可信度控制下的相继开断潮流快速计算

电力系统相继开断的分析面临着维数灾和交流潮流计算量大的瓶颈,分布因子法被广泛研究以减少其计算量。但由于分布因子法忽略了非线性因素,误差不但难以控制,并随相继开断不断积累,严重阻碍其实际应用。为了使开断潮流的计算兼具分布因子法的快速性和交流潮流法的精确性,基于摄动获取的二阶灵敏度,提出分布因子法的可信度指标,并据其判断是否需要运行一次交流潮流来消除累积误差。仿真实例表明,该指标能可靠地估计分布因子法的误差,而设计的计算框架则在保证精度的基础上,提升了计算效率。     

弹性电网及其恢复力的基本概念与研究展望

恢复力是系统对扰动事件抵御、适应以及快速恢复的能力。随着全球自然灾害逐渐增多以及反恐意识的增强,构建对极端扰动事件具有恢复力的"弹性电网"已成为各国政府着力发展的国家战略,同时智能电网的快速发展也为弹性电网的研究提供了新的机遇。文中详细介绍了弹性电网及其恢复力的基本概念与各国的研究现状,并从弹性电网需要应对的扰动事件、评估理论、恢复力提升策略等方面入手,详细分析弹性电网及其恢复力研究方向和重点,以及在智能电网框架下构建弹性电网的具体措施。最后对弹性电网研究进行了展望,提出了进一步深入研究的方向。     

大规模风电高压脱网分析及协调预防控制策略

由于受扰系统在故障切除后恢复过程中出现高电压引起风电机组大规模脱网的事故近年来频发,因此基于近年来已发生的大规模风电机群脱网事故,从风电机组故障穿越期间动态无功控制策略和风电场附加无功补偿装置控制特性两个方面分析了受扰后电网发生高电压现象的主要原因,并通过现场测试验证了机组动态无功控制策略对机端电压的影响。在此基础上,提出了避免风电机组高电压脱网的协调预防控制策略,即风电机组在满足高电压穿越要求的前提下根据电压变化参与系统无功调节,风电场附加无功补偿装置根据并网点电压以及场内机组脱网情况实现快速调节和退出。最后,通过仿真验证了协调预防控制策略的有效性。     

计及网络约束的有序用电综合决策方法

有序用电是缓解高峰时期电力不足的重要手段,为此提出了周前有序用电综合决策模型。综合了基于用户负荷形态以及参与意愿的4种错避峰手段,考虑了负荷的网络分布以及线路阻塞,利用改进的直流潮流方法近似考虑了网损,建立了以有序用电错避峰手段补偿成本最小及网损最小为目标的多目标优化模型。通过只考虑高峰时段约束等求解策略缩减求解时间。算例分析表明,本模型可以基于用户负荷特性制定个性化的有序用电方案,通过时间与空间维度的有序用电实现对有限的电力资源的优化配置,在消纳用电缺口的同时降低网损、消除网络阻塞,提高了电网运行的安全性与经济性。     

考虑用户定量需求的优质电力园区DVR优化配置

优质电力园区是针对区域性高品质供电问题的一种有效解决方案,其中定制电力设备配置方案的确定是园区规划建设的重要内容。针对园区中动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的配置问题,提出一种考虑用户短时电压质量定量需求的DVR优化配置策略。基于过程抗扰时间和物理参数变化曲线,将用户对过程运行状态需求映射为短时电压质量需求,实现用户需求量化;以DVR投资最少为目标,满足用户需求为约束,建立DVR优化配置模型,用Tabu搜索算法求解,得到优化配置方案。对典型园区的仿真结果表明,该方法所得配置方案经济、可行,能在满足用户短时电压质量定量需求的同时,保证DVR投资最少。     

交流输电线路附近民房曝露处工频电场计算

电网大规模发展使得输电线路邻近民房不可避免,公众对输电线路工频电场及其效应的关注和投诉已成为不容忽视的问题。在环保管理日益严格的形势下,研究交流输电线路附近民房曝露处工频电场分布规律,为线路设计和环境影响评价提供技术依据。首先用理论公式分析了民房电导率和电容率对工频电场的影响,然后用ANSYS软件建立了交流输电线路邻近民房时的工频电场三维计算的精确模型;在试验线段附近搭建了模拟民房,对其工频电场进行了模拟测试和计算。结果表明在计算交流输电线路附近民房周围的工频电场时,可采用静电场的方法建立模型,近似认为民房为理想导体,民房模型的电位为零;利用有限元方法精确建立交流输电线路附近民房模型进行三维工频电场的计算,与实际测量结果误差较小,可运用于实际工程中。     

适用于全过程动态仿真的光伏电站有功控制模型

随着光伏电站大规模接入电网,电网仿真分析对光伏电站模型准确性提出了更高的要求。光伏电站在有/无调度指令、正常/故障工况下采取不同的有功控制策略,表现出多时间尺度的动态特性。为了研究其动态特性,提出了一种适用于全过程动态仿真的光伏电站有功控制模型。该模型以光照强度/温度的持续波动、调度总站的限功率指令作为输入,通过站级AGC控制模型和逆变器控制模型实现对光伏电站有功功率特性的仿真。该模型在大型电力系统分析软件包的全过程仿真程序(PSD-FDS)中得到了实现,并利用宁夏电网实测数据对光伏电站在不同系统工况下的特性进行了模拟。仿真算例表明,该模型可为光伏电站的并网动态特性研究提供有效的仿真手段。软件包的全过程仿真程序(PSD-FDS)中得到了实现,并利用宁夏电网实测数据对光伏电站在不同系统工况下的特性进行了模拟。仿真算例表明,该模型可为光伏电站的并网动态特性研究提供有效的仿真手段。     

考虑风电场灵活性及出力不确定性的机组组合

大规模并网风电的出力不确定性及反调峰特性给电力系统运行,尤其是机组组合的安全可靠性、经济性带来了严峻的挑战。合理构建风电出力不确定性模型,并将新的优化方法,如随机优化、鲁棒优化等应用到机组组合中已成为当前的研究热点。首先对风电场潜在调节能力进行了探讨,提出了一种新的风电调度模式及相应的机组组合模型。风电场在新的调度模式下将转变为一个"灵活"的参与者,而机组组合模型同时计及了风电场出力的不确定性。然后,以修订后的IEEE 39节点系统为基本算例对所提方法进行了仿真分析,结果表明所提出的方法可有效地提高电力系统运行的整体性能。此外,所提方法还可用于评估系统对风电的接纳能力。     

大型互联区域电网解列后送端电网频率特性及高频切机方案

目前,我国已经形成华北—华中特高压交流联网格局,联网初期有必要研究特高压联络线解列后,2个区域电网的频率稳定性。以华中(含川渝)电网调度数据为基础,通过推导大型互联区域电网频率偏差的解析式,把握了频率变化过程中最高频率和稳态频率特性;在以上工作基础上,再通过构建华中电网的等值单机带负荷模型,研究华中电网高频切机的最佳频段、最少切机量和切机各轮次的较优比例。最终,提出了适合于华中电网的高频切机方案,并验证了其适应性。     

基于混合动力工程机械全功率模糊匹配设计

针对液压工程机械受剧烈变化的负载而导致的高油耗问题,提出了基于混合动力工程机械的两级模糊控制方法。首先根据泵的需求功率与发动机的负荷情况进行第一级模糊判断,给出电机应提供的助力力矩。其次,根据超级电容的能量状况,对泵和电动机助力力矩进行第二级模糊处理,调整助力力矩与泵的批量,从而实现发动机低油耗下的整机功率匹配。随后,在MATLAB与AMESIM中构建混合动力挖掘机这一特定模型,并将这一控制策略应用到所建模型,对比于传统的液压泵控系统,进行仿真,仿真结果表明,不仅能够有效的实现泵,发动机与超级电容之间的能量匹配,而且能够达到较好的整机作业效率与低油耗目标。应用到混合动力挖掘机的整机上进行试验,试验结果表明,具有较强的实用性与节油性。