不同运行方式的大规模新能源接入电网后的调频特性研究

给出了双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)参与电网调频的基本数学模型,推导出了大规模风电接入电网后,在不同运行方式(如惯性控制或者最大功率跟踪)下风电功率的渗透率、可调频风电机组所占比例以及风电机组的频率调节系数等与风电利用率之间的关系,提出了不同运行方式的风电机组参与电网调频的控制策略。以南方某片区电网为例,分析了风速改变及负荷变化的情况下风电功率注入比例对接入电网调频的影响特征,验证了可调频新能源发电对电网调频作用的有效性。将可调频风电机组接入4机2区域的电网模型,给出风电注入比例不同情况下所需要的可调频风机所占比例最小值及电网对新能源的综合承载能力。仿真结果表明,大规模风电场参与调频时应尽可能使运行在额定风速附近的机组参与调频,从而最大程度确保电网的频率偏差变小,维持频率在安全运行范围内。

基于需求侧响应的风光储微电网经济优化研究

为有效减少发电侧与用电侧之间的电能不平衡以及相关独立微电网成本过大的问题,对风光储微电网进行经济优化研究,采用转移负荷时域对负荷进行调度规划。提出一种基于需求侧响应(demand response,DR)的风光储微电网经济优化方法,通过比较DR优化前后结果,确定风光储微电网最佳配置。在需求侧响应线性规划的框架下,对风光储微电网各组件进行数学建模。建模仿真结果表明:DR优化后的风光储微电网模型减少了所需光伏、风力机、储能及并网逆变器的组件数量,总净现成本得到控制;DR优化后减少了负荷峰谷差,使电能趋于平衡,具有显著的实用价值。

基于常规扰动数据的电网分区及惯量在线辨识方法

鉴于电力系统转动惯量在大规模新能源接入后可能随运行场景变化而波动的问题,为满足电网安全稳定运行的要求,定期监测电力系统的等效惯量是必要的。因此提出了一套基于电网常规随机扰动数据的区域惯量辨识方法,首先提出采用总体最小二乘-旋转不变技术的信号参数估计算法对电网不同母线频率振荡成分进行提取,并根据提取结果对电网进行分区,以提升区域边界联络线功率波动监测数据的信噪比;然后提出利用子空间辨识算法对区域惯性中心频率与功率不平衡量之间的动态关系进行辨识,进一步计算区域惯量等参数。最后以IEEE 39节点系统为例,验证了所提基于分区结果进行惯量辨识方法的有效性。

考虑新能源消纳及需求响应不确定性的配电网主从博弈经济调度

针对当前配电网侧风电消纳率较低的问题,运用Stackelberg动态博弈理论,提出一种以配电网侧为主体、负荷侧为从体的主从博弈模型。通过分析用户负荷特性,建立用户负荷特性模型;运用三角模糊数描述需求响应的不确定性,建立价格型需求响应不确定性模型;以配电网侧配电网运行成本最小及风电消纳最大、负荷侧用户电费最低为目标建立配电网主从博弈经济模型,二者通过优化配电网侧的准实时电价策略集及负荷侧需求响应策略集达到博弈均衡;以修改后的IEEE 30节点系统为算例,采用改进型教与学优化算法求得该主从博弈模型的均衡解。算例仿真分析表明,所建模型能够有效提高配电网风电消纳能力,减少配电网运行成本和用户电费,实现主、从体双方社会效益与经济效益最优化。

新型电力系统的全能型静止同步机优化配置

提出一种用于提升频率和静态电压稳定性的全能型静止同步机优化配置方法。首先,推导出频率稳定的约束解析表达式,并基于奇异值理论建立系统静态电压稳定约束,建立考虑频率和静态电压稳定约束的全能型静止同步机优化配置模型;然后,将全能型静止同步机优化配置模型分解为选址定容主问题和稳定裕度计算子问题,通过主问题和子问题的交替求解实现最优解的近似逼近;最后,在一个修改的IEEE 39节点系统中进行测试,验证了所提方法的有效性。

基于虚拟同步机参数自适应调节的并网逆变器控制策略研究

具有“小惯量,弱阻尼”典型特性的新能源并网后,当系统受到扰动时交流母线的频率会出现剧烈波动现象,存在恶化电网的频率稳定运行的潜在威胁。为此,提出一种改进的虚拟同步机(VSG)参数自适应控制策略。首先,控制逆变器按VSG方式运行并使虚拟惯量和阻尼参数在运行过程中同时关联VSG输出角频率的偏差量和变化率,以达到平抑频率波动的目的;然后进一步对逆变器进行自适应优化控制,用功率偏差量代替原控制环节中的角频率导数项,避免自适应控制中的求导运算对系统造成不必要的噪声干扰,简化控制环节的同时也改善了频率的动态调节波形;最后,通过仿真算例证明了该文所提自适应控制策略的正确性,并验证了该文策略对扰动下系统有功功率及频率波动抑制的有效性。

混合三端直流输电系统受端交流故障穿越协调控制策略

以乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程为研究对象,考虑混合三端柔性直流输电系统因受端不同位置交流故障所致的直流过电压,提出相应的故障穿越协调控制策略。在受端主站发生网侧交流瞬时故障的情形下,通过设计混合型模块化多电平电压源换流器全桥子模块自适应负投入策略,实现了利用子模块电容短时过电压储能的能力来快速补偿站间直流电压的上升;短暂时延后,送端电网换相换流器通过定量调整电流指令值策略来减小子模块的不平衡充电功率。在受端主站发生阀侧交流故障的情形下,优先利用输电健全极的功率转代裕度来消纳故障极的部分不平衡功率;同时,故障极从站跟随主站半压运行,相应的高低压阀组切换至定电流及定电压模式,最终实现抑制站间过电流及减小盈余功率。仿真结果表明,2种故障条件下,所提的协调控制策略均可较快实现故障期间的功率平衡,有效抑制仅配备稳态基本协调控制策略下系统所出现的直流过电压现象,同时也基本维持了送端的总体有功传输容量。

考虑水轮机水锤效应的电网频率变化的解析方法

当水轮机容量比重较高的电网中发生较大的负荷扰动时,水锤效应的存在使得电网中有功功率缺额进一步扩大,导致系统频率偏移量恶化,威胁电网的安全稳定运行。考虑系统详细模型的全时域仿真计算量大,仿真速度慢,不利于对大型电网进行频率动态分析。为了快速分析水锤效应对电网频率动态的影响,文章基于水轮机调速器的延时模型,合理地简化了水轮机-调速器系统,将水轮机导水叶开度动作过程近似为斜坡,并推导了计及旋转备用及水锤效应的电网频率响应解析解,进一步分析了水锤效应对电网频率的影响。仿真结果表明,文中推导的电网频率响应简化解析模型能够准确反映出电网频率严重下跌段以及稳态的频率特性,适用于快速分析水锤效应对电网频率动态响应的影响。

风电场限功率状态下电网旋转备用优化分配

并网风电场参与电网调频且主动提供旋转备用是高渗透率电网的客观需求,而风电场限功率运行是风电参与调频的必要条件。定量分析了风电场限功率运行对二次调频指标及风电极限穿透功率的影响,认为风电场限功率运行能从调频备用容量以及调频速度两个方面减轻同步发电机的调频压力,同时增加了电网中风电的极限穿透功率。为研究风电场限功率运行下的二次旋转备用分配问题,建立了电网备用优化模型并构建了包含等值同步发电机及风机的动态等值模型,通过MATLAB/Simulink进行求解及仿真,优化及动态仿真结果均表明风电场处于限功率状态有利于增加电网频率稳定性并减少旋转备用。

电网应急物资保障的供应链管理策略

现阶段,我国应急物资供应链管理理论发展良好,在各个行业领域内都得到广泛的应用,尤其是在电网企业中,实际应用获得了良好的效果,为电网企业应急物资保障的供应链管理一体化发展提供了基本的理论指导。本文主要探讨了应用电网应急物资保障供应链管理的必要性,并提出几点有效的管理策略,期望为我国电网企业的发展提供切实有效的帮助。

基于有限元法的跳线线夹温度场计算及影响因素分析

针对跳线线夹过热问题,建立了跳线线夹三维模型。考虑跳线线夹运行过程中同时存在自然对流散热和热辐射散热,采用有限元法对跳线线夹的三维温度场进行了计算和分析,得到了接触电阻、环境温度和负载电流对跳线线夹温度的影响规律,并建立了一种判断跳线线夹接触情况的模型,提出了一种判断工况下跳线线夹接触情况的方法。研究结果可为判断跳线线夹接触情况及跳线线夹的优化提供参考。

基于FDR和时频脉冲转换的长电缆缺陷极性识别研究

为解决采用频域反射技术进行长电缆缺陷检测时,其结果易受低频段数据缺失占比的影响,而难以判断电缆缺陷极性的问题,该文提出一种基于频域反射技术的电缆阻抗失配点时频脉冲转换算法以实现缺陷的定位和极性判别。首先,采用2阶Nuttall自卷积窗的快速傅里叶计算方法对不同类型的电缆阻抗失配点进行定位。其次,提出电缆阻抗失配点时频脉冲转换算法,利用高斯窄带包络信号良好的频段调节能力和时频特性,详细阐述了时频脉冲的参数设计和极性判断方法。之后,运用仿真,对不同类型的阻抗失配点进行时频脉冲转换,验证了该算法的有效性。最后,采用该算法对实验室含接头长1500m的10k V XLPE电缆进行实验验证。仿真和实验结果表明:时频脉冲转换算法可以有效地定位长电缆阻抗失配点并且实现不同类型阻抗失配点的极性识别;同时,不同长度电缆阻抗失配点的时频脉冲转换结果不受低频段数据缺失占比的影响,有效提高了长电缆阻抗失配点的极性识别率。

云南新能源优化发展空间研究

采用先整体后局部的思路,根据"十三五"期间负荷、电源和电网的发展情况,结合新能源的消纳空间,对云南全省、主要片区、重点区域的新能源开发规模给出合理的建议,优化新能源在云南的发展布局。

基于多尺度时间序列块自编码Transformer神经网络模型的风电超短期功率预测

风电超短期功率预测过程中对时间依赖性的有效捕捉与建模,将直接影响风电功率时间序列预测模型的稳定性和泛化性。为此,提出一种新型时序Transformer风电功率预测模型。模型架构在逻辑上分为时间块自编码、隐空间Transformer自注意力时序自回归、随机方差缩减梯度(stochastic variance reduce gradient,SVRG)优化3个部分。首先,依稀疏约束及低秩近似规则,风电功率时空数据被半监督映射至隐空间;其次,隐空间编码经由多头自注意力网络完成时序自回归预测;最后,模型采用方差缩减SVRG优化算法降低噪声,达到更高预测效能。实验结果表明,所提新型Transformer架构能稳定有效进行超短期风电功率预测,预测结果在准确性、泛化性方面相较于传统机器学习模型都有明显提升。

怒江电网企业人力资源管理问题及对策

科学技术是第一生产力,人力资源是第一资源,而人才资源是生产要素中最活跃、最具能动性的因素。建设一支规模宏大、结构合理、素质较高的人才队伍,充分发挥各类人才的积极性、主动性和创造性,完善人力资源管理体制已经成为怒江电网企业发展的重点。根据我州电网企业人力资源管理的实际,应采取的措施,一是建立企业与员工个人发展相结合的激励与约束机制;二是加大员工的技能开发和能力培养,塑造企业文化,凝聚团队力量;三是完善机构设置,配足配强人力资源管理者,坚持管理创新,不断适应竞争需要。

配电网故障快速复电系统在城区抢修的应用

通过配电网故障快速复电系统在0.4Kv、10kV电压等级等城区抢修工作的实际运用,从而对该系统的进行全面的分析和研究,并提出了配电网故障快速复电系统存在问题的建议。

新能源项目对云南省35kV“一线多T”的改善研究

云南省偏远地区110 kV变电站布点不足,一条35 kV线路上“T”接3个及以上35 kV变电站,当线路故障或检修时,变电站全停,电网安全和供电可靠性均受影响。为有效解决此问题,本文通过解决配电网网架实例分析,新建变电站解决方案投资高,设备利用率低,建设周期长。新能源解决方案可以节省投资,缩短建设周期,提高电网安全性和供电可靠性,为配电网规划提供新思路。

基于离散混合自动机的园区综合能源系统多模式建模与日前优化

综合能源园区是推进能源系统低碳发展的关键应用场景。针对电、气、冷、热耦合的综合能源园区,给出一种供需互动的园区综合能源系统日前优化方法。基于离散混合自动机(discrete hybrid automaton,DHA)架构,搭建考虑多种运行模式的综合能源系统设备级模型与系统级模型;通过搭建用户空调负荷预测模型,给出基于调节价格的园区需求侧负荷响应机制;通过搭建供需互动的园区综合能源系统双层优化模型,计算在低成本模式与低碳模式下的园区综合能源系统日前优化结果。算例仿真验证了所提建模方法在描述设备运行模式的优势,计算园区供需互动带来的经济效益,并评估园区在低碳运行模式下的减排能力。最后,讨论通过清洁机组与储能设备的升级改造实现零碳园区的可行性,以及在设计规划阶段需要考虑的评估指标。

基于正交匹配-伪魏格纳分布的电缆缺陷定位

时频域反射法(TFDR)采用时频联合的方法对电缆缺陷进行定位,但定位信号时频谱中存在交叉项干扰,导致无法对电缆局部缺陷进行精确定位。该文提出采用正交匹配追踪(OMP)和伪魏格纳分布(PWVD)结合的算法,实现了对实测电缆定位信号特征提取,以及信号时频谱中交叉项干扰抑制。首先通过OMP算法对原信号进行分解;然后对分解后的子信号分别求取PWVD时频分布;最后通过对时频谱线性叠加,获得定位信号更精确的时频表达,有效地消除了交叉项干扰。搭建了10 kV交联聚乙烯电缆仿真模型进行研究,并选取了长度40 m含两个中间接头、105 m含缺陷及500 m含中间接头的XLPE电缆对算法进行实验验证。仿真及实验结果表明,OMP-PWVD改进算法能有效抑制交叉项干扰,且具有较强抗干扰能力,有效地提高了时频域反射法的定位精度。

斗轮堆取料机前臂结构轻量化可靠性优化研究

针对斗轮堆取料机前臂轻量化优化设计过程中存在的不确定性,建立考虑结构参数、材料性能、负载以及代理模型不确定性的前臂轻量化优化设计方法。为提高计算效率,构造精度较高的Kriging模型。首先对前臂质量进行确定性优化,并将优化设计结果作为可靠性优化算法的初始值,在此基础上建立多因素不确定性优化模型。最后根据设计要求,考虑多种不确定性因素,对前臂质量进行了可靠性优化。结果表明:该方法大幅降低了前臂的质量,优化结果可靠性高。