基于节点映射模型的电力信息物理系统实时仿真平台

随着电力系统与信息系统的耦合影响日益加深复杂,需建立能够高效协调控制数据传输的电力信息物理系统(cyber-physical system,CPS)联合仿真平台,以精确模拟CPS的信息交互过程。该文在对比分析现有电力CPS联合仿真架构优缺点基础上,基于OPAL-RT和OPNET建立了电力信息物理系统实时仿真平台。针对电力系统实时控制场景需求,建立了链接电力和通信网络的节点映射模型,使用统一交互接口协调控制多节点电力CPS网络的信息交互动态过程,并验证了仿真平台数据交互的实时性。基于网络化控制的微电网仿真算例验证了建立的实时混合仿真平台的有效性和合理性,高效精确模拟出电力CPS信息交互过程。     

基于IEC 61850-7-420标准的DER通信及控制通用接口设计与实现

为了提高分布式能源通信及控制功能的扩展性与互操作性,针对分布式能源的信息模型构建与信息交互,提出了一种基于IEC 61850-7-420标准的分布式能源通信及控制通用接口,给出了通用接口具体的设计与实现方法。开发了通用接口实际的智能电子设备,并基于构建的多分布式能源集成测试平台,对分布式能源通信及控制功能进行了相应的实验测试。研究结果表明,通用接口的设计与实现方法切实可行,分布式能源在其状态信息、设置、控制以及测量/计量值等方面能够实现快速、准确的信息交互,为分布式能源系统集成提供有效的技术手段和解决方案。     

基于IEC61850的分布式电源接入换流控制器

随着分布式电源接入电网数量增加,分布式电源之间的协调对提高电网运行的可靠性和灵活性具有重要意义。目前分布式电源接入换流控制器间缺乏信息交互,很难实现协调控制。设计了一种基于IEC61850的新型换流控制器,增强换流控制器的网络功能,以满足分布式电源间协调控制的需要。分析了分布式电源接入的逻辑功能节点,建立了符合IEC61850分布式电源接入的对象模型。详细介绍了换流控制器基于TMS320F28335的控制核心,驱动及隔离、信号调理、网络通信和人机交互等关键模块的软硬件实现。通过试验测试,验证了换流控制器能够满足分布式电源并网控制的需要,并能实现不同厂家设备间的信息交互。     

主动配电网用户服务的信息交互接口标准化

主动配电网的用户由传统电力负荷和有源结构体构成,对电网与用户间的互动提出了新的要求。文章重点阐述了主动配电网用户的互动服务及其信息交互接口标准化的问题,提出了主动配电网的"外"向特征,并在用户的范围、服务类型、接口模型及其功能、信息交互接口标准化等方面进行了分析,促进标准化互动服务的发展。     

基于IEC 61850的分布式光伏发电并网接口装置信息模型

IEC 61850是目前最新且唯一有效的关于变电站自动化通信方面的国际标准。分布式光伏发电并网接口装置是集分布式光伏发电设备的继电保护、测控、电能质量控制、远动、谐波治理等功能于一体,对分布式光伏发电设备统一管理,实现"即插即用"的重要接口设备。并网接口装置对IEC 61850的支持,成为建设智能电网的必须。针对分布式光伏发电并网接口装置的信息模型构建与信息交互,在传统配电终端的IEC 61850信息模型中引入了IEC 61850-7-420中定义的分布式能源控制领域的相关逻辑设备和逻辑节点,给出基于IEC 61850的分布式光伏发电并网接口装置的信息模型及信息交互模型。     

基于调控云的电网调控数据信息共享的研究

设计了基于调控云的电网调控数据纵向互联信息共享的系统。介绍调控云的建设情况,数据云平台的模型数据中心的建设情况,模型数据中心实现调控数据的结构化、规范化和标准化;采用Kafka消息中心实现调控数据信息的纵向互联和信息共享,最后对各级调控机构按订阅推送,保障了纵向和横向部门间的业务协同。目前该系统已应用于华中电网,推进了业务流程的交互,减轻了用户的工作量,提升了工作效率。     

提升系统阻尼的多STATCOM阻尼控制器协调控制研究

柔性交流输电装置(flexible AC transmission system,FACTS)在提升电网安全稳定和运行效率方面发挥了重要的作用,研究多FACTS控制器间的交互影响及协调控制方法具有重要的现实意义。研究多静态同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)在提升系统阻尼方面的协调控制问题,并针对多个STATCOM阻尼控制器之间存在的负交互影响,提出一种基于模式自适应直接搜索(mesh adaptive direct search,MADS)算法的多STATCOM阻尼控制器协调控制方法,该方法使用频域设计思想保证了控制器多运行方式下的鲁棒性,同时使用MADS算法保证多控制器的协调运行能力,最终实现多台STATCOM阻尼控制器的协调运行与控制。仿真结果验证了该方法的正确性以及在实际电网中应用的可行性。     

基于多智能体的海上油气平台风-燃协调频率辅助控制策略

为了提高含风电的远海油气平台电网的调频能力,基于多智能体一致性理论,提出了一种以双馈感应电机为单元的风电场与海上油气平台燃气透平机组的协调频率辅助控制方法。将远海孤立电网视为多智能体系统,将风电场与海上油气平台燃气透平机组看作智能体,基于海上电力网络的拓扑信息构建多智能体系统通信网络,实现各智能体之间的信息交互;分别建立风电场和海上油气平台燃气透平机组的频率辅助控制多智能体模型,基于多智能体一致性算法给出控制器结构,基于多智能体通信网络实现风电场智能体与海上油气平台燃气透平机组智能体之间的频率协调控制;通过线性二次型最优控制对控制器参数进行优化。基于算例仿真验证所提控制方法的有效性,结果表明所提协调频率辅助控制方法能有效提高系统的频率调节能力,抑制频率波动。     

一类多静止无功补偿器阻尼控制器间的交互影响机理

随着电网中柔性交流输电系统(flexible AC transmission systems,FACTS)装置的增多,多FACTS同时运行时的交互影响研究成为热点之一。研究了多静止无功补偿器(static var compensator,SVC)阻尼控制中的交互影响现象及其作用机理。首先,基于时域仿真法提出了多台SVC装置控制器间存在的一类交互影响实例,进而基于多SVC机理分析的线性化模型和经典控制理论揭示了多SVC装置阻尼控制器间的交互作用机理,并提出了多SVC装置阻尼控制器的稳定分析判据,为多FACTS协调控制研究提供了重要参考。最后,使用两区四机系统算例和某实际电网进行了仿真分析,验证了研究结果的正确性。     

SVG和Location包在电力图形信息交换中应用

对比分析了美国电科院控制中心应用程序接口(CCAPI)推荐的图形中心和域中心图形交换方案,指出图形中心方案易于实现一对象多图、支持背景图形显示以及方便实现图形扩展等优点.IEC61970推荐使用可缩放矢量图形(SVG)为电力系统图形标准,着重研究了在图形中心交换方案中使用SVG metadata模型和IEC61968 Location包规范图形交互信息,实现信息一致性理解和图形合并的方法;提出了基于发布/订阅模式的异步交互模式,以克服同步请求/应答图形信息交互模式信息冗余多的缺点,提高图形交互的效率.以某厂站和变电站为例说明了利用Location和metadata信息实现信息异步交互和图形合并的过程,验证了方法的有效性.     

多时间尺度协调的区域控制偏差超前控制方法

根据机组响应控制指令时间长短不同,提出一种多时间尺度协调的区域控制偏差(area control error,ACE)超前控制方法。首先分析了现有ACE超前控制方法的不足,给出目标时刻控制区理想总发电的预测模型;然后分析了计划机组计划与执行的关系,提出计划机组出力偏差的预估方法;进而综合考虑总发电、计划机组发电和自动发电控制(auto generation control,AGC)机组的希望运行点,计算出目标时刻协调AGC机组的希望总出力;最后,通过一个优化模型把协调AGC机组的希望总出力分配到各协调AGC机组上。文章所提方法已在四川电网投入现场试运行,结果证明了该方法的可行性。     

基于最优变目标策略的TCSC与励磁系统协调控制

发电机励磁系统以及可控串联电容补偿器(thyristor- controlled series capacitor,TCSC)对远距离输电系统的稳定性影响很大。基于最优变目标控制(optimal variable aim control,OVAC)理论,提出了TCSC与励磁系统协调控制的方法。首先针对含有TCSC的单机无穷大系统的非线性模型,建立了状态空间方程;然后利用最优变目标控制理论推导出了TCSC与励磁系统的协调控制规律;最后利用算例进行了仿真验证。仿真结果表明,该策略提高了系统阻尼,有效地抑制了系统的功率振荡,改善了系统的稳定性。     

基于多区域的AGC多目标协调控制方法

将单一自动发电控制(AGC)的控制区划分为多个控制区域,并提出一种基于多区域的AGC多目标协调控制方法.主控制区负责控制全网的区域控制偏差(ACE),各分控制区负责控制其对外联络线构成的稳定断面,并在紧急情况下协助主控制区控制全网的ACE.该方法可方便地实现全网多目标的协调控制,有利于保证电网的安全和优质运行.在河南电网的实际应用表明了该方法的可行性和有效性.     

基于动态博弈理论的多区域电压协同控制方法

随着互联电网的快速发展,区域电网间的无功耦合越来越强,区域间电压控制的协调问题日益突出。通过引入动态博弈理论来解决区域电压控制多个控制主体间的协调冲突问题,提出了多区域电压协同控制方法。首先采用非零和、非合作、非线性二次型博弈类型,建立多区域电压协同控制的动态博弈模型,然后利用基于原对偶内点法的两层迭代算法求得纳什均衡解,并通过Ward等值方法,以有限的区域间信息交换,实现各电压控制分区的分散协调计算,最后在新英格兰10机39节点系统中进行了算例分析,计算结果显示了所提电压协同控制方法的有效性和优越性。     

双向互动省地协调电压控制系统中的协调约束生成技术

双向互动省地协调电压控制模式符合智能电网的要求,具有广阔的应用前景.在该控制模式中,省、地两侧需要将各自的运行信息浓缩为协调约束(包括能力约束和期望约束)并提交给协调层供其决策.文中基于在线自适应分区结果,构造生成省调侧协调约束的优化模型;基于拓扑分区结果,构造生成地调侧协调约束的优化模型.省、地两侧通过实时求解上述优...     

互联电网AGC控制研究进展

综述了互联电网AGC控制研究进展。归纳并分析了6个研究方向:基于经典控制器的结构与参数优化的AGC控制;基于模糊控制器及改进的AGC控制;基于CPS信息的AGC控制;多类型发电机组协调下的AGC控制;利用SMES的AGC控制;利用TCPS的AGC控制。     

FACTS控制器间交互影响及协调控制研究进展

柔性交流输电FACTS技术和设备在大规模互联电力系统中的应用日益广泛,研究FACTS控制器的交互影响及其协调控制也变得极其重要.文中给出了交互影响的定义,介绍了目前研究中所发现的涉及各种FACTS控制器的交互影响类型,总结了用于分析这些交互影响的若干实用方法,最后对FACTS控制器的协调控制方法进行了综述,并进一步指出后续研究中值得注意的新的课题.     

基于直流电压—有功功率特性的VSC-MTDC协调控制策略

提出了一种用于大规模海上风电并网时电压源换流器型多端直流(VSC-MTDC)输电系统的协调控制策略。以典型的五端直流输电系统为例,提出了基于本地控制器的换流站间协调控制策略,基于直流电压-有功功率调节特性给出了辅助换流站的改进下降控制策略以及定有功功率控制(APC)换流站的改进控制策略,分析了两换流站的工作模式,根据直流网络的潮流分布和最大最小运行方式给出了辅助换流站和APC换流站参数选择的依据。最后,PSCAD/EMTDC仿真验证了在正常、主导换流站故障和辅助换流站故障工况下协调控制策略的有效性;仿真结果表明,该协调控制策略能够实现多端直流输电系统换流站间的有功功率分配,控制效果良好。     

基于反推控制的聚合温控负荷与发电机励磁协调控制

利用具有储能特性的温控负荷与发电机励磁进行协调控制，可实现电力系统的功角、频率和电压的多指标调控。首先，采用双线性聚合温控负荷模型和发电机励磁模型，推导建立了二者联合的系统数学模型。然后，基于反推控制原理，提出了聚合温控负荷与发电机励磁的协调控制策略，并从理论上证明了控制器的稳定性。针对控制器设计中的微分“计算爆炸”问题，利用双曲正切的非线性微分跟踪器设计了励磁电压参考量的微分估计算法，降低了参考量微分计算的工作量。最后，通过算例对控制算法进行了仿真验证。结果表明，在协调控制器的作用下，系统功角、频率和电压等多个被控量均可快速地追踪上各自的参考值。对比传统电力系统稳定器励磁控制，温控负荷参与调控能有效改善系统各状态量的动态响应，提高系统稳定性。     

基于目标级联分析的输配电网黑启动分布式协同优化方法

协调优化大停电后输、配电网的恢复进程,充分发挥分布式电源的黑启动价值,可加快系统恢复速度,减小停电损失。考虑完整时间尺度下的黑启动过程,文中提出了一种输配电网黑启动分布式协同优化方法。首先,以最小化停电损失为目标建立了输配全局电网黑启动优化模型,利用经济手段量化黑启动方案的恢复效果。然后,基于目标级联分析将其分解为输电网黑启动优化子问题和各配电网黑启动优化子问题,子问题建模采用混合整数二次规划模型,计及了黑启动各时步电网不同元件的恢复操作。输、配电网控制中心仅需交换各时步的边界功率等少量信息就可进行分布式协调,进而得到输配协同的黑启动方案。最后,输配全局电网算例分析表明所提方法可有效协调输、配电网的恢复资源与进程,减小停电损失。