基于间歇性无功扰动的孤岛检测方法研究

分析了孤岛检测对于电网安全的重要性,提出一种间歇性无功扰动孤岛检测方法,应用在三相并网逆变器中。消除了传统的持续无功扰动孤岛检测方法存在孤岛检测盲区的缺点,通过间歇性无功扰动使公共耦合点(PCC)电压频率超出预设阀值,通过高/低频率检测判断孤岛发生。采用Matlab软件进行仿真研究并在基于TMS320x2812 DSP数字控制的并网系统平台上进行验证。实验结果表明:该方法算法简单,易于实现,不影响并网电流波形质量,具有检测速度快,无检测盲区(NDZ)等优点。     

一种考虑发电机同调分群的大电网快速主动解列策略

针对当前主动解列研究中的快速性难题,提出一种考虑发电机同调分群的大电网快速解列策略。该方法在构建大电网图论模型基础上,第一步采用SW(Stoer-Wagner)算法求解发电机动态连接图的最小割,获得发电机分群结果;第二步以最小潮流冲击为目标函数,通过改进的Dinic最大流算法快速搜索最优解列断面。这两个步骤的解列策略,无需对全网进行化简,能够在线获得全局最优解列断面。通过对IEEE 118节点系统和华中电网系统的仿真计算,验证了该方法的正确性、有效性和快速性。     

基于可拓模式识别的孤岛检测研究

孤岛检测是分布式发电系统必备的功能。针对传统的分布式发电孤岛检测的方法存在检测盲区大或对电能质量有影响的缺陷,提出了基于可拓模式识别的被动式孤岛检测方法。方法通过在逆变器侧测得的谐波阻抗进行训练,根据阻抗的分布特征进行模式识别,可以准确检测在逆变器输出功率和负载功率完全匹配下的孤岛效应。最后通过搭建实验平台和matlab离线数据处理,验证了此方法的正确性。     

孤岛模式运行下含潮汐发电和电池储能的微电网可靠性评估

提出了一种孤岛模式运行下的含潮汐发电和电池储能的微电网可靠性评估模型。利用潮汐流速历史数据建立了24个时段潮汐流速分布模型,同时考虑了潮汐流速因季节变化的影响,并结合机组功率输出特性曲线得到机组多状态模型。根据负荷、机组多状态模型和电池储能系统性能参数建立了电池储能系统功率输出模型。在含潮汐发电和电池储能的微电网中应用所提出的模型,评估了其在孤岛运行下的可靠性,验证了模型的有效性。研究表明,电池储能设备性能参数对微电网可靠性影响较大,同时负荷的增长会降低系统可靠性。     

改进的周期主动频移式孤岛检测方法

当在非检测区内电流扰动角和负载相角匹配时,基于周期交替电流扰动法可以有效地检测出孤岛现象。然而该方法存在注入扰动对输出电流的质量影响较大的缺点。结合一种改进的主动频移法,提出改进的周期主动频移式孤岛检测方法。该方法在相邻两个周期以不同的电流扰动方程作为参考电流波形,前一个周期中注入扰动使公共耦合点电压频率向上偏移,后一个周期使频率向下偏移。电网断电后,通过观察相邻周期公共耦合点电压频率差是否连续的正负交替变化来识别孤岛现象。经过理论分析和Matlab仿真验证,该方法可以准确地识别出非检测区内的孤岛效应,同时注入的扰动对输出电能质量影响很小。     

含分布式电源的配电网动态孤岛划分博弈模型

以负荷恢复最大化和配电网电压稳定为基础,提出含DG的配电网动态孤岛划分博弈方法。首先将主动孤岛时间内各个时间段的配电网视为不同博弈者,定义了博弈者的策略集合。其次,设计了负荷恢复量、电网网损和开关动作次数评价指标,建立了博弈者在非合作和合作博弈下的收益函数。然后,提出了动态孤岛划分的博弈求解算法,实现了量子粒子群算法在博弈迭代中的优化流程。最后通过基于IEEE33节点系统两种算例的仿真计算,得出不同主动孤岛时间下的孤岛划分策略。案例分析表明了不同的计划孤岛时间对配电网孤岛划分策略的影响,验证了所提博弈模型在孤岛划分策略优化中的可行性。     

基于能量谱分析的被动式孤岛检测方法

提出了一种新的基于信号能量谱分析ESA(energy spectrum analysis)的孤岛检测方法,并对所提出的检测特征量在孤岛发生前后的变化进行了深入分析,对ESA方法的孤岛检测有效性及抗扰动性进行了仿真及实验验证。实验结果表明,ESA方法在分布式发电单元与本地并联谐振负载间存在功率匹配,传统过/欠电压、过/欠频率方法落入盲区内时仍可有效识别孤岛,检测需时远小于IEEE 1547-2003标准所规定的时间,且不易受系统暂态过程影响;同时,由于没有向系统中加入扰动信号,不会对电能质量产生影响。     

基于SVG功率因数调节的光伏电站集中孤岛检测法

传统的主/被动式孤岛保护法应用于光伏电站孤岛检测时存在孤岛检测死区。文中首先分析孤岛前后电压和频率的变化情况,以及传统主动孤岛检测法应用于光伏电站时的失效机理,提出基于静止无功发生器(SVG)的集中防孤岛保护策略。根据光伏电站集中无功补偿的结构特点,在光伏电站低有功功率输出可能与本地负载功率匹配时,控制SVG输出的无功功率使得功率因数小幅波动,导致光伏电站系统输出的无功功率与本地负载消耗的无功功率不能匹配,以此来集中检测光伏电站的孤岛。理论分析和仿真验证结果证明该方法可以无死区检测孤岛。     

柔性交直流混联电网系统级可靠性评估

直流孤岛方式下,直流送端与交流电网之间没有直接的电气联系,减小了对交流系统的影响,提高了远距离输电的稳定性。与此同时,交直流混联电网可以更大范围均衡潮流,提高可再生能源的接入范围,是未来电网的一个重要发展趋势。然而,目前针对实际电网在交直流混联、直流孤岛方式下的可靠性评估的研究较少,2种方式对交流主网的可靠性影响未知。因此,该文基于多端柔性直流互联装置可靠性模型建立了交直流混联、直流孤岛2种方式下的可靠性评估模型。在此基础上,结合张北地区新能源接入案例,通过定性、定量分析了交直流混联及直流孤岛方式下,张北柔性直流系统接入对北京电网的可靠性影响。算例结果表明,张北柔性直流系统通过交直流混联或直流孤岛方式接入不会影响北京电网的可靠性。     

基于柔性直流输电技术的特高压直流送端孤岛系统黑启动方法

特高压直流输电系统具备输电距离远、输送容量大等优势。随着大型能源基地开发的西移和北移,特高压直流输电送端孤岛问题成为今后部分地区能源基地规划设计面临的重要难题。特高压直流输电系统响应较快而火电机组响应较慢,火电机组启动初始负荷和特高压直流输电系统最小启动功率难以匹配,导致直流系统与火电机组配合启动困难。该文提出了一种依托柔性直流输电技术的特高压直流外送孤岛系统黑启动方法,结合常规直流输电现有设备,构建小型柔性直流输电系统,辅助直流系统和送端电源的孤岛启动,柔性直流系统还可为孤岛系统中的机组和直流调试提供可靠供电。通过在PSCAD/EMTDC中搭建特高压直流输电系统、柔性直流输电系统以及火电机组模型,仿真验证了所提出方法的有效性和可行性。