东北电网实时静态安全分析和最优潮流

介绍了东北电网实时静态安全分析和最优潮流软硬件结构；软件包中的状态估计和不良数据辨识、系统和母线负荷预测、外部网络静态等值和在线潮流、自动故障选择和静态安全评定、最优潮流和校正对策分析等软件使用的算法，其中不良数据辨识采用递归量测误差估计辨识法，负荷预测使用了ＡＲＩＭＡ模型，在快速静态安全评定中使用稀疏矢量法的快速因子修正算法，最优潮流采用独创的交叉逼近算法，并考虑了各种约束条件，包括联络线族的潮流约束。在线实际应用证明，这套系统对提高电网安全经济运行水平起到至关重要的作用。     

电力系统有功安全校正策略的反向等量配对调整法

有功安全校正策略用于有意识地调整电力系统的运行方式,使之运行更安全,主要用于消除 支路及联络线族的过载。分析了灵敏度的物理意义,并从中得出变换平衡机时灵敏度的变 换公式。为消除某支路的有功过载,在灵敏度计算的基础上,由正灵敏度的机组和负灵敏度 的机组的反向等量调整来得到一个系统有功功率始终平衡的控制策略,该策略能保证调整 量最小,因而具有很好的实用性。已在东北电网的EMS中投入实际应用,结果表明,该算法 提供的校正措施切实可行且有效,算法无收敛性问题,鲁棒性强。     

一种基于深度强化学习算法的电网有功安全校正方法

电力系统有功安全校正对于保障电网安全运行具有重要意义。传统有功安全校正方法无法综合考虑系统潮流分布状态和机组的调整性能，求解效率低、涉及调整的机组多，存在调整反复的现象，在实际应用中具有一定困难。因此，采用深度强化学习算法，提出一种基于深度Q网络(Deep Q Network, DQN)的有功安全校正策略。首先，建立系统有功安全校正模型。其次，采用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)挖掘电网运行状态深层特征。进一步利用DQN算法通过“状态-动作”机制，以“奖励”为媒介，构建电网运行状态与最优调整机组组合的映射模型，确定调整机组。最后，根据过载线路对调整机组的灵敏度，计算得到调整量。IEEE39节点系统的验证结果表明，所提出的有功安全校正策略在处理多线路过载时可综合考虑系统潮流分布的总体状况和机组调节性能，高效地消除线路过载。     

支路合成法联络线族有功灵敏度计算

首先从电力系统生产实践的角度阐述了联络线族的概念，并且提出支路合成法用于联络线族潮流和灵敏度的计算。与摄动法灵敏度对比，支路合成法具有快速准确的优点。最后考察平衡机的选择对联络线族灵敏度的影响，说明灵敏度的使用要注意与运行方式相符。支路合成法已经成功应用于辽宁电力市场安全约束调度程序，可以对多个联络线族的潮流进行实时监视和调整，取得令人满意的效果。     

基于安全性的互联电网间最大输电容量的研究

电网在制定运行调度计划时，需要知道联络线的最大输电能力，以及阻碍输电的主要因素。计算最大输电能力的常见算法是连续潮流法，但其结果不一定能保证满足电网安全约束。本文在对外部系统合理等值的基础上，比较了采用连续潮流、有功和无功解耦的优化算法计算互联电网间的最大有功输电容量的差异，重点考察了发电机容量、节点电压、线路载荷等安全约束条件对计算结果的影响。IEEE-RTS算例结果表明，本文所述算法可以用来检验运行方式的安全性，安排调度计划，提高电厂和电网的运行效率。     

基于N-1原则的断面传输极限分析

为了电网实时运行监视和电网运行人员掌握方便,控制一组联络线有功潮流和不越限的策略在实际电网运行中被普遍采用。电网联络线潮流必须满足N-1准则,即在给定的联络线总有功限值以下,断开该组联络线中任一条线路,其余线路潮流均不过载,这是实际电网分析计算中的一项重要内容。本文针对由N-1原则确定的电网联络线潮流约束,建立了数学模型,并基于直流潮流给出了求解方法和实际算例。分析表明,运用优化方法求解该问题,不需要人为多次调整机组出力,计算结果更准确。     

联络线有功潮流对互联电网低频振荡阻尼的影响研究

近年来,大区互联电网中的低频振荡现象时有发生,严重危害电网的正常运行.通过推导两机互联系统的阻尼转矩表达式,从理论上分析了电网低频振荡阻尼的影响因素,重点研究了联络线有功潮流变化对系统阻尼的影响.对四机两区域系统模型和某大区互联电网进行仿真分析,结果表明影响该电网内联络线低频振荡的主要因素是联络线有功潮流的大小,与故障线路的有功潮流大小没有直接关系,同时得到该联络线上的有功潮流极限.     

电力系统地区电网模型拼接中的灵敏度潮流调整

在地区电网模型拼接过程中,由于边界联络线处的电量和内网并不匹配,各分块模型不能直接拼接。针对该问题,采用基于节点间电气距离的灵敏度校正方法进行边界潮流调整。该方法以有功潮流方程中有功功率相对电压相角变化率的倒数来度量节点间的电气距离,选取与边界节点电气距离较小的节点作为可调节节点,利用灵敏度校正方法交替进行迭代,可使偏差逐渐减小到要求的精度内。该方法仅选取部分对边界节点影响较大的节点作为可调节节点,并不会增加迭代计算的次数,还能够减小工作量。应用IEEE39节点系统验证了该算法的有效性。     

基于相似日选择的调度计划安全校核潮流数据生成

为了提高调度计划安全校核的准确度和精细度,提出了一种基于相似日选择的调度计划安全校核潮流数据生成方法。根据候选基准方式与计划方式综合相似度最高原则从相似日历史数据中筛选出基准方式,在此基础上生成内网潮流数据的拓扑信息和无功电压数据。通过在潮流计算迭代过程中自动投退容抗器,将计划方式母线电压控制在基准方式实际电压值附近,形成收敛的合理的内网潮流数据。根据联络线一致且联络线潮流最接近原则从外网潮流数据中筛选出待拼接的外网方式,在此基础上将内网潮流数据和外网方式数据进行拼接,通过调整外网潮流满足边界节点电压和联络线有功约束,生成满足调度计划安全校核的全网潮流数据。通过实际电网应用,验证了该方法的实用性和有效性。     

一种计及交叉权重的有功校正控制算法

以往基于灵敏度类算法的有功安全校正计算过多地集中在如何计算灵敏度方面,且机组或负荷的调整顺序仅取决于灵敏度大小,对同一功率注入节点对不同支路潮流影响的差别考虑较少。目前求调整量的方法有了新的进展,可采用灵敏度绝对值大小和反向配对方法依次求得调整量。本文在此基础上,提出一种基于交叉权重和反向等量配对的有功校正控制决策分析方法。针对某一越限支路,该方法能在选择有效控制节点时,参考该节点对剩余过载支路的灵敏度大小,优化选取配对节点或节点组合,这样在有效调节指定过载支路越限的同时,兼顾了其他过载支路的调节策略,避免了单一调节引起其他正常支路潮流越限的反复调节,实现了有功校正控制计算。     

改进差拍控制算法在有源滤波器中的应用

为克服有源滤波器的无差拍控制法因算法复杂导致计算延时而影响补偿效果的缺点,优化了有源滤波器的预测控制目标函数,提出了一种改进差拍控制算法并仿真验证了其可行性。用该算法控制三相有源滤波器时,每个控制周期内只需12次加法和5次乘法运算,计算复杂度明显降低。仿真结果表明,改进算法的控制精度与传统算法十分接近;与定时比较控制法相比,改进算法可减少部分硬件环节,提高了数字化程度。将主要结论与谐波检测预报相结合可实现对无差拍控制法的简化。     

新型注入式并联混合型有源电力滤波器

为了满足大型变电站谐波抑制和大功率无功补偿的要求,提出了一种新颖的并联注入混合有源电力滤波器,在补偿大功率无功功率的同时,降低了有源电力滤波器的容量,减少了滤波装置的初期投资,也更适合于工程实践应用.详细介绍了这种滤波器的滤波原理,提出了基于自适应预测算法的谐波检测方法,提高了谐波检测精度,采用基于广义积分迭代算法的三重离散滑模变结构的混合型有源滤波器控制策略.220kV变电站挂网运行的工程应用结果表明这种新型注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,可获得良好的滤波效果.     

一种低压微电网中的分布式电压控制算法

为了实现电压调节和提高供电能力,提出了一种在低压微电网中利用分布式电源(Distributed Generators,DGs)发出的有功来进行电压控制的分布式电压算法。针对低压微电网的线路阻抗特性,分析了电压和有功的关系。由系统线路结构建立通信链路,并对电压超出上下限的母线初始化,计算出所需补偿的有功功率。基于本地信息,利用参数化状态转移矩阵对电压进行修正,并考虑了分布式电源的有功容量限制。通过该算法协调和分配各分布式电源所需承担的功率,共同作用实现电压控制。仿真结果表明该算法能够有效实现电压调节和减小电压偏差,提高电压质量。     

基于VSC-HVDC的统一附加阻尼最优控制方法

相比于传统发电机的电力系统稳定器（PSS）,柔性直流输电（VSC-HVDC）系统可以有效控制区域间的低频振荡。考虑到VSC-HVDC系统有功无功均能对交流系统进行独立控制,提出了基于有功无功双环控制的统一低频振荡控制器,并基于VSC的有功功率和无功功率控制分别设计附加控制回路来增加控制器的控制效果。首先采用最小二乘旋转不变（TLS-ESPRIT）辨识方法获得系统小信号模型和振荡特性,然后基于辨识出的模型,利用基于最优控制理论对控制器进行设计,并将最终所设计控制器分别附加于有功控制回路与无功控制回路。PSCAD的仿真结果表明,相比于常规的有功附加控制器,所提统一控制方法能达到更好的控制效果,并能保证鲁棒性。     

6kV煤矿供电网混合有源滤波器的应用研究

提出一种适用于高压大容量环境且投资成本较小的新型混合有源滤波器(HAPF).在谐波检测方面,利用系统样机验证了基于坐标变换的离散傅里叶变换(DFT)滑窗迭代谐波电流检测算法;在谐波电流补偿输出的控制算法方面,总结出一种基于递推积分PI和离散滑模变结构控制的复合谐波电流控制算法,这两种算法均采用S函数来构建,通过了Mat...     

双重化PWM整流器自抗扰模型预测直接功率控制

针对车载双重化脉宽调制(pulse width modulation, PWM)整流器控制性能易受到模型不确定性和列车运行条件(输入电压、功率等级、电路参数等)变化影响的问题,提出一种基于自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)和模型预测直接功率控制(model predictive direct power control, MPDPC)的双闭环控制算法。其中,外环基于自抗扰控制理论,构建了基于误差驱动的ADRC(error-based ADRC, EADRC)控制器调节直流侧电压;内环结合基于内模原理的功率补偿方案使用两步MPDPC算法实现电流信号的控制。仿真和实验将所提自抗扰模型预测直接功率控制(ADRC-MPDPC)算法与传统基于比例积分的直接功率控制(proportional integral-based direct power control, PI-DPC)算法和PI-MPDPC方法进行对比,结果表明所提策略在系统启动、负载变化及工况切换等场景表现出更优的动态特性和鲁棒性能。     

基于矢量解耦与预测电流控制相结合的APF的研究

由于基于瞬时无功理论的ip-iq谐波检测算法在非理想电网电压下不能准确地检测无功电流,介绍一种解耦控制与预测谐波电流控制相结合的控制算法。为克服解耦控制回路和预测谐波电流回路受电感参数变化的影响,提出一种基于合成矢量的无电感参数的解耦控制器,对解耦控制和预测控制回路进行改进,引入参数可自动调节的PI控制器,使控制回路适应电感参数的变化,增强控制系统的抗干扰性。最后,在Matlab/Simulink环境下,对其分别进行了仿真分析并进行比较,证明了改进之后控制算法的正确性与可行性。     

三相Vienna整流器无差拍预测直接功率控制策略研究

针对三相Vienna整流器控制系统计算、采样等延时引起的功率误差问题,提出一种两步预测直接功率控制(DPC)算法。基于无差拍控制原理设计内环直接功率控制器,推导两相静止坐标系下控制参考电压矢量公式,并结合二阶拉格朗日差值法估算k+2时刻有功功率给定值,提高功率预测精度。同时为提高电压外环响应速度和稳定精度,构建以直流侧电压平方为反馈量的滑模控制器(SMC)。最后搭建10 kW三相Vienna整流器仿真模型与实验平台对所提算法进行验证。仿真和实验结果表明:无差拍预测直接功率与滑模控制相结合的算法不仅可以有效减小输入侧电流谐波含量及功率脉动,而且可以提高三相Vienna整流器的动态响应速度和抗干扰性能。     

基于复合控制的并联有源滤波器的仿真研究

并联有源滤波器是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段。针对PI控制器在并联有源滤波器中的局限性,将重复控制和PI控制器并联用于并联有源滤波器输出电流波形的控制。笔者在给出并联有源滤波器主电路结构的基础上,介绍了一种基于瞬时无功功率法的谐波检测方法及基于重复控制和PI控制的复合控制策略。最后,通过MATLAB/Simulink对所提控制策略进行了仿真验证。仿真结果证明了该控制策略的有效性。     

采用滑模变结构控制MPPT的三相光伏并网发电系统

光伏并网发电系统的传统外环控制通过最大功率点跟踪(MPPT)算法给出直流母排参考电压,利用PI调节器调节输出并网有功参考电流.鉴于滑模变结构控制的快速响应和强鲁棒性,提出了一种基于滑模变结构控制的直接电流MPPT算法.在建立系统稳态模型的基础上,由MPPT控制算法直接给定并网有功参考电流.电流内环为LCL滤波三相电压型...