VSC-HVDC系统中IGBT的开路故障特性分析

为了分析研究IGBT开路失效故障对于两电平柔性直流输电系统(VSC-HVDC)造成的危害,首先建立了单侧电压源换流器的IGBT开路故障仿真模型,分析研究了三相交流电流的畸变特性。然后搭建了柔性直流输电系统的IGBT开路故障仿真模型,理论证明了IGBT开路故障情况下系统交流电流、直流电压、直流电流的波形变化规律,并在此基础上提出了一种基于三相交流电流的IGBT开路故障诊断方法。最后给出了柔性直流输电系统IGBT开路故障的实验结果。仿真实验结果和理论推导均表明:当系统发生单只IGBT开路故障时,送端换流器和受端换流器交流电流都包含直流分量,但相比其他相,故障相的交流电流直流分量幅值最大,同时系统直流侧电压、电流都包含基频波动分量。     

电网宽频广域监测主站构建关键技术研究及应用

电网电力电子化的发展给电网注入大量间谐波、高次谐波信号,宽频振荡风险加剧。该文针对目前宽频信号的采集和测量集中在宽频测量装置本身,调度主站缺乏对电网宽频特性的监测能力、缺乏对电网次/超同步振荡的监测、诊断和分析能力的问题,提出了一种电网调度端宽频广域监测主站构建关键技术体系及架构,建立了监测模型,进行了宽频主站系统软硬件结构和信息交互、可视化展示等架构设计。为电网宽频广域监测主站系统的设计和开发奠定了基础,为“双高”电力系统的调度运行提供技术支撑。     

新能源并网下混合式抽水蓄能电站竞价策略

随着我国西北地区新能源规模不断增长，弃风、弃光问题日益突出，建设具有更大储能容量的混合式抽水蓄能电站是目前最具有实践价值的解决方案，研究其在现货市场中的竞价策略具有重要意义。本文以黄河上游规划建设中的梯级混合式抽水蓄能电站为研究对象，构建了一个Stackelberg博弈模型，通过解决一个双层优化问题来实现其在日前市场中的利润最大化，其中，上层代表电站收入最大化问题，下层包括独立系统运营商面临的出清问题。结果表明，日前市场中，混合式抽水蓄能电站会在高电价时放水发电，低电价时抽水蓄能，电站与新能源通过打捆方式参与市场竞价的收益要高于两者联合但不打捆参与方式，且均高于混合式抽水蓄能电站单独参与市场竞价的收益。     

基于相依关系的新能源功率预测场景生成及调度应用

新能源日前功率预测对指导电网计划编制具有重要意义,但目前预测水平制约了预测结果的充分应用,为此文中提出新能源功率预测的场景生成方法和预测结果纳入调度计划编制的思路。首先,通过对比分析新能源发电功率和预测功率的边缘分布,建立了揭示二者相依结构的Copula模型,并提出了基于相依关系的多预测场景建模方法。随后,通过分析预测偏差对供电平衡的影响,利用多场景下不同时段预测偏差的规律,提出了将预测可信度纳入省级电网调度计划编制的方法。相关成果已经在国家电网公司西北电力调控分中心得到实际应用,在新能源纳入备用的基础上,采取优化常规电源运行方式、合理组织交易互济等措施,2017年增发新能源电量为4.7 TW·h,降低了3%的受阻率,为新能源纳入电网调度计划编制提供了依据。     

基于改进量子遗传算法的梯级水电联合优化方法

我国水电资源丰富,梯级水电协调优化是提升水电运行效益的重要方法。梯级电站在时滞特性、水能转换特性和发电能力特性等方面均为复杂的非线性约束关系,梯级水电协调优化问题在数学上也是一个复杂的非线性规划模型。为此研究了梯级水电协调优化中的非线性约束项,构建了时序协调的梯级水电联合优化模型;并进一步结合模型非线性特点,对传统遗传算法进行改造,提出了适应梯级水电优化的改进量子遗传算法;最后基于我国某流域梯级水电数据构造算例,验证了方法的有效性。     

含虚拟储能的新能源高渗透电网深度调峰备用决策模型

随着西北新能源并网容量的快速增长,新能源消纳需求与反调峰特性的矛盾成为电网运行面临的严峻挑战,但电力运行的逐步市场化也为新能源消纳提供了新途径。基于此提出新能源高渗电网中虚拟储能、深度调峰共同参与备用的市场决策模型。首先,考虑新能源的波动性,构建引入不确定度的新能源备用模型;针对用户侧资源的价格敏感性,构建基于“虚拟储能”的“充放电”能力的备用模型;其次,基于火电机组深度调峰技术确定不同调峰深度的补偿机制,构建火电深度调峰参与备用的模型;最后,以新能源消纳为核心,系统调峰备用成本最小为目标,构建虚拟储能、火电深度调峰共同参与的备用决策模型。算例结果验证了所提决策模型对保证系统调峰备用容量的有效性。     

全清洁能源特高压青豫直流初期打捆外送模式

全清洁能源特高压青豫直流工程顺利投产初期,由于配套电源尚未全部投运,青海水电峰枯季节出力差异较大,新能源出力随机性、间歇性和波动性问题突出,仅依托青海难以满足直流大功率稳定输电要求。在深入分析青豫直流送端青海电网的负荷特性和发电特性的基础上,开展青豫直流外送电力平衡分析,针对存在的峰盈谷缺和汛富枯贫问题,提出发挥西北电网整体合力,实现西北多省份清洁能源打捆外送的模式,在新能源大发、新能源小发、黄河丰水期、黄河枯水期4种场景下开展模拟测算,结果表明,通过清洁能源打捆外送可有效提升特高压青豫直流稳定外送水平。     

基于短路容量量化评估的大规模新能源直流送端电网运行方式优化方法

直流送端电网中需保证一定数量的常规机组提供短路容量以平抑电压波动,而开机容量过大将挤占新能源消纳空间,为电网运行方式优化带来了难题.对此,基于支路潮流法揭示了暂态过电压与直流母线短路容量的关系,推导出保证一定暂态过电压水平的最小母线短路容量的量化算法,提出了利用常规机组短路电流权重指数作为考虑短路容量约束的机组优化组合权重因子,给出了常规机组开机方式与各条直流短路容量需求之间的量化关联关系.基于该方法建立了考虑直流近区短路容量约束的机组组合优化模型,采用机组组合优化算法统筹考虑各种约束,优化机组开机方式,在保证安全稳定运行的基础上实现了新能源最大消纳.最后以西北某省级电网为例验证了所提方法的有效性及优越性.     

新能源汇集直流闭锁故障后无功紧急控制研究

以集中式新能源为主要配套电源的直流发生闭锁故障后,稳控系统集中切除大量新能源,可能导致事故后系统稳态电压越限,严重威胁电网设备安全。分析了事故后系统电压的计算方法,针对现有直流闭锁故障后无功紧急控制的缺失,提出了综合事件与响应驱动的事故后无功紧急控制方法。基于灵敏度技术确定无功控制地点优先级排序与控制措施量,设计了控制系统动作逻辑与整体架构。基于西北实际电网仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

提升新能源送出能力的多类型无功补偿装置优选

新能源送出电网往往面临着潮流变化频繁、电压波动大、动态无功不足等问题.传统的无功补偿装置应用新能源送出场合时需要频繁投切,严重缩短设备使用寿命.因此动态无功补偿装置应用在这类场合有着迫切的需求,但动态无功补偿装置在整体造价、使用寿命、响应速度、过载能力等参数方面均有较大差异,在动态无功补偿装置选择时面临困难.针对上述问题,本文提出了针对相机、静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM)这几类动态无功补偿装置的综合评价指标体系,对指标进行规范化处理,结合新能源送出特性研究不同评价因子的指标权重.以经济性最优为评价体系的目标,最后将该方法应用于实际案例,得到提升了新能源送出能力的动态无功补偿装置的推荐方案.