智慧城市电网电子化移交自动管控系统

当前对不同类型电力数据无同步处理,电力数据移交任务中成功转换的次数减少,移交时间长,为此设计智慧城市电网电子化移交的自动管控系统。以服务形式向多个业务中心转移数据,控制电网电子驱动电流和电压,完成恒定功率下的快速响应,通过应答通讯电网数据移交模块回应不同电量下电网数据指令,平衡处理智慧电网电子化移交数据,构建电网神经网络信息移交模型。测试结果表明,当电力数据移交执行次数设定为500次时,所设计系统能够一次性执行成功,任务移交时间为5.2 s,而对比系统需要进行五次任务转换,所需时间分别为16.4 s和21.2 s,该系统的优势比较明显。

考虑方向性和风险性的大型互联电网可用输电能力快速计算

快速而准确地计算可用输电能力(available transfer capability,ATC),对于大型互联电网的运行与调度具有重要意义。提出一种考虑多方面影响因素的适用于大型互联电网的可用输电能力快速计算方法。该模型采用重复潮流法构建动态ATC的计算框架,通过优化校验过程与自适应步长控制提高了计算速度。文中全面地考虑了包括暂态稳定约束在内的多种动态和静态约束;在分析不同的功率调整过程对计算结果影响的基础上,给出3种具有实际指导意义的功率增长方向及其计算方法;并引入暂态稳定的概率风险评估,间接计及不确定性因素,计算系统承担一定失稳风险时的ATC。所开发软件在实际电网中的应用验证了所提算法的有效性和实用性。

大功率模块用新型冷板的传热性能研究

提出了用于大功率模块冷却的新型冷板,该冷板的流道结构为S型且流道内置有分流片。首先对该新型冷板以及传统直线型流道和S型流道冷板的流场和温度场进行了仿真研究,对比了3种冷板的流动性能和换热性能。仿真结果表明,新型冷板具有较好的流动换热综合性能,在相同的进口流速和进口温度下,该冷板上芯片的最高温度比直线型冷板上芯片的温度低19℃,比S型冷板上芯片的温度低23℃。对其传热性能进行的实验测试验证了仿真结果。最后,通过仿真对新型冷板双面布置热源的情况进行的仿真研究结果表明,虽然双面布置热源时冷板上的热流密度加倍,但芯片的温度却只升高约20%,从而证明采用冷板散热能够成倍提高功率模块的集成密度。

地区电网备自投在线投退控制策略(二)考虑备用电源侧可用供电能力的备自投控制策略

由于投入备自投装置时,没有充分考虑备用电源侧元件热稳定极限的影响或其他相关母线的电压越限情况,导致连锁故障发生,会使故障进一步扩大。在考虑备用电源所在电网的网架结构、运行方式以及负荷水平的条件下,建立了备用电源侧可用输电能力实时在线评估数学模型,并应用重复潮流法,对该模型进行了求解,将所得结果作为备自投装置动作与否的决策依据。对重复潮流方法进行了详细介绍,并给出了相应的程序流程图。最后利用某地区在线SCADA数据对上述方法进行了验证,结果表明该方法可真实反映备用电源侧的可用输电能力,整个迭代过程中潮流计算一般在20次以内,适合在线应用。

基于功率传输转移分布因子的简化电网潮流计算方法

为了减少大型电力系统的潮流计算时间,研究简化电网的潮流计算方法具有重要意义。现有方法将传统Ward等值技术用于电网简化后,简化电网却产生与原始电网不同的潮流结果。针对这种情况,提出了一种改进的简化电网的直流潮流计算方法。在已有研究的基础上,给出了基于功率转移分布因子的直流潮流算法以及使用Ward技术对电网的简化方法。结合上述两部分,给出了基于功率转移分布因子的简化电网潮流计算方法。通过仿真算例表明,所得的结果具有较高的精度,可用于简化大型电网的潮流计算、潮流预报等应用中。

高频事故下潮流转移性质和调速器状态转移控制

为了缓解500kV电网短路电流增长趋势,建设具有抗灾能力的智能电网,需要采取电源—电网—负荷融合的电网规划设计理念,将大容量机组接入220kV地区电网。为了解决由此而产生的"大机小网"高频稳定问题,文中提出了一种高频稳定控制方法。该方法根据高频事故时孤网潮流转移功率信号对调速器实施状态转移控制,能够使机组调速系统快速和准确地跟随孤网突变,将汽轮机组调速系统高频稳定裕度从当前的9%提高到50%以上,水电机组调速系统的性能也得到大幅提高,控制系统具有分散协调性、坚固性和兼容性,能够使灾害破坏下残余的送端电网具备生命自持的能力。最后,对机组潮流转移功率的性质进行了推导和仿真,并论述了调速器状态转移控制的方法、模型和仿真效果。

川渝电网提升川电东送输送能力的方案研究

重庆电网负荷的快速增长和川渝电网运行方式耦合的紧密性,导致川电东送通道在大负荷运行方式下出现功率分布严重不平衡问题,川渝电网输电能力因此受到限制。为解决该问题,基于直流潮流模型,分别从发电优化调度与互联网架建设改造两个方面建立提升川电东送输送能力的优化模型。利用优化工具分别对两种方案的优化模型进行求解,给出川渝电网发电优化调度与互联网架建设改造的优化结果。方案应用效果表明,川渝电网发电优化调度与互联网架建设改造均能提升川电东送输送能力,且川渝互联网架建设改造方案的效果更佳,工程造价相对较高。现场可根据实际条件和需求,选择合适方案进行实施。

基于电力电子变压器的微网相间潮流控制研究

针对微网内高密度分布式电源DG(distributed generation)输出功率波动引起的微网三相潮流不平衡及运行不稳定问题,研究了基于电力电子变压器PET(power electronic transformer)的微网相间潮流控制方法。推导了基于三相独立控制的PET输出级变流器数学模型,提出了分相改进下垂控制策略,可以协调微网内相间的功率交换,从而保证了各相分布式电源的最大利用率。同时,增加电压和频率修正环节快速调整功率波动时的电压和频率偏差,提高了微网运行的稳定性。PSCAD/EMTDC仿真证明了所提控制策略的正确性和有效性。

应用于微电网的新型潮流控制器

电力弹簧在接有新能源的微电网中能够有效稳定母线电压,为关键负荷提供稳定的供能,根据这个特性,为了降低新能源的波动性对电网造成的冲击,提出一种新型的潮流控制器,由电力弹簧和基于电力电子器件的可调节变压器组成,可调节变压器嵌入在在电网的降压变压器中,使非关键负荷由新能源供能,关键负荷由电网供能,当新能源供能充足时,新型潮流控制器调节潮流,使非关键负荷和关键负荷均由新能源供能,因此降低负荷对电网的需求。介绍潮流控制器的原理和实现方法,实验结果证明了方案的正确性。

地区电网中环网短时合环操作分析研究

针对地区电网中存在的双电源或多电源供电网络结构,分区供电方式下,负荷转移过程中产生的电磁环网现象,分析了电网短时合环操作过程中潮流变化情况及对系统的影响。讨论了在合环操作过程中影响潮流分布和电压变化的因素,给出了量化指标。提出了在满足电网安全稳定运行的前提下短时合环操作过程中需要关注的问题。最后以某石油电网为例,通过仿真分析计算出了在各种外部条件下的潮流转移比以及合环后对电网的影响,验证了相关结论,得到了短时合环操作的边界条件,对地区电网进行短时合环操作具有一定的参考意义。

旋转机械信号光电转换发送系统的研究

通过对旋转离心风机叶片表面压力信号测量的应用,介绍了采用光电转换方式将旋转系统内部信号有效可靠地传送到静止系统的实验装置及电路。通过I2C总线数据传输方式、光电"串行"及"准并行"光电传输方式,实现了对采样数据的发送,并将校验系统运用到该装置中,解决了动静系统的信号可靠高速传输的问题,该测试手段可广泛应用于旋转系统内部流场、压力、振动等的测量。图9参3。

柔性直流电网潮流转移特性及安全运行影响分析

直流电网潮流大范围转移可能导致换流站运行于安全边界之外,进而引发直流系统连锁故障。为厘清不同情况下直流系统潮流分布转移特性及其对安全运行的影响,首先在主从控制、下垂控制方式下分别对故障线路切除和换流站注入功率改变后潮流转移特性进行了理论分析,并得出了不同运行方式下潮流转移定量计算方法。然后基于PQ功率域分析了复杂直流电网中各站的安全运行边界,明确了不同运行方式及不同控制模式受潮流转移及安全边界双重影响的规律。最后,通过CIGRE柔直电网测试模型对所提计算方法及安全边界分析结论进行了仿真。基于PSCAD软件的仿真结果验证了理论分析的正确性。

跨区域互联电网的可用输电能力计算方法

为确保电网安全,保证跨区域电力交易的正常进行,提出了计算跨区域互联电网可用输电能力的方法。相比于其他方法,该方法仅需交换边界节点电压和购电用户有功负荷增长量即可准确地计算出跨区域互联电网的可用输电能力。首先,建立了适用于可用输电能力计算的外网等值模型,使各个区域从互联电网中解耦。同时,建立了虚拟的平衡节点和自动调节的边界注入功率,使各个区域可以进行独立的潮流计算。然后,采用分布式潮流计算对区域电网的潮流进行校正,旨在减小各个区域电网潮流计算的偏差。最后,根据定义计算出了跨区域互联电网的可用输电能力。通过IEEE 118节点系统的仿真计算,证明了该方法的有效性和准确性。

基于粒子群算法的直流系统网架结构优化设计

故障电流的抑制问题一直是阻碍柔性直流输电发展的主要因素之一,故障电流主要受直流线路上的直流潮流影响。然而,一旦直流系统发生大规模潮流转移,会对故障电流的抑制造成极大挑战。为了优化直流系统的潮流转移特性,将潮流分布熵和潮流转移熵作为描述直流系统潮流转移特性的指标。结合经济成本,加权构建综合指标,作为粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的优化目标函数,以此寻找潮流转移特性最优的直流系统网架结构。通过与其他类型的网架结构的直流系统对比表明,采用提出的优化方法后,系统的潮流转移特性得到了明显提高,同时能够控制经济成本。

优化潮流转移特性的直流电网网架结构设计

为了研究直流电网网架的变化对潮流转移的影响,探究如何设计出潮流转移特性更佳的直流网架,通过直流分布系数快速计算线路断开时其他线路的潮流增量和负载率,采用潮流分布熵衡量线路断开后的直流电网潮流负载率分布情况,采用潮流转移熵反映目标线路受网架内其他线路断开的潮流转移影响,提出网架结构特征值反映网架内直流线路性质。在PSCAD/EMTDC软件上搭建±400 kV五端双极线路直流系统,仿真验证结果表明,网架的结构特征值越大,其潮流分布熵越小;连接电源与负荷的线路的潮流转移熵普遍较高;增加连接电源与负荷的线路后,直流线路的潮流转移熵有不同程度的降低。可见,在进行直流电网网架结构设计时,优先考虑架设连接电源与负荷的直流线路,能够有效地降低直流网架的潮流分布熵和直流线路的潮流转移熵,使直流网架的潮流转移特性更佳。

计及潮流转移特性的直流潮流控制器优化配置

直流电网的潮流可控支路数遵循N−1原则,在线路上安装直流潮流控制器可提升直流电网的潮流控制自由度。现有关于直流潮流控制器配置的研究都只关注其稳态特性,考虑到直流系统发生断线故障可能导致线路过载,从潮流转移的角度提出一种新的直流潮流控制器配置方法。建立安装直流潮流控制器后的直流电网数学模型,应用灵敏度分析结合潮流分布情况确定直流潮流控制器安装位置,提出直流系统潮流转移熵,结合直流系统加权潮流熵对直流潮流控制器进行优化。仿真结果显示,在不同运行方式下,采用所提方法进行优化不仅能改善潮流分布,还能优化直流线路的潮流转移特性,且N−1故障后重载线路的平均负载率明显降低,验证了所提方法的有效性。

UPFC在南京西环网中的应用需求分析

随着负荷的发展,南京西环网存在输电能力不足、潮流分布不均匀,输电通道"卡脖子"的问题,研究了南京西环网现状及远景所面临的供电能力不足的问题,并进行多种可采取措施的对比分析,得出在南京西环网加装统一潮流控制器(UPFC)的必要性。同时,通过相关电气计算,得到了UPFC对电网的影响及作用。

风电经柔性直流电网外送系统的交流故障诊断与穿越控制策略

在风电柔性直流电网中,交流故障的快速定位和穿越是需要解决的主要问题之一。该文首先分析直流电网下不同位置及不同性质交流故障的暂态特性,提出一种新型的暂态能量转移指标——潮流转移熵。基于潮流转移熵对不同交流故障的敏感性,提出异地交流故障检测与定位方法,设计无需远距离通讯的源侧暂态能量耗散策略。进而提出故障性质判定方法,并针对永久性交流故障设计风电场和耗能电阻的协调配合控制策略。最后通过PSCAD仿真验证提出的故障诊断和穿越方法的有效性,在该方法下,系统能够在任何受端发生瞬时性或永久性交流故障均实现不间断运行。

大规模互联电网关键节点识别与应对策略研究

随着电力系统的不断发展,大规模互联电网在极大提高能源资源配置的同时,也给电力系统同步运行带来了新的问题。大电网局部故障可能传播至整个网络,导致电力系统连锁故障的发生,而电力系统连锁故障一般伴随着线路有功功率的大规模转移。鉴于此,针对节点移除后的电网潮流转移情况,给出节点潮流转移度的概念;考虑到节点移除后可能会造成系统不连通的现象,提出节点位置重要度的概念;同时,基于此2个指标,并借用电气耦合连接度的概念,结合多属性决策方法给出关键节点综合性指标的排序方法。最后,通过对特定网络结构制定薄弱节点分裂运行的主动防御策略,防止连锁故障发生或抑制连锁故障大规模传播。针对华中电网某省系统,应用该文所提识别方法和主动防御方案,仿真结果验证了该方法和策略的有效性。

精益方法在配网电子化移交管控工作中的应用

配网电子化移交流程是将中低压配电网工程数据变成系统基础数据的关键流程,能够确保系统间的配网基础数据实时、准确和一致。但是,配网电子化移交管控水平不高,降低了流程的运转效率、图形绘制、数据录入的质量以及系统间的数据同步速度。基于此,通过运用精益方法和数据分析工具,找出流程的浪费环节,制定有效措施进行改善,工单年度闭环完成率由85.56%提升到了97.53%,工单月度及时完成率由75.15%提升到了91.88%。