为数据通道,提高智能巡检的实时性和安全性,以谷歌眼镜作为主要智能穿戴设备,可以解放巡检人员的双手,提高巡检便捷性。该巡检方法解决了以往变电站人工巡检难以获取实时数据的问题,实现了变电站巡检人员与后台数据库的信息交互,有助于提高变电站巡检的信息化和智能化。

强直弱交受端交流系统安全馈入直流功率评估方法

随着特高压交直流输电的快速发展,交流电网新增馈入直流全面建设,电网"强直弱交"的问题逐渐突出,受端交流系统的安全隐患日益严重。对于多馈入交直流混合系统而言,由于多个直流线路并列运行,各交直流系统之间,直流子系统之间相互影响,对交直流混合系统的控制和保护提出了新要求。分析了短路比、直流线路换相失败、受端交流系统接入能力研究现状,为强直弱交受端交流系统安全馈入直流功率评估研究提供参考。