虚拟母线技术及其应用(一):虚拟母线辨识算法

母线负荷预测是提高电网调度精益化水平的重要环节,也是制定电网运行方式、计算线路输送能力、甄别电网安全状况的重要依据。大电网中母线数目众多,且单个母线的负荷水平低、波动性强、规律性弱,根据母线负荷预测领域面临的这些难题,提出了簇集网状网络的概念,并进一步提出了虚拟母线(virtual bus,VB)的聚合判据,证明了VB的基态特性和断态特性,并依据聚合判据提出了VB的辨识算法。基于河北南网的实例分析验证了VB辨识算法的有效性。VB技术可以在电力系统的负荷预测、潮流计算、状态估计、安全校核等领域得到广泛的应用。

虚拟母线技术及其应用(二):虚拟母线负荷预测

与系统负荷不同,母线负荷水平较低,波动性强,规律性弱,可预测性差,引入虚拟母线技术有利于提高母线负荷预测的工作水平与预测精度。在电网中存在一些紧密联系的连通的局部网络,其内部各母线对关键断面具有相同或相近的发电机输出功率转移分布因子(generation shift distribution factor,GSDF),同时其内部母线的负荷曲线具有一定的相似性,这些母线所组成的连通局部母线组为虚拟母线。根据虚拟母线概念,提出一种新颖的聚类预测方法:虚拟母线负荷预测方法;对虚拟母线负荷预测与独立预测的精度进行了比较,分析了预测误差的形成机理,提炼出预测误差的数学表征;针对虚拟母线聚类判据对于提高预测精度的有效性进行了分析;采用河北南网的实际数据验证了虚拟母线负荷预测方法的有效性。

虚拟母线技术及其应用(三):静态安全校核方法

母线负荷预测将为静态安全校核提供重要的节点负荷数据。然而,在工程实际中,随着电网规模的不断扩大,其N-1/N-2校核场景出现了几何级数式的组合增长,也增加了每个校核场景计算的复杂度。虚拟母线是电网中存在一种紧密联系的连通局部网络,利用虚拟母线技术可以预先辨识起作用场景,在解决静态安全校核计算复杂度上具有显著的效果。为此,面向关键断面这一重要的电网安全特征,从电网中辨识出若干个虚拟母线,基于划分好的虚拟母线,筛选出相应的影响线路与波及线路,并构建紧急线路集;对此集合的线路实施静态安全校核。河北南网的算例结果表明,基于虚拟母线的静态安全校核算法可以在很大程度上提高静态安全校核的计算速度,适应工程实际需要。

基于直流潮流和虚拟母线的多控制节点防连锁过载跳闸策略

为消除因潮流转移导致的线路连锁过载,提出一种基于直流潮流和虚拟母线的多控制节点防连锁过载跳闸策略。利用直流潮流模型中的GSDF和GGDF计算平衡机的灵敏度,将平衡机参与到紧急控制中,并根据GSDF和GGDF的应用特点,对不同类型的控制节点组选择不同的灵敏度参数。利用图论将电网拓扑图划分为多个广义潮流转移区域,证明区域外节点和区域连接割点对区域内线路有相同的GSDF,将区域外节点与其相应的区域连接割点等效为虚拟母线,使计算范围从全网简化到过载线路所属的广义潮流转移区域。当利用综合灵敏度选择的控制节点组会使部分过载线路过载程度加重时,采用多控制节点法可有效避免过载线路功率增加。利用反向等量调整法和往返功率预测法,并考虑正常线路冗余量约束计算功率调整量,有效避免了潮流校验,提高了紧急控制速度。在IEEE39节点系统中对该方法的可靠性和优越性进行了验证。

基于虚拟直流母线结构的轴向磁场永磁电机小电容驱动系统

该文提出一种新的有源功率解耦电路及瞬时电压控制策略,基于此构建轴向磁场永磁电机(axialfieldpermanent magnet,AFPM)的小电容驱动系统。该有源功率解耦电路在电网、直流母线之间构建2套功率供给通道,增加了电网脉动功率控制自由度和灵活性。控制解耦电容电压跟踪虚拟直流母线电压脉动量变化,有效抑制电网脉动功率对直流母线电压的影响。将瞬时电压控制策略引入到小电容AFPM电机驱动系统直流母线电压抑制环节,进一步将直流母线电压波动控制在较小的范围内,实现静、动态工况下小电容AFPM驱动系统高性能运行。分析该有源功率解耦电路的工作机理,对其数学模型进行推导,详述电路关键参数的设计思路。最后,通过原理样机验证该解耦电路及对应小电容驱动系统的有效性。

基于MS.NET的电网图形系统设计与改进

电网图形系统在电力系统中起着重要作用。针对现有的电网图形系统可扩展性不强的现状,引入虚拟母线,使得新增物理基类有了与原系统联系的途径,并且利用VB.NET的面向对象技术、GDI+图形处理技术以及ADO.NET数据库访问技术,开发了基于MS.NET平台的独立于具体功能的电网图形系统。

故障自清除型直流配电网新型双极短路故障元件识别方法

直流配电网内故障元件的快速、可靠识别及准确隔离是直流配电网的技术难点之一。针对故障自清除型换流器结合快速隔离开关的直流配电方式,该文提出一种无需检测线路两端电气量的故障元件识别方法。研究了基于网络结构及母线电气量的母线虚拟电压计算方法;利用母线虚拟电压在不同故障位置时的差异,研究直流线路故障的快速识别及定位方法,并提出利用换流器内子模块投切选择实现母线故障与线路端部故障的辅助识别方法。该故障元件识别方法仅利用换流器出口电流和母线电压实现全配电网的故障元件快速识别,而无需测量线路两端电气量,且不受配电网结构限制,兼顾了经济性和可靠性。