华北电网在线安全稳定控制系统设计标准与一种实现方案

安全稳定控制策略在线校验将离线计算生成的控制策略输入到在线安全稳定评估系统,根据能量管理系统获得的当前网络结构和运行状况系统,自动匹配控制措施,进行周期性的在线校验。提出安全稳定控制系统的技术标准和总体要求。将传统的离线分析技术、计算方法和软件开发技术相融合,基于实时EMS数据实现安全稳定控制策略的在线校核和重新生成。提出的实现方案在华北电网调度控制中心进行应用。

2012华北电网500kV线路故障分析与思考

电网故障难以避免,分析故障发生的原因、故障主要分布情况以及严重故障的特点对于调度运行人员把握故障发生的规律,了解故障的影响,并进而提升电网运行风险的预防、预控能力具有重要意义。从多个维度全面分析了2012年华北电网500kV线路故障的统计分布情况,以及不同类型故障与各类影响因素之间的相关关系;深入分析了2012年4次严重故障的特点,总结了严重故障给电网调度运行带来的启示;最后从实际电网调度运行的角度提出了电网运行风险预防和控制策略,讨论了电网运行风险预控策略的关键性技术,并对电网调度实际运行工作提出了建议。

华北电网输电线路受山火影响特征分析

随着输电线路数量的增长、人类活动范围的扩大、自然环境的改善,近年来,华北区域内山火火情数量呈上升趋势,对输电线路构成威胁。山火发生的时间和空间规律性较强,对输电线路造成影响的特点也较为突出。对山火的发生规律及影响电网的特点进行细致分析,对电网安全稳定运行具有一定的指导意义。文章总结了在山火影响下,输电线路跳闸后重合成功概率低、易引发电网多重严重故障,电网方式破坏大,受影响时间长等特点,提出了适时退出线路重合闸、提前做好潮流预控、合理安排设备检修计划、加强巡线及新技术应用等措施,从而提升电网安全稳定运行水平。

电力通信网络智能运维故障诊断系统研究

当前,电力通信网络需要进一步提高对网络节点的感知能力,从而加快网络的故障运维效率。设计了智能运维故障诊断系统,以监测网络中节点状态、实时感知网络节点的运行参数,并实现故障诊断输出运维策略。系统的网络感知模块中加入了扩频调制技术,使模块能够感知到更大范围内的网络节点状态,提高了模块的通信范围和抗干扰能力。故障诊断模型中融合了生成对抗网络和决策树算法,通过各网络故障数据的拟合得到大量可靠数据集,输入最优特征组合以完成故障检测。试验结果显示,系统故障诊断模型的故障诊断率最高为99.8%,损失值最低为0.03。该研究确保了自动化诊断和检测的精确性。

直流闭锁冲击弱交流通道的稳定特性及多资源协调控制措施

电网建设过渡期"强直弱交"背景下,直流闭锁冲击弱交流通道的运行风险、防控难度和代价进一步加大,相关的特性和防控措施研究亟待深化与细化。依托实际电网,从以下3个方面仿真分析了直流闭锁冲击弱交流通道的稳定风险:弱交流通道与故障直流两者送受电不同方向的耦合风险、不同初始功率的交流通道承载直流冲击的风险、输送不同功率的单直流闭锁及多直流同时闭锁的冲击风险。针对防控上述冲击的传统切负荷安控存在的单一化、代价过大等不足,梳理并分析了抽蓄切泵、直流功率调制及精准切负荷等多种安控资源的特点,建立了多资源协调控制的优化模型,启发式地确定了参与协调控制的多资源的动作顺序,提出了计及网络安全约束的直流功率调制等多资源控制量的确定方法。实际电网的仿真结果验证了多资源协调控制策略的有效性及其降低控制代价的效果。

电力数据网链路时延及扰动分析

以现运行的电力数据专网为实例,开展了数据网核心层、汇聚层、接入层等各个层级链路的测试工作,主要通过比对各层级链路时延和扰动数据,分析了链路性能的制约因素。

多特高压直流参与受端“强直弱交”电网安全防线的协调控制技术

特高压直流以其快速、灵活的调控特点成为电网运行中有效的控制手段,结合实际电网,研究特高压直流控制在电网安全防御的作用及功能尤其必要。结合中国典型的受端电网"强直弱交"实际场景,仿真分析了强直流冲击弱交流的安全稳定风险,提出了应对直流闭锁风险的特高压直流参与受端电网三道安全防线的控制策略,包括:特高压直流功率预控;特高压直流与切负荷等安控的紧急协调控制策略;弱交流通道解列后特高压直流与低频减载的协调配合策略等。仿真验证了受端电网的直流闭锁冲击特性及直流参与安控防线策略的合理性。

电网调控仿真培训系统设计与实现

以调控一体化和动态过程仿真培训为目标,结合华北调控仿真培训系统建设实践,对华北调控仿真培训系统的设计思想和实现方法进行了介绍。主要围绕"过程式仿真"和"调控一体"这两个显著特点,从实际电网仿真平台、二次信号仿真、负荷教案、全过程发电控制仿真等方面对整个系统的设计方法和思路进行了阐述。文中同时介绍了该系统与其他仿真系统的数据交换机制,以及系统建成后的培训工作过程。

面向电力电子变压器的高频变压器技术

在实际工程中,电力电子变压器已经逐渐成为新能源电网等诸多领域不可或缺的重要组成部分,针对其中的关键设备(高频变压器)的研究也变得越来越重要。首先,详细分析了高频变压器损耗特性的产生原因和计算方法,归纳了减小损耗的措施;其次,对高频变压器中寄生参数进行了分析,梳理和概括了漏电感和寄生电容的产生原因,并分析了削弱漏电感的手段;再次,总结了高频变压器的优化设计方法;最后,研究和分析了非正弦激励下非晶高频变压器的振动噪声特性,为研究者和生产者对高效率、低噪声高频变压器的研究提供借鉴和参考。

电力系统次同步振荡分量的快速在线检测算法

电力电子装置及串联补偿装置的大量应用使得电力系统次同步振荡现象越来越普遍。针对这一问题,文中给出一种次同步振荡分量的快速提取方法,可有效抑制工频分量、谐波分量和噪声对次同步振荡分量测量的影响。该方法具有计算量小和响应速度快的优点,可实现在线测量分析。在此基础上,给出了电力系统次同步振荡分量的频率(模态)、幅值、相位的在线计算方法和抑制次同步振荡分量对工频量测影响的方法。仿真算例和实际算例验证了所述方法的有效性。

华北多特高压交直流强耦合大受端电网系统保护方案设计

基于广域互联电网系统保护顶层设计原则与思想,结合华北多特高压交直流强耦合大受端网架格局特点,分析了华北电网特高压交直流典型故障扰动下的安全稳定特性。针对传统安控对于新网架格局下出现的安全稳定问题防控的不适应性,研究了华北系统保护的设防标准及多措施防控技术,并进一步研究提出了华北系统保护的功能配置及实施方案。结合华北目标年实际电网,仿真验证了提出的华北系统保护主要功能与关键技术的有效性。

电力系统工频量测伪振荡现象的判别方法

由电力电子开关组成的换流器在换流及控制过程中会产生大量谐波和间谐波,在特定条件下会导致工频测量结果出现振荡现象。针对这一问题,该文给出了电力系统工频量测结果出现振荡时,判别该振荡是由于量测原因导致的伪振荡还是真实的电气振荡的方法。文中指出,电网频率偏离额定频率,且采样频率不满足采样定理时,电气信号中,频率高于奈奎斯特频率的高次谐波在采样信号中会映射为频率低于奈奎斯特频率的间谐波,这一间谐波的频率与其对应的高频谐波的真实频率关于奈奎斯特频率对称。在特定条件下,这一间谐波的频率会接近基波频率,从而导致基波幅值测量结果出现伪振荡。针对直流换流站,该文给出了交流采样频率与换流站特征谐波的配合原则。仿真算例和实际算例都验证了该文的分析结论。

基于样本自举的电力变压器状态评估

针对传统数据学习型方法需要大量故障历史实测数据的缺点,提出一种基于数据样本自举的电力变压器状态评估方法.通过对变压器的故障样本数据进行自举扩充,克服了工程中某类样本数据较少的问题,提高了学习型分类器的训练量,从而提高其预测分类的精度.并基于支持向量机分类方法进行变压器故障分类评估,显著提升了评估精度.

一种基于红外视频图像电力设施故障识别方法

提出了一种电力设施精确识别方法。首先对所获取的红外降质图像进行提升小波变换,对高频系数根据其信号分布的特征,分别引入改进自适应中值滤波算法(Improved Adaptive Median Filtering Algorithm,IAMFA)以实现该部分分解系数的精细化处理;对于低频分解系数,提出一种随着小波分解层数的变化而自适应改变的改进型小波阈值函数模型进行处理。然后,提出一种基于图像分块的自适应增强方法,通过对图像信号的自适应分类,仅对目标信息区域进行自适应同态滤波增强。通过大量实验证明,基于该图像滤波算法的电力设施故障识别准确率明显提高。

电力市场节能减排方式研究

针对电力市场能源浪费严重、设备电能利用效率低下的问题,根据市场设备运行状态和能耗关系设计节能减排系统。利用通用接口总线(GPIB)技术对市场设备电能损耗进行检测,分析能耗过大的原因。运用精细化管理方式回收电力市场浪费的电能,实现电力资源的二次利用。通过启发式算法分析电力设备能耗规律,计算不同设备的电能利用效率,设立节能标准。通过Proteus软件仿真会议视频演示过程,试验表明对电力市场节能减排研究具有明显效果,最大装机容量为26.7 MW的电场,节能容量最大为323.12 kW,节能效率最高为98.4%,证实了设计的可行性。通过仿真比较3种不同系统节能容量和系统电能利用效率曲线,由此验证了研究的优越性。

华北电网风力发电数据挖掘分析系统研究与应用

重点介绍华北电网风力发电数据挖掘分析系统项目的研究背景、理论成果、系统架构、功能模块、应用分析等,研究了华北地区风电运行规律、掌握风电运行特性,以更好地消纳风电、保障电网安全稳定运行。

水–火–风协调优化的全景安全约束经济调度

风电出力的不确定性给传统的安全约束经济调度(security constrained economic dispatch,SCED)方法带来了很大的挑战。为了协调调度水电、火电和风电等多种电源,提出了水–火–风协调优化的全景SCED方法。该方法用区间数表示风电的波动范围,统一优化备用需求与机组出力;考虑机组跟踪负荷能力以及调度的公平性,经济、公平地预留各机组备用,以应对风电波动。针对含区间数模型的复杂性,提出关键场景的识别方法,形成以关键场景为约束、不损失优化精度的模型,显著减小了模型规模,使其能够高效地得到求解。基于电网实际数据的算例验证了所提出的方法在解决风电波动问题方面的高效性与科学性。

基于PSCAD的500kV武—察同塔双回输变电工程内过电压仿真分析

为满足500 k V武—察输变电工程系统调试需要,文中利用PSCAD电磁暂态仿真软件,在系统调试方式、正常运行方式及检修方式下对500 k V武—察输变电工程系统启动过程中工频过电压、控制电压、潜供电流与恢复电压进行计算分析,以便为工程实施提供理论依据,为运行提供参考。

基于PMU实测小扰动数据的负荷参数辨识方法

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)实测小扰动数据辨识广义负荷模型动态参数的方法。该方法首先根据实测电压、电流变化曲线的特征来选取适合参数辨识的数据时段;而后依据在已知实测电压下负荷模型计算出的电流值的允许波动范围,确定转子初始滑差和其他需要辨识的几个参数的初始值;最后以实测的有功曲线、无功曲线的中心线与计算出的有功曲线、无功曲线中心线的误差最小为目标函数优化参数。所述方法在很大程度上解决了现有各种算法中小扰动数据无法用来辨识模型动态参数的难题。通过华北电网多个变电站母线节点实测算例表明,该算法在无法获得大扰动数据的情况下,只需系统的随机小扰动数据即可较为精确地辨识出负荷的动态参数。

基于瞬时值比较的PMU动态性能在线评测方法及系统

同步相量测量单元(PMU)的动态性能,是广域测量系统(WAMS)的各项高级应用可靠性的重要基础。提出一种基于大扰动的特征动态时段的瞬时值比较的PMU动态性能评测方法。将PMU相量数据还原为相量暂态录波数据,获取对应的实际暂态录波数据,分析两者在相关性、相量算法快速响应、纯幅值缩放和总体相似性上的差异,对PMU动态性能进行全面定量的评价。采用实际现场PMU数据验证了上述理论分析的正确性和可行性。此外,设计了在线评测系统,可应用于实际电网运行过程中实时监控和评价PMU动态性能。