基于并行计算的馈线自动化仿真测试环境

馈线自动化的动作逻辑正确与否是保证馈线自动化动作可靠性的关键,由于馈线自动化实施的复杂性,在现场对其动作逻辑进行测试验证非常困难。文中研究并建立了馈线自动化仿真测试环境,试图在现场投运之前对馈线自动化的动作逻辑进行正确性验证,在并行计算环境下实现对配电系统的仿真和馈线终端单元通信的仿真,而且可以仿真不同类型馈线自动化在不同故障下的运行过程。最后,以某地区的馈线自动化系统的实际工程为例进行了仿真测试,实现了对于故障区域定位、隔离、恢复供电过程的分析和测试。     

基于PSCAD的智能软开关仿真分析

以智能软开关为研究对象,分析其在同步旋转dq坐标系下的数学模型,建立双闭环控制系统,在此基础上对SNOP进行建模仿真验证,分析其动态工作特性及暂态响应特性。仿真结果表明,SNOP能快速、准确调控其传输的有功功率,可有效平衡馈线间的负荷;能发出或吸收系统所需的无功功率,为系统提供灵活的无功补偿;在一定程度上控制其交流侧的电压水平,有效改善馈线的电能质量。     

双端行波故障测距装置性能测试方法

在介绍双端行波故障测距装置工作原理的基础上,分析了影响故障测距精度的主要因素。基于此,设计了双端行波故障测距装置性能测试方案,研究了测试系统、测试内容以及所用的仿真模型,并重点分析了线路和二次回路的模型。按照设计的方案对双端行波故障测距装置进行了实际测试,验证了所提方案的合理性和有效性。     

基于逻辑配电终端的馈线自动化系统测试平台

研究并建立了基于逻辑配电终端的馈线自动化系统测试平台,该平台采用实时数字仿真仪模拟真实的配网模型,并设计了一款逻辑配电终端,能够模拟多台真实配电终端,并与真实终端协同使用。该测试平台能够检测平台各模块的运行性能,验证馈线自动化系统处理配电网各种故障,有效解决了原运用的馈线自动化系统不够成熟、在实际配网自动化系统中测试困难的问题。     

分布式FA主动干扰仿真测试技术研究

馈线自动化动作逻辑正确与否是保证分布式FA系统可靠运行的关键,由于馈线自动化实施的复杂性和现场环境的不确定性,系统容易受现场终端之间的通信故障、开关拒动、开关慢动等多种干扰因素的影响,如何对其动作逻辑进行测试验证一直是制约配电自动化实用化的关键因素之一。文中研究了分布式FA主动干扰仿真测试技术,介绍了测试原理,描述了主动干扰模拟实现的过程,且测试时能够自动生成测试报告。最后,以一个典型的电缆网络为例进行了仿真测试,并详细分析了测试的过程,实现了干扰发生时分布式FA系统动作逻辑正确性的验证。     

配电线路单点断线故障模拟系统的仿真设计

馈线终端装置对配电线路断线故障的正确识别及断线故障区间的精确定位,有助于提升电网公司的运维效率.设计了配电线路单点断线故障的模拟单元和模块化单点断线故障模拟单元控制逻辑,能够便捷地开展全工况的断线故障模拟,包括断线后双端不接地、断线后单端接地和断线后双端接地.在电力系统仿真器中搭建仿真模型并进行试验验证,结果表明所设计的断线故障模拟系统是有效、可行的.     

基于等效馈线的孤岛微网并联逆变器间环流抑制策略

孤岛微网中,三相并联逆变器间会因输出电压偏差及线路阻抗不匹配而产生环流。本文综合考虑了外接电感、本地负载和线路阻抗对环流的影响,提出了基于等效馈线的并联逆变器间环流抑制策略。在下垂控制的参考电压中补偿等效馈线电压降,并通过动态虚拟复阻抗调节负载波动及逆变器间阻抗差异,以减弱线路阻抗固有阻性成分并提高其匹配精度。仿真研究表明,等效馈线阻抗计算能够反映网络参数的变化,含电压降补偿的下垂控制配合动态虚拟复阻抗调节,可有效抑制逆变器间环流,并提高功率分配精度。     

接力式馈线自动化测试方法研究与应用

在现有馈线自动化仿真测试方案的基础上,引入电力系统暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,通过PSCAD/EMTDC接口模块开发实现了其与现有馈线自动化测试平台的数据同步,进而构成了实时闭环的高保真仿真测试系统。通过PSCAD/EMTDC仿真得到的电流电压可以实时地注入到配电自动化主站或配电终端中,同时被测系统的开关状态也同步地反馈到PSCAD/EMTDC中。新的测试方法可以逼真地模拟配网系统各种运行工况和故障形态,尤其是实现了对接地故障的仿真测试。应用新的测试方法对智能分布式馈线自动化系统进行了测试,实际验证了新方法的可行性。     

工频双端故障测距算法的鲁棒性问题和新算法研究

在对基于分布参数线路的双端测距算法进行大量仿真的基础上,明确提出了双端测距算法的鲁棒性问题,即算法对各种不同类型故障的适应能力和对综合测量误差的抑制能力。在对其鲁棒性分析的启示下,提出了2种不需要双端（或多端）数据同步的分式型工频双端测距新算法。理论分析和仿真表明,新算法具有较强的鲁棒性,其测距综合性能指标明显高于现有同类工频双端测距算法;在一定的双端（或多端）电压、电流测量误差范围内,也优于GPS同步双端测距算法。     

配电网自动化在线仿真系统技术论述

提出设计配电网自动化在线仿真系统以实现在不影响运行条件下对馈线自动化(FA)功能进行完全的故障模拟和试验。达到在线目的、容易设置和更改、仿真产生的信息与真实发生故障后产生的信息完全一致是仿真系统的3个关键,如何保证各馈线终端装置(FTU)产生故障时刻的一致性是仿真系统的技术难点。在线仿真系统以FA测试方案例证的测试内容和结果,表明该仿真系统可作为配电网自动化系统的验收和日常性系统测试和维护的工具。     

开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制策略

根据开绕组无刷双馈电机在同步旋转坐标系中的数学模型,推导和分析了功率绕组输出瞬间功率和控制绕组功率电压之间的关系,并建立对应状态方程。设计无刷双馈电机直接功率自抗扰控制器,实现了有功功率和无功功率的解耦控制。搭建了开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制系统的仿真模型,给出了系统暂态、稳态及参数扰动等不同工况下的仿真结果,仿真结果验证了该新型控制策略的可行性和有效性。     

双馈感应发电机机侧变换器直接功率控制策略比较研究

对双馈感应发电机(DFIG)的两种直接功率控制(DPC)策略进行比较研究。根据DFIG的数学模型,导出对DFIG进行DPC的统一控制模型;首先设计基于滞环比较器的直接功率控制(HC-DPC)策略,采用开关型滞环控制器,直接实现定子有功功率和无功功率的解耦控制;其次将SVM技术应用于DPC,提出SVM-DPC策略,根据DFIG定子有功、无功功率偏差,采用PI调节器,直接实现定子有功、无功功率的解耦控制;最后对两种DPC策略进行试验研究,验证了两种DPC策略的正确性和可行性,并对其控制性能进行了对比评估。     

基于SNOP的主动配电网多时间尺度优化策略

针对主动配电网（active distribution network, AND)中分布式电源和负荷随机波动的特点,提出了基于软常开开关（soft normally open point, SNOP）的主动配电系统多时间尺度控制策略。考虑SNOP的运行工作特性,提出了在长时间尺度上通过配电网全局优化策略实现对SNOP输出进行控制,在短时间尺度上通过引入电压波动迟滞控制实现对SNOP输出参考值的动态调整,以维持线路电压平稳,提升分布式电源的消纳能力。在改进的IEEE 33节点系统中,进行了长时间尺度全局优化、短时间尺度动态调整分析,并对SNOP的安装位置、容量和数量进行了讨论。结果表明,基于SNOP的主动配电系统多时间尺度优化策略是有效可行的,且UPFC型SNOP较B2B型有更小的容量需求。     

光伏并网配电网中柔性环网开关的优化运行控制策略研究

分布式光伏发电的快速普及,使得配电网中光伏发电的比例日益提高。但大量光伏发电的并网运行却给配电网带来了一系列的电能质量问题。如何解决光伏大量接入带来的电压越限问题已经成为一个重点研究方向。柔性环网开关可以主动调节配电网的潮流,本文主要研究在光伏并网配电网中柔性环网开关的优化运行控制策略,重点解决电压越限问题。本文首先介绍了基于电压源型变流器的柔性环网开关的原理,分析了柔性环网开关稳定运行的约束条件,提出了一种基于扰动观察法的柔性环网开关实时优化运行控制策略,该方法不需要预先知道配电网的拓扑结构和参数,具有一定的工程实用价值。最后通过两个算例,验证了柔性环网开关有助于将光伏并网配电网的电压维持在正常水平内。     

含智能软开关的配电网重要负荷恢复方法

针对含多个智能软开关(SOP)的有源配电网大面积停电场景下的重要负荷恢复问题,文中提出了两步式负荷恢复方法.首先,求解混合整数二阶锥规划(MISOCP)确定各时段最优恢复策略.然后,根据第2步所提出的恢复操作规则确定相邻时段间运行状态转化的开关操作次序和SOP的控制模式.其中,MISOCP以最大化加权负荷供电时间为目标,考虑了配电网、SOP与电源的运行约束等.恢复操作规则以尽可能快速优先恢复重要负荷供电为目标,根据第1步最优恢复策略与SOP在系统中的作用进行开关操作和SOP控制模式切换.算例测试采用改进的手拉手配电网进行对比验证,结果验证了所提两步式负荷恢复方法的有效性和优越性.     

开绕组无刷双馈发电机直接功率控制研究

针对开绕组无刷双馈电机模型复杂且耦合性强的问题,提出一种适用于开绕组无刷双馈电机的新型直接功率控制方法。通过研究定子控制绕组侧电压与功率绕组侧有功功率和无功功率间的关系,推导出基于d-q坐标系的直接功率控制状态方程,实现有功和无功功率的解耦控制。针对传统滑模控制器抖振及不连续高频开关控制等缺点,设计了基于新型趋近律的超扭曲滑模控制器,建立了开绕组无刷双馈发电机新型超扭曲滑模直接功率控制系统的仿真模型,并给出了不同工况下的仿真结果,验证了该功率方程模型的正确性和新型超扭曲滑模控制方法的有效性和鲁棒性。     

考虑可靠性收益的配电网智能软开关规划方法

智能软开关(SOP)具有较强的潮流控制能力,在配电网正常运行场景下和故障环境中均能有效发挥作用,在规划层面应兼顾其对于配电网供电可靠性与运行经济性提升所带来的综合收益。文中综合考虑了SOP接入对配电网供电可靠性和运行经济性的影响,建立了智能软开关规划模型;采用快速搜索和发现密度峰聚类方法对年负荷数据进行聚类,生成配电网典型运行场景以计算其对运行经济性的提升收益;采用基于关联约束的支路故障率计算方法,考虑线路电流负载率、节点电压以及线路长度对支路故障率的影响,生成动态预想故障集以计算供电可靠性收益;采用模拟退火与二阶锥规划相结合的混合算法对上述规划模型进行求解,最后,在PGE 69节点算例上验证了所提规划模型的有效性。结果表明,面向配电网可靠性与经济性的SOP规划方法能够有效降低配电网综合成本,实现投资效益的最大化。     

基于四端E-SOP的有源配电网运行效率优化

柔性软开关SOPs(soft open points)通过准确控制换流器有功功率交换,提供了现有配电自动化体系所不具备的实时精细潮流调节优化能力。为了解决SOP对有源配电网运行效率的优化成效问题,本文首先建立了带有储能装置的四端SOP即E-SOP(SOP with energy storage)的接入拓扑和数学模型,考虑了四端E-SOP换流器和直流侧储能装置的运行约束。其次,建立了基于四端E-SOP的有源配电网运行效率优化模型。然后,利用半定规划方法对模型进行了线性化求解。最后,通过算例验证了所提方法的有效性和实用性。     

面向数据中心的高品质供电研究

数据中心现有供电方案一般需经过AC/DC和DC/AC 2次变换,同时不间断电源一般需通过逆变器为负载供电,其供电可靠性和供电质量有待进一步提高,为此提出一种面向数据中心的高品质供电方案。首先给出方案的拓扑结构,在此基础上分析了方案的工作原理及数学模型,并提出一种基于电压补偿、双电源功率均衡和紧急供电的协调控制策略,在MATLAB/Simulink中对面向数据中心高品质供电方案进行了仿真验证。研究结果表明,所提方案能够很好地补偿电网电压的暂升、暂降和谐波干扰等,实现双电源功率协调分配,保障双电源停电时的不间断供电。     

适应清洁能源消纳的配电网集群电动汽车充电负荷模型与仿真研究

研究了配电网中集群电动汽车动态充电负荷直接负荷控制消纳清洁能源的模型和控制方法。假设调度机构可通过统一的由激励机制产生的无线激励信号,在线直接控制电动汽车充电负荷功率用以实时消纳风电出力。首先,采用面向负荷传输的方法,建立基于偏微分方程的集群电动汽车充电负荷模型。而后,通过实际居民出行数据进行模型仿真,采用蒙特卡洛模拟验证模型的有效性,并提出基于滑模控制策略采用实时供需误差,跟踪消纳风电功率输出。最后,通过实际风电输出功率曲线验证控制方法的性能,为能源互联网背景下清洁能源消纳提供一种新的途径。