基于grcForest模型的风电并网系统暂态电压稳定评估

针对现阶段机器学习在风电并网系统暂态电压稳定评估的快速性、准确性方面存在的不足,提出了一种基于grcForest模型的风电并网系统暂态电压稳定评估方法。首先针对输入特征数目随着级联森林层数的增加可能出现的梯度增长或梯度减少的问题,采用残差网络对其进行优化,保证了层数增加后的模型依旧能保持最初的学习能力;其次分析风电并网系统暂态电压的关键影响因素,结合暂态故障构建输入特征;再通过评估模型离线训练,完成模型的参数设置和性能优化;最后把构建完成的输入特征应用于grcForest风电并网系统暂态电压稳定评估模型,结合数据对模型进行评估验证。IEEE10机39节点系统的仿真分析验证了该方法的快速性和准确性。     

大规模风电并网地区的电网安全稳定分析

采用连续潮流算法,利用PSASP绘制了东北地区某实际电网大规模风电并网后的P-V曲线,确定了满足该地区静态电压稳定情况下风电输出的最大临界功率.通过对风电场与主网联络线短路故障以及最严重N-1运行情况下电网主要节点和风电汇集站电压情况的监测,说明了不同风电接纳量对该地区电网暂态电压稳定性的影响,满足静态稳定的风电最大接纳量不能满足系统的暂态电压稳定.同时,也说明了大规模风电并网后系统的暂态电压稳定较静态电压稳定更为关键.     

风力发电并网电压扰动信号的分析与检测

风力发电并网中的暂态电能质量问题严重影响电网的安全稳定运行和用电设备的正常使用,因此深入分析风电并网产生的暂态电能质量问题并且准确检测扰动是非常必要的。首先,分析了风电并网系统引起暂态电压扰动的原因,并建立风电并网系统的仿真模型,得出电压扰动信号的具体类型;然后,基于稀疏分解的思想,分析了具体的暂态电压扰动信号;再针对其特点构造了风电并网电压扰动原子库,减少了信号分解时的计算量,提高了匹配追踪的速度。该方法不仅对扰动信号准确分类,并且同时实现了扰动信号的定位和参数估计,辨识方法简单有效,精度较高。     

风机有功控制对系统暂态功角第二摆稳定性影响机理

该文着重研究大规模集中并网的双馈风电基地故障后有功控制行为对系统暂态功角第二摆稳定性的影响机理。首先基于静态扩展等面积定则,对双馈感应式风机接入后系统的网络节点电压方程进行改进,构建适用于含风电多机系统暂态功角稳定性定量分析的等值单机无穷大系统模型;利用该模型对双馈风机与两台同步机互联的简化系统进行解析分析,分别给出风电并网系统暂态功角第二摆失稳的充分条件、必要条件,揭示出故障后风机有功出力低会降低第二摆稳定性;进一步分析风电并网系统中功角第二摆稳定性与第一摆稳定性的关系,从整体上揭示风机有功恢复速率变慢会使原本只会出现首摆失稳的系统发生第二摆失稳,并最终导致系统整体稳定性下降;最后对机理分析进行仿真验证。所做研究拓展了当前风电并网后只关注首摆失稳的暂态功角稳定性分析方法,为大规模风电集中并网电力系统暂态稳定控制提供理论指导。     

基于实时戴维南等值参数估计的短路比分析

针对风电接入多场站电力系统暂态稳定问题,依托短路比对系统的暂态稳定性进行判定。首先,建立新能源并网系统等效模型,运用时域仿真的戴维南等值参数法来求解系统暂态的戴维南等值参数;在此基础上,计算交流系统短路容量,推导得出新能源并网系统短路比,并构建短路比与节点电压的代数关系,得到系统短路比关于节点电压的计算式;最后,基于系统最大传输功率计算得出临界短路比,通过对比实现对系统暂态稳定的实时评估。仿真结果表明,基于时域仿真的戴维南短路比计算准确,算法的适应性强。当短路比小于临界短路比时,系统处于特性不稳定区域,反之则处于稳定区域。     

UIPC与STATCOM联合改善风电并网系统电压稳定性

针对由风电出力不稳定性和间歇性所导致的电压不稳定的问题,本文充分结合FACTS技术的优点,提出一种将统一相间功率控制器(UIPC)和静止同步补偿器(STATCOM)联合起来,应用于风电并网系统中的方法,以改善风电并网系统的暂态电压稳定性。该方法是在风电场与电网的连接线上串联统一相间功率控制器(UIPC),将STATCOM并联在风电场的母线上;利用UIPC调节风电场与电网之间的功率的流动,并在系统发生短路故障时限制短路电流,以此降低故障发生时母线电压跌落的程度,同时使用STATCOM进行无功补偿,使电压得到及时的恢复。本文通过建立相应的仿真模型,利用UIPC和STATCOM对风电并网系统电压稳定性进行联合控制,结果表明该方式在风电并网系统中会使系统电压暂态稳定性得到极大的加强。     

基于小波神经网络的风力发电系统暂态电能质量分析

结合当前风力发电大规模发展、风电系统大规模并网的趋势,针对风电系统并网所存在的暂态电能质量问题,将广泛运用于信号处理的同神经网络相结合,构造了小波神经网络,详细的分析了小波变换和神经网络的基本原理,给出了小波神经网络的拓扑结构图及风电系统暂态电能质量的仿真。仿真结果表明,小波神经网络可以有效的对暂态故障进行检测、时间定位及预测,和其它控制方式相结合可以改善暂态电能质量。     

面向暂态电压稳定评估的卷积神经网络输入特征构建方法

以卷积神经网络(CNN)为代表的深度学习算法在电力系统暂态电压稳定评估中开始得到应用,但其输入特征的构建方法及合理性验证未得到充分的研究。面对交直流系统暂态电压稳定评估,提出了一种适用于CNN的输入特征构建方法。首先,基于双阶段分区来降低输入特征的维度和冗余度,即先依据系统拓扑关系和地理位置约束给出初始分区结果,再以节点的暂态电压特征相似性进行聚类,得到降低维度和冗余度后的最佳分区方案;然后,在分区结果的基础上,考察影响交直流系统暂态电压稳定的关键因素,构建兼顾稳态特征量和多维度故障信息的输入特征;最后,将所构建的输入特征应用于CNN暂态电压评估模型,并采用实际电网数据进行验证。仿真结果表明,所提方法较传统特征选择方法具有更高的准确性。     

大规模风电地区电网电压稳定研究综述

风电的快速发展对风电地区电网电压稳定性威胁越来越大,为此,对国内外大规模风电地区电网电压稳定问题进行了综述。介绍了风力发电模型以及风电并网的电压变化计算以及风机的低电压穿越能力和我国对风机的低电压穿越能力的要求,分析影响风电地区电压稳定的因素和风电地区电网电压稳定的方法,并探讨解决大规模风电地区电网的电压稳定的措施。建议应从风力预测、故障时对风电并网点的电压暂态波形研究、风机脱网后的对应策略研究和火电与风电的配合控制电压策略,加强对大规模风电地区电网电压稳定性研究,保障风电地区的电网安全。     

新型SFCL与STATCOM在风电并网系统的联合应用研究*

针对风电并网系统中发生三相短路故障电压跌落的问题,提出一种新型超导故障限流器(SFCL)与静止同步补偿器(STATCOM)联合应用的方法。通过搭建仿真模型,在电压稳定性改善与短路电流抑制两方面分别设置3种方案,将方案相互对比得出结论。在电压稳定性改善方面,新型SFCL与STATCOM联合控制效果最优;在短路电流抑制方面,单独利用新型SFCL控制效果最优。综合两方面考虑,利用新型SFCL与STATCOM联合控制对提高风电并网系统暂态稳定性效果最优,其不仅可以减小风电系统并网处母线电压跌落程度,还能抑制故障短路电流,维持系统暂态稳定。     

基于一维卷积神经网络的电力系统暂态稳定在线评估

传统电力系统暂态稳定评估基于时域仿真计算,计算复杂度高,难以在线应用。提出一种基于一维卷积神经网络的电力系统暂态稳定在线评估,可极大提升暂态稳定在线评估速度。通过马尔可夫链蒙特卡洛抽样算法进行电力系统运行状态模拟,生成大规模运行数据。通过电力系统时域仿真计算确定发电机最大功角差。将电力系统运行数据作为一维卷积神经网络的输入,发电机最大功角差作为输出,训练一维卷积神经网络。在线应用场景下,一维卷积神经网络可基于当前运行数据快速计算发电机最大功角差,实现暂态稳定性在线评估。新英格兰39节点系统验证了所提在线评估算法的可行性。     

基于数据增强和深度残差网络的电力系统暂态稳定预测

针对传统数据驱动的电力系统暂态稳定分析方法中,较少考虑输入数据存在噪声和信息缺失后对预测模型性能的影响问题,提出一种基于数据增强和深度残差网络的暂态稳定预测方法。首先,考虑噪声和信息缺失情况,对原始训练数据进行扩充;然后,采用发电机受扰后动态数据作为输入特征;考虑到输入的高维时序数据具有图像的特点,利用图像处理中一种特殊的卷积神经网络—深度残差网络构建用于暂态稳定评估的深层模型。算例分析表明,所提出的方法能够提高模型的泛化能力,在含噪声以及部分发电机信息缺失情况下具有更好的鲁棒性。     

信息融合技术在电力系统暂态稳定评估中的应用

针对电力系统暂态稳定的特点和要求，运用人工神经网络并结合D-S证据理论的信息融合技术，提出了一种暂态稳定评估模型。这个模型综合来自不同传感器的信息，筛选出能迅速反映暂态稳定的特征量，并把特征量按照时间和空间进行分类，最后将这些特征量输入到该模型，得到电力系统暂态稳定评估的最终结果。在4机11节点的测试系统上进行的仿真表明：采用信息融合的模型，能提高运算速度和降低误判率，为在线进行电力系统的暂态稳定分析提供了一条新的思路。     

多负荷水平下含风电接入的配电网无功优化

由于风电输出功率的随机性,风电机组的大量接入给配电网无功优化带来更多不确定性因素。为了提高配电网无功优化对风力发电并网的适应能力,建立了多负荷水平下基于场景分析的考虑风电接入的多目标无功优化模型。该模型综合考虑了节省电能损失费用和节点电压偏差2个指标,将2个指标进行模糊化,采用最大化模糊满意度指标法将多目标优化问题转换为单目标优化问题,然后采用自适应遗传算法进行求解。并以IEEE 33节点测试系统为例,计算和分析了在不同场景时最大负荷、一般负荷和最小负荷3种负荷水平下,电容器投切、系统有功损耗、节点电压以及节省电能费用情况。计算结果表明,所提出的无功模糊优化方法,在不同负荷水平、不同场景下改善电压质量和降损节能效果显著,适合多负荷水平下含风电机组的配电网无功优化需要。     

风机脱网对系统稳定性分析

随着我国风电的飞速发展,带来了大规模风电投切的稳定性问题。主要研究大规模风电脱网对电力系统稳定性的影响,研究采用当今主流风电仿真软件DIgSILENT进行仿真分析,介绍风电大规模脱网对系统频率的影响,并阐述风机低电压穿越LVRT（LowVoltageRideThrough）问题。在DIgSILENT中建立了双馈感应风力发电机组模型,通过对IEEE-9节点系统的仿真分析,展示了系统故障期间各节点电压波动情况,定性分析了并网风机低电压穿越过程,并且仿真分析了风机脱网对电力系统暂态稳定的影响。     

STATCOM-PSS控制对风电并网系统稳定性和电能质量的改善

如何保证风电并网系统的暂态稳定性和电能质量不降低是当前需解决的问题。基于解耦控制策略和同步发电机PSS控制策略,提出在风电并网中系统采用STATCOM-PSS控制的解决方案。研究表明STATCOM-PSS控制策略能有效恢复风电并网处的故障后电压,提高风电场的故障穿越能力,改善风电并网系统的暂态稳定性和风力发电机组的电能质量。     

含高渗透率风电的配电网暂态电压量化评估方法

随着配电网中分布式风电渗透率的增加,评估影响电网暂态电压稳定性的各有关因素变得尤为重要,而评估暂态电压稳定性的现有指标在具有多暂态特性的场景下无法适用。首先介绍多二元表判据的评估思想,针对电压跌落情形,提出一种母线电压跌落安全裕度指标。其次,进一步构建母线过电压安全裕度指标,通过引入阶跃因子将两者指标有效结合,得到基于改进多二元表的母线暂态电压安全裕度指标。再次,提出区域暂态电压安全裕度指标来衡量某区域的暂态电压稳定性。最后,基于所提指标,利用Matlab/Simulink对含高渗透率风电的配电网进行仿真分析,在量化影响配电网暂态电压稳定性各因素的同时,验证了该指标的有效性和普适性。     

含高渗透率风电的配电网暂态电压量化评估方法

随着配电网中分布式风电渗透率的增加,评估影响电网暂态电压稳定性的各有关因素变得尤为重要,而评估暂态电压稳定性的现有指标在具有多暂态特性的场景下无法适用。首先介绍多二元表判据的评估思想,针对电压跌落情形,提出一种母线电压跌落安全裕度指标。其次,进一步构建母线过电压安全裕度指标,通过引入阶跃因子将两者指标有效结合,得到基于改进多二元表的母线暂态电压安全裕度指标。再次,提出区域暂态电压安全裕度指标来衡量某区域的暂态电压稳定性。最后,基于所提指标,利用Matlab/Simulink对含高渗透率风电的配电网进行仿真分析,在量化影响配电网暂态电压稳定性各因素的同时,验证了该指标的有效性和普适性。