负荷态势感知:概念、架构及关键技术

需求侧负荷资源的调度是应对大量可再生能源接入及直流输电受端紧急需求的有效手段。随着调控实时性和可靠性需求的不断提升,态势感知成为其发展的必然需求。该文针对负荷资源需求及多场景主体特性,提出负荷态势感知的概念,进而针对其场景应用进行探讨;并提出负荷态势感知技术架构,明确了其技术层次在运行过程中的映射交互及总体架构;最后结合负荷态势感知动作时序及流程分析,就负荷态势感知的实现及推进的关键技术进行阐述,为需求侧负荷资源的态势感知及其深化挖掘利用提供参考。     

需求侧管理在缓解紧急态势中的作用

提出了一种科学评价需求侧管理对于缓解N-1事故后的紧急工况向后续危机(包括电压失稳危机和线路跳闸危机)发展的态势以及对提高其坚韧度的作用的方法。提高节点负荷阻抗模与戴维南阻抗模比值较小的节点的阻抗模比值可缓解后续危机,并提高紧急运行方式的坚韧度。算例结果表明,本文提出的方法能够较好地融合电网安全运行态势分析和需求侧管理,有效减少调控负荷点和负荷量,充分挖掘供电能力,科学合理地平衡电网安全和供需之间的关系。     

基于磁控电抗器的变电站无功补偿策略

本文提出了一种综合考虑电压与无功补偿的最优控制策略,该策略基于变压器低压侧电压的多模式电压与无功补偿的最优控制策略,将无功补偿控制模式分为无功优化控制模式、低电压紧急控制模式,高电压紧急控制模式,对磁、控电抗器(MCR)与分级电容器组(FC)进行联合控制,并根据瞬时无功功率理论(IRPT)采用双闭环PI控制系统予以实现。针对系统电压波动和无功优化的情况分别进行了仿真与计算,结果表明所提出的控制策略能够正确、有效地进行无功补偿。     

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略

越来越多的风电并入电网后,对接入地区的电压影响也越来越大,为此,系统要求风电场能够对接入地区提供电压/无功支撑。文中提出了一种兼顾风电接入地区电压/无功需求的风电场无功控制方法。该方法以接入变电站低压侧电压作为控制电压,将风电场无功控制区分为正常控制区、异常控制区、紧急控制区和脱网控制区,并给出3种控制模式,即异常控制模式、紧急控制模式和故障控制模式。利用某一时段的控制电压平均值作为选择无功控制区的依据,并综合相邻2个时段的平均控制电压差值和接入变电站与风电场之间的通信情况选择无功控制模式。实际系统算例分析结果表明:所提出的方法能够合理调整风电场的输出无功功率,在很少的控制周期内将控制电压调整到合格范围,使一个测量周期内的平均电压合格,有效地为风电接入地区提供无功支持。     

陕北-武汉特高压直流输电工程无功控制策略研究

针对陕武工程分层接入系统的复杂性和特殊性,对其无功控制策略进行了优化和完善。在原有无功控制策略的基础上增加了过压快切、紧急停机后的快切以及后备无功控制等功能。过压快切旨在当交流侧电压由于故障急剧升高时,能够在短时内快速切除交流滤波器,保证交流母线电压运行在安全水平。紧急停机后的快切是指在陕武工程出现紧急停运后,无功控制功能迅速切除在投滤波器组,确保交流网电压稳定。后备无功是指当执行无功控制功能的两套直流站控主机全部不可用之后,实现后备无功控制功能的极控接口屏PCI能够根据交流母线电压变化,实现交流滤波器的切除,从而保证交流母线电压稳定,维持直流系统稳定运行。通过仿真试验验证了新增策略的正确性,最后对后备无功控制提出了改进建议。     

基于Crowbar保护的双馈风力发电机低电压控制策略研究

针对双馈风力发电机在电压大幅骤降时投入Crowbar电路后引起直流侧过电压和动态无功补偿的问题,基于反馈线性化理论,提出了对网侧变频器进行非线性控制策略。通过协调控制STATCOM对电网进行动态无功补偿。仿真表明:网侧非线性控制器在电压骤降过程中能很好地抑制直流侧过电压;通过引入STATCOM补偿装置,很好地满足系统无功需求,证实了所提出控制策略的正确性,提高了系统的低电压穿越能力。     

考虑需求侧响应的新能源接入下的配电网无功规划研究

随着风力发电、太阳能发电等可再生新能源的逐渐成熟和电力市场的逐步推进和发展,配电网不仅与负荷和新能源出力的波动高度相关,而且需要考虑未来电力市场对新能源接入下的配电网影响。电力市场改革背景下,用户的电力需求侧响应得到了越来越多的关注,负荷可切除或中断将对配电网的规划带来积极的影响。为此,文中提出了一种考虑需求侧响应的配电网无功规划方法,该方法考虑了新能源接入后出力波动和电力市场背景下可中断负荷的影响,建立了需求侧响应的弹性需求模型,并在无功规划模型中考虑了需求侧响应的影响。算例分析表明,所提出的考虑需求侧响应的含新能源接入的配电网无功规划方法在电力市场应用中具有一定的可行性,较传统无功规划方法具有更好的经济性和实用性。     

大规模并网风电场的无功电压紧急控制策略

近年来频发大规模风电机组连锁脱网事故,需要深入研究事故发生的机理以及防御该类事故的措施和方法。文中首先基于实际风电外送电网拓扑和参数建模,仿真重演了风电机组连锁脱网事故的暂态过程;分析了该暂态过程中风电机组和无功补偿装置的动态无功响应能力。提出了综合考虑以上动态无功响应能力的大规模风电场全过程无功电压紧急控制策略:在电压跌落期间,风电机组网侧变流器基于电压变化量提供实时动态无功支撑,以缓解电压跌落;在故障切除之前,主动切除部分无功补偿装置来抑制暂态过电压;在故障恢复阶段,根据电压判据重新投入无功补偿装置,为系统提供无功调节能力。最后,通过仿真验证了所述策略的可行性和有效性。     

重新修订《功率因数调整电费办法》的建议

介绍了供电公司提出的重新修订《功率因数调整电费办法》的必要性、可行性和重新修订的四个基本要素与用电企业提出的改进供电侧电压质量监测方法和制订《电压质量调整电费办法》建议的核心内容。两个《办法》将给电力需求侧无功电压管理增添新的活力,引领电力需求侧无功补偿进入动态无功补偿新时代,促进电力系统安全优质经济运行。     

需求侧无功电价政策建议

对多个国家和地区的现行需求侧无功电价政策进行了归纳概括,并采用无功调整电费示意图将国内《功率因数调整电费办法》与国外相关政策进行了全方位比较,发现国内现行需求侧无功电价政策存在功率因数考核标准低、对不达标用户收费过低和无功计费周期长等缺点。最后,针对这些不足提出了若干修订建议,包括逐步将功率因数考核标准提高至0.95、将无功功率考核周期缩短至半小时、提高无功调整电费收费力度和取消功率因数奖励制度等。