直流充电桩电能计量关键技术设计

针对当前直流(DC)充电桩电能计量存在计量效率低、误差大、电源纹波大、无法远程监控的问题,设计了充电桩计量电路。通过硬件乘法器级联原理实现三相交流有功功率的瞬时值硬件电路,能够快速获取交流(AC)有功功率在时域上输出的数据信息。将原始的多种信息输出变成单一的DC信号,为双通道模数转换器(ADC)同步测量提供了μs级别的AC有功功率信号。通过增量补偿控制输出模块对电网电压和实际输出电压的差值进行补偿,提高了充电桩测试电源的精度。DC充电桩能够远程无线通信,实现了多地区多客户端界面和现场操作终端界面的操作流程和数据的实时同步,大幅提升了DC充电桩电能计量能力。试验结果证明,该设计误差低、计量效率高。

基于网格化数值天气预报的区域光伏发电多输出功率预测方法

区域光伏的短期功率预测是省级及以上电网调控中心制定发电计划、提高光伏消纳率的重要基础之一。光伏短期功率预测本质上是构建数值天气预报与实际功率之间的映射模型,为了实现预测精度的提升,利用网格化的数值天气预报,采用残差网络建立区域光伏的多输出预测模型,充分挖掘区域光伏所属空间的气象资源分布与各光伏电站功率的关联关系,实现以网格化数值天气预报为输入的区域各光伏电站的功率预测。以实际运行数据进行仿真,结果表明,本文方法在各光伏电站的功率和总功率2个方面的预测结果均优于现有成熟方法。

风电场并网对电网电能质量的影响及治理措施

电网作为电力供给的主要媒介,在电力输送中具有重要作用。如何降低其他电力因素对电网电能的不良影响、提升电网整体供电质量是当前电力行业急需解决的关键问题之一。文章简要分析了风电场运行的特点,并总结了风电场并网对电网电能质量的影响。同时,从应用改善无功补偿技术、做好风电场发电预测工作和轻型直流输电连接电网的使用等方面入手,探讨了完善风电场并网和提升电网电能质量的可行策略。此外,总结了降低风电并网对电能质量影响的实践策略,旨在提高风电场并网的运行水平,避免发生电网安全事故。

基于积分调节算法的光伏电池负荷功率跟踪控制

随着光伏发电系统和微电网的普遍应用,在微电网孤岛运行时,光伏发电功率与负荷额定功率不匹配的问题日益突出。通过研究光伏电池输出功率特性,提出一种基于积分调节算法的光伏电池负荷功率跟踪控制策略。在孤岛模式下可实现光伏发电系统输出功率在容量范围内自动跟踪微电网负荷所需额定功率,从而满足微电网孤岛运行模式下功率平衡的要求。最后通过构建的额定功率为100 kW的光伏微电网动模试验平台验证了所提控制策略的可行性。所得研究成果可为无电地区利用太阳能发电就地解决负荷供电的稳定性问题提供技术参考。

不平衡电网下PWM整流器功率补偿预测优化控制

PWM整流器广泛应用于并网电力转换系统,然而电网电压不平衡可能导致电能质量下降,影响变换器的正常运行。为了改善电网电压不平衡情况下的电能质量,针对PWM整流器提出了带功率补偿的模型预测功率控制(MPPC)策略。该方法通过使用电网电压、电流及其90°滞后信号在αβ静止坐标系中的分量计算功率补偿值,而无需复杂的正负序分量提取。此外,针对有限控制集模型预测功率控制(FCS-MPPC)由于开关频率可变而导致控制变量高波动的问题,提出了一种优化开关序列的模型预测功率控制策略(OSS-MPPC)。该方法基于多矢量合成,并通过对开关序列优化实现了固定开关频率控制,在消除有功功率脉动的同时显著改善了网侧电流质量。当电网处于不平衡状态时,通过与传统FCS-MPPC的仿真和实验结果进行对比,验证了PWM整流器可在所提OSS-MPPC控制策略作用下连续可靠运行。

基于积分调节的光伏孤岛运行与负荷跟踪控制

随着光伏发电系统和微电网的普遍应用,在微电网孤岛运行时,光伏发电功率与负荷额定功率不匹配的问题日益突出。通过研究光伏电池输出功率特性,提出一种基于积分调节算法的光伏电池负荷功率跟踪控制策略,实现在孤岛模式下光伏发电系统输出功率在容量范围内自动跟踪微电网负荷所需额定功率,从而满足微电网孤岛运行模式下功率平衡的要求。最后通过构建的额定功率为100 kW的光伏微电网动模实验平台验证了所提控制策略的可行性。

新型电力系统体系下新能源发展态势及市场化消纳研究

新型电力系统的电源侧与负荷侧形态均发生深刻变化,电力系统呈现极高的复杂性、耦合性和不确定性。面对上述挑战,需要及早研究新能源发展态势、市场化消纳及构建新型电力系统技术需求。聚焦国内外新能源发展态势,重点总结了新能源并网调度运行、市场化消纳和主动支撑能力建设的关键点和难点,并结合新型电力系统技术架构对新能源发展前沿进行分析研判,力图明晰新型电力系统体系下新能源发展技术需求,助力能源绿色低碳发展。

基于全数字仿真的车网高频谐振分析与抑制技术研究

文章基于Matlab-Simulink仿真平台,结合交流牵引供电网链式模型和高速动车组牵引系统模型,搭建全数字车网综合仿真模型。通过模型中预留的可调节牵引供电网、动车组控制参数接口和可变运行工况等功能,复现实车运行中出现的高频车网谐振现象,并研究牵引供电网参数、牵引控制器参数和动车组数量对车网高频谐振的影响。在此基础上,提出改变牵引系统四象限整流器控制参数以抑制车网高频谐振的优化方案,并通过全数字仿真和正线运行测试,验证该方案的可行性和有效性。

京津唐电网风力发电并网调峰特性分析

京津唐电网是以火电为主的电网,电网调峰能力不足。近年来河北北部坝上地区风电资源的大规模集中开发,使电网在低谷负荷时段的调峰问题日益突出。文中从电网的负荷特性和电源构成着手,通过对2010年电网在不同月份、不同电源备用率下的调峰、调频特性进行分析,得出了2010年京津唐电网的调峰能力,为京津唐电网风电的合理开发提供了借鉴。

特高压交直流大电网的数模混合实时仿真系统建模

为对金沙江一期和锦屏电力外送的系统接入和受端交流扰动后的交直流响应性能及恢复情况进行专题研究,中国电力科学研究院仿真中心按照网络物理特性相符并适应仿真中心现有仿真设备规模的等值网,建立了迄今国内外规模最大的数模混合实时仿真系统。文中阐述了数模混合实时仿真系统建模的关键技术,包括:交直流系统模拟比的选择,发电机和动态负荷模型的建立和校核,采用不同策略和技术的7回高压和特高压直流系统的建立;无源元件模型的建立和连接;系统数据库的建立;系统的全面校核等。

2007年国家电网安全运行情况分析

2007年,国民经济平稳快速发展,电力需求增长强劲。国家电网公司继续深化"全面、全员、全过程、全方位"安全监督与管理,全面开展电网运行和安全分析,在电力供需紧张、自然灾害频发、基建与运行共存、电煤供应紧张等不利情况下,保证了电网安全稳定运行,保障了社会经济发展的用电需求。结合2007年发生的对电网影响较大的典型安全故障,对当前电网事故发生的特点和规律进行了分析和总结,希望引起有关部门重视,吸取经验教训。针对2008年电力生产面临的新形势,提出相应的安全生产要求,督促有关部门采取有效措施,不断加强和规范电网安全管理工作,提高电网抵御事故的能力。

南方电网西电东送交直流混合输电系统安全稳定性分析

随着国家“西部大开发”战略的实施,南方电网“西电东送”工程的建设进入了快速发展阶段,南方电网已成为我国第1个也是目前唯一的500kV超高压远距离交直流混合输电的大型区域电网。现以我国南方电网已经形成的“两交一直”和即将“五交两直”的交直流混合输电系统为基础,对南方电网进行分析,揭示其输电能力、薄弱环节和采取安全稳定控制措施等安全稳定特性,表明通过合理优化和正确制定安全稳定控制策略,保证安全自动装置动作的可靠性,交直流混合输电系统不仅可取得较大的输电效益,而且也可安全稳定运行。

主配网调控一体化图形平台设计

针对电网运行管理主配网调控一体化建设的需要,文中提出了一体化运行管理图形平台的设计方案。采用公共信息模型和可缩放矢量图形文件格式将电网主网图形和配网图形对接并导入同一电网图形平台,利用电网一体化建模、图库一体化、数据传输一体化和五防一体化技术实现了一体化图形管理、运行方式实时监控与管理、调度日常管理、系统操作模拟的安全校核、运行方式辅助分析等五大功能模块,解决了以往主配网管理相互独立的弊端,为主配网调控一体化管理提供了保障。

区域电网2020年目标网架安全稳定研究

对东北、华北、华东、西北、华中的2020年目标网架进行了安全稳定研究,为各区域电网的目标网架规划设计提供技术支撑。在各区域目标网架中,进行主干网架的严重故障计算,并提出安全稳定控制措施,找出电网中的薄弱环节,从电网结构角度分析原因,并提出改进建议。对部分区域电网中的重点输电系统进行多方案的安全稳定性比较,提出推荐方案,为区域电网规划设计提供参考。从各电网需采取的安全稳定控制措施角度出发,认为各区域电网目标网架均满足《电力系统安全稳定导则》的三级安全稳定标准,而区域电网内存在弱联系,电网水电装机比例偏大等问题影响了电网的安全稳定性。区域电网的目标网架应随边界条件的变化而进行调整。

AGC机组动态优化调度模型的凸松弛及其双层迭代算法

为了应对高比例可再生能源接入给互联电网频率控制带来的挑战,现有研究提出通过自动发电控制(AGC)机组动态优化调度来克服常规AGC控制滞后的问题。然而,AGC机组动态优化调度模型是混合整数非线性规划(MINLP)模型,不易求解。为此,基于凸优化理论,提出了AGC机组动态优化调度模型的改进算法。首先,基于变量替换及分段McCormick包络技术对原模型的双线性项进行松弛;然后,通过功率损耗的线性化处理,将原模型转化为可高效求解的混合整数线性规划(MILP)模型;在此基础上,进一步提出一种双层迭代算法,通过内层循环收紧双线性项松弛间隙、外层循环减小功率损耗的线性化误差,以提高调度模型的求解精度。最后,采用IEEE 14节点系统和IEEE 57节点系统验证了所提改进算法的有效性。

逆变器并联功率解耦及鲁棒下垂控制方法研究

低压微电网线路阻性成分较大,下垂控制的功率耦合问题严重,基于坐标变换的虚拟功率下垂控制可以消除有功和无功功率控制的耦合问题,但虚拟无功功率的分配会受线路阻抗的影响,无法保证并联逆变器功率的合理分配。针对目前虚拟功率下垂控制方法的不足,提出基于该方法的功率鲁棒下垂控制策略,通过在传统逆变器电压电流双闭环控制的基础上增加公共耦合点电压有效值的反馈控制,使虚拟无功功率的分配不受线路阻抗影响,进而实现有功功率和无功功率的比例分配。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。

基于留数分析的模式发现算法的改进及其应用

文中提出了一种改进的知识发现算法.针对基于留数分析和递归切割的模式发现算法的不足,在样本空间分割时,考虑到不同属性对知识发现的不同贡献,采取不同的离散化标准;在模式判别准则方面,改良后的算法随切割后产生的子空间数量动态调整模式判别准则.在人造数据集和电力系统安全稳定评估中的应用结果验证了算法改进思路的合理性与有效性.与原算法相比,改良后算法的知识发现效率更高、应用范围更广.

大唐石门电厂安全稳定控制方案研究

针对大唐石门电厂送出电网的安全稳定性进行分析,提出安全稳定控制方案。在冬季枯水期大负荷运行方式下,送出断面重载,无法满足电厂电力外送需求。为此,在大唐石门电厂配置安全稳定控制装置,合理设计控制策略和设定整定值,实现切机、切负荷等功能,提高电网输送能力并保证电网安全稳定运行,满足发电机组电力送出需求。

电网基建信息化管理的措施与成效

为提升基建信息化应用水平,开发了基建管理信息系统应用考核平台,建立了基建管理信息系统项目部标准化模板库,利用基建管理信息系统短信提醒、提示、预警、待办等基建信息化技术辅助新手段,实现了基建管理信息系统单轨制运行全覆盖,保证了基建信息化应用数据准确性、完整性和及时性。

兼顾技术经济性的永磁偏置型故障限流器优化配置算法

提出了一种兼顾技术性和经济性的大电网永磁偏置型故障限流器(Permanent-magnet-biased Saturation based Fault Current Limiter,PMFCL)优化配置算法.介绍了PMFCL限流机理,定义了短路电流裕量作为挑选超标节点的标准.将节点自阻抗作为节点短路电流水平的衡量指标,基于节点自阻抗增量,构建了兼顾全局限流效果与经济性的PMFCL优化配置评价函数.综合考虑了PMFCL启动条件和节点自阻抗对支路阻抗参数的灵敏度指标以缩小寻优空间,提出了PMFCL在大电网中配置优化算法.将该算法应用于IEEE 39节点标准算例,调用Matlab遗传算法函数完成仿真.结果表明,与不计及灵敏度相比,该算法寻优效率较高;所得最优配置方案能够使所有节点短路电流满足限流要求并保留一定裕量,对超标越严重的节点限流效果较好,验证了该算法的可行性及有效性.