基于虚拟同步机的风光储一体系统运行控制研究

大容量电池储能的应用能够平抑分布式电源输出功率的波动,提高大规模电网对于分布式电源的消纳性。依据传统同步发电机的旋转惯量、阻尼等特性,提出将"虚拟同步发电机"控制技术运用到储能变流器的控制中,实现系统的调压调频和功率控制。对此,设计了储能系统的运行控制策略,在平抑风光发电输出功率的同时,实现系统在并网、孤岛、再并网运行时的电压、频率控制,最后通过Simulink仿真验证了此控制策略的可行性。     

基于光伏电站的一次调频控制系统设计

光伏电站大规模接入电网系统,其容量占比越来越高,对电网运行带了极大挑战,迫切需要光伏电站呈现一种可调度性.同时,光伏逆变器的快速响应特性为光伏电站具备快速功率调控,支持系统一次调频功能提供了条件.在此提出场站级自动发电控制(AGC)系统与带死区延时的有功-频率下垂控制组成的协调控制技术,实现光伏电站参与电网的一次调频.最后,在陕西某光伏电站进行试验,通过频率扰动、AGC协调试验两种情况验证了一次调频技术的可行性与有效性.     

图像边缘检测算法对变电设备智能组件环境监测

由于变电设备智能组件在复杂高压的环境中运行,易发生火灾等安全事故,因此为了对变电设备智能组件进行安全监测,提出基于自适应阈值小波的图像边缘检测算法对变电设备智能组件发生火灾时进行图像去噪和火灾轮廓特征提取,有效提高火灾报警性能.首先建立多目视觉传感器对变电设备现场进行图像采集,然后对采集的图像首先经过Rgb2gray颜色转换,然后通过融合自适应阈值小波滤波,消除冗余障碍物信息干扰,最后通过改进的边缘检测Boundaries算法对火灾二值图边缘轮廓进行检测.实验表明建立的自适应阈值小波的图像边缘检测算法可以提高火灾图像去噪性能和火灾边缘轮廓检测的效果.     

人工智能技术支撑的集群电动汽车实时优化调度策略

电动汽车(electricvehicle,EV)在近年来得到了广泛的应用与部署,针对入网EV的充放电优化已成为研究热点。然而,传统的基于优化模型的EV优化调度方法在实际应用上面临模型参数难以准确获得和计算压力大的挑战。为了解决该问题,基于K-means聚类算法与长短期记忆神经网络(long short-term memory neural networks,LSTM)提出了一种集群电动汽车实时自动优化调度策略,直接从电动汽车的基础数据和电价生成满足约束的最优充放电计划。该策略基于分布式EV调度架构,由离线模型训练阶段和实时优化调度阶段2部分构成。在离线阶段,首先由K-means算法对海量EV数据聚类,之后用LSTM网络学习不同类型数据下的优化调度模式,建立从EV基础数据到优化决策之间的映射,并针对LSTM的输出设计了策略增强环节提高LSTM的决策性能。在实时阶段,在对EV类型识别的基础上,LSTM网络能够快速生成优化调度方案。仿真结果表明,与传统优化算法相比,所提策略能够在不依赖于用户提供准确的出行时间的情况下,毫秒级地输出近似最优解,适用于规模化EV的实时优化调度。     

用户侧储能安全应用技术

储能技术是我国新能源发展和能源结构转型的重要支撑技术,是我国构建新型电力系统、实现双碳战略的重要组成部分。近年来,电化学储能技术发展迅速,储能电站投运规模大幅增加,储能系统在重要负荷供电保障、新能源消纳、电能质量调节等方面逐渐发挥作用。成熟可靠的安全应用技术是储能系统后期能够大规模推广应用的关键因素之一。电化学储能在发展的同时,其配套的标准体系、关键技术、工程实施经验等也在不断完善。目前用户侧储能安全应用技术还需进一步加强,国家发展和改革委员会多次发布政策文件,将储能的安全摆在首位。近10年来,全球约发生储能电站起火爆炸事件达30余起,特别是2021年4月16日,北京的一座储能电站发生火灾,造成人员伤亡,进一步凸显出用户侧储能安全技术研究的必要性和重要性。     

电网调控系统通信总线调用链监视与分布式追踪方法研究

电网的快速发展和大规模互联电网的形成,使电网特性由区域模式转向全局模式。电网运行和调度控制均呈现数据密集、通信密集和计算密集的特征,从而形成了复杂的网状服务调用关系以及多层次的消息传输流程,给电网运行态势变化预测和运行风险管控带来了新挑战,亟需对通信总线数据交互过程进行有效监视。首先提出了通信总线的全链路监视与分布式追踪技术框架。然后研究了服务调用链监视和消息分布式追踪的关键技术。最后介绍了工程应用情况。该技术的应用为电网调控系统数据传输和交互提供了全面、直观的状态信息,实现了系统隐患及时发现、故障原因精准追溯,增强了新一代调控系统通信总线运行状态监视和风险控制能力。     

基于可行空间并行的安全约束最优潮流

为了提高电网控制决策的实时性,文中将计及预想故障安全约束的经济性优化问题分解为以发电成本最小为目标的基态最优潮流主问题和预想故障安全校核子问题,并提出一种基于可调空间切片并行的分解协调算法进行求解,以避免交替迭代。首先,按不同比例对可调空间进行切片形成多个切片方案,并基于并行计算平台采用原始-对偶内点法对各切片方案进行基态最优潮流主问题求解;然后,对各优化后方式进行预想故障并行安全校核;接着从通过安全校核的切片方案中挑选出发电成本最小的方案;最后,以贵州省某市电网为算例分析验证了所提方法的有效性。     

±500 kV柔性直流换流阀冷却系统方案设计

张北柔性直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流工程.以张北柔性直流±500 kV延庆换流站为研究对象,详细论述了±500 kV柔性直流换流阀冷却系统的工艺流程、主要技术参数和设备特点,介绍了阀冷控制保护系统的结构、与站控接口特性及控制策略等,形成了±500 kV柔性直流换流阀冷却系统的整体方案,对同类工程的方案设计提出了完整的设计思路和方法,为我国柔性直流阀冷却技术发展及工程应用提供了有力支撑.     

负极性直流下基于SF6分解特性的局部放电故障状态评估

为了获取SF_6气体绝缘介质在不同程度负极性直流局部放电(partial discharge,PD)作用下的分解特性,并据此建立直流SF_6气体绝缘设备(gas-insulated equipment,GIE)内部PD故障状态评估方法。论文以直流GIE中最为常见的金属突出物绝缘缺陷为例,研究了缺陷从起始放电发展至临近击穿整个过程的PD特性,提取出能够表征PD发展阶段的7个特征参数,并运用模糊C均值聚类算法将PD故障状态划分为轻微PD、中等PD和严重PD 3个等级;然后,在这3种PD状态下进行了大量的SF_6分解实验,获取了不同PD状态下的SF_6分解特性。研究结果表明:SF_6组分体积分数比值c(CF_4)/c(CO_2)、c(SO_2)/c(SOF_2)和c(SO_2F_2)/c(SOF_2+SO_2)与PD故障状态之间均存在紧密的关联关系;最后,运用模糊综合评价理论建立了基于SF_6组分体积分数比值的PD故障状态评估模型。论文的研究工作可为将来利用SF_6分解特性对直流GIE进行绝缘状态综合评估和故障诊断奠定基础。     

分布式静止同步串联补偿器研究与设计

此处阐述了分布式静止同步串联补偿器(DSSC)的拓扑结构、控制原理及方式,探讨了DSSC的容量设计及DSSC等效电抗运行范围,为DSSC的参数设计提供依据。研究DSSC的控制保护策略,提出一种基于注入电压正交分解的直流电压和潮流解耦控制策略,并进行仿真验证,分析DSSC的保护配置原理,设计一种主动过压保护和装置失电自动旁路相结合的后备保护电路。搭建DSSC样机实验系统,并进行基本功能实验。研究结果表明该设计的合理性和正确性,装置启动退出过程平缓,可实现容、感性补偿输出,可实现主动过电压保护和装置失电自动旁路保护,为装置的工程应用奠定基础。