补偿电网阻尼率及脱谐度的研究

本文从中性点位移电压、三相电压不平衡度以及残流的有功分量、无功分量等方面,分析了阻尼率和脱谐度对补偿电网运行特性的影响,给出了合理配置阻尼率和脱谐度的公式,认为采用非线性电阻将增大残流的有功分量,不利于电弧的熄灭;在保证残流小于规程允许范围内的前提下,适当增大脱谐度,可改善三相电压不平衡度,有利于补偿电网的运行。     

能量约束下电力电子并网装备的最优频率控制

大规模新能源并网导致现代电力系统的旋转惯量相对减少,频率动态特性变差。为支撑系统频率,通常要求新能源发电装备具备一定的惯量模拟或一次调频等附加控制功能,但目前在新能源的最优频率支撑方面研究较少。文中以最优控制为切入点,初步探讨了当参与调频的新能源存在能量约束时,作为并网接口的电力电子装备的最优功率支撑轨迹以及近似的最优控制结构。首先,从理论上推导并给出了多机系统的频率共模分量。该共模分量主导了电网的频率跌落特性。然后,基于高斯伪谱法研究了能量约束下电力电子装备在系统频率跌落时的最优支撑轨迹。最后,探索了电力电子并网装备支撑电网频率的最优反馈控制结构,指出虚拟惯量控制加下垂控制近似于最优的控制结构,且在可调用的能量较小时单独使用虚拟惯量控制优于下垂控制。仿真验证了理论分析和所讨论的频率最优控制结构的合理性。     

水电富集地区水、火电运行特性及有功功率协调控制——（一）不同调节性能机组之间的协调策略

异步联网方式下的中国西南电网转动惯量显著减小,频率调节特性发生深刻变化,对自动发电控制（AGC）的动态品质要求更高。首先,利用离散傅里叶变换分析了区域控制偏差（ACE）的频域特性。然后,结合中国西南电网高比例水电、大规模外送的显著特征,分析了有功功率控制面临的新问题,建立了维持省级电网控制区有功功率平衡和电网频率稳定性的数学模型。提出了基于2层数字低通滤波的水、火电机组有功功率调节量分离算法,时间维度上实现不同响应时间和跟踪周期的水、火电机组互补协调控制。进而,通过考虑电网频率、ACE以及送出断面功率控制要求,空间维度上动态调整不同地理位置机组群的调用顺序和有功功率调节范围。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序（PSD-FDS）验证了所提方法的有效性。     

面向调度决策的智能机器调度员研制与应用EI北大核心CSCD

随着电网运行方式时变性和复杂性日益增强,传统基于人工离线规则的调度决策机制难以为继,成为国内外复杂电网运行迫切需要解决的问题。基于人工智能、立足现有调度机制,研究面向调度决策的智能机器调度员(automatic operator,AO)关键技术及应用。在总结10余年研究的基础上,提出了电网调度运行“邻域知识”模型,构建了AO体系架构,提出了知识自动发现、管理和在线应用的技术路线,研发了复杂电网AO系统,并在多个省级电网调控中心在线投运。AO将“专家智能”离线制定粗放运行规则的模式,变革为“人工智能”在线发现精细运行规则的模式,推动调度决策从“自动化”到“智能化”的跨越。最后,指出了尚待研究的问题。     

同步调相机增强电力系统惯性和改善频率响应的研究与应用

随着新能源和高压直流输电等非同步电源的增多,电网同步惯量降低,进而带来电力系统频率特性的显著变化。同步调相机作为同步机具备惯性响应,可为系统提供短时频率支撑。文中首先介绍了同步调相机惯性响应原理及与同步发电机的相互作用。然后,以同步调相机的惯性响应应用为切入点,梳理了国外电网在改善电网惯性响应和频率特性方面所做的工作,包括电网同步惯性水平、提高同步惯量的措施、同步惯性对同步电网频率响应的影响等方面。最后,结合国外电网研究经验,分析了华东电网是否有必要应用同步调相机增强电力系统频率支撑,并提出了相关建议。     

基于结构相似度与平方误差的新能源场站送出线路纵联保护综合判据EI北大核心CSCD

电力电子装置在新能源电力系统中的广泛应用,改变了传统电力系统的故障特性,使得传统保护动作性能下降、甚至存在误动和拒动风险,从而给电网的安全稳定运行带来挑战。在分析新能源送出线路两侧故障波形差异的基础上,提出了基于结构相似度与平方误差的纵联保护综合判据。该方法首先利用小波变换实时提取两侧电流中各频段的信息,通过结构相似度与平方误差综合判据识别区内、外故障。将所提综合判据固化在保护装置中,通过硬件在环动模仿真实验验证了所提原理的有效性:所提方法可解决新能源接入后差动保护动作性能下降问题,适应不同类型新能源场站,具有耐受过度电阻能力,与现有基于新能源暂态电流特征的保护相比,在新能源电源弱出力以及重合于永久性故障时动作性能更好。现场录波数据也验证了所提方法的有效性。     

组合空气间隙交流击穿电压计算方法研究

典型空气间隙的击穿电压特性是外绝缘设计的重要依据,为研究电位悬浮体对空气间隙击穿电压的影响,文中以简化的组合间隙放电模型为研究对象,实验研究了悬浮导体长度和高压电极形状对组合空气间隙击穿电压的影响特性和变化曲线。基于实验数据和观测到的放电现象,文中在考虑子间隙的击穿顺序和流注通道压降的基础上,建立了组合间隙击穿电压的计算模型。利用该模型对含有电位悬浮导体的组合间隙击穿电压进行了计算,结果表明,文中提出的计算模型得到的击穿电压计算值和实验数据相比,相对误差小于5%,说明该方法对于计算含有电位悬浮导体的组合空气间隙击穿电压具有一定的适用性。     

应用柔性直流输电技术提升大电网弱交流断面输电能力探讨*

交流电网远距离输电存在的功角、电压稳定性问题制约了交流断面输电能力,因此探讨利用柔性直流输电与现有交流输电并列运行实现电力输送,并结合具体电网分析了输电能力。研究结果表明,柔性直流输电可大幅提升原有交流断面的输电能力,未来随着柔性直流输电成本降低,在提升大电网弱交流断面输电能力方面具有广泛的应用前景。     

状态估计研究模式设计及应用

由于实际电力系统运行工况复杂,状态估计无法避免出现不收敛的情况,反演时难以再现断面结果,在对量测方式和参数进行调整时会造成合格率指标波动,同时也会影响实时网络分析应用系统的稳定运行。分析现有状态估计运行中存在的问题及应用需求,设计实现了状态估计研究模式分析平台。首先,通过断面管理和读取功能保存状态估计计算所需的全部信息;然后,通过研究模式反演,实现断面读取、分析调试计算;最后,通过分析对比功能,为参数和量测调整提供指标参考。上述工作使得状态估计计算结果完整再现,并且分析过程独立于实时状态估计因而不影响实时合格率,自动化专业人员可以依据分析对比功能提供的指标对量测和参数问题有目标地进行分析。通过华北分中心的实际使用,证明平台功能可满足专业人员对状态估计的分析调试需求。     

超高压电网反时限零序过流保护简化整定方法

随着国内超高压电网中传统四段式定时限零序电流保护的整定配合越来越困难,反时限零序过流保护作为后备保护逐渐得到应用。但目前其定值整定多依赖工程经验,缺乏理论支撑,给实际应用带来诸多限制。为此,首先结合超高压电网变电站装设接地变压器的结构特点,分析了零序网络电流的自然差异分布特性,给出了简化整定的理论基础。然后提出采用全网统一定值整定原则的反时限零序过流保护简化整定方法。最后通过理论分析说明了简化整定后仍可保证选择性与灵敏性。利用国内某区域电网500 kV局部输电网算例进行计算,其结果证明了所提简化整定方法有效且合理。