基于小扰动频率量测数据的电网节点惯量分布评估方法

惯量在电力系统抵抗扰动中起到关键作用。随着新能源渗透率的提升,电力系统中低惯量与惯量时空分布不均的特征日益凸显,准确评估电网节点惯量分布具有重要意义。为此,文中提出一种基于小扰动频率量测数据的节点惯量分布评估方法。首先,分析了频率与惯量的数学耦合机理,揭示了新型电力系统惯量分布特征。然后,根据单次小扰动下的频率量测数据与系统电源参数,分别提出了考虑各节点频率相较于系统中心频率变化水平偏差的节点等效惯量定义方法,以及基于自适应阶数多项式拟合的节点频率变化率计算方法,两层方法相结合即可计算出单次小扰动下的节点等效惯量。进一步,鉴于单次小扰动下求出的节点等效惯量具有一定的随机误差,提出考虑多次扰动事件评估结果的动态聚合策略,形成适用于新型电力系统的节点等效惯量分布评估方法。最后,分别以IEEE 39节点系统、中国某省级电网为例验证了所提方法的有效性。结果表明,所提方法所需数据量少,仅需各节点同步相量测量单元采集的频率量测数据即可实现对电网惯量分布的有效评估,评估结果准确性高且时效性强。

基于虚拟惯性控制的光伏直流微电网稳定性分析

在“双碳”目标下,直流微电网呈现低惯性特性,这对系统稳定运行造成不利影响。建立基于母线节点导纳网络的负反馈模型,利用其等效开环函数对系统稳定性进行分析。针对系统稳定裕度不足,提出将虚拟惯性控制引入光伏单元,实现光照变化较大情况下的母线电压平滑输出。理论分析与实验结果表明,所提控制方法在保证光伏利用率的基础上,对母线电压波动的抑制效果明显。

考虑节点惯量的新型电力系统连锁故障仿真模型及关键节点辨识

在新型电力系统中,由于新能源发电的大量接入,使得整个系统的转动惯量下降,导致发生连锁故障的风险增大。针对这一问题,提出一种计及节点惯量的电网连锁故障仿真模型。考虑电网节点负载率、电压极限以及节点惯量,通过节点之间的电气耦合关系与惯量支撑,确定了模型中电网元件状态及状态转化规则。然后,综合系统负载率、整体负载率斜率、负荷损失值给出了辨识电网关键节点的综合薄弱度指标。最后,利用IEEE39电网算例和某省电网数据,在不同新能源占比下,利用综合薄弱度指标对电网的关键节点进行辨识,结果验证了所建立故障仿真模型的准确性,进而为新型电力系统预防连锁故障提供参考。

基于决策思想的微粒群三维定位算法研究

为了进一步提高微粒群定位算法的收敛速度和定位精度,提出了一种采用个体决策思想的微粒群三维定位算法,首先对每个微粒进行评价并分配不同的惯性权重,然后利用个体历史位置及其适应值信息进一步优化每个微粒的个体历史最优位置,弥补了微粒群算法对个体历史经验信息利用不足的缺陷。仿真结果表明,改进算法能够以更高的精度和较少的迭代次数定位未知节点,与标准微粒群定位算法和典型的定位算法相比表现出了较好的性能。

抽油机支架强度分析参考节点的简易确定方法

在抽油机支架强度分析中, 在全局坐标系下确定主惯性平面方位的参考节点的位置非常困难。为此提出了一种参考节点坐标值的简易确定方法, 即通过求解代表主惯性平面和与主惯性平面正交的另一平面同Y轴的交点坐标方程, 根据抽油机支架上角钢的结构方式, 取代数值较大的一个即可确定参考节点的位置。

计及多模态分量的新能源电力系统节点频率分析方法

“双碳”背景下,大规模新能源接入电力系统,频率响应空间分布差异扩大,此时各节点频率响应中的非全局分量可能主导频率稳定问题,而对于此类问题的研究目前尚不充分。为此,基于频率响应模态分解思路,提出新能源电力系统节点频率响应量化分析方法。首先,用惯量-阻尼-调频系统统一结构近似各类型设备频率-有功传递函数。然后,基于二次特征值分析方法将各节点频率响应进行分解,获得共模频率与若干差模频率的表达式。进一步地,解析了各频率分量的最大偏移量、变化率等关键特征量,并类比总惯量与全局频率变化率间的对应关系,针对各节点各模态频率分量定义了节点模态惯量指标。所提频率分解方法与指标直观地展示了电力系统中各差模频率的节点分布差异。最后,仿真验证了所提频率分解方法和指标的有效性。

电力系统惯性的时空特性及分析方法

随着风电及光伏渗透率的提高,电力系统的惯性在特点及形式上发生新的变化。传统的电力系统惯性研究主要集中在系统或区域层面,没有针对电力系统各节点进行惯性研究,无法把握电力系统惯性的时空特性,难以为系统安全稳定运行提供更多有价值的细节信息。针对这一问题,该文从惯性的物理属性出发,首先,对电力系统的惯性特征进行阐述;然后,定义电力系统的节点惯性,并给出其物理解释和表征方法;其次,基于节点频率在大扰动下和小扰动下的动态特性,分析电力系统惯性的时空特性,并从小扰动下节点频率频谱中提取指标对惯性时空特性进行可视化,实现对电力系统惯性的实时监控。最后,以10机39点系统为例进行仿真分析,验证所提方法的有效性。

基于PSO的物流节点选址模型研究

针对物流节点选址问题,提出以运输费用、仓储费用、装卸费用、滚轴费用、节点建设固定费用等费用最小为目标建立数学模型,运用粒子群算法(PSO)对目标函数进行求解。在算法中引入惯性权重,用改进的粒子群算法对数学模型进行求解,运用惯性权重调解公式使之随迭代次数线性减小,能使算法具有较好的收敛性。最后,以M企业实际数据进行运算。算例表明,改进的PSO有效地找到最优解,使总物流费用最小,目标函数收敛过程表明其收敛性良好。

考虑电网结构和参数的电力系统惯量分布特性

随着电力系统中新能源大规模接入,系统惯性时间常数下降以及惯量分布不均的特性突显。对此,文中利用节点计算惯量这一指标表征节点阻碍频率变化的能力,进而考虑电网结构和参数分析系统的惯量分布特性。然后,分别对两机系统和多机系统节点计算惯量进行了理论推导,获得了节点计算惯量的解析表达式,并在两机系统、8机36节点系统中对节点计算惯量进行了验证和分析,同时对节点计算惯量进行了灵敏度分析以研究区域间惯量的相互影响。分析结果表明:通过系统参数获取节点计算惯量能够定量表征系统惯量分布特性。

铜仁市梵净山蘑菇石稳定性数值模拟

文章利用计算机软件工具和数学工具重点对蘑菇石的稳定性进行研究。根据蘑菇石所受到的作用力,分别筛选出重力、重力+风荷载两种不同的工况进行数值模拟。本研究方法,以期和广大地质工作者共同探讨。

转动惯量分布对电力系统频率稳定性的影响

针对大规模新能源机组集中并网将导致系统惯量降低,使电网缺乏可靠的惯性响应,系统的频率抗扰动能力下降的情况,根据电力网络拓扑耦合关系与复杂网络动态特性,构建了小干扰稳定模型,并将扰动信号进行模态分解,分析各节点在对应模态下对扰动的响应情况,得到系统频率稳定性对于节点惯量变化的敏感程度,分析惯量分布对系统频率稳定性的影响。通过PSASP软件仿真,验证了不同节点惯量改变相同比例的情况下,系统频率稳定性对于节点惯量变化的敏感度不同。在系统总体惯量有限的情况下,为不同惯量机组的位置配置提供参考,以提高系统频率稳定性。

基于节点模式势能的光伏并网电力系统机电振荡网络薄弱区域识别

针对光伏(PV)并网后电力系统低频振荡问题,从网络能量角度提出含光伏的电力系统小干扰分析方法,基于节点模式势能法,利用两机系统和四机两区系统进行仿真,重点分析了惯量分布及电抗距离对节点抗扰能力的影响,进而通过各个节点的抗扰能力进行能量分级来识别划分系统的薄弱区域并验证。仿真结果表明,利用节点模式势能法可以清晰地从网络角度体现各个节点的振荡特性及抗扰能力,验证了能量分级进行薄弱区域划分方法的可行性和正确性。

计及差异化能量惯性的电–热–气综合能源系统日前优化调度

针对不同能源系统的多元异质性,建立了兼顾热力系统源–网–荷以及气网管道差异化能量惯性的电–热–气综合能源系统优化调度方法。首先,针对热惯性展开研究,为克服热传输延时连续性和调度时段离散化的矛盾,提出一种基于流量分段法的热网传输惯性模型,并将该方法引入热源侧的模型构建,进而结合负荷侧的建筑热惯性,共同构建了考虑源–网–荷多种热惯性的热力系统模型。其次,为刻画天然气网络气惯性的动态特征,利用虚拟节点构建稳态模型代替原有的暂态模型,避免了偏微分方程的直接求解,大福降低了计算的难度。最后,基于不同能量惯性全面精确的建模,并综合考虑了各子系统的网络约束和耦合约束,以系统运行成本最小为目标构建了电–热–气综合能源系统日前优化调度模型,并用混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)软件进行求解。结合具体算例,研究结果表明精细刻画热、气系统的差异化能量惯性,能够提高电–热–气综合能源系统运行的经济性和灵活性。

基于机电波透射系数的节点频率时空差异分群方法

新能源大规模并网条件下系统惯量水平降低、空间分布不均衡问题日益突出,传统同步机系统惯性中心视角下的系统总惯量指标无法准确衡量扰动后系统频率动态响应的空间差异性。为描述系统结构、惯量分布的空间差异与系统频率响应差异间的关系,首先,从机电波理论新视角出发,构建频率波透射系数与系统拓扑结构、惯量分布和线路电纳间的关系函数;其次,提出电力系统离散模型的连续化处理方法,进而建立反映发电机节点间联系紧密程度及差异程度的透射系数矩阵和透射差异矩阵;在此基础上,提出了基于归一化透射差异矩阵的系统空间节点分群方法,将惯量分布、频率抗扰能力相近的发电机节点划分到同一群;最后,针对由实际电网简化得到的网格状电网模型,基于PSD电力系统分析软件(PSD Power Tools)验证了分群方法的有效性。