面向桥型架构电网的资源共享型双主站稳控系统设计

当局部电力送出或受入电网架构为桥梁型或三角环型时,常规稳控系统设计方式无法准确选取故障断面和制定控制措施量,可能导致稳控系统动作措施量过大,进而产生功率不平衡量引发电网频率大幅波动,尤其在体量相对较小的异步运行电网中,带来的负面效应更加明显。文章设计一种面向桥型架构电网的资源共享型双主站稳控系统,通过优化稳控系统架构设计、选择可靠通信网络及设计高效数据算法、精准识别电网运行方式及匹配故障参考断面、准确选取控制资源的方式,在电网故障时可以实现以最小过切精准切除的方式解决系统问题。文中的设计思路在西南电网某省的区域稳控系统中实现了工程应用,通过厂内测试实验及实时数字仿真系统(real-timedigitalsimulationsystem,RTDS)实验验证了稳控系统的可靠性,同时也为后续在同类型的电网中推广应用提供了参考。

基于复合控制的清洁能源光伏发电并网分相电流控制研究

清洁能源对可持续发展战略的实现具有重要意义。针对清洁能源光伏发电并网分相电流控制存在的问题,研究提出了一种基于电力电子变压器的分相电流复合控制策略。采用分相电流调控方式,以变换器输出的负载电流,向单相牵引负载供电,减小电网中各节点间的不对称。仿真实验结果表明:通过研究提出的基于电力电子变压器的复合控制策略,在电网侧电压大小不一致的情况下,通过调节逆变器的输出,仍能获得期望的交流电压。研究的成果在清洁能源光伏发电领域具有广泛的应用前景和重要的实际意义。

厂网协调模式下梯级AGC控制策略

梯级自动发电控制(automatic generation control,AGC)是电力市场过渡期电网和发电企业协调调度探寻的新模式。以乌江干流梯级AGC工程为依托,在分析电力市场过渡期电力调度运行方式的基础上,以厂网协调日前计划电量为控制目标,综合考虑电网安全、振动区、调节速率、机组启停等约束,构建梯级AGC模型。引入AGC投入序位和相对耗水率比例,并结合数学组合和集合运算理论,系统地提出了梯级AGC控制策略。该策略主要包括AGC投入序位计算方法、电站组合确定策略、厂间负荷优化分配方法、电站组合振动区求解方法及避开策略、超载断面校正控制策略。乌江梯级AGC模拟闭环运行结果表明,所提策略是有效的,能够满足AGC安全性、时效性、实用性、经济性的要求。

考虑电网静态安全的输电线路动态增容系统

针对电网调控的特点和需求,将动态增容技术从设备分析层面提升到电网分析层面,提出了动态增容在电网调控系统中应用的总体实施方案和功能模块设计。首先分析了调控系统中动态增容的应用原则,在此基础上提出了动态增容系统的总体架构、功能模块、接口设计和硬件结构;然后对系统的数据接入与处理、线路和输电断面动态限值计算、增容过程安全评估、电网增容预测分析等关键技术进行了阐述;最后介绍了该系统在南京地区的应用,基于电网实际运行数据对系统应用效果进行了分析。

应对大规模功率缺失的区域电网日内发电计划优化调整方法

基于安全约束经济调度(SCED)的日内发电计划多应用于省级电网,当电网出现诸如特高压直流闭锁等大功率缺失时,基于送受端协商式的联络线计划调整难以快速实现互联省份的有效支援。针对上述问题,文中在传统SCED模型的基础上,提出了基于联络线断面和分省备用控制的日内计划模型。模型可在大区电网内,根据故障时电网的实际运行情况一次性求解机组及互联电网的联络线计划。将所述模型应用于华东电网,分析了宾金直流发生单极和双极闭锁时的计划调整过程。仿真结果表明模型可以在考虑安全约束前提下通过互济参数设置,灵活控制互联省份支援方式,以区域内机组及联络线计划调整发挥互联电网互济能力,实现有功大范围合理再平衡。

双馈式风力发电机并网与解列控制及仿真研究

对双馈式风力发电机的起动并网、解列切出的控制过程和控制策略进行了研究。以双馈式风力发电机数学模型为基础,对相应的并网与解列控制方案进行了详细的介绍与分析。然后基于PSCAD/EMTDC仿真,对理论分析结果进行验证。结果表明:给出的并网控制策略电压幅值波动小,控制精度高,响应迅速,能较好跟随网侧电压;按照给出的起动并网步骤,可实现定子电流的零冲击并网。基于斜率控制的定子电流闭环控制策略能平滑且迅速地控制定子电流并快速灭磁,让整个解列过程更加平稳;按照所给解列步骤可使电机从电网中快速脱离,完成软解列过程。

基于改进通用安控策略的地区电网控制措施分析

鄂尔多斯中部地区500 kV甘迪尔输变电工程投运后,地区500 kV线路、主变压器数量有所增加,破口、新建多条220 kV线路,网架结构变化大,安全稳定特性发生改变。从500 kV甘迪尔输变电工程对地区电网结构及运行特点影响的角度,通过在通用安控策略增加切机修正值,解决其在局部地区电网应用过程中因临界潮流不存在而无法确定切机量和断面值之间关系的缺陷,并基于改进的通用安控策略建立鄂尔多斯中部地区电网安控量与断面潮流的关系模型,为该地区电网安全稳定控制和科学调控提供参考。

2008年夏季江苏苏北电网暂态稳定分析

针对2008年夏季江苏苏北电网发生较大变化的情况,对过江断面输送10 000 MW和12 000 MW电力时的苏北电网暂态稳定性进行了计算分析,并对苏北电网的安全稳定控制措施进行了介绍。结果显示,在安全稳定控制措施的作用下,2008年夏季苏北电网的暂态稳定性较好。

基于混合整数二阶锥规划的送端交流电网解列方法

解列控制作为电力系统安稳控制的第三道防线,可保障电网在承受严重故障扰动后以最小代价维持稳定运行。现有的解列控制策略主要分为基于电网失步振荡中心定位的传统失步解列和基于电网故障场景信息量测的预测性主动解列。该文提出一种基于混合整数二阶锥规划的送端交流电网解列方法,其主要内容包括:1)通过松弛手段将系统的非线性潮流方程转化为线性方程,求解二阶锥规划问题即可得到潮流解。2)建立基于混合整数二阶锥规划的电网解列模型,基于系统的同调机组分群结果,求解以最小化不平衡功率为目标的解列断面,保障送端电网的安全稳定运行。文章最后通过仿真算例验证了所提策略的有效性。

基于电压矢量矢端轨线的电网主动解列断面快速定位方法

随着电网运行环境的复杂性、随机性日益加剧,实现信息驱动的电网主动解列断面快速定位具有重要的现实意义。首先,针对节点电压矢量的矢端轨线,基于3种向量距离定义,构建表征向量时序变化属性的特征空间;其次,基于IEEE-9系统分析系统稳定、失稳2种场景下电压矢量矢端的轨线变化,提取失步振荡时节点电压矢量的时序演进规律,并通过两机等值系统解释其合理性;最后,提出基于轨迹距离聚类的矢端轨线相似性评估方法,依据群簇扩展及功率平衡约束在线精准定位解列断面,并通过参数自适应调节及滑动时窗实时跟踪断面的迁移情况。IEEE-39系统和实际电网算例验证了该文方法的有效性,该方法无需复杂计算、耗时短、断面连通性强,具有一定的工程实践价值。

基于解列信息触发的孤立电网紧急控制方法研究

跨大区电网互联、大容量直流输电及第三道防线动作的延时和不确定性对紧急控制技术提出了更高要求。缺乏快速主动控制措施是导致电网联络线解列后大量潮流跨网转移和孤网内安全稳定形势恶化演化,继而引发系统相继解列和最终崩溃的关键原因。在分析总结导致电网解列的因素和解列后孤网面临的主要安全稳定问题基础上,提出了"离线-在线"相协调的包括控制主站、控制信息子站和执行站三层结构控制的基于解列信息触发的孤立电网紧急控制方案。通过离线基于性价比、在线基于量化的交直流控制措施的控制性能指标完成策略的搜索和优化制定,确保电网紧急状态解列后具有快速主动有序的控制措施。仿真验证了方案的可行性。

基于线路相位差同趋性的电力系统自适应失步解列断面实时搜索方法

解列控制作为电网运行的第三道防线,对于防止系统崩溃具有重要意义。传统失步解列装置依赖振荡中心判别,无法适应多变的运行方式和复杂的失稳模式。基于双机等值系统,该文通过理论推导得出,振荡中心所在线路两端相位差随着两侧机群功角摆开而增大,并最终超过90°;而其他线路两端的相位差则在增大到一定程度后迅速减小,不会超过90°。利用线路相位差同趋性变化特征可以有效搜索系统振荡中心所在断面,且不受系统运行方式和故障形态的影响,无需仿真分析。通过新英格兰10机39节点算例和实际电网算例验证该文方法的准确性。结果表明,该方法能够准确抓住电网振荡中心,计算量小、速度快、适应性强,具有很好的工程实用价值。

基于标签传播算法的电网主动解列断面快速定位方法

传统的失步解列控制无法适应多变的运行方式和复杂的失稳模式,实现数据驱动的电网主动解列断面快速定位具有重要意义。为此,结合复杂网络社团检测理论和电气距离,提出一种基于标签传播算法的主动解列断面快速定位方法。基于等值两机系统联络断面电气距离对振荡中心位置有主要影响的机理,依据支路导纳建立图数据的相似性权重矩阵。根据同调机群在线辨识的分群结果标注同步发电机节点的类别标签。使用基于调和函数的标签传播算法对未标注节点进行半监督节点分类,不同类节点之间的边即所定位的解列断面。通过IEEE 118节点系统算例和东北电网实际系统的仿真分析,验证了所提方法的可行性和有效性。该方法的计算速度非常快,具有较好的工程实用价值。

考虑负荷特性的解列后受端电网频率控制策略

当大规模互联系统发生主动解列后,受端电网将出现有功功率不足、频率大幅下降的问题,需要采取切负荷措施保证受端电网的频率稳定。首先,建立了以最小切负荷代价为目标,综合考虑暂态功角稳定约束、节点电压约束、频率稳定约束、负荷电压-频率特性以及调速器一次调频作用,制定紧急控制策略的数学模型。其次,由电网主动解列的特征,简化模型中的大规模微分方程组约束,将解列后局部电网中同调运行的发电机等值为惯性中心系下的一台发电机,从而降低模型的复杂度,极大地提升了求解速度。最后,基于隐式梯形法将微分方程约束差分化并采用内点法求解最优频率控制方案。以IEEE9节点算例、广东电网实际数据计算频率控制策略,并在PSD-BPA中对该控制方案进行仿真验证。仿真结果表明,所得频率控制策略不仅能保证主动解列后受端电网的频率电压稳定,还可以提高紧急控制方案的经济性,验证了所提频率控制模型的有效性。

基于Q学习的电网运行断面动态生成方法

电网运行断面是电力系统运行控制的重要手段。面对当前繁多的电网运行断面智能生成方法,如何合理的选择已成为电网运行断面在线生成算法领域研究的重要内容。在此背景下,提出一种基于Q学习的电网运行断面动态生成方法。该方法的主要特征在于训练得到Q学习智能体,根据电网运行特征动态选择电网运行断面生成方法,以便充分利用不同生成方法在不同场景下的算法优势。最后,基于某电网数据构造的算例表明,动态生成方法能够通过优化选择不同场景下的生成算法,提升生成结果的准确率。对于应用样本集,该方法提高准确率近5.2%。

信息物理系统下区域发电Q学习控制方法

为解决传统区域电网发电控制依赖计算控制响应函数,导致控制算法效率较低的问题,在信息物理系统构架下提出了一种区域发电Q学习控制方法.Q学习算法通过分析历史数据,生成控制智能体,避免了复杂的控制响应函数计算环节.基于IEEE-30节点系统的算例表明,该方法具有更高的响应效率,能够有效避免由于控制延迟导致的断面越限问题,断面越限时间相比于传统方法降幅30%以上,对提高区域电网运行控制能力具有显著作用.

基于机器学习的电网关键断面安全运行自动控制系统设计

输电断面稳定超限问题日益突出,为此提出基于机器学习的电网关键断面安全运行自动控制系统。根据极限学习机理论使预测误差最小化,引入核函数获得关键断面精度。设计符合电网在线运行要求的电网关键断面安全运行自动控制网络框架,采用潮流法对断面输电极限功率实施运算,依据调度策略确定控制支路并实施约束,保证系统运行的安全性。控制电网负荷频率,获取采集交换业务数据,通过自动控制系统达到电网关键断面功率平衡,最终完成最优控制。实验结果表明:设计该系统能够提高电网整体的稳定度,并且能有效降低能耗。

基于水电消纳的输电断面潮流自动控制技术研究

阐述了云南电网滇西水电消纳的难点,分析了基于水电消纳的输电断面自动控制技术的研究与应用,结合德宏地区电网的网架结构,开发应用了德宏地区受阻断面的自动控制技术,并在电网实际运行调控中取得了良好的效果,提升了电网运行的安全性和经济性。

西宁北部受电断面动态控制策略研究

结合2017年青海电网规划目标网架、负荷情况及电网运行特点,对西宁北部受电能力进行计算分析,提出西宁北部断面动态控制策略,为运行方式安排、稳定限额管理、稳定策略制定及电网运行控制预案等制定与落实提供技术依据,保证青海电网安全稳定运行。

地区电网交流送出断面调控研究

以2013年底溪洛渡右岸电厂6台机组投运后,溪洛渡直流单回双极投运前电网运行方式作为研究对象,研究了溪洛渡直流单极投运前后滇东北部电网交流送出断面控制要求,从多角度分析了滇东北部电网电源装机容量分布,对比了不同电厂主导滇东北部交流送出断面潮流时的调控速率,结果表明,由溪洛渡右岸电厂进行主导调控可根据负荷波动有效、及时调整滇东北部交流送出断面潮流,降低电网运行风险。