用于在线评估与控制决策的电网运行安全风险指标体系研究

科学、系统的风险指标体系是电网运行安全风险管控的基础,风险评估与风险控制决策是风险管控的重要环节。基于电网运行安全风险层次全息评估的研究,提出了在线风险评估指标体系;基于风险聚合控制决策的研究,提出了在线风险控制决策指标体系,从而构成用于在线分析的电网运行安全风险指标体系,对推动电网运行安全风险在线评估与控制决策的工程应用具有重要意义。     

基于智能电网调度技术支持系统的电网运行安全风险在线防控

在国家电网公司范围内省级及以上调度中心,建设了智能电网调度技术支持系统,实现了基于确定性的电网安全稳定分析。研究基于智能电网调度技术支持系统进行电网运行安全风险在线防控的相关问题。分析了电网运行安全风险在线防控对基础信息和分析决策功能的要求;分析了智能电网调度技术支持系统为实现电网运行安全风险在线防控提供的基础,包括基础平台、基础信息和分析决策支持等方面;提出了电网运行安全风险在线防控在智能电网调度技术支持系统中的定位,分析研究了基于智能电网调度技术支持系统实现电网运行安全风险在线防控的技术方案,提出了电网故障概率在线评估、电网运行安全风险在线评估和电网运行安全风险在线控制辅助决策的功能要求、输入输出信息和关键技术。     

电力系统在线安全稳定评估及决策技术的研究

阐述了电力系统在线安全稳定评估及决策的概念及其对电网预防控制、暂稳控制、电压稳定控制等方面的重要作用,认为电力系统在线安全稳定评估及决策是今后电网稳定运行和控制的发展方向。对实现在线评估及决策的条件进行了分析和评述,指出电力系统运行状态数据采集的快速性、同时性、可靠性是实现在线评估及决策系统的重要基础,提出了构建电网统一数据平台的设想和建议,并介绍了福建电网在线决策系统的工程实践。     

电力系统在线安全稳定评估及决策技术的研究

阐述了电力系统在线安全稳定评估及决策的概念及其对电网预防控制、暂稳控制、电压稳定控制等方面的重要作用,认为电力系统在线安全稳定评估及决策是今后电网稳定运行和控制的发展方向。对实现在线评估及决策的条件进行了分析和评述,指出电力系统运行状态数据采集的快速性、同时性、可靠性是实现在线评估及决策系统的重要基础,提出了构建电网统一数据平台的设想和建议,并介绍了福建电网在线决策系统的工程实践。     

自然灾害下电网运行风险控制策略探讨

停电防御框架向自然灾害预警延伸已成为广泛共识。自然灾害演化的时空分布特征及其诱发电网故障的不确定性,迫切需要将基于确定性准则的安全稳定分析向电网运行风险评估拓展,将基于电力系统安全稳定控制技术导则确定性场景的三道防线控制向基于动态故障场景的风险控制延伸。针对自然灾害下电网运行风险如何在线防御的问题,总结了当前自然灾害下电网输电元件故障概率特征及其评估技术以及自然灾害下安全防御的困局与应对现状。分析了包括设备保护在内的电网安全稳定各道防线的风险控制代价特征。提出了适应灾害下概率及损失变化特征的风险控制策略。该策略既可实现预防控制与紧急控制间防御门槛的自动设置,又可获得降低电网实际运行风险的在线预防控制优化措施。     

“基于EMS／DTS的电网在线安全稳定分析和预警系统”通过鉴定

2006年12月9日，由江西省电力公司和清华大学电机系合作完成的“基于EMS／DTS的电网在线安全稳定分析和预警系统”项目在江西南昌通过鉴定。该项目实现了静态安全预誓、电压稳定安全预警、暂态安全预警和继电保护安全预警等模块所组成的在线综舍安全预警系统，能在电网出现静态和动态不安全时或出现静态紧急运行状态时，自动给出预防控制和校正的对策，实现了自动智能型决策支持。该系统实现了预警系统和EMS／DTS高级应用系统的一体化。该系统软件功能丰富，实用性强，预警和决策支持功能性能良好。该系统已在江西电网投入使用，运行稳定可靠。由国网公司领导和院士专家组成的鉴定委员会认为，该系统是国内第1套投入实际运行的电网在线安全稳定分析和预警系统，具有自主知识产权。该系统的投运为江西电网安全稳定运行提供了有力的技术支持。     

一种安全稳定紧急调控在线预决策方法

特高压交直流系统安全稳定特性复杂,在严重多重故障下可能存在较大事故风险,需要采取预防措施进行控制。对于实时性要求不太高（分钟级）的安全稳定问题,及时有效的故障后紧急调控可以避免预防控制防御代价过大的问题。为了弥补目前调度运行人员采用的离线调度预案和校正控制实时决策计算的不足,提出了一种安全稳定紧急调控在线预决策方法。采用预想故障时域仿真的中长期变步长计算方法,通过各母线频率电压波动判断准稳态运行状态并形成运行方式,通过求解安全稳定约束优化函数获得预决策策略,实际故障发生后通过故障形态和安全稳定问题匹配预决策策略进行紧急调控,某实际电网的算例验证了该方法的有效性。     

基于在线稳定分析的电网调控运行安全风险管控策略

针对电力调控机构常规风险管控体系难以满足日趋复杂的电网运行形势的现状,提出一种基于在线稳定分析的电网运行安全风险管控方案。介绍了电网运行安全风险管控的专业理念,形成了以在线稳定分析为中心,协调开展电网承载能力分析、在线稳定校验、重大检修天窗期核定、与定量化事故预案编制的技术路线。在此基础上,构建了以"一个核心、四大应用"为特点的电网运行安全风险管控的新方法。该方法有效推动了常规经验型、粗放式电网运行安全风险管控体系向智能化、科学型转变,提高了电网调控机构对于风险的预防管理与应急处置能力。     

电网多区域安全稳定紧急控制在线预决策系统

河南电网多区域安全稳定紧急控制在线预决策系统综合利用EMS在线数据、安控实测数据、电网典型运行方式数据,全面定量评估电网安全稳定性(暂态功角稳定和潮流越限),优化紧急控制决策并在线刷新多个区域安全稳定控制系统策略表。试运行表明该系统能够在5min之内完成河南电网的安全稳定量化评估和两个区域安全稳定控制系统的优化控制策略的在线刷新。     

关于电网运行安全风险在线评估的评述

根据确定性的准则进行电网运行控制,难以妥善协调电网运行的安全稳定性与经济性;在线安全稳定综合防御技术的发展与应用,为电网运行安全风险在线评估奠定了良好的基础。文中评述电网运行安全风险在线评估相关的研究成果,讨论电网运行安全风险的内涵、工程化的电网运行安全风险指标的特征及其要求,分析运行安全风险在线评估的特点,探讨电网运行安全风险在线评估的流程及其实现所要解决的关键问题。     

基于模糊协调控制策略的同步发电机励磁系统研究

安全稳定是电力系统运行的基本条件,提高励磁系统的控制性能,对同步发电机和电力系统的安全稳定运行都有着重要意义。利用PID良好的电压调节特性,并结合线性最优励磁控制器（LOEC）良好的动态和阻尼特性,建立了PID+LOEC模糊协调励磁控制器。根据系统状态的变化,模糊控制器可以通过加权系数协调控制PID和LOEC的输出,从而提高对系统状态变化的自适应能力。通过在Simulink中建立系统仿真模型,把基于模糊控制器的PID+LOEC协调控制分别和PID、LOEC做了比较,结果显示,基于模糊控制的协调控制策略,具     

基于功率和载荷协调的变桨距控制策略

风力机启动阶段变桨距实现最佳力矩,额定风速以上时变桨距实现恒功率控制。正常情况下变桨距过程引起的载荷变化不会超过设计阈值范围。但是,当风电机组设备老化疲劳后载荷阈值可能会下降,出现超载荷运行的现象,危害机组安全。本文在建立风电机组数学模型的基础上,分析了桨距角和载荷的内在关系,提出了功率和载荷协调的变桨距控制策略。当风电机组超载荷运行时,改变常规的变桨距控制策略,调整桨距角,优化变桨速率,以降低风电机组输出功率为代价,减小风电机组载荷,保证风电机组安全稳定运行。采用GH Bladed建模仿真,其仿真结果证明了控制策略的可行性和有效性。     

微网运行控制策略的研究

主要研究了微网运行的3种控制方法。根据功率型电源发电功率受环境影响的特点,在并网时对其采用P-Q控制;对主控型电源,在孤岛运行时对其采用V-f控制;同时对同种多个并联电源采用Droop下垂控制。综合3种方法建立一个比较理想的控制策略来实现最终的控制效果,并建立简单微网模型,在Matlab/Simulink环境下进行微网并网、孤岛状态转换、负荷切投等不同工况的仿真,验证控制策略的有效性。     

基于UC3846间接电流型控制直流变换器研究

本文分析研究了基于电感或变压器绕组电压积分的间接电流型控制技术,通过对电感或变压器绕组的电压积分,可以将交变的脉冲波积分成三角波,该三角波能表征开关电流的变化规律,因此可以作为PWM的三角载波,从而实现占空比的调节。文中以推挽正激变换器拓扑为例,对其进行了原理实验研究。     

基于单周控制开关变换器的研究

在分析单周控制技术原理的基础上,提出了一种新非线性控制技术——改进的单周控制,解决了单周控制技术对负载扰动抑制能力差的缺点。采用改进单周控制技术可有效抑制开关变换器输入电压和负载的扰动。本文以降压型开关变换器为例,通过计算机仿真和实验,对该技术的可行性进行了验证。     

协调二级电压控制的研究

总结了协调二级电压控制(CSVC)的基本思想,提出了一种新的CSVC模型。在优先考虑中 枢母线电压偏差最小的前提下,利用多余的控制自由度保证本区域发电机运行在无功裕度更大、出 力更均衡的状态。仿真结果显示在分级电压控制体系中,如果二级控制环节采用所提出的CSVC 模型将有利于提高系统的电压稳定裕度。基于该CSVC模型的二级电压控制模块已经在国内某 省级电网得到实际应用。     

基于DCS系统的自动电压控制设计

电压是电力系统电能质量的重要指标之一。针对火电厂机组采用单元控制的特点,设计一种基于DCS控制系统的自动电压控制(AVC),使该火电厂实现AVC闭环控制(一级控制),确保系统电压稳定,提升电网电压品质和整个系统经济运行水平。     

基于重复和PR复合控制的单相PWM整流器的研究

如何减少交流侧电流谐波对电网的影响,是PWM整流器控制的关键问题。针对谐波产生的主要原因,提出了基于重复和PR的复合控制策略。PR控制实现了对正弦电流的无静差跟踪,重复控制利用其内模实现了对谐波扰动的记忆和修正。并基于MATLAB对单相PWM整流器进行了仿真,对比了PR控制、重复控制和基于重复和PR复合控制三种方案的仿真和实验结果,复合控制策略使得交流侧电流谐波少、动态响应快,对电网谐波扰动有更好的抑制效果。     

多馈入直流系统协调控制综述

基于多馈入直流系统的强非线性、强耦合特征,分析了多馈入直流系统对协调控制技术应用于工程实际的迫切需求,从线性和非线性控制、集中和分散控制等角度综述了多馈入直流系统协调控制技术发展过程及研究现状。首先,讨论了经典线性控制、非线性控制、最优控制、鲁棒控制、自适应控制等控制方法在多馈入直流系统协调控制中的应用。然后,针对多馈入直流系统集中协调控制方法需要反馈大量远方和不可测量信号存在的工程应用问题,阐述了近年来基于分散建模理论与关联测量、分布式闭环反馈、广域测量信号反馈等方法相结合的多直流分散协调控制研究成果。最后,探讨了协调控制应用于多馈入交直流系统所面临的重要问题和未来研究方向。     

基于协调控制的自动电压控制系统分析

介绍河北省南部电网自动电压控制系统及其三级电压控制体系,分析网省地协调控制模式的原理和工作方式,通过实际数据说明系统的运行效果。