基于MapReduce的并行化电网运行数据处理方法研究

在大规模新能源的新型电力系统中,由于云端电力数据存在结构复杂、数据量大及多维度的特点,因此不利于发挥数据对运行的指导作用,甚至有可能危害电力系统的安全、稳定运行。针对上述问题,文中提出了一种基于MapReduce的电网数据分析方法。其将云计算应用于新型电力系统,并构建了基于MapReduce云计算模型的并行化处理算法,进而提升了系统的响应速度。通过将该方法应用于电网的数据处理结果表明,所提方法可以有效地提高电网运行数据处理的准确性和工作效率。在海量数据的工况下,其处理效率约为30 min,且随着数据量的增加仍可保持稳定性与准确性,实现了网格化的并行分析。

虚拟同步发电机接口变换器并联运行虚拟阻抗自适应控制

随着虚拟同步发电机(VSG)技术在微网以及主动配电网中应用的增多,VSG接口变换器并联运行越来越广泛,其中的环流和功率分配不精确问题也成为研究重点。该文首先引入虚拟阻抗,分析两台VSG接口变换器并联运行的功率均分原则。其次针对传统虚拟阻抗算法无法对线路阻抗进行调节的缺陷,设计一种虚拟阻抗自适应的算法,同时给出参数取值依据,实时计算线路两端的阻抗值,自适应虚拟阻抗可自动平衡线路之间的差异,更好地解决VSG接口变换器并联运行的功率均分问题。最后对VSG接口变换器并联运行的各种工况进行Matlab/Simulink仿真验证,证明了所提出的算法的有效性与正确性。

微电网系统母线电压和频率无静差控制策略研究

当外电网发生故障时,微电网系统与外电网断开,运行在孤岛模式。此时,由于微电网系统失去了外电网的支撑,微电网系统交流母线电压和频率需要采用下垂控制。针对传统下垂控制导致电压和频率存在静差问题,分析控制参数对微电网系统逆变器输出阻抗的影响,并研究系统输出阻抗呈感性的方法。在此基础上,提出无通讯线时消除电压和频率静差问题的控制方法,并分析下垂系数对系统稳定性的影响。最后,通过仿真和实验对控制方法进行了验证,仿真结果表明采用下垂曲线平移的办法减小静差,有功-频率和无功-电压下垂曲线垂直上移,没有发生明显的波动,而且按照设定的下垂系数比例进行合理分配;负载从680 W突增至1 050 W,再从1 050 W突减至680 W,两台逆变器输出电流迅速满足负载突变的要求,而且负载突变对母线电压影响较小。结果表明本文控制方法的正确性和可行性,研究结果将对微电网的稳定运行提供一定的理论及实验指导。

电网年度运行方式自动优化计算与报告生成系统

年运行方式编制是电网运行管理部门每年都要开展的常态工作。文中设计开发的电网年度运行方式自动优化计算与报告生成系统,建立了灵活、易维护的管理数据库,实现了统一的运行方式数据平台;基于网络的多用户、分布式并行计算平台,实现了计算资源的动态优化分配,解决了年度方式海量计算任务;实现了自动计算和报告辅助编写功能,能够按年度方式计算流程,自动计算并输出年度运行方式报告内容。介绍了系统的结构、功能、关键技术。该系统进一步规范了电网年度方式编制和分析计算工作。

风力发电对电网的影响及对策

风电场并网运行会对电力系统的安全性、稳定性、电能质量、系统可靠性、电源和电网规划等方面带来一定的影响,针对这些问题,笔者介绍了风力发电的特点以及我国风力发电的现状和发展方向,分析了风电场并网运行的特性及其对电力系统的安全、调度、电能质量和稳定性的影响,最后提出了改善风电场运行性能的对策。

昆明电网110kV母线分段运行与并列运行方式比较

昆明电网中的110kV变电站的高压侧母线的主接线方式为单母分段接线,主要有2种运行方式:并列运行和分段运行。对2006年昆明电网丰大运行方式下的2种母线运行方式下的电网的电压合格率,网损率和N-1开断校验等3个方面进行了计算,并根据计算结果比较分析了2种运行方式。较之并列运行,110kV汤池变母线分段运行方式下,电压越限的母线数目增多;电网网损率略低;分段运行方式下汤池1号主变压器开断,电压越限的母线数目增多。

直驱风电系统中并联逆变器的仿真建模与分析

直接驱动型风力发电系统需要全功率变流器,三相PWM变流器并联运行为首选方案。由于直接并联时产生的零序环流会造成环流损耗甚至功率器件损坏,所以必须加以抑制。为此,深入分析了PWM变流器直接并联时环流产生的机理及采用SVM算法进行调制时零矢量对于环流的影响,并在此基础上提出了基于变化零矢量的SVM环流控制方法;在Matlab/Simulink7.1中建立了3个逆变器模块直接并联的仿真模型并给出了各逆变器的控制框图,利用s函数完成了控制算法的实现。仿真表明:这种并联方案有利于模块化设计,所提的环流控制方法可行,各逆变器模块均流较好,且能够实现电网侧有功和无功功率的独立解耦控制。

基于MPI的电网仿真实时并行计算平台

在电力系统动态电磁暂态仿真的并行计算中,存在超实时和硬实时的问题。为此,提出一种基于MPI的实时并行计算平台。引入硬实时操作系统RTLinux,采用实时内核和PSDD编程模式对仿真并行计算程序、MPICH并行环境和GM软件等进行重构,以获得硬实时特性。测试结果证明,该平台的平均时间性能提高约10%,时间的最大抖动幅度降低50%～80%,并减少了时间的抖动频率。

离网条件下的虚拟同步机分布式并联系统暂态稳定分析

虚拟同步机技术的应用,使得分布式电源具有同步发电机特性,可实现离网运行,其可控惯量对离网条件下分布式并联系统的频率稳定和有功振荡有很大的影响。基于离网条件下的虚拟同步机分布式并联系统,以两端输出有功功率振荡为标准,利用李雅普诺夫方法推导暂态能量函数,分析两端惯性时间常数对系统有功振荡的影响。根据分析结果,对暂态期间惯性时间常数进行控制,抑制有功振荡幅度,减小振荡时间,从而提高系统暂态稳定性。最后,利用PSCAD/EMTDC?软件建立模型进行仿真,验证所提方法的可行性。

基于微电网的电能质量问题研究

针对微电网规模较小以及多种形式电源的介入,受外界条件影响大的问题,分析了微电网环境下所面临的主要电能质量问题,提出采用功率电流双环控制技术、静止无功补偿器调压技术、发电并网逆变器滤波技术、微电网与配电网无功发生器联合运行的无功电压调节技术进行微电网环境下的电能质量控制。

南方电网高压直流输电系统调度运行操作分析

南方电网于2008年已经形成"八交四直"的主干网架,是一个典型的交直流并联电力系统。分析了南方电网在正常方式下、事故条件下和特殊情况下高压直流输电系统的运行操作。在正常方式下,直流系统功率调整必须考虑如下几个方面:交流断面限制要求;与交直流功率优化分配有关的安全和经济优化因素;接地极不平衡电流对中性点直接接地主变压器的影响;直流系统的电流限制和降压限制;直流系统的解闭锁操作。特殊情况是指纯直流方式和直流孤岛方式。在直流孤岛方式下系统调控过程中要考虑直流系统运行工况、发生次同步振荡的可能性和直流稳定控制功能的投退等因素;此外,还要应遵从一定的调控要点。

虚拟同步发电机并联系统的功率均分研究

通过对同步发电机下垂特性和转动惯量等外特性的模拟,分布式逆变单元可表现出同步发电机特性,针对虚拟同步发电机(VSG)并联系统的功率不能合理均分和环流等问题,根据下垂方程和有功频率下垂控制的单台小信号方程推导了VSG并联系统的功率均分公式,此种参数设计公式对于相同和不同容量的VSG并联系统同样适用,且在暂态和稳态情况下都可实现VSG按自身容量分配功率。仿真和实验结果表明,按照本文所提出的功率均分公式设计并联VSG参数,可实现相同和不同容量并联VSG系统的功率均分。

电网改造中变压器并列运行分析

变压器并列运行,就是将两台或两台以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上,二次绕组并联在另一电压的母线上运行。其意义是当一台变压器发生故障时,并列运行的其它变压器仍可以继续运行,可以保证重要用户的用电或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器,再将要检修的变压器停电检修,既能保证变压器的计划检修,又能保证不中断供电,提高供电的可靠性。通过计算分析说明了电力变压器的并列运行的条件,并给出了变压器并列运行应该注意的事项。

基于多台APF并联的微网谐波抑制

针对微网中的谐波问题,对多台有源滤波器(APF)的并联运行治理微网谐波进行了研究,在比较并研究了均流策略和各种并联策略后,提出了一种新的微网中APF并联方法和控制策略,研究了均流策略和并联实现方法。通过仿真验证了该方法的可行性和可靠性,说明该方法具有很好的动态性能和补偿效果。

南汇柔性直流输电系统投运后的分析与建议

介绍了南汇柔性直流输电系统的技术特点、运行方式、电气参数与功率输送。通过排查隐患,梳理和汇总了自2011年7月25日投运以来柔性直流输电系统出现的各种问题。针对某些设备的固有缺陷、运行设备与控制保护程序、设置参数之间的最佳参考数据的匹配等问题,做了技术分析。尤其是对容易引起误报、误发故障信号,导致柔性直流输电多次跳闸停运等问题,提出了治理措施和整改建议,为风电场、微电网、孤岛电网并网以及柔性直流输电技术的推广应用,提供技术支撑和运行经验。

单相断线故障对城市输配电网的影响分析

在介绍目前城市中压输配电网结构以及运行方式的基础上,对并列运行双回线以及线路-变压器组接线的输电线路发生单相断线故障时的系统电压、电流故障特征进行了分析,为快速准确判断故障提供理论依据。最后结合实际事故案例对断线故障的处理方法提出相关建议。

基于分群解耦的电力系统机电电磁混合仿真的分网技术

多条耦合直流输电的响应只能通过电磁暂态仿真程序模拟。为了提高仿真精度,机电-电磁混合仿真已用于电力系统运行的研究。为解决目前机电-电磁混合仿真速度太慢的问题,提出了一种电力系统混合仿真分网技术。首先把机电网络分成尽可能多的网络孤岛,把电磁暂态网络通过传输线解耦方式分网,然后基于分群解耦的机电-电磁混合仿真算法形成单时步内解耦的机电-电磁子网群。继而又提出一种新的并行程序结构,利用机电-电磁子网群实现并行仿真,加快仿真速度。最后对含有7条直流输电和4000个节点的电磁网络的国调方式计算案例进行的研究表明,该方法可以在不降低精度的情况下大大提高仿真速度。

不停电作业的低压电源车并机并网系统设计

针对当前低压电源车无法完成不停电并机并网作业问题,分析了不停电作业的低压电源车并机并网工作要求和功能需求;详细介绍了低压电源车并机并网系统硬件构成,设计了并机并网控制系统。经过运行测试,结果表明低压电源车在并网过程电压、电流、频率偏差在允许范围内;其切换过程不影响负荷正常运行,实现了不停机作业的功能。

基于电网调控运行数据的分布式自主分析关键技术与应用

基于电网设备模型,分析了省地两级电网调度生产运行数据特征,研发了电网调控运行数据分布式存储技术、电网量测点倒排索引、量测点历史数据并行计算、量测点公式自定义与解析等关键技术,搭建了一套分布式电网调控运行数据自主分析系统,促进了电网调控运行数据的应用,提高了电网调度智能化管理水平。

基于多图层并行渲染的电网安全态势动态可视化研究

电网运行态势可视化是电网调度运行决策的重要辅助工具,但系统动态过程可视化的计算量庞大,导致浏览器/服务器架构的可视化客户端难以满足实时性需求。针对该问题,文章提出一种基于多图层并行渲染的电网安全态势动态可视化方法,分析了新型绘图技术OffscreenCanvas应用于多图层并行渲染的可行性与技术难点,针对功角振荡和潮流转移等安全态势场景设计动态可视化表征方法,结合OffscreenCanvas和电力系统数据的特性研究多图层数据分配机制和视图层的数据组织方式。在658节点大型电网的案例测试中,所提多图层并行渲染方案性能约为传统方案的4倍,为电网态势实时可视化提供了有效支撑。