基于两级需求响应的并网微电网双层优化调度

为提高清洁能源利用率、改善可控微源出力的平稳性,提出包含微网层和需求响应层的微网系统双层调度优化模型。需求响应层采用源荷互动方式对负荷曲线进行优化,微网层基于实时电价最小化综合运行成本。需求侧优化分为两级,第1级依据清洁能源预测出力和需求侧预测负荷同时对清洁能源出力和需求侧负荷的时序进行调整,使两者具有相似的变化趋势。第2级则以调度部门拟定的期望供给曲线对需求侧负荷进一步调整,以提高可控微源出力的平稳性。最后,运用基于模拟退火的改进遗传算法对模型进行求解验证。     

基于事件驱动的西北电网紧急备用支援技术

随着区域电网送受电规模的逐年增加,直流大功率缺失故障严重影响了电网频率稳定和输电安全。结合西北电网多直流、大送端的特点,从控制模式、考核机制和运行方式方面,分析了动态区域控制偏差(area control error,ACE)在西北电网应用的适应性问题;提出了西北电网紧急备用支援的系统架构,以扰动事件为驱动主体,自动执行备用共享组内的联络线计划修正;提出了基于扰动事件的功率损失容量计算方法,通过对扰动事件分类分析建立逻辑矩阵,便于从复杂的设备扰动中识别出故障信息;提出了考虑安全约束的备用支援分摊策略,以省级电网中间层模型参与分摊容量计算和关键断面校验,满足广义联络线与断面安全的运行控制要求。最后,结合实例验证了该系统的有效性,在大功率缺失故障下能够充分发挥区域电网备用优势,提升电网的安全稳定运行水平。     

光伏虚拟同步发电机工程应用效果分析及优化

对模拟转子运动方程和改变功率给定值两类光伏虚拟同步发电机调频控制策略和实现方式进行分析,对比研究了两类控制策略在调频启动时间、振荡风险、功率支撑方式、惯量响应死区等方面的差异。基于风光储电站虚拟同步发电机示范工程现场实测数据,研究了两类光伏虚拟同步发电机控制策略的实际支撑效果与差异化特征。针对现场实测中发现的两个性能缺陷,提出了功率深度利用和光储协调优化控制策略,借助RT-LAB硬件在环仿真平台验证了所提控制策略的有效性。     

基于RTDS与QualNet的电网和通信网半实物联合仿真系统

在智能电网和能源互联网中,通信的中断、延时和误码等因素会对电网安全稳定造成影响,因此有必要研究通信系统和电力系统的交互作用,而半实物仿真技术是研究其交互影响的有效手段。在对支撑电网稳控业务的同步数字体系(SDH)通信网络的特点和动态特性分析的基础上,提出了基于实时数字仿真器(RTDS)与QualNet的电网和通信网半实物联合仿真系统的整体框架,并开发了可以实现电力二次控制设备和通信SDH设备实物接入的电网和通信网半实物联合仿真系统,用于研究通信对电网稳控系统的影响。最后,对联合仿真系统的固有延时进行了测试,证明了其可靠性,并以华东频率协控系统闭环仿真为算例,利用该联合仿真系统验证了通信通道误码率增大对稳定控制装置功能和控制效果的影响。     

强阻尼电压源型虚拟同步发电机大扰动功角稳定性分析

虚拟同步发电机与传统同步发电机具有相似的外特性,在大扰动下,虚拟同步发电机也具有与传统同步发电机相似的失稳机理。但是,与传统同步发电机相比,虚拟同步发电机逆变器会受到电流限幅的影响,功角曲线与传统同步发电机不同;同时虚拟同步发电机阻尼系数比同步发电机大得多,无法简单判断虚拟同步发电机的功角稳定性。因此,以虚拟同步发电机—无穷大系统为例,首先,介绍虚拟功角由饱和曲线向非饱和曲线的转变,分析虚拟同步发电机强阻尼系数的特性。然后,指出受扰后虚拟同步发电机系统动态响应的强时变特性,给出虚拟同步发电机大扰动功角稳定性的判断方法。最后,基于PSCAD仿真验证了所提方法的合理性。     

关于能源转型分析的评述：(二)不确定性及其应对

不确定性因素,尤其是行为的不确定性,给能源转型研究带来极大挑战。从随机性和模糊性两个方面讨论其主客观本质;从模型与参数、工况、扰动(故障)、观点、行为等方面分析能源转型分析中不确定性因素的来源;按对不确定性因素的认知程度对其分类;归纳能源转型不确定性分析方法的现状;针对不确定性因素数量多、差异大的特点,提出了融合多种不同方法以兼顾计算量与准确性的综合分析框架。     

容量受限下电动汽车充电策略优化及应急备用能力分析

出行目的地充电覆盖的全面性、服务的及时快捷性及经济性是影响家庭乘用车电动化进程的要素之一,而居民区的充电设施建设和运营是其中的关键一环。因配电网容量限制等原因,居民区充电设施的发展落后于其他充电形式。有必要从居民区实际配用电条件出发,在精细化仿真纯电动汽车(BEV)充电过程基础上,讨论潜在的技术、市场手段对BEV充电过程的影响,并量化分析其作用和价值。在定义BEV充电合约模型基础上,开展了上述分析,给出基于最优价值网络的充/放电策略的优化求解方法,并通过算例验证了算法的有效性。仿真结果表明,在容量受限的条件下,相对于现有BEV的无序充电,集中管理的有序充/放电通过内部提效,能够显著扩大典型居民区内的充电服务容量,并提高BEV作为应急备用的并网容量互动能力,增加充电运营商的营收途径和综合效益。     

电动汽车参与运行备用的能力评估及其仿真分析

电动汽车(EV)作为未来电力系统一种潜在且容量可观的运行备用资源,其调控必须以满足用户出行与充(放)电意愿为前提,因此对电动汽车备用能力的评估需置于合理的、计及用户响应意愿的市场机制下来考察。首先设计出兼顾系统调控需求与用户出行需求的充(放)电合约机制,提出了EV短时备用能力计算方法和响应电价变化的有序充/放电策略。基于上述模型或方法,实例分析了典型EV单体及集群在不同充电策略下,向电网提供多种可调控备用容/电量产品的能力。同时进一步分析了备用容量价格、备用市场设计等因素对EV可申报备用容量的影响。     

安全稳定控制系统全程控制时间及其构成

安全稳定控制系统(简称"稳控系统")在故障发生后按照事先设计的逻辑和时间可靠动作是电网严重故障下安全稳定运行的重要保障。针对当前稳控系统"整组动作时间"难以反映从故障发生至控制措施执行到位完整时段进而难以准确用于指导系统仿真和分析的问题,详细分析了稳控系统从故障检测识别到控制动作出口所经历的过程、涉及的环节以及每个环节所需延时,为稳控系统时间性能的改进提供了合理依据,提出了新的稳控系统"全程控制时间"的概念。随着设防故障复杂化及稳控系统大型化,稳控系统的全程控制时间难以控制在传统的保守计时300ms内,建议从全程控制时间的完整时段挖掘潜力,从电网安全运行角度提升产品的时间性能。     

抑制直流连续换相失败的调相机紧急控制

多直流馈入受端电网的换相失败是威胁系统安全的重要问题,为增强系统的动态无功支撑能力,降低直流换相失败概率,国家电网有限公司将在全网部分直流换流站内配置一定数量的调相机。文中首先分析了调相机投运对电网直流换相失败特性的影响,针对常规调相机控制方式在抑制直流连续换相失败方面的不足,分析了调相机紧急控制对抑制直流连续换相失败的效果。根据实际电网中直流连续换相失败特点及控制要求,设计了预防直流连续换相失败的调相机紧急控制系统架构,并提出了调相机紧急控制的实现方法,基于实际电网仿真验证了所提控制架构和方法的有效性。