变电站空间电磁场对电力物联网汇聚节点线缆耦合特性分析

GIS变电站复杂的空间电磁骚扰会耦合侵入智慧型变电站无线传感网络的汇聚节点设备,导致其丢包、误码,工作异常,严重时会导致设备永久性损坏,造成整个无线网络系统的崩溃。调研了几座不同组网类型的智慧型变电站,实测了某110 kV智慧型变电站稳态情况下汇聚节点设备通信线和电源线的感应电流;分析了空间电磁场与汇聚节点线缆之间的耦合机理;建立了汇聚节点通信线和电源线的近场与远场情况下场线耦合的模型,并进行了芯线感应电压的计算;提出了用内部电路器件的噪声容限来判断芯线感应电压对汇聚节点的干扰程度。本文对汇聚节点在复杂电磁环境下的可靠性问题提出分析和建议,为推进电力物联网的大面积建设提供技术保障。

基于多市场均衡的综合能源市场机制设计

近年来,我国综合能源技术与产业蓬勃发展,已有诸多研究和实践探索基于集中竞价、统一决策的综合能源市场模式。然而,大统一的市场改革与运作可能产生由于体制重组、决策过程不透明和复杂信息交互引起的交易成本。为避免颠覆性改革成本、防止信息不对称产生的市场失灵,该文设计基于多市场均衡的综合能源市场体系,提出综合能源跨商品套利、跨区(市)套利、跨期套利以及期现套利的交易模式。进而,构建综合能源服务商参与多市场套利和交易的双层优化模型,以综合能源服务商为主体,通过披露不同能源当量价格信息,激励其套利和交易行为,由此促进多能市场之间的均衡。基于我国广东省的实证分析表明,市场成员套利交易行为能够促进不同能源市场之间的价格均衡,以最小的改革成本获取最大的市场效益。

直流串并联海上风电机组控制策略

以VSC-HVDC技术为基础,提出了海上风电场直流并串联拓扑结构。此结构可以采用简化结构的永磁直驱风机,具有直流升压的优势,减少了变压站和换流站所需的海上平台建设,也减少了变压和换流过程中的损耗,降低了系统复杂度,减少了建设成本,有利于系统维护。同时此结构在一定程度上解决了风机串联结构和并串联结构中故障所造成的系统波动和支路环流的问题。提出了针对直流串并联结构的协调控制策略。最后通过软件仿真验证该结构的稳定性和控制策略的有效性。

海上风电串联多端VSC-HVDC协调控制策略

根据直驱风机的结构特点,结合VSC的控制特性,提出了以串联多端VSC-HVDC为基础的海上风电场并网电路拓扑。该拓扑结构将直驱风机结构简化,省去了直驱风机中全功率变流器的逆变侧,将整流侧串联相连形成串联多端VSC-HVDC结构,岸上网侧逆变器采用多电平VSC结构。该拓扑结构避免了传统高压直流传输中的多次电流变化,并通过串联升压省去了升压变压器,降低了系统复杂度,减小了系统传输损耗。此外,本文提出了针对该拓扑结构的控制策略,并模拟大规模风场进行仿真实验,仿真结果表明该电路拓扑能够稳定运行,控制策略能够实现风机单独最大功率跟踪和系统中各变流器的高效运行。

VSC-HVDC直接虚拟功率控制策略

提出一种基于空间矢量调制直接功率控制(direct power control with space vector modulation,DPC-SVM)的直接虚拟功率控制算法。此控制算法扩展了现有DPC的适用范围,在电压源换流器(voltage source converter,VSC)交流侧开路及交流测电流为零时,通过虚拟功率保持DPC控制模块的反馈回路,使DPC能够在VSC换流器并网前控制交流侧输出电压幅值和频率稳定并与电网接入点保持一致。此算法计算过程简单,使用大部分原有DPC-SVM控制模块,并且与DPC-SVM结构保持一致,从而使VSC换流器并网前后控制算法切换平滑。该文分别利用PSCAD/EMTDC软件平台和实验室硬件实验电路进行仿真和电路实验,验证提出的控制算法的正确性和有效性。