基于电力电子变压器负荷灵敏度辨识的直流微网切负荷方法

快速切除负荷是电力系统在故障后保持稳定的一种常用措施。针对以电力电子变压器为核心的直流微电网,提出一种基于负荷灵敏度在线辨识的直流低压切负荷决策方法。通过控制电力电子变压器直流端电压小扰动实现负荷电压特征系数在线辨识,获得系统中各节点负荷功率对电压变化的灵敏度;然后将辨识得到的负荷特征系数与微网中各调压单元的下垂控制特性曲线相结合,准确评估各节点负荷的切除对直流微网电压的影响程度,从而快速判定负荷切除节点。仿真结果表明,在包含风/光微源、储能及多种特性负荷的直流微网中,当交流主网侧故障或分布式电源输出功率受限使直流电压低于下垂调压范围时,按照所提考虑负荷灵敏度的电压评估式判定负荷切除节点,系统直流母线电压与各调压单元工作模式能够按理论判定值运行,验证了所提方法的有效性。此外,该方法还可克服系统负荷时变性的难题,并具有原理简单、计算方便等特点。

基于传递矩阵法的多支撑转子负荷灵敏度计算

应用传递矩阵法与力法给出了一种简便实用的标高灵敏度矩阵与负荷灵敏度矩阵的计算方法。分析了任意轴承负荷变化对多支撑转子各轴承负荷的影响,结果表明多支撑转子系统轴承负荷分布与各轴承的标高密切相关。应根据负荷灵敏度矩阵通过综合调整各轴承处的标高达到负荷在各轴承间合理分布的目的。

利用混合块消去算法的电压稳定负荷裕度灵敏度计算

电力系统中目前多采用潮流雅可比矩阵在鞍结分歧点(saddle-node bifurcation point,SNBP)零特征值对应的左特征向量计算负荷裕度对参数变化的灵敏度,存在零特征值左特征向量和负荷裕度高阶灵敏度不容易计算等难题。与传统方法不同,给出了一种直角坐标中通过递归求解系列线性方程组计算任意阶负荷裕度灵敏度的方法。线性方程组的右端向量通过双线性函数计算,采用W.Govaerts提出的数值向后稳定(backward stable)的混合块消去(mixed block elimination,BEM)算法求解线性方程组。在计算各阶灵敏度时,只需一次潮流雅可比矩阵三角分解。以实际电网为背景研究了网络参数、负荷变化、支路开断等对负荷裕度的影响。计算结果表明,当参数变化范围较大或系统非线性程度较强时,高阶灵敏度的计算精度要远高于1阶灵敏度,且不需要附加太多计算量。

不需雅可比左特征向量的负荷裕度灵敏度新算法

电力系统静态电压稳定裕度灵敏度是电压稳定分析与控制的关键技术之一。目前广泛采用的负荷裕度灵敏度计算方法依赖于鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量。鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量需要计算2(n 1)个线性方程。如果控制变量个数较少,计算效率较低。提出了一种不需要鞍结分岔点雅可比零特征值左特征向量的负荷裕度灵敏度计算方法。在灵敏度自适应引导求取负荷裕度的最后一步,利用局部曲线拟合及相关高阶灵敏度技术,对弱节点分析得到了负荷裕度与控制参数的灵敏度。多个IEEE测试系统和湖南电网的数值计算结果表明,所提方法有效且实用。

基于潮流转移分布熵和负荷冲击灵敏度熵的电力系统关键线路识别

从直流潮流入手,结合矩阵理论,提出一种基于网络拓扑结构确定潮流转移区域及计算潮流转移量的方法,基于此定义潮流转移分布熵和负荷冲击灵敏度熵,提出关键线路综合评价指标。该指标既能衡量线路断开后系统内潮流转移按照线路容量裕度分布的均衡程度,又能衡量线路对各负荷节点负荷变化的灵敏程度。通过对所识别的IEEE 39节点系统的关键线路进行静态攻击,证明了所提方法的有效性和可行性。

基于耦合单端口网络理论的广域负荷裕度灵敏度及其在电压稳定控制中的应用（英文）

负荷裕度灵敏度是分析和研究电压稳定评估和控制的重要方法。但传统基于电力系统代数模型的负荷裕度灵敏度分析方法需要全网精确的模型并且需要大量的运算,因此不适合在线应用。基于耦合单端口网络理论,提出一种适合在线应用的基于广域负荷裕度灵敏度的电压稳定评估与控制的新方法。利用电力系统的广域量测信息,推导出负荷裕度对有功功率、无功功率及机端电压的灵敏度,该方法比基于模型的分析方法在计算上更有效率。针对所提出的负荷裕度灵敏度,进一步提出了改善电压稳定性的多步骤控制策略。将该方法应用在IEEE 39节点系统中,仿真结果不仅验证了负荷裕度灵敏度,同时也验证了多步骤控制策略与传统连续潮流的方法相比在判定系统电压崩溃点上的有效性。为进一步验证所提出负荷灵敏度的通用性,将其应用到IEEE 14、IEEE 57、和IEEE 300节点系统中。在多个仿真系统中的结果表明,本文提出的基于广域负荷裕度灵敏度的电压稳定评估与控制的新方法有很好的在线应用的潜力。

基于负荷-电压灵敏度的配电网低电压预警研究

基于现有负荷预测,提出负荷-电压灵敏度用以表征负荷变化与电压间的关系。根据现有电压监测,结合负荷增长引起的电压降落,构建基于负荷-电压灵敏度的配电网低电压预警方法。算例表明,模型可很好地实现低压预测功能,便于对低电压问题及早采取相应措施。

考虑气压静态稳定极限的电气综合能源系统气压薄弱节点的灵敏度辨识方法

在电气综合能源系统(integrated electricity-gas system, IEGS)中,电、气负荷的持续增长除引发电力系统的电压失稳外,还会引发天然气系统的气压骤降,造成气压失稳,进而影响IEGS整体的安全稳定运行。因此,亟需研究电、气负荷增长对于IEGS中气压的影响。首先借鉴电力系统静态灵敏度分析的思想,基于统一IEGS多能流模型,分别构建天然气系统气压-有功负荷与天然气系统气压-气负荷灵敏度矩阵;在此基础上,引入连续多能流模型计算在静态气压稳定临界状态下的IEGS气压-总负荷灵敏度指标,并依此定位IEGS中气压薄弱环节。最后,通过算例分析,验证所提方法在辨识IEGS气压薄弱环节的有效性。

基于雷达模拟机的管制员工作负荷评估研究

以高校准管制员和复训管制员所做雷达模拟机练习为研究对象,通过对练习过程中所发管制指令分类、频次和平均时间的分析,提出了基于雷达服务类型的管制员工作负荷评估模型和权值计算方法,通过定义工作负荷灵敏度分析了工作负荷的增长与飞行流量之间的关系,得出了随飞行流量的增长雷达引导负荷将成为管制员工作负荷的主要部分,且工作负荷灵敏度的变化与管制员的管制技能和经验直接相关。最后,构建了基于工作负荷的管制员管制能力评价标准,并给出了不同管制工作负荷水平下的管制建议。

基于TLS-ESPRIT的低频振荡负荷参与程度量化分析

为研究负荷侧引起的低频振荡,对负荷在低频振荡中的参与程度进行了量化分析和计算,通过引入负荷灵敏度作为该量化指标,分析了其影响振荡模态的方式。为避免大区电网在线计算特征值计算量大的困难,采用TLS-ESPRIT辨识计算负荷的功率振荡增量分布(oscillatory active powerincrement distribution,OAPID),以间接反映负荷灵敏度和负荷参与振荡程度。4机2区域系统和实际电网的仿真研究,验证了所述方法的有效性。

基于负荷模式能量的电力系统低频振荡抑制策略

随着电力市场化和需求侧管理的快速发展,以及虚拟电厂聚合平台的逐步成熟,负荷可控性越来越强,为从负荷侧抑制低频振荡提供了可能。针对系统在振荡过程中出现的小干扰稳定问题,提出了基于负荷模式能量的电力系统低频振荡调控策略。构建电力系统小干扰负荷模式能量函数,从负荷的角度揭示电力系统低频振荡特性。基于负荷模式能量建立负荷的低频振荡评价指标与灵敏度指标,确定负荷参与改善系统小干扰特性的调控方式,对所有可控负荷进行排序,筛选出最优调控负荷。最后,对3机9节点系统和16机68节点系统算例进行仿真计算,结果表明所提控制策略可有效抑制系统振荡。

考虑气温累积效应的短期负荷预测

随着经济持续发展,人民生活水平不断提高,空调等降温负荷在夏季用电负荷中所占比重近年来总体呈上升趋势。在此背景下,分析了负荷与气温的关系,发展了考虑气温累积效应和负荷对气温变化灵敏度的短期负荷预测方法。首先,通过考虑待预测日的气温、高温持续天数以及待预测日与历史日的温差来计算气温累积效应强度,从而对气温进行修正;在此基础上,采用回归模型来分析负荷对气温变化的灵敏度;之后,以历史日负荷为基准值,根据待预测日与历史日的气温差异对待预测日的负荷进行预测。最后,用广东电力系统的历史负荷数据对所发展的负荷预测方法做了大量测试,表明了预测精度满足系统调度机构要求。

考虑温度-负荷相关性的调温负荷曲线拟合方法研究

根据调温负荷与温度的相关性,分别采用一元二次函数、一元三次函数进行温度-调温负荷曲线拟合,并采用二元二次函数拟合调温曲线以分析考虑温度累积效应后采暖电负荷受气温影响的情况。最后提出了温度-调温负荷灵敏度量化温度对调温负荷的影响程度。以贵州省多年历史负荷数据及气温数据为样本,计算调温负荷曲线,拟合该地区温度-调温负荷曲线,为电网规划及调度运行提供负荷特性、负荷预测计算工程实用方法。

负荷增长条件下配电网电压治理方案的动态评价

配电网电压治理安防主要针对现状的静态评估,而负荷每年变化,电网改造具有一定时效,故需计及负荷增长动态评价配电网电压治理方案。基于局部综合供电电压合格率和负荷-电压灵敏度指标,提出全时段分析单位成本综合电压合格率增量,动态评价配电网低电压治理效果。实例验证,其经济性优于静态评估,为配电网低电压改造工程时效评价提供了理论依据。

电力电子变压器辅助电网调频控制

为减小当前低惯性电力系统受到扰动时的频率偏差,提高系统惯性,本文基于控制负荷消耗理念提出了一种基于电力电子变压器的频率控制策略。根据有功/频率下垂特性,电力电子变压器通过在线负荷灵敏度识别准确地控制电压敏感负载的电压来改变负载有功消耗,可作为功率储备用以支持配电系统的一次调频,在频率暂态期间为系统提供有功支撑。最后设计了应用场景,通过仿真验证了其有效性。结果表明,在相同扰动情况下,使用电力电子变压器进行辅助调频能够有效减小频率偏差,提高系统的抗干扰能力。

配电网低电压治理方案动态评价方法研究

针对当前配电网低电压改造项目缺乏行之有效的动态评价方案,从项目改造的经济性和治理效果着手,同时考虑到负荷动态增长,在站-线-变-户(变电站-馈线-配变-用户)低电压精细化评价体系的基础之上,提出了综合电压合格率,负荷-电压灵敏度、效果成本比等指标,对配电网改造项目进行动态评估。综合电压合格率用以表征区域内电压质量的水平,衡量项目改造前后低电压治理效果。负荷-电压灵敏度表征区域内负荷变化对电压质量的影响,建立区域电压偏差与负荷之间关系,对项目改造后的电压质量进行预估。效果成本比作为项目改造的动态评价指标,通过实例验证,证明了其有效性,为配电网低电压改造项目评估提供了理论依据。

含VSC-HVDC的交直流系统电压稳定分析与控制

针对含柔性直流输电(voltage source converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)的交直流系统电压稳定性问题,开发出一种适用于含VSC-HVDC的交直流系统连续潮流程序,以负荷裕度指标分析VSC-HVDC系统有功功率传输方向、有功功率传输容量及换流站与交流系统无功功率交换量的变化对系统电压稳定性的影响。进而利用系统电压崩溃点处雅可比矩阵,推导出系统负荷裕度对VSC-HVDC有功功率控制参数和无功功率控制参数的灵敏度,并基于该灵敏度提出一种适用于改善系统电压稳定性的VSC-HVDC调控策略。最后,将所提方法应用于修改的68节点和IEEE118节点交直流系统,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

基于静态电压稳定性指标的等价性研究

基于连续潮流分析方法,依据三种电压稳定指标(V-Q灵敏度、模态分析母线参与因子及负荷裕度灵敏度),在电力系统电压稳定崩溃点时的数量大小,识别对电压稳定有重要影响的负荷节点,找出这三种指标的等价性关系。利用上述方法对IEEE14节点算例系统和新英格兰10机39节点算例系统进行了分析,理论和算例都说明了在电压崩溃点处V-Q灵敏度、参与因子指标及负荷裕度灵敏度指标是互相吻合的。