大规模交直流电力系统电磁暂态仿真高效建模方法

为克服机电暂态仿真无法描述交直流混合电力系统非基波或不对称特性的局限性,急需高效的大规模电力系统电磁暂态建模方法。针对实际高压直流输电换流站主接线方式,文章首先简化了阀组模型并说明了对应简化模型的输电线路模型,大大减少了模拟换流站而利用的计算资源;其后介绍了适用于基于文本转换的电磁暂态快速建模技术的模型定义方法,该模型充分利用了矩阵计算,易于初始化且提高了计算速度。以一个两区四机系统验证了采用所提简化直流模型的精确性与自定义模型的有效性,以南方电网主网等值系统为例说明了大电网电磁暂态建模的步骤,并提出了提高机电暂态仿真精度的建议。

大规模交直流电力系统仿真计算的相关问题

针对大规模交直流电力系统仿真计算中涉及到的几个相关问题进行了讨论。指出用于大规模交直流电力系统仿真计算的最有效的工具是带有用户自定义功能的交直流电力系统数字仿真程序 ,传统的动模试验和最新出现的实时数字仿真器并不适合于对大规模交直流电力系统进行系统研究。通过考察直流输电换流器准稳态模型导出的条件 ,阐明了直流输电换流器的准稳态模型在交流系统不对称故障期间是不适用的。论证了影响逆变器换相失败的因素有多个 ,重点研究了触发越前角、换流站交流母线电压跌落 ,直流电流增大以及换流变压器短路阻抗等因素对换相失败的影响。通过实例论证了交流系统故障时直流输电系统的动态响应特性 ,必须在仿真过程中通过对直流输电系统及其控制器的行为进行精确的仿真计算才能得出 。

大规模交直流电力系统并行计算数字仿真综述

论述了大规模交直流电力系统并行计算数字仿真方法。首先,介绍了4种可并行计算的电力系统数字仿真工具,对各自特点和适用性进行了分析。其次,对比研究了基于频率响应的等值方法、Ward等值方法以及基于物理等效的动态等值方法等3种电力系统等值方法,并分析了各自的优缺点。然后,从模型转换与对应、元件布局与连接以及子系统划分与分核3个方面,详细研究了基于PSCAD/EMTDC仿真工具的交直流大系统并行计算方法。同时,全面分析了基于RT-LAB的大规模交直流电力系统并行计算方法,并对系统的初始化进行了详细分析。

大规模交直流互联电力系统潮流分区并行算法

提出一种大规模交直流互联电力系统潮流分区并行算法.该方法按AC/DC电力系统的互联特性,通过区域电网间的AC/DC联络线对电网进行划分,建立了AC/DC互联电力系统潮流分析的2层计算树模型.2层计算树的根结点由不连通的AC/DC联络线组成,叶结点为划分后的交流子系统.算法引入撕裂后边界母线间的虚拟电流作为2层树根结点之间的协调变量,进而得到根结点和叶结点子系统边界母线间的标准化电压电流约束方程.通过上述约束方程实现大规模AC/DC互联电力系统潮流分区并行计算的双向迭代新算法.该算法不改变牛顿法潮流算法的收敛性和计算精度,各叶结点子系统可采用传统的潮流算法进行计算,可在多核计算机上并行实现.以南方电网某运行方式数据为测试系统的分析表明,所提分区正确有效,计算结果与商业软件BPA计算结果具有较好的一致性.

交直流电力系统电压稳定性控制方法

交直流电力系统电压稳定性控制方法主要集中在单一的调节手段上进行定功率控制,导致电压区域不稳定,发生大规模波动,为此研究交直流电力系统电压稳定性控制方法。首先,通过对交直流电力系统的电压进行分区,揭示系统电压分布的特点和规律。电压分区后,构建储能单元的数学模型,针对直流配电网的惯性特性进行详细分析,确定电压稳定负荷裕度的计算方法,以评估系统的稳定性水平,最后,结合电压暂态稳定性控制输出,实现交直流电力系统电压稳定性控制。实验结果显示,与无功补偿方法和有功潮流优化方法相比,研究的交直流电力系统电压稳定性控制方法的交流子网的电压区域稳定,未发生大规模波动,具有实际的应用价值。

大规模风电并网后电力系统有功功率调度模型

为了保证大规模风电并网后电力系统能够稳定运行,解决现有有功功率调度模型存在的调度效果不佳、调度成本高的问题,对电力系统有功功率调度模型进行了优化设计。选取大规模风电功率场景作为有功功率的调度范围,在该场景内模拟风电并网过程,分析并网后对电力系统产生的影响。根据功率时序特征的提取结果和电力系统潮流计算结果,预测电力系统的有功功率值。通过功率分配、调度量计算、约束条件设置等步骤,完成大规模风电并网后电力系统的有功功率调度。通过实例应用分析实验得出结论:与传统调度模型相比,应用设计调度模型得到的有功功率输出结果更接近期望值,且调度成本降低了2.7万元。

含大规模新能源的电力系统储能容量配置方法

传统的电力系统储能容量配置方法往往只考虑了单一的储能技术,导致储能容量配置净收益低,为此,研究一种含大规模新能源的电力系统储能容量配置方法。根据确定的储能容量制定储能容量配置约束条件,分配不同种类储能阵列,将系统所需的储能容量分配到不同的储能阵列中;最后确定出最优的储能容量配置分界点,实现电力系统储能容量配置。实验结果表明:与电力需求预测法和电力负荷平衡法相比,所设计的含大规模新能源的电力系统储能容量配置方法的储能容量配置净收益高,说明其具有一定的应用价值。

大规模光伏发电对电力系统的影响

大规模光伏发电是清洁能源的重要组成部分,对于在能源危机和环境污染背景下实现可持续发展与降低能源消耗等方面具有重要意义。太阳能作为一种可再生能源,大规模光伏发电对电力系统的影响巨大,不可忽视。光伏发电并网后,电力系统的安全稳定运行面临新的挑战,急须研究和制订合理且有效的应对措施。文章探究了大规模光伏发电对电力系统的影响,并针对影响提出了大规模光伏发电的应对策略,最后展望了未来大规模光伏发电的前景。

大规模风电接入多源电力系统优化调度研究

传统的日前规划调度方法无法满足大规模风电接入电力系统的需求,为此提出大规模风电接入多源电力系统优化调度方法。建立了结合风电运行价格、火电运行价格、CSP电站调峰效益的多目标优化调度函数。采用NSGA-Ⅱ和鲸鱼优化算法相结合的方式对函数进行求解,完成优化调度。实验结果表明,所提方法的多源电力系统的优化调度效果良好,且运行耗时较低,为风电并网运行提供了研究支撑。

提升大规模电力系统静态电压稳定性的无功补偿方法

电力系统运行的安全性、稳定性直接关系到我国国民经济发展,对于人们的日常生活具有重要的影响。在电力系统规模呈现扩大化发展的态势之下,探究稳定的无功补偿措施,切实降低安全隐患,提高系统运行安全性。通过科学配置优化各种设备,能达到调节无功、降低线路损耗的目的,可根据电网运行情况适时投运。对此,文章以武汉军山110千伏变电站新建工程为例对提升大规模电力系统静态电压稳定性的无功补偿方法进行了简单的分析探讨。

大规模电力系统关键特征值计算的Arnoldi-Chebyshev方法

介绍了一种Chebyshev多项式加速的显式重启Arnoldi算法,并用其直接求取大规模电力系统小干扰稳定性分析中状态矩阵的按实部递减的部分特征值,即关键特征值.这种方法构造了一个包含不想要特征值的椭圆,用由此椭圆确定的Chebyshev多项式获取新的初始向量,增强右端特征值对应特征向量在基向量方向的分量;进而运用新的初始向量构造Krylov子空间,求取按实部递减的特征值.3机和46机两个系统的计算结果表明,所提算法能够准确有效地求出系统的关键特征值,适合于大规模电力系统的特征分析.

大规模电力系统潮流计算的分布式GESP算法

并行计算已成为大规模电力系统潮流计算的主要解决手段之一。为取得良好的加速比和并行效率,基于GESP算法提出牛顿法潮流迭代计算中修正方程组求解的分布式算法。根据方程组系数矩阵非零元主要集中于对角带及高度稀疏等特点确定系数矩阵的超节点,并基于超节点的边界将潮流修正方程组的系数矩阵划分为若干个2维分块矩阵以实现分块存储;在LU分解过程中,采用基于流水线技术的并行分解以提高计算速度。本文设计了分布式存储的并行算法,并应用于3000、12000节点等不同规模电力系统。算例分析表明:在网络达到2000节点及以上时,本文分布式GESP法相对串行计算和分布式牛顿法具有明显的速度优势。

考虑稳态频率约束的含大规模风电电力系统机组组合研究

风电的大规模接入给电力系统运行带来了新的挑战。随着风功率的渗透率逐渐增加,由风功率预测误差带来的不平衡功率将导致频率波动量的增加。含风电电力系统的机组组合问题往往没有考虑系统的安全约束,尤其是频率安全约束,而频率安全约束将直接影响发电计划的可行性。搭建考虑稳态频率约束的含大规模风电机组组合优化模型,并采用CPLEX优化软件来进行求解,从而得到系统常规机组发电成本最小。最后,以小规模电网算例对所提方法进行测试,将测试结果与传统的考虑频率约束的机组组合方案进行比较,验证了该方法的有效性与优越性。

融合对称分量法与相分量法的大规模电力系统跨线故障计算

针对电力系统中平行线路的跨线故障,提出一种融合对称分量法与相分量法的大规模电力系统跨线故障计算方法。首先形成跨线故障时平行线路准确的对称分量导纳矩阵,建立跨线故障接口电路统一相分量模型,再利用相分量法与对称分量法对故障端口与对称系统分别进行求解。该算法充分发挥了对称分量法和相分量法的各自优势,适合处理大规模电力系统的任何类型跨线故障,方便与传统的基于对称分量法的故障计算软件接口,易于编程实现。所研制的综合故障计算软件已用于实际电网的跨线故障计算,通过与EMTP的仿真结果对比证实了算法的正确性。

新型电力系统背景下交直流储能系统在配电网规划中的应用研究

当下为实现能源的清洁发展,需要构建以新能源为主的电力系统,此是是推动电力低碳发展的重要措施。为了实现清洁能源的充分消纳并满足用户侧的灵活接入需求,本研究以新型储能技术为切入点,叙述了新型储能模块的交直流配电网应用的场景和特点。同时提出新型交直流储能系统方案,此方案具有较高的灵活性,并且能够多元化的发展。最后经应用对比分析,从经济和社会效益等多个方面验证该方案的可行性,而最终的结果显示新型交直流储能系统配电网技术能够改善电压质量,减少电力的损耗和成本。

大规模电力系统快速潮流计算方法研究

直接法和迭代法是求解线性方程组的两类常见方法,比较了多波前算法(MA)、GMRES算法、FGMRES算法在大规模电力系统潮流计算中的求解效率。经IEEE118节点、300节点和Poland共7个算例仿真测试表明,基于ILU分解法预条件子的FGMRES算法的内迭代次数较GMRES算法明显减少,但整体求解时间较GMRES算法长;多波前算法的求解速度较二者快。基于PQ分解法预条件子,提出一种GMRES-MA混合算法,在GMRES算法每步迭代过程生成Krylov子空间后,利用多波前算法(MA)直接求解辅助预处理方程组。算例测试结果表明,随着系统规模的增长,该方法的内迭代次数较GMRES算法有所减少,并且计算时间较GMRES算法和多波前算法(MA)均有所降低,适合于大规模电力系统潮流计算的快速求解。

大规模电力系统潮流计算收敛性诊断与调整方法

在对大规模电网进行潮流仿真时,容易出现潮流计算不收敛的情况。针对潮流计算不收敛时难以定位关键影响因素的问题,通过分析迭代中间数据的变化规律,建立判别潮流计算收敛性的指标,提出一种导致潮流计算不收敛关键因素的辨识方法,并基于潮流收敛域,对辨识得到的关键因素进行修正,为运行人员进行潮流调整提供直观的参考依据。通过对某省220 kV及以上电压等级电网和欧洲13659节点系统进行仿真计算,验证了所提方法的有效性。

一种评估大规模风电功率脱落对电力系统频率影响的分析方法

大规模并网风电功率的波动会引起系统频率波动甚至导致系统频率动态越限,危及电网的安全运行,而风电单机容量小、随机波动性强等特点,使得基于阶跃扰动的传统频率动态分析方法不再适用。本文提出一种基于风电功率波动特性以及系统频率响应特性的评估方法,可用于分析风电功率波动极端方式——大规模风电功率脱落对电力系统频率动态的影响程度。基于实际电网风电运行实例,分析了并网点受扰后风电机群脱网造成的风电功率脱落引起的系统频率动态过程,并评估了典型运行方式下满足系统容许频差约束的最大风电功率脱落值。

改进牛顿法大规模电力系统潮流计算

电网互联导致电力系统规模不断扩大,对牛顿法进行潮流计算提出了更高的要求。探讨5种改进牛顿法应用到大规模电力系统潮流计算中。经IEEE 300、Poland多个互联的大规模电力系统共6个算例分析表明,算法1和算法2改善了初值范围,同样的迭代次数下,收敛精度较经典牛顿法高,但计算时间较经典的牛顿法并未明显提高;算法3和算法4提高潮流计算的速度和收敛精度。经UCTE 1254病态系统测试,算法3较算法5能高效地处理病态潮流问题,因而更适合于大规模电力系统潮流计算。

大规模储能技术在电力系统中的发展趋势分析

时代的发展不断带动我国社会的经济、科技发展。一些新兴技术的出现使得很多行业都出现新的发展契机,然而在新型技术发展和应用的背后却或多或少的隐藏着一些问题。在此我们将对大规模的储能技术在电力系统中的发展进行分析。力求能够对我国现阶段大规模储能技术的变革和发展对于电力系统的发展的作用有更多的了解。从大规模储能技术的原理、特点、现状以及发展趋势等方面对储能技术的应用进行优化。