虚拟电厂规模化灵活资源聚合调控框架研究与思考

在“云边协同+物联网”的背景下,为给虚拟电厂动态性能量化分析评估提供全面的资源结构基础和系统化的调控框架,在对现有和潜在虚拟电厂规模化灵活资源进行调研梳理和系统分析基础上,结合资源电网接入体系和电网可控性进行研究,形成了融合3类路径、适应多场景多情形的系统化虚拟电厂规模化灵活资源聚合调控框架。同时,依据该框架提出云边协同+物联网的虚拟电厂动态性能量化分析评估系统架构研究参考原则,探讨了虚拟电厂相关机制体制研究方向。

基于频域子空间辨识和集结理论的广域阻尼控制安装地点与控制信号选取

广域阻尼控制是抑制大电网低频振荡的重要手段,决定广域阻尼控制效果的关键是控制地点和广域控制信号的选择。为实现大型互联电网广域控制地点和控制信号的有效、合理选择,提出一种基于频域子空间辨识和集结理论的大电网广域控制安装地点与控制信号选取新方法。首先,将系统的可控可观性进行量化,以实现不同类型输入输出变量的可观性和可控性的量化分析;然后,使用集结理论得到便于测量的控制器可观可控综合指标,用降阶集结模型代替原系统进行广域控制安装地点与控制信号选取,基于集结模型的方法能够方便进行实测,更利于在大型电力系统中应用;最后,提出基于频域子空间辨识的大电网广域控制安装地点与控制信号选取方法,该方法应用频域子空间辨识理论完成量化指标的测量与计算,整个过程便于工程实现。通过实际电网的实例验证了该文方法的有效性及在实际电网中应用的可行性。实例分析表明,所提方法更加有利于工程实现,可应用于实际大型互联电网的广域控制器设计中。

一种风电场经柔性直流输电并网控制方法改进探讨

基于PSCAD仿真工具对通过柔性直流输电进行大型风电并网的问题进行了研究。建立了采用永磁同步电机的风电场等效聚合模型,分析了柔性直流输电的结构及控制改进方法,研究了在交流大电网互联和大型风电并网两种情况下的柔性直流输电系统响应。当风电场接入柔性直流输电系统时,输电系统对风电场产生一定的影响,使得风电场的输出波动通过电流内环的电压补偿项经过二次反馈给风电场,从而导致输出有功功率和无功功率的波动。为了解决风电场并网输出波动的问题,对柔性直流输电控制方案进行了改进。仿真结果显示在保持了系统优异故障穿越能力的同时,该改进方案能够有效地减小风电场的输出波动,增强了系统的稳定性。

基于电网分区省地协调的自动电压控制系统优化控制策略

基于电网分区域计算原则,建立了省地协调的自动电压控制系统优化控制策略,并通过多线程方式实现各分区并行运算;采用辅助问题原理并按照电力系统的实际地理分布,在某些联络线处将整个电网分解为多个相对独立的子网络,相邻子网络间通过边界节点产生的约束条件进行协调,形成一个迭代形式的优化计算框架;每次迭代中通过不断交换边界节点信息,将互联外网信息反映到各分区的计算中,从而将地区电网省地协调优化问题转化为多个规模相对较小的子系统并行协调优化问题,降低了问题的求解难度。将所提出的并行优化策略应用于实际的地区电网AVC系统,运行结果表明:该算法可以降低系统网损,提高电网的经济效益,有利于提高电力系统的安全经济性,具有较强的实用性。

城市电网目标网架构网模式研究

合理科学的城市电网远景目标电网结构,可以确保电网的安全运行与长期稳定。根据电网供电、网络接线、电源分布等特点,对国内外目标网架的构网模式进行梳理分析,详细阐述了内外双环网构网模式和组团化构网模式,提出各类型构网模式的优劣。同时分析了北京、上海等国内典型大型城市先进电网,并对其电网的网架结构、运行经验和设计原则进行研究,尤其是500 k V终端变电站的供电模式及运行方式,为其他城市电网发展提供参考借鉴。

大电网稳定控制系统关键通信技术研究及应用

针对传统稳定控制系统的通信技术难以满足大电网大量智能设备接入和海量数据高速处理要求的问题,该文提出多项技术,解决了大电网稳定控制系统控制点多、分布广、控制对象复杂的技术难题。该文提出的STM-1大容量数据传输技术提高了单一稳定控制主站的控制数量和信息传输容量,同时大大提高了系统可靠性。多控制终端聚合传输技术解决了电力通信网不能覆盖的大量新能源场站和广大工业企业用户的控制问题,进一步倍增了控制对象,保证了控制系统的灵活性和经济性。大规模无线接入通信技术扩大了稳定控制系统的控制范围,节约了投资。站间IEC 61850通信技术解决了传统稳定控制系统通信设计按工程定制、数据传输容量低、互操作性差的缺点,实现了通信接口和通信协议的国际标准化。该文的关键通信技术除了应用于国内电力系统,目前已经成功应用于厄瓜多尔国家电网稳定控制系统和巴西美丽山±800 kV特高压直流稳定控制系统。

规模化储能分区聚合有功调度控制技术研究

随着规模化储能电站的集中建设和投运,储能以其快速、精准的功率控制特性,可有效改善系统的动态调节性能。针对规模化储能电站所接入的电网分区,文中从电力和电量两个维度,分析储能电站集群的聚合充放电能力并提出了聚合分析算法,为调度主站端的储能电站集群的快速功率控制、短时削峰或填谷、负荷趋势跟踪提供辅助决策依据。首先,根据当前电网分区在发用电平衡和输变电潮流控制中的调度控制需求,总结和归纳了储能分区聚合的控制目标;其次,提出了储能电站参与电网分区控制的分配策略,即通过状态转换、考虑荷电状态均衡的功率调整依次计算调用容量,实现满足分区控制目标的闭环滚动跟踪;最后,通过算例验证该策略能充分发挥储能资源的规模聚合特性,支撑调度机构解决电网分区运行控制难题。

基于全景可观的深度聚合电网模型、求解方法及其应用

电力系统调度与控制正面临全局统筹、紧密协同的局面,而对外部电网的等值简化是该决策顺利实施的前提和关键。由于传统等值简化方法对等值电网“源”“网”“荷”的增加或删减操作改变了其结构和主动量、被动量,从而在电网全局统筹过程中,使调度与控制的精度面临挑战。对此,在电网全景可观环境下,提出了深度聚合电网模型及其求解方法和应用。首先,给出了发电厂、联络站的聚合方法,形成聚合电网模型。并在此基础上,将聚合厂站融合到输电线路,建立了深度聚合电网模型。然后,推导了深度聚合电网模型未知量与可调控量(发电机功率)之间的函数关系,并使用长短期记忆网络对其参数进行求解。最后,以经济调度应用为例进行仿真验证,证明了所提方法的有效性。

新疆主电网分区与分压损耗电量关系的推导分析

新疆主电网分区网损损耗电量以及主电网分压网损损耗电量,是从空间角度以及电压等级角度对主电网网损损耗电量的划分,因此两者在数学上存在严格的相等关系。以新疆主电网(220kV及以上)为例,对新疆主电网分区网损损耗电量和分压网损损耗电量进行了严格的公式推导,证明了二者的相等关系。通过数学证明,可以帮助线损管理人员加强线损“四分”管理的逻辑理解,从而更好地开展线损“四分”管理工作。

用于在线评估与控制决策的电网运行安全风险指标体系研究

科学、系统的风险指标体系是电网运行安全风险管控的基础,风险评估与风险控制决策是风险管控的重要环节。基于电网运行安全风险层次全息评估的研究,提出了在线风险评估指标体系;基于风险聚合控制决策的研究,提出了在线风险控制决策指标体系,从而构成用于在线分析的电网运行安全风险指标体系,对推动电网运行安全风险在线评估与控制决策的工程应用具有重要意义。