光伏汇集组网系统对电网电压支撑特性研究

大规模新能源开发是践行“双碳”目标的必然路径。该文主要针对不同光伏汇集组网系统对电网的电压支撑特性进行研究。在大规模新能源开发背景下对汇集组网系统技术要求的归纳基础上,对比分析了大规模新能源的汇集组网方式,并提出一种集中串联升压组网输出的直流汇集拓扑;对某大规模光伏地区电网和多种汇集组网方式进行了等值建模;对比仿真分析交流、直流汇集组网方案对电网的电压支撑特性的结果,验证了所提串联升压组网输出直流汇集方式在电压支撑性方面优于传统交流汇集组网方式。

基于IGCT的大容量谐振直流变压器设计

更大容量、更低成本的单向直流变压器(DCT)是提高光伏直流汇集技术经济性的关键手段。此处结合集成门极换流晶闸管(IGCT)的低通态压降与谐振拓扑的正弦波电流、器件开关电流低等特征,提出了基于IGCT的大容量谐振直流变压器(IGCT-SRC)。在此基础上,通过二极管直接串联来简化IGCT-SRC拓扑结构并实现高电压增益。同时分析了考虑均压电容与死区时间后IGCT-SRC的软开关特性。最后,研制了1.5 kV/10 kV 2 MW的IGCT-SRC样机,验证了所提方案的有效性。

青豫直流工程入地电流对青海地区交流电网直流偏磁的影响

为了研究青豫直流工程投运后,青海海南换流站接地极入地电流对青海地区交流电网直流偏磁的影响,通过分析直流偏磁对交流电网的影响机理,以青海海南换流站接地极实测土壤电阻率及青海交流电网结构为基础,建立仿真模型对直流偏磁进行计算分析,并与换流站调试期间的交流电网直流偏磁的实测值进行比较。研究结果表明,变压器与接地极距离是影响直流偏磁幅值的主要因素。青豫直流工程单极大地运行期间,对于直流偏磁超过控制值10%以上的变压器,应重点关注单极大地运行期间,是否出现变压器噪音明显增加、振动或局部过热等现象,并据此判断是否采取安装隔直装置等直流偏磁抑制措施。

基于不确定层次分析法的电力光缆网健康度评估研究

随着电力光缆网络规模的不断扩大,网络的层次逐渐增多,网络结构也日趋复杂,对电力通信系统的运行管理提出了新的挑战。电力信息通信作为能源与信息通信技术的交叉与融合点,也将发挥更大的作用,承担更大的责任。目前对光缆网的监视较大程度上还停留在网络发生问题后的响应,对光缆网的巡视管理缺乏针对性,效率低下,影响了通信业务运行的安全性和稳定性。本文基于不确定层次分析法,对光缆网相关的资源数据、环境数据、性能数据指标进行统一建模,提出对于电力光缆网的健康度评估模型,并基于此模型,实现了光缆网的状态检修,改善了电力光缆网络运行状态监测管理和运维工作模式,为电力通信的运维和管理提供了更好的技术支撑。

风光水多能互补发电系统日内时间尺度运行特性分析

多种能源互补发电协调运行逐步成为未来电力系统的发展方向,对其互补特性进行准确分析也显得尤为重要。结合多能互补发电系统的运行特点,利用互补系数将分系统评价与联合发电系统评价相结合,构建了适用于评价风光水互补特性的指标框架。基于该指标框架,以中国西部某省的风电场、光伏电站和水力发电站为例,对风光水互补发电运行特性进行了分析。结果表明,风光水互补发电系统的有功功率输出特性可以对系统负荷保持良好的跟踪,在日内时间尺度存在较强的互补性。

风-光-水多能互补发电系统?分析模型

将[火用]的概念引入风、光、水等多种异质能源资源的同质化表征,采用[火用]分析方法建立有效的风力发电、光伏发电和水力发电系统的[火用]分析模型。基于[火用]分析模型,计算各发电系统的输入[火用]值和输出[火用]值,同时,建立风-光-水多能互补发电系统(MEGPS)总[火用]效率、可持续性指数和单位[火用]损失比等能效分析指标,对风光-水MEGPS进行能效分析。通过算例分析,验证了所提[火用]分析模型的正确性和能效指标的适用性。所提出的方法为提高MEGPS利用效率提供了科学依据。

风-光-水多能互补发电系统功率云耦合模型分析

以风力发电、光伏发电和水力发电等多能互补发电系统输入变量和输出功率为数据源,统计分析风、光、水发电系统不同变量区间的输出功率,提出改进的熵和超熵计算方法,建立风、光、水不同发电系统输出功率云模型,以表征各发电系统输出功率的波动性和离散程度。设计多能互补发电系统耦合度,建立基于耦合度的风-光-水互补发电系统功率云耦合模型,同时,根据风-光-水互补发电系统功率云耦合模型提出功率云相似度指标,评价风、光、水多能互补发电系统输出功率的相关性。最后,应用实例验证了所提方法的有效性和适用性。

基于斜回归树及其集成算法的静态电压稳定规则提取

可再生能源渗透率的增加给电力系统安全稳定运行带来持续性的挑战,传统方法分析系统稳定性、控制电网稳定运行变得愈加困难。针对这一难题,提出了内嵌安全稳定约束的电力系统优化运行框架以及用于电力系统安全稳定规则提取的斜回归树及其集成算法。该算法首先优化斜划分系数以训练单棵斜回归树,然后利用boosting思想集成斜回归树,并通过正则化方法保证树的稀疏度,增强算法的可解释性。相比神经网络等黑箱模型,文中提出的方法能够提取显式安全稳定规则,为内嵌安全稳定约束的电力系统优化运行奠定了基础。最后,以静态电压稳定问题为例验证算法的有效性,算例验证结果表明所提算法具有良好的可解释性、较强的表示能力和较高的集成效率。

稳态下交流输电线路对邻近埋地油气管道电磁影响的案例研究

用易于理解的、微分形式的麦克斯韦方程组推导源自交流输电线路的管道感应电动势,根据传输线理论建立管道等效电路,进而理论分析交流输电线路稳态运行时对邻近地下管道的电磁耦合。提出一种可校正至同一时刻的管地电位分布的测量方法,并应用研究青海750k V等多电压等级的交流线路对邻近埋地天然气管道电磁影响的两个案例。海西—塔拉线路乌兰段公共走廊管道在750k V线路三相7%不平衡运行且管道未予保护时管地电位可达140.7V,正常运行时交流电流密度达到265.1A/m^2;该走廊和西宁—玛尔挡公共走廊现场实测的管地电位均与对应运行条件下的计算结果相吻合,且直观地显示了管地电位含有值得研究的谐波成分。对两条走廊的管道新增防护措施,可使管地电位和交流电流密度大幅降低并达到缓解效果。本研究结果可为输电线路和埋地管道共用走廊的设计提供技术参考和支持。

交流输电线路暂态时对邻近埋地油气管道的电磁干扰研究

对交流输电线路对管道的暂态影响进行归纳,分为线路分合闸和故障态,前者不改变线路电路结构,后者根据电路结构的不同包括线路相线接地、断线,雷击杆塔未反击及发生反击等情况。该文理论分析暂态时输电线路对地下油气管道的电感性和电导性耦合,建立不同暂态下的线路-管道等效电路。进而实例研究暂态下海西—塔拉750kV交流输电线路乌兰段对邻近埋地天然气管道的电磁影响。线路操作时对管道的电磁影响小;线路单相接地、断线接地时,管地电位最大值分别为4.3kV和12.9kV;杆塔遭受雷击和反击时管地电位峰值分别可达18.4kV和37.2kV。反击时故障相电流产生的电感性耦合部分抵消了雷电流对管道的电导性影响。对管道采用固态去耦合器的防护措施,使瞬态电磁影响降低并抑制了其传播。研究结果可为交流输电线路和埋地金属管道共用走廊的设计提供技术参考和支持。

两时点在线滚动实时控制优化决策方法

风光资源发电,乃至整个电力系统均伴随着随机性和波动性。随着新能源预测精度的不断提高,在电网运行过程中,相邻两个时点的在线实时优化可以根据新能源的变化趋势给出相对合理的实时指令。根据发电厂的有功调节速率给出发电厂相邻两个时点的可调空间,通过可调空间的离散化得到不同发电厂两个时点有功组合,并从同时满足两个时点上实时发电控制优化决策所有约束条件的发电厂有功组合集中,选出两个时点上独自优化决策目标函数值加权最优的发电厂有功组合,作为实时发电控制两个时点协调优化决策结果,利用权重与约束关联调整的优化决策算法进行求解,解决了因电网运行随机因素急剧增加带来的预测校正和滚动优化难题,提高实时发电控制的决策精度。

高比例新能源系统储能需求优化研究

高比例新能源系统储能容量优化,对于提高新能源消纳能力,降低储能电站建设成本具有重要意义。研究了抽水蓄能、压缩空气、电化学储能等储能电站的容量效益、电量效益,提出了储能电站参与调峰的成本效益分析模型,进而提出了一种确定高比例新能源系统储能电站建设规模和型式的方法。以我国西北地区实际高比例新能源系统为研究对象,分析了储能的容量需求、各种储能的成本和效益,研究结果可为我国高比例新能源系统储能容量需求、储能规划和运行提供参考。

高海拔地区750 kV并联电抗器现场局部放电试验方法

并联电抗器是在超高压长距离输电工程中的必要的无功补偿设备。为判断投入运行后的750 kV并联电抗器整体绝缘性能,研究并提出了基于变频串联谐振技术的750 kV并联电抗器现场局部放电试验方法,并计算了回路参数,选取了试验设备;同时,考虑到高海拔地区低气压环境对设备外绝缘的影响,提出了相应的优化措施。在750 kV变电站内对并联电抗器进行了试验,试验结果显示:被试750 kV电抗器在80%出厂试验电压下局放量<290 pC,低于标准规定值,电抗器可正常运行。试验结果证明该套试验装置可应用于高海拔下750 kV并联电抗器局部放电的现场检测。

基于遗传算法的BP神经网络蓄电池寿命预测研究

论文基于电网蓄电池的充放电实验数据,建立了一种基于遗传算法的神经网络模型,实现了蓄电池寿命预测,提升了预测准确度5.97%,分析了蓄电池最佳运行温度和型号差异,指导了蓄电池运维检修和状态监控,有效支撑了电池系统的安全运行监控、健康状态管理。

一种光传输设备综合评价与寿命预测算法

论文基于光传输设备的运维数据和属性数据,提出了健康度和风险度的概念,结合模糊综合评价方法和神经网络算法建立设备寿命预测模型,预测模型准确度为90.5%,为光传输设备生命周期管理提供管理思路。

±800 kV换流站接地极对金属围栅转移电位的影响及治理方案

为了解决青海海南换流站青稞羊接地极极址上部金属围栅转移电位超标问题,以青稞羊接地极实测土壤电阻率为基础,结合极环设计方案,通过建立仿真模型的方法,研究了不同工况下极址表面电位分布对金属围栏转移电位的影响。研究结果表明,金属围栅的转移电位不仅与入地电流大小相关,而且与冻土关系密切,针对研究结果,提出了两种不同思路的转移电位治理方案,为后续工程中金属围栅转移电位设计及施工提供参考和借鉴。

特高压直流合约交易电量约束下送端电网日前调度优化

文中建立了考虑长期合约交易电量约束的新能源高占比送端电网随机生产模拟两层框架。其中,上层根据系统多年运行数据提取负荷和新能源出力特性,并考虑水电丰、枯水期的季节特性进行长周期随机生产模拟,求解送端电网待优化目标年、月内的日直流外送电量;下层结合上层优化得到的日直流外送电量和日前预测场景进行日前直流外送功率的调整优化,采用分布鲁棒优化模型,根据不确定分布集合的形式,将不确定问题转换为确定性二次约束二次规划(QCQP)问题,进一步采用重构线性化技术将QCQP模型转化为易于求解的线性规划问题,将日前优化得到的直流外送修正电量返送至上层,通过重启上层优化可以更新后续剩余合约电量及分配计划,以更新后续日前调度优化的直流外送初值。参照中国西北某省级送端电网的能源构成和分布建立仿真算例进行验证,结果表明所提方法在保证安全性的同时,有效提高了系统运行的经济性,促进了新能源的消纳。

低压台区线损影响因素及降损措施研究

近年来工业的发展以及居民生活水平的提高,导致电力资源使用需求量不断提高,通过综合分析电力系统的运行环境,了解电力系统的正常运行状态,可以使人们的生活得到保障。低压台区运行的过程中产生的线损问题客观存在,会对当地经济发展造成一定的阻碍。文章针对低压台区的线损影响因素以及降损措施进行分析,以充分了解居民供电系统存在的问题,从而制订更加科学合理的解决方案。

非接触式单相接地测量装置的研究

传统故障巡查装置需要运维人员登杆使用钳流表测量线路信号电流,本文提出一种通过在架空线路下方测量线路电流确定故障点位置的方法,使用非接触式测量装置和巡查装置配合,逐步确定故障方向、相别及故障点位置,有效降低运维人员工作强度。通过10 kV线路接地故障模拟,分析线路分布电容漏电流及接地电流,确定非接触式测量装置的应用范围及确定故障位置的判据。

多功能输电作业工具箱的研制

针对野外山区环境下长期作业给运维人员带来的诸多不便,文章开发了一种多功能工具箱,适用于长期在外、使用工具较多、环境艰苦的输电专业,既能保证工器具不会丢失损坏,也能满足工作人员的日常饮食、充电、照明等需求。