面向输电系统的潮流和网损分配研究

提出了一种系统化的输电系统潮流和损失分配方法。该方法基于基本电路理论、等效电流注入法和等效阻抗法。利用4个步骤用于跟踪每个发电机依次提供的电压、电流、功率流和损耗,该方法可以计算出各输电线的实际功率和无功功率及其来源和终点。每台发电机所产生的每一条线路的损耗分摊也可得到。测试结果表明,该方法能满足潮流方程、功率平衡方程和基本电路理论,在与以前的方法比较以证明所提出的方法的有效性。

基于改进粒子群优化算法的微电网优化调度研究

优化微电网中各个机组的出力是微电网优化调度中的重要课题。在考虑经济效益、环境效益、主网与微电网交互成本的基础上,构建了包含光伏、风机、柴油发电机、蓄电池的微电网优化调度模型。针对基本粒子群优化算法(PSO)在求解微电网优化调度问题易陷入局部最优、收敛速度慢等问题,提出基于黑洞机制和蝴蝶因子的粒子群优化算法(IRBHPSO-BOA)。通过MATLAB 2016a进行对比实验,结果表明IRBHPSO-BOA可以克服基本PSO、RBHPSO易早熟、陷入局部最优的缺点。将IRBHPSO-BOA用于解决微电网优化调度问题,结果表明IRBHPSO-BOA的求解效果和求解速度都优于其他两种算法,进一步验证了IRBHPSO-BOA的有效性。

连锁过载识别方法的比较

通过合理的近似假设,对追加电流源补偿法做了进一步改进。与牛拉法的潮流计算结果比较可知,两种方法的误差水平相当。由于两种方法应用的都是叠加原理,而连锁过载识别是一个连续的分析过程,因此在第一次开断时,潮流计算的误差很小,但随着故障阶数的升高误差会迅速增大。仿真分析可以看出,故障阶数应控制在三阶以内,重负荷情况下,误差对开断顺序的影响较大,这也是两种方法应用的局限性。通过对数据进行误差分析可知,误差主要体现在无功功率方面。

基于暂态能量裕度灵敏度分析的动态切负荷计算

提出了一种暂态能量裕度灵敏度与潮流分配因子技术相结合的电力系统动态切负荷方法。运用暂态能量裕度灵敏度法可以快速导出系统稳定极限,采用暂态能量裕度对接口流的灵敏度来计算接口流极限,将故障时刻系统的负荷分布与系统的接口流极限进行比较最终获得动态切负荷方案。并通过算例验证了该方法的可行性与有效性。

基于柔性多状态开关的主动配电网负荷在线紧急转供策略

配电网故障后,传统基于联络线的负荷转供方法存在停电转供、容易引起非故障线路过负荷等诸多问题。近年来出现的一种配电灵活交流输电(DFACTS)设备--智能软开关为上述问题的解决提供了契机。依托其对多条相连线路功率的柔性调节能力,提出了一种兼顾故障馈线残余负荷以及非故障馈线安全运行约束的负荷快速在线转供策略。首先建立了线路末端功率和各节点电压的关系,设置满足配电网正常运行状态的约束条件;在此基础上,以最大负荷转供量为上层目标函数,以电压偏差最小为下层目标函数,在约束范围内进行求解,获取最优潮流分配方法。最后针对上述最优潮流可能影响非故障馈线的安全运行的特殊场景,提出了在保证正常线路安全运行前提下最大程度保全待转供负荷的紧急切负荷策略和实现方案。依托大江东工程实际拓扑结构,搭建了基于PSCAD-MATLAB的联合仿真平台。结果表明,所提出的方案能够实现负荷的不断电在线转供。

非隔离双向四端口直流变换器及其控制策略研究

针对多端直流输电系统中的潮流汇集、分配以及电压变换需求,提出了一种基于双向buck+boost变换器的非隔离双向四端口直流变换器。所提出的直流变换器只需经过DC-DC单级升降压变换,提高了变换器的效率和功率密度;相对于传统多端口变换器通过公共交流母线或公共直流母线连接的方案,该变换器无需采用母线电容和交流变压器,降低了变换器体积和成本,提高了系统可靠性;该变换器中任意一个输入到输出端口之间均构成一个双向buck+boost变换器单元,各个单元在功率回路不存在相互耦合,控制更易实现。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了四端双极柔性直流输电系统仿真模型,对直流变换器潮流分配和电压变换功能进行了仿真分析,并研制了双极四端口直流变换器原理样机,进行了相应的动模实验验证。仿真和动模实验结果表明,该直流变换器能够有效实现直流潮流分配和电压变换功能。

基于滑模控制理论的MMC-MTDC自适应下垂控制策略

传统MMC-MTDC下垂控制策略中常采用PI双闭环控制,系统的暂态特性较差。为提高系统响应速度和稳定性,提出基于滑模理论的自适应下垂控制策略。控制器采用双闭环级联控制结构,其中内环控制器根据滑模变结构在dq坐标系下对MMC非线性数学模型进行建模,设计积分滑模面和降低系统抖振的指数趋近律控制器;外环控制器根据MMC实时容量与功率参考指令的比较设计自适应下垂控制器,使MMC根据实际情况"量力而行"。最后在PSCAD/EMTDC中建立4端MTDC模型,在2种工况下进行验证,结果表明所提控制策略可以有效避免系统暂态时裕度较小的MMC满载,还具有较高的动态性能和响应速度。