双馈风电场抑制次同步振荡的自适应增强阻尼控制方法

针对双馈风电场接入电网的次同步振荡问题,提出一种自适应增强阻尼控制策略。首先,基于无模型自适应理论设计一种双馈风电机组d、q轴阻尼联合控制方法,并给出控制参数优化方法。其次,将该无模型自适应阻尼控制方法与传统次同步阻尼控制方法相结合,得到一种自适应增强阻尼策略。最后,基于IEEE 39节点改造模型,验证该自适应增强阻尼控制策略的有效性和优越性。多机等值模型算例表明,该自适应增强阻尼控制策略对多机风电系统具有良好的适应性。该自适应增强阻尼控制策略可显著提升次同步振荡控制性能,对工况变化具有良好的适应性,可弥补传统次同步阻尼控制的不足,体现出较强的工程应用潜力。

基于强化学习的混合元启发式暂态电压稳定特征选择方法及可解释性研究

新型电力系统发展背景下,使用有效的特征选择方法来提取与暂态电压稳定强相关的关键响应特征,对研究暂态电压失稳机理与系统潜在安全隐患具有重要意义。为此,提出一种基于改进过滤法与混合元启发式包装法的复合框架进行特征选择的新方法。基于对称不确定性值改进的最大相关最小冗余性准则进行特征粗筛;将Q学习强化学习融合至元启发式优化算法中,并采用开发探索折衷策略以增强特征细选能力,获取最优关键响应特征子集。在此基础上,采用沙普利值加性解释归因理论综合分析各筛选特征对暂态电压稳定的影响与系统薄弱环节。新型电力系统算例验证了所提方法的有效性。

基于代价敏感支持向量机和多变量决策树的分级自适应暂态电压稳定评估

为解决暂态电压稳定评估中失稳工况漏判率高的问题、提升多变量决策树(multivariate decision tree,MDT)应用能力,提出一种分级代价敏感多变量决策树(hierarchical cost sensitive multivariate decision tree,HCS-MDT)评估方法。基于可量测电气量时空联合拓展构建特征,利用改进经验风险的代价敏感支持向量机(cost sensitive support vector machines,CS-SVM)作为MDT内部节点分类器,生成解析式组合特征判稳规则作为可视化决策依据,并能有效减少失稳漏判;将分级自适应(hierarchical self-adaptation,HSA)准则融入CS-MDT中进行暂态电压稳定评估,在提升早期评估能力的同时有效保障评估准确率。暂态电压稳定仿真算例验证了所提方法的有效性。

数据驱动的风光场站次同步振荡多机协同阻尼控制方法

随着光伏、风电在电网中接入规模的快速增长,电力系统次同步振荡问题逐渐凸显。该文针对包含光伏、双馈风电机组的等效多机新能源场站,提出一种数据驱动的抑制次同步振荡的多机协同阻尼控制方法。首先,结合新能源并网系统的结构与次同步振荡阻尼方法,确定了阻尼控制器信号的输入、输出位置。其次,将次同步振荡场景下的新能源场站等效多机并网系统简化为多输入单输出系统,基于紧格式动态线性化理论,提出了适合光伏、风电多机协同的无模型自适应次同步振荡阻尼控制方法,并对控制参数进行了优化。最后,在IEEE 39节点系统增加新能源接入场景中进行测试,阻抗频率分析与仿真结果均体现出该控制方法能有效提升系统的阻尼。在考虑阻尼控制器投入时间、新能源场站规模、风光出力占比等不同的情况下,验证了该控制方法的有效性和适应性。该控制方法对振荡频率的偏移不敏感,并对系统的大小扰动具有较强的适应能力,体现出良好的次同步振荡阻尼性能。

适用于高压直流输电受端系统的两阶段暂态电压评估方法

直流受端系统受扰后,极易引起直流发生换相失败、直流闭锁等故障,使得直流受端系统的暂态电压稳定(transient voltage stability,TVS)问题尤为突出,量化评估直流受端系统暂态电压稳定性具有重要意义。由于直流系统复杂的暂态特性,使得现有的暂态电压评估方法难以准确评估直流系统的暂态电压问题。为此,基于现有的多二元表判据和直流系统暂态恢复特性,提出了两阶段暂态电压评估方法。首先,分析了直流系统的暂态电压恢复特性和现有多二元表在直流系统中的应用局限。其次,基于不同稳定性水平赋予不同权重的思想,提出两阶段暂态电压评估方法,结合直流控制参数和故障严重程度等信息,实现对暂态电压稳定性的评估。最后,基于双直流馈入系统和修改后含直流的IEEE 3机9节点系统验证两阶段暂态电压评估方法对直流系统的适用性,结果表明所提方法可以实现对直流受端系统暂态电压稳定的准确评估。

适用于高/低电压穿越的双馈风机协同控制策略及其稳定技术研究

针对双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG),提出可提高DFIG高/低电压故障穿越能力的协同控制算法、系统稳定性约束条件以及控制参数的优化方法。在电网电压对称突变且硬件保护电路不投入运行时,该算法可加速定子磁链暂态分量的衰减,实现抑制转子侧变流器的过电压和过电流,提高DFIG的故障穿越能力。对所提控制算法进行非线性动力学分析,给出系统同时满足高/低电压故障穿越过程的大范围稳定约束条件,以及与稳定约束条件近似等效的数值方法,解决了原约束条件难以解析求解的问题。最后通过仿真验证了所提控制算法的故障穿越能力,同时表明所提数值稳定约束条件以及参数优化方法是有效的。

基于小波变换的直流线路行波保护采样数值稳定性研究

高压直流输电系统由于输送容量大,输电距离远,在我国电力系统中起到越来越重要的作用。一旦直流输电线路发生故障,快速准确识别故障具有极其重要的意义。对小波变换的直流输电线路行波保护方案进行了研究,发现在10 kHz的采样率下,对同一行波不同的采样,可导致小波变换模极大值的波动范围达7倍以上,意味着采用离散采样进行保护整定有严重的数值稳定性问题。提出了多重采样方法,以采样重数为表征指标,获得了小波变换方法故障指标数值波动的可能范围,分析了数值波动概率分布情况,并获得了过渡电阻值对故障指标波动范围的影响。该研究方法和结论对于实际工程中的行波保护整定,具有较重要的参考意义。

直流输电线路极波变化率保护的拓展方法研究

针对ABB直流输电线路行波保护耐受过渡电阻能力低,灵敏度不高的问题,该文提出改善上述问题的方法。ABB行波保护中极波变化率可视为二维矢量与相邻极波数据点的内积,该文构造多维矢量或多维矩阵,并拓展每次计算中极波数据点数量,采用矢量和矩阵计算得到极波广义变化率,并将该极波广义变化率作为保护动作的判据。通过PSCAD/EMTDC仿真,验证了所提行波保护改进方法对LCC-HVDC线路和MMC-HVDC线路接地故障的有效性。当接地电阻为100?时,文章方法较原方法灵敏度分别提升约28和19倍。算例表明,所提行波保护改进方法对行波保护区内接地故障具有较高的灵敏度和耐受过渡电阻能力,并且适用于LCC-HVDC输电线路和MMC-HVDC输电线路。

基于限流式混合直流断路器的多端柔性直流线路高敏度单端量保护

多端柔性直流输电系统在继电保护方面面临的主要问题在于如何快速识别直流线路故障。阿西亚.布朗.勃法瑞有限公司(Asea Brown Boveri Ltd.,ABB)提出的极波保护原理灵敏度较低,直接应用于多端柔性直流输电系统的效果需要特别关注。因此,该文针对限流式混合直流断路器构成的边界特性,对ABB极波保护中的极波变化率进行矢量或矩阵拓展,构建极波广义变化率,并利用得到的极波变化率作为保护动作的判据。通过PSCAD/EMTDC搭建三端柔性直流输电系统,验证了改进的高敏度算法对于多端柔性直流输电系统接地故障识别的可靠性。算例表明,该极波广义变化率算法对于保护区域内的接地故障识别有较高的灵敏性和速动性,能够在0.1 ms时间尺度识别区内故障。

Modeling of an ionized electric field on the building near the UHVDC transmission line

In this paper,a 3D upstream finite element method is developed to analyze the ionized electric field around the UHVDC transmission lines including the building near it.The ionized electric field around the building is reduced due to the shielding effect of the building and the shielding distance is about three times its height.The ionized electric field including the human body model on the building and away from the building is also taken into account.The ionized electric field distortion ratio of the human body model is discussed in this paper.The distortion ratios for the positions on the building are less than those on the ground.