基于GSP的变电站二次设备一体化运维设计

当前变电站二次设备运维信息交互接口及人机交互界面不统一,严重制约变电站的高效运检,针对该现状,文中开展基于电力系统通用服务协议(GSP)的变电站二次设备高效运维技术研究。文中首先设计变电站二次设备一体化运维体系架构,提出基于变电站运维能力描述语言(SOMCL)的变电站二次设备一体化运维信息建模方法。然后基于面向对象技术(OOT)设计变电站二次设备一体化运维服务接口及一体化运维信息交互机制,实现运维工具与被运维对象之间信息交互即插即用。最后研制变电站二次设备一体化运维工具,实现智能变电站二次设备运维标准化、可视化,达到变电站二次设备一体化高效运检的目标。文中方法在多个新建智能变电站进行了试点应用,验证了变电站二次设备一体化运维技术的可行性。     

基于半桥子模块的直流卸荷装置

海上风电柔性直流(柔直)送出系统所接入的陆上交流电网发生故障后,风电场持续输出的盈余功率会造成直流过电压。解决盈余功率最有效的手段是采用卸荷装置对盈余功率进行泄放。文中针对功率器件直接串联的集中式直流卸荷装置投退功率冲击大、器件同时开断难以及分布式直流卸荷装置成本高的问题,提出基于半桥子模块的集中式直流卸荷装置方案,并研究所提拓扑的参数设计方法与控制策略。该方案可以克服大规模功率器件直接串联的技术困难和风险,还可以通过子模块逐步投切降低电阻电压变化率,从而降低功率泄放对直流系统的冲击以及卸荷电阻的制造难度。与分布式直流卸荷装置相比,文中方案仅采用集中式电阻而省去了子模块中的泄放支路,大幅降低设备成本。在PSCAD平台进行海上风电柔直送出系统故障穿越仿真,结果表明所提集中式直流卸荷装置拓扑及控制方案具有良好的性能。     

混合级联多端直流系统的分阶段协调故障穿越策略

混合级联多端直流系统整流器的反下垂特性削减了系统吸收功率盈余补偿的能力,进而导致故障穿越能力受限。提出了一种利用设备自身过流裕度抵御交流故障的保护方案,通过分阶段的协调控制策略实现不同程度的故障穿越。直流受端多个换流器按照预先制定的运行模式协调配合,疏散模块化多电平换流器(MMC)组送出功率能力受阻产生的系统盈余功率。仿真结果表明,该协调故障穿越策略无需在直流侧配置泄能装置,就可实现在不同故障深度下快速稳定过渡到预先设定的稳定运行点,提高了混合级联多端直流系统的故障穿越能力。     

面向服务端的变电站自主可控站控层服务协议一致性测试技术

变电站二次系统通信报文规范(CMS)协议定义了将IEC 61850标准中抽象通信服务接口直接映射到传输控制协议/网际协议(TCP/IP)进行数据交换的方法,实现了对制造报文规范(MMS)的替代。为了实现变电站二次系统CMS协议的推广应用,需要开展一致性测试。在深入理解二次系统CMS协议编码规则的基础上,分析了其与MMS的区别,面向扩展服务设计了测试用例,提出了基于协议插件的二次系统CMS协议一致性测试方法。基于所提一致性测试方法,开发了一致性测试工具,并将其应用于自主可控变电站二次设备出厂验收,提升了一致性测试效率,保证了一致性测试的准确性与可靠性。     

适配柔直系统快速性及可靠性需求的雷击干扰识别方法

直流线路遭受雷击干扰易导致行波保护等灵敏性较高的主保护误动作。在主保护动作前,可靠区分雷击干扰和短路故障将有效提高主保护的安全性,保障直流系统的安全稳定运行。但对于柔直系统而言,现有雷击干扰识别方法动作速度不足,难以在主保护动作之前判定雷击/故障性质,且在因数据传输异常或噪声干扰条件下出现远偏离实际值的坏数据时,动作性能有待进一步提升。为此,提出了一种具有足够速动性及安全性的雷击干扰识别方法。首先揭示了反向线模电压行波的特征。然后根据所揭示的特征分别提出了基于小波熵相对变化率识别算法的判据以及一种结合中值滤波的线性拟合函数一次项系数大小的判据,二者协同工作实现不同雷击及故障叠加场景下雷击非故障场景的识别与主保护的闭锁,从而有效增强主保护的安全性。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,在短至1 ms的时窗内即可在全线范围内完成对雷击干扰的辨识,并具有良好的抗坏数据干扰能力。     

以激励为导向的配电网分布式电压调节

针对高渗透率可再生能源导致的配电网电压波动及越限问题,提出了基于分布式机组快速电压支撑能力的辐射状配电网分布式电压调节算法。不同于已有采用直接控制方式的分布式电压调节,利用激励信号间接控制分布式机组来实现配电网分布式电压调节。在所提的电压调节问题中,不但考虑了配电网从主网购入有功的成本,同时考虑了电压调节过程中配电网内附加无功的平衡。基于障碍函数法和对偶上升算法,将所提电压调节问题转化为一个可由配电网各节点协同求解的分布式优化问题,并提出了相应的以激励为导向的分布式电压调节框架。在该框架下,配电网运营商根据各节点反馈的出力决策,持续更新并发布节点有功及无功激励信号来协调各节点的出力,从而实现配电网电压的分布式调节。仿真研究证明了该算法在配电网电压陡降和电压突升情形下的有效性。     

基于无监督聚类和频繁子图挖掘的电力通信网缺陷诊断与自动派单

缺陷诊断一直是电力通信领域研究的难点之一。基于人工规则的缺陷诊断已经无法应对告警数据的海量增长。基于有监督学习的智能方法需要大量的标注数据和较长的系统构建时间,且大多面向指标性数据,实现部署缺乏可行性。面向告警数据,提出一种基于无监督聚类和频繁子图挖掘实现告警归并和缺陷模式发现的自学习算法,设计了一个自动化完成缺陷诊断及处置的架构。该架构具有良好的可扩展性和迭代更新能力,并部署于实际缺陷自动派单系统中。通过真实场景数据集进行实验验证,结果显示出良好的性能表现,实现了对缺陷的及时发现及精准派单维护。     

基于调度主站策略的稳控远方 闭锁备自投研究

特高压直流输电系统建设初期,大受端电网需配套部署大型稳控切负荷系统。为保证极端情况下可切负荷量,常采取退出负荷终端站备自投装置或紧急情况下闭锁备自投的方法,将极大地降低相关站点的供电可靠性。本文针对大电网稳控策略下备自投需退出或闭锁问题,通过研究稳控系统和备自投装置特点,提出基于调度主站策略的远方闭锁备自投方案,并研制了基于调度主站能量管理系统(Energy Management System,EMS)的备自投逻辑控制功能模块,实现稳控系统动作后调度主站远方批量闭锁负荷终端站备自投总功能压板,确保电网供电可靠性与安全性协同。通过长沙电网实际电网测试,结果显示该方法能可靠闭锁负荷终端站备自投,响应时间满足要求。     

资源聚合商模式下的分布式电源、储能与柔性负荷联合调度模型

分布式电源、储能、柔性负荷等分布式资源数量众多、布局分散,难以直接被电网调度。资源聚合商可通过内部整合各类分布式资源执行电网调度指令。基于资源聚合商运行模式,建立了结合大容量资源直接调度与小容量资源电价响应间接调度的联合调度模型。在此基础上,以资源聚合商利润最大为优化目标,对大容量资源调度性能差异进行滚动在线评估,设置动态综合调度优先级。针对小容量资源间接调度的不确定性,提出了包含模糊参数的机会调度约束。应用改进的粒子群算法将模糊机会约束清晰化并求解调度模型。基于IEEE33节点配电网络,验证了所提模型和算法的有效性和科学性。