基于IEC 61970标准的EMS/DTS一体化系统的设计与开发

在目前的技术条件下，探讨了基于IEC 61970标准的能量管理系统/调度员培训系统（EMS/DTS）需要解决的关键技术问题,包括数据库平台、公共信息模型（CIM）电网模型的维护、应用软件的组件化封装和跨平台的异构系统的实现方法等。开发了由后台数据库和软总线组成的异构数据平台。其中，后台数据库采用3种数据管理模式用于数据的存储、检索与处理，既保证了开放性又提高了系统效率。软总线则基于实时公共对象请求代理体系结构（CORBA）的中间件基础，全面支持组件接口规范（CIS）标准。还开发了一套符合CIM特点的图模一体化系统，同时也能支持离线规划功能。对于应用软件不同模块的功能和应用特点，采取了不同的封装策略，测试表明这种策略是合理、实用的。     

基于载波移相调制的模块化多电平换流器冗余保护策略

模块化多电平换流器(MMC)桥臂中冗余子模块的存在是换流器可靠运行的重要保障,能够避免子模块故障时换流器无法正常运行甚至可能退出运行的风险。为此,分析了不同调制策略下冗余保护的换流器损耗,并基于此提出了基于载波移相调制的新型冗余保护策略。该策略在故障后根据子模块的运行状态进行载波动态分配,无需记录载波量;可通过改变载波来切换冗余子模块和未故障子模块的运行状态,优先为冗余子模块充电;同时,引入电容电压优化控制,以保证附加载波控制时桥臂的电容电压波动较小,降低相间环流和维持控制器的稳定。7电平和101电平MMC系统的仿真结果验证了所提冗余保护策略的有效性和通用性,且对系统控制稳定性影响较小。     

送端系统对交直流系统输送功率极限的影响

分析了直流输电系统整流侧连接于不同强度交流系统的运行特性,研究了定电流控制下整流侧的功率输送极限。通过分析功率曲线和换相角曲线,指出了送端系统在额定电流控制下能够保证稳定运行,并且发现受换流器换相角的限制,整流侧系统强度越小,直流输电系统整流侧的输送能力越弱;提出了电流调制裕度和短路比之间的关系,指出了能够保证一定功率提升裕度的送端系统最小短路比。通过进一步分析参数变化对电流调制裕度和短路比之间关系的影响,指出在相同的短路比下,换流变压器参数的选取(额定容量和等效电抗等)对送端系统输送功率极限有较大的影响。     

基于贝叶斯理论的考虑多维风速之间相关性的概率潮流计算

随着风机大规模投入运行,多维风电场之间风速的相关性会影响电力系统的稳定性.考虑相关性的概率潮流计算有助于合理地调控电力系统运行方式以及优化调度,从而提升系统的稳定性.文中针对多维风电场之间的相关性,提出了一种基于贝叶斯理论的最大期望算法及Rosenblatt变换的概率潮流三点估计法,该算法能够很好地捕捉风电场之间的非线性相关性,计算多维风电场风速的联合分布函数并应用于概率潮流计算.最后,通过IEEE 118节点系统对算法进行验证,并与蒙特卡洛模拟法及Nataf变换作横向对比,结果表明所提算法兼具精度高、收敛速度快等优势.     

基于改进MOPSO的MMC-HVDC控制器PI参数分层优化

针对模块化多电平换流器型高压直流输电工程系统控制目标多、多个PI控制器之间相互影响、PI参数优化困难的问题,提出一种基于改进多目标粒子群算法的MMC-HVDC控制器PI参数分层优化方法。为了提高种群的多样性同时免于粒子陷入局部最优解,对外部存储器中的粒子进行变异操作;为了改善算法收敛性并获得良好的Pareto前沿,提出一种基于隶属度函数的领导粒子选取方法;为了适应MMC-HVDC控制系统结构,对多个控制器PI参数进行分层优化。本文实现了MATLAB与PSCAD/EMTDC联合调用和数据交互。算法性能分析和电磁暂态程序仿真证明了本文所提出方法可以快速收敛并且获得均匀分布的Pareto前沿,有效改善系统的动态性能。     

CDSM-MMC直流侧故障隔离原理及重启动策略

采用模块化多电平换流器的柔性直流输电系统,目前除了常见的半桥和全桥结构型的子模块,基于钳位双子模块的模块化多电平换流器由于其不仅能够隔离直流侧故障,且在经济性、性能上具有较强的优势,得到了广泛的关注和研究。通过介绍钳位双子模块(Clamp Double Sub-Module,CDSM)的工作原理,详细讨论分析了CDSM对于直流侧发生双极性短路、单极短路、断线等故障的隔离原理,以及柔性直流输电系统发生故障后控制器的工作状态,提出一种新型的柔性直流输电系统故障后的重启动策略,并在PSCAD/EMTDC下建立单端21电平基于CDSM结构的柔性直流输电仿真模型,通过对比所提出的重启动过程与原有重启动过程,验证了所提出重启动策略的有效性。     

基于MMC的多端直流电网双极短路故障电流计算

直流侧故障切除能力是衡量直流输电系统的重要指标。针对子模块采用半桥拓扑的模块化多电平换流器(MMC)直流侧发生双极短路故障的机理进行分析,定量研究了影响故障电流峰值的主要因素;并将结论延伸至多端直流电网,提出了不同电网拓扑和不同位置发生故障后10 ms内各换流站出口、线路电流的计算方法;在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建三端电磁暂态仿真模型,并将故障电流计算结果与仿真结果进行对比验证,结果表明所提计算方法具有一定的精度和速度,对直流电网规划、直流断路器选型具有一定的指导意义。     

交直流输电系统潮流计算中换流器运行方式的转换策略

分析了多端直流输电系统和多馈入直流输电系统控制运行方式,提出了采用计算机进行控制方式转换的方法。在考虑各种控制方式的控制作用和转换条件的基础上计算交直流系统潮流。该方法用加入2条直流输电线路的IEEE 300节点算例系统和加入三端直流输电系统的IEEE 118节点算例系统进行测试,计算效果较好,能够处理运行条件改变导致的运行方式发生的转换。     

大停电后发电机启动顺序优化方法

大停电后电力系统恢复初期发电机的启动顺序对恢复进程有重要影响。针对现有发电机排序方法中存在的优化目标不一致和重复计算等问题,提出基于迪杰斯特拉算法的发电机启动顺序优化方法。改进支路权值,建立优先级指标,综合考虑支路权值以及发电机启动功率和爬坡率对发电机进行排序。采用避免回溯的计算方法,改进迪杰斯特拉算法调用逻辑,避免重复调用迪杰斯特拉算法,有效减少计算量。以IEEE 39节点系统为例,验证了所提方法的优越性。