大型核电机组涉网保护与电网安全自动装置的协调控制原则

针对中国目前应用最为广泛的压水堆核电机组,分析了核电机组涉网保护与电网安全运行的相互作用和影响,提出了核电机组涉网保护与电网安全自动装置的协调控制原则。在全过程动态仿真程序已有的压水堆核电机组模型基础上,研究了电网电压、频率扰动引起的核电机组和电网的动态特性,着重分析了超速保护、过励限制和保护、频率异常保护、主泵保护等涉网保护和电网高频切机、低频减载等安全自动装置的动作特性、相互影响及其协调关系。结合实际电网算例,验证了相应的协调配合原则,为核电厂及其所接入电网参数整定、定值优化及协调控制等提供了参考。     

基于加窗离散傅里叶算法的谐波分析初始相位敏感性研究

分析了初始相位敏感性产生的根源及影响初始相位敏感性大小的因素,并提出减小初始相位敏感性的方法以提高加窗离散傅里叶变换(DFT)算法的稳定性。理论分析和数值结果表明:初始相位的随机性会引入谐波幅值计算误差,但并不是所有的加窗DFT算法谐波分析都需要考虑相位敏感性;频率偏差一定条件下,初始相位敏感性大小由窗函数的旁瓣峰值电平决定,旁瓣峰值电平越低,初始相位敏感性越小,旁瓣峰值电平-58dB可以作为衡量窗函数是否需要考虑初始相位敏感性的参考值。实际工程中,可以通过增加采样长度的方法减小初始相位敏感性的影响。     

基于正交优选粒子群算法的双馈风电系统控制器参数优化整定

基于双馈感应发电机(DFIG)风力发电系统的控制系统对风力发电系统的动态特性具有重要的影响,设置合理的控制器参数对提高风力发电系统的整体外特性具有重要的作用。文中首先应用正交优选法确定了系统不同性能指标间的权重关系;其次应用正交优选趋势法,分析了每一个控制器参数对DFIG系统性能指标的影响趋势及灵敏性关系;然后基于正交优选法和正交优选趋势法,提出基于正交优选的粒子群优化算法,对控制器参数同时进行优化整定。该方法具有优化方向明确、收敛快等特点,解决了多输入多输出复杂控制系统参数优化的问题。动态仿真验证了所述参数优化方法的有效性,经过参数优化后,DFIG发电系统的动态性能得到了提高。     

风电机组驱动系统参数辨识

提出了风速激励下的定速风电机组驱动系统参数辨识方法。首先以含定速风电机组的单机无穷大系统为例,仿真了风速激励风电机组的受扰轨线,表明由于感应发电机电气部分动态较快,因此在辨识驱动系统模型参数时,可将电气部分用准稳态模型近似,以降低模型的阶数以及参数辨识的个数。进一步采用轨迹灵敏度方法,分析了驱动系统模型参数的可辨识性。基于粒子群优化算法进行了参数辨识,结果验证了该定速风电机组驱动系统参数辨识方法的可行性。     

基于功角测量的同步发电机参数辨识频域法

功角测量为同步发电机参数辨识提供了方便。文中介绍了功角可测时在线频率响应（OLFR）辨识方法的原理，重点分析了OLFR方法的可辨识性，指出采用OLFR方法可以惟一辨识 q轴所有参数和d轴的电抗参数。将OLFR方法与时域辨识方法进行了比较，结果表明:对于 q轴稳态电抗，2种方法都具有很高的精度;对于q轴瞬态参数，OLFR方法辨识效果优于时域辨识;而对于 d轴稳态电抗，采用时域辨识方法得到的参数精度高于OLFR方法。     

电力负荷特性在线测辨——硬件、软件及功能

文献［1］中提出了负荷特性在线测辨的新方法，文献［2］中给出了各种动态模型之间的转换关系及由动态模型获取静态模型的公式，本文介绍了电力负荷特性在线测辨装置的硬件、软件及功能，数据采集应用了直接交流采样的处理方法。试验表明该装置性能良好。     

负荷功率模型的最优特征选择研究

负荷功率呈现时空多样的变化特性,其影响因素众多,构建负荷功率模型的关键之一是确定模型的输入特征量。文中着重研究短期负荷功率模型的特征选择,旨在从历史负荷、气象、日期等众多特征中选出最优特征集。首先,采用最大信息系数、基于支持向量机的递归特征消除法和随机森林3种不同特征选择方法分别对输入特征集进行选择;然后,根据对比分析结果提出基于遗传算法的最优特征集搜索策略,选定XGBoost预测模型的误差指标作为适应性函数进行迭代优化搜索;最终,确定负荷功率模型的最优特征输入集。采用某地区220 kV变电站母线负荷数据进行算例分析,对比各方法所选特征集作为功率模型输入得到的负荷预测效果,验证了文中方法的有效性和准确性。     

基于变点探测的功率振荡数据挖掘

针对当前功率小幅振荡数据挖掘的不足,引入了变点探测方法判断系统是否发生振荡、主要参与机组以及振荡何时进入平稳阶段,从而提出了一种新的大电网功率振荡特征挖掘方法。该方法通过在海量广域测量系统(WAMS)数据中挖掘电网振荡信息,根据变点探测方法获取的极值特性区分弱阻尼的低频振荡以及强阻尼快速衰减过程,并在弱阻尼振荡情况下确定Prony分析时间窗的起点,从而获取更为准确的振荡模式和强相关机组信息。通过新英格兰10机39节点系统仿真和河南电网WAMS实测振荡数据挖掘验证了所提方法的有效性,结果表明该方法能够从海量数据中有效挖掘大电网振荡特征,并准确识别系统模式信息。     

新背景下电力系统的建模思路

电力电子技术已广泛应用于现代电力系统发电、输电、用电各个方面;与此同时,电网在不断扩张并大规模消纳风电、光电、水电等新能源,电力系统中的随机性日益明显。在这种新的背景下,对电力系统的研究需要有新的模型。分析了电力系统电力电子化、随机性和智能化新背景;讨论了在这种新背景下电力系统建模的新需求,即破解电力系统建模"准"、"大"、"变"的难题;提出了总体等效建模、在线分布建模和时频混合建模等电力系统建模新思路。     

电力系统的广义强迫振荡

随着新能源发电和新型负荷的并网接入,随机激励对电力系统的影响日渐突出,且电力系统中振荡现象时有发生,但由于不明原因而难以抑制。从频域的角度,发现了电力系统在随机激励下的广义强迫振荡现象,分析了广义强迫振荡产生机理。提出的广义强迫振荡理论指出：如果输入随机激励功率谱频段能够覆盖电力系统中某些较弱阻尼模式频率,就有可能引发较大的强迫振荡,振荡中包含这些较弱阻尼模式频率分量。采用电流注入法,在新英格兰10机39节点系统进行了计算分析,结果验证了广义强迫振荡理论的正确性。所提广义强迫振荡理论是对传统狭义强迫振荡理论的突破。