考虑新能源接入的电网有功无功协调双层优化策略研究

随着高比例新能源接入电力系统,电网的安全、经济运行面临巨大的挑战。该文提出了考虑储能和多无功源的有功无功协调多目标优化控制策略。建立以有功网损和电压偏差最小的双层优化调度模型;采用鲸鱼群算法对该模型进行求解,得到帕累托最优解的分布;根据优化结果制定无功补偿装置的投切功率以及储能系统充放电策略,提升系统电压稳定性与平缓新能源出力波动,有效减少功率损耗,实现电网的安全、节能运行;在改进IEEE39节点系统上进行分析,验证所提模型与求解算法的有效性与合理性。

变步长自适应算法在有源滤波器谐波检测中的应用

对已有改进自适应算法性能进行分析,并尝试将其应用于有源滤波器谐波检测中。实验表明这些变步长算法的性能极易受到系统中噪声信号的干扰,改进效果不明显。该文提出了一种新的变步长自适应谐波检测算法。算法采用归一化的处理方法,以误差信号e(n)在待检测信号中所占比率K(n)作为自适应回馈量,并通过K(n)的相干平均估计来调节算法的步长。其优越性在于:即使在有较大噪声干扰的情况下,谐波检测过程也能保证既具有较快的动态响应速度,又保持较高的检测精度,而不像传统算法那样必需在两者性能上进行折中选择。仿真和实验结果证明了理论分析的有效性。文章还对该算法的收敛性和稳定性进行了分析,并就算法中参数的选取提供了参考标准。

特高压交流试验示范工程无功电压控制策略研究(英文)

长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程投产后,特高压联络线无功电压控制策略较常规电压等级线路呈现新的特点,需兼顾特高压线路绝缘水平和电网安全稳定约束2 个方面的要求。揭示了特高压系统电压变化的原因,分析了特高压与500kV系统无功电压特性差异,采取仿真计算和实测曲线验证了理论分析结果,提出了特高压联络线电压控制措施,取得的成果已应用于特高压交流试验示范工程,并为今后特高压工程的无功电压运行控制提供依据。

特高压电网协调电压控制研究(英文)

主要研究特高压示范工程南部落点的协调电压控制问题。设计并开发潮流仿真平台,能模拟电网无功电压调节的准稳态过程,并兼顾电网安全约束和特高压线路绝缘要求。基于仿真平台,对比研究了独立控制和协调控制两种模式,并综合利用发电机进相、直流降压运行、停运500kV线路等各种调节手段,对三峡近区电网的电压控制进行了全过程仿真,分析了影响特高压线路落点变电站电压下降的关键因素。

单相有源电力滤波器L_2增益重复控制新方法

提出一种适合于单相有源电力滤波器的L2增益重复控制新方法。这种方法在所建立的考虑干扰和参数摄动影响的单相有源电力滤波器端口受控哈密顿系统平均化模型基础上,首先通过对误差系统方程的等价变换,将参数摄动的影响转化为周期干扰的一部分;而后设计L2增益重复控制方法,利用重复控制对周期干扰进行补偿,利用L2增益控制确保重复控制的收敛性和对控制目标的渐近跟踪,并抑制非周期干扰对控制效果的影响;此外,该方法还采用在大电容情形下忽略波动量影响的方式克服了准确在线计算直流电容参考电压波动量的困难。仿真实验中通过与采用传统PI控制策略和L2增益控制方法时的结果进行对比,验证该文所提出方法的正确性和有效性。

配电变压器与静止无功补偿器一体化技术研究

针对我国配电网及箱式变电站无功补偿存在的问题,提出一种融合配电变压器和静止无功补偿单元的一体化无功补偿技术,该技术利用配电变压器的富余容量,动态补偿变压器及其负载的无功消耗;通过灵活的接入电压选择,扩展了补偿单元电力电子器件的选型范围;紧凑的一体化结构也有效降低了补偿装置的体积和成本,提高了装置的整体效率。介绍了该技术的结构形式,并针对其结构特殊性,提出了2种跨端口瞬时无功功率(电流)的检测方法。仿真和实验结果表明,该技术对配电网无功动态补偿和综合电能质量控制有着显著的效果。

计及需求侧响应的光伏微网群与主动配电网双层优化

针对光伏微网群在用电高峰或光伏出力不足时段出现的电能短缺问题,提出一种计及需求侧响应的光伏微网群与主动配电网双层协调优化调度策略。下层微网群根据不同类型微网用户的用电特性,基于分布式理论采用微电网调节成本一致性协调算法,优化出各微网的功率调节方案。上层是以系统网络损耗最小为优化目标、以联络线功率为约束的配电网最优潮流模型。最后以城镇光伏微网群与改进的IEEE-33节点配电网系统作为算例验证策略的可行性,仿真结果表明所提调度策略能使并入ADN系统的微网群和ADN系统双方都具有更好的经济性。

一种计及零注入电流的PMU量测线性状态估计方法

为充分利用相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)数据进一步提升状态估计精度,提出一种完全基于PMU量测数据的线性加权最小二乘状态估计方法。该方法将联络节点的零注入电流作为虚拟量测。由于最小二乘法的实质是通过量测冗余度提高状态估计精度,因此,虚拟量测的引入提升了冗余度,从而能够提高估计精度。利用IEEE39节点和IEEE118节点系统进行仿真,结果表明完全基于PMU量测的线性状态估计与传统非线性状态估计和混合量测状态估计方法相比能够有效提高估计精度和计算速度。此外,利用IEEE39节点测试系统对量测变换误差进行了比较研究,结果表明提出的方法量测变换误差明显小于SCADA量测变换误差,有助于提升估计精度。

动态电压恢复器试验方法研究

电压暂降是发生概率最高的电能质量问题,动态电压恢复器(DVR)是解决电压暂降最直接有效的方法之一。DVR装置拓扑、电压暂降检测方法和补偿策略等得到了广泛研究,而试验方法却鲜有提及。在此分析了DVR装置拓扑结构,指出针对配电系统DVR适用拓扑——无串联变压器三单相桥DVR,提出了一种DVR装置低成本的全工况模拟试验方法,通过仿真和试验测试,验证了此试验方法的有效性和实用性。

基于模态叠加法的变压器绕组振动特性分析

变压器绕组振动极易导致绕组机械形变,从而影响到设备乃至于电力系统的安全稳定运行。文中旨在更便捷的研究变压器绕组的振动特性,首先,利用多自由度系统力学理论,基于模态叠加法建立绕组振动位移响应的解析模型,该模型的刚度系数和激励参数可以反映绕组多种工况的振动特性,文中主要分析了螺栓预紧力和电磁力两个典型因素对绕组振动特性的影响。并以一台10 kV三相变压器为例,设计绕组松动的锤击试验和在线振动监测试验,试验分析结果与解析模型分析结论吻合,验证了解析模型的有效性。文中研究内容为变压器绕组结构设计和状态评估提供了新的思路。

基于CT的交流电源及其控制策略研究

针对目前高压线路在线监测装置供电难的问题,文中基于电流互感器的电流-电压变换原理建立了一种可为变负载供电的交流电源模型。采用一个三绕组电流互感器,通过电力电子设备来控制第三辅助绕组的状态。当辅助绕组短路时,铁芯饱和使得负载绕组输出电压为零;当辅助绕组开路时,负载绕组输出电压恢复,从而对负载绕组输出电压起到幅值调制的作用。设计了稳压反馈控制电路与基于多项式最小二乘曲线拟合函数法的稳压控制器算法,解决了在一次侧电流和所带负荷发生变化时,输出电压不稳定的问题,使负载及电流在一定范围内变化时输出电压能保持稳定。通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了在可变负载情况下,所提出的基于CT交流电源有着良好的稳态和暂态输出特性,并对一次侧线路产生的影响可忽略不计。

基于分级磁阀可控电抗器的谐波特性研究

针对磁阀可控电抗器(magnetic control reactor,MCR)产生谐波影响电网的问题,提出将MCR铁心设计成分级磁阀的结构。为此,从理论上比较单级和多级磁阀可控电抗器产生谐波的原理,推导出四级磁阀电抗器谐波电流的表达式,分析了电抗器在不同工作状态下各饱和度之间的关系,对两种不同结构磁阀电抗器进行模拟仿真和试验数据对比,得出与理论分析基本吻合的结论,表明四级磁阀可控电抗器可大大减少总谐波含量。

电力系统中凸极式发电机励磁与STATCOM的非线性协调控制研究(英文)

针对单机无穷大系统,采用凸极式发电机(x′d≠xq)模型,建立了包含静态同步补偿器的系统方程,并利用几何反馈线性化方法,实现发电机励磁与STATCOM的协调控制.该方法弥补了凸极式发电机励磁与STATCOM协调控制技术研究的不足,并进一步推广了几何线性化理论和控制器的应用范围,提高了STATCOM与励磁协调控制的实用性.仿真结果验证了文中所提出的模型和协调控制方法的合理性和有效性.

SSR控制的电动机正/反转电路设计

分析了电磁继电器在使用过程中的问题,设计了基于SSR控制的三相电动机的正/反转电路,并阐述了电路原理、电路结构及特点。

三次产业用电特性及负荷结构研究

全社会用电负荷曲线由三次产业用电负荷曲线及居民生活用电负荷曲线组成。通过大用户负荷曲线叠加,测算了典型行业及居民生活的用电负荷曲线,研究了用电特性及其发展规律,并以类似方法估算了三次产业的最大用电负荷,揭示了负荷结构与产业结构的关系。结果表明,四川地区三次产业典型行业均具有明显的季节特征;第一产业用电负荷比重极小,第二产业用电负荷比重较大,第三产业用电负荷迅速发展,居民生活质量不断改善。

基于DMPC的联络线功率波动协调抑制方法

由于采用区域控制误差的区域自动发电控制对联络线功率波动的控制彼此相对独立,可能无法通过各自自动发电控制的协调来快速控制联络线功率波动。针对此不足,基于分布式模型预测控制理论,研究了一种协调区域自动发电控制以抑制联络线功率波动的方法。该方法在建立区域互联系统的有功频率分布式预测控制模型的基础上,通过在预测控制周期内求解抑制联络线功率波动的纳什均衡控制解,以实现各区域自动发电控制的在线优化控制协调,利用模型预测控制的滚动优化达到对联络线功率波动的快速抑制。仿真结果表明该方法具有良好控制效果,验证了其有效性和可行性。

三阶非线性对主导低频振荡模式的影响

在电力系统动态方程3阶解基础上,分析了3阶非线性对基本模式作用的影响,提出了2阶和3阶非线性对基本模式影响的评价指标,并进一步应用3阶解,提出了识别大干扰主导低频振荡模式的指标,应用Prony算法验证了该指标的有效性。研究结果显示,最靠近虚轴的小干扰主导低频振荡模式,在大干扰情况下可能不被激励或激励较弱,因而大、小干扰主导低频振荡模式可能不同,考虑3阶非线性对大干扰主导低频振荡的影响是必要的。

同步发电机失磁保护新型辅助判据

针对常规发变组保护的缺陷,提出一种同步发电机失磁保护判据,该判据实时检测发电机终端无功功率的方向和大小,并将采集到的无功功率在一个周期内动态平均化,以此来消去无功功率的高频分量.在考虑发电机进相运行的极限条件下设置以超前功率因素运行的无功功率的阈值.相比于传统的失磁保护判据,此判据在同步发电机遭遇失磁故障时能够更加迅速检测出失磁故障,以便预先做好应对措施.通过Matlab软件对该算法进行仿真验证,表明该辅助判据能够更加快速准确检测失磁故障,提高发电机失磁保护的灵敏性.

微分进化算法在电力系统中的应用

微分进化是一种基于群体智能的新兴全局优化方法,具有收敛速度快、可调参数少、鲁棒性好、操作简单等特点。介绍了微分进化算法的基本理论,综述了近年来微分进化算法在电网规划、最优潮流、无功优化、机组组合、经济负荷分配、配网优化运行、优化设计等方面应用研究的主要成果与方法,最后对其在电力系统中的应用进行了展望。

基于优化运行仿真的CCHP终端供能系统规划方法

提出了一种基于年度运行仿真的冷热电联产系统的投资规划优化方法,其中冷热电联产系统的年度仿真是从候选的策略集中选择最优策略,能够体现优化运行的特征。投资规划问题采用遗传算法求解,通过对投资和运行的问题迭代求解获得优化结果。研究结果表明,由于年度仿真具有较快的计算速度,使得问题求解较为快速。运行策略的改变会显著影响冷热电联产的投资结果,在相同负荷情况下,基于优化运行规则的投资容量比基于混合策略运行的投资容量小,总成本可节约15%左右。所提方法为冷热电联产系统的规划提供了一种新思路。