考虑地理属性的大电网典型输电断面搜索方法研究

针对大电网节点数目多、网架结构复杂、难以在线监控的问题，研究了一种考虑地理属性的典型输电断面搜索方法。以系统中厂站节点的地理属性为基础，划分初始分区，并对各分区的边界节点进一步优化调整；采用基于图论矩阵运算的割集算法搜索电网输电断面，将安全裕度小的输电断面视作典型输电断面并作为电力系统重点监控对象。以某省电网及其局部网架为算例，经过电力系统分析综合程序PSASP大量测试，证明了所提典型输电断面搜索方法的有效性。     

基于电压最大相关熵的分散式风电源规划

分散式风电源对配电网的影响与其接入位置和接入容量密切相关，合理地对分散式风电源进行规划，对配电网的安全经济运行至关重要。建立以电压质量最优和电网运行费用最小为目标的数学模型。针对系统电压会受到噪声干扰的问题，引入最大相关熵作为代价函数，削弱突变点的影响，更好地反映整体电压的情况；对于非线性多目标优化问题，选用一种新型求解算法—文化基因算法进行求解。利用IEEE33节点配电网算例系统和工程算例分别进行仿真实验，结果表明，所建模型和算法是有效的，与传统模型和算法对比是优越的，而且规划结果与实际工程相吻合。     

基于超级电容储能的微型燃气轮机发电系统功率平衡控制

针对传统微型燃气轮机(简称微燃机)发电系统微电网运行时存在的冲击性负载问题,从其工作机理角度分析,发现根源在于微燃机输出功率调节响应较慢。为了弥补微燃机输出瞬时功率的不足,提出了冲击补偿的瞬时功率快速控制方法。通过微燃机发电机组自身功率响应预测进行瞬时补偿功率控制,基于超级电容储能单元的高功率动态响应弥补微燃机输出功率动态响应低的问题,使系统实时处于瞬时功率平衡状态,保证直流母线电压的平稳,增强微燃机发电系统对冲击性负载的适应能力。最后在实验平台上对所提控制策略的正确性和可行性进行了验证。     

数据分辨率影响风电功率预测精度分析

目前对风电功率短时预测的研究主要集中在预测方法上,而缺乏对数据本身特性的探讨。从实测数据出发,呈现3种典型分辨率5 min、10 min、15 min,并结合Elman神经网络算法对超短期(4 h)和短期(24 h)的风力发电机输出功率进行预测分析。结果表明:分辨率为10 min的原始数据对风电输出功率的超短期预测具有更好的结果,15 min分辨率的数据对风电功率的短期预测结果更佳。采用合理分辨率的数据后,能够有效地提高风电功率的预测精度。     

储能型功率补偿系统的控制及其储能元件参数设计

为优化柴油发电机组(diesel generator,DG)的动态输出电能质量,将包含超级电容(super capacitor,SC)的储能型功率补偿系统(storage energy-power compensation system,SE-PCS)与DG相并联共同为负载供电。提出用于SE-PCS的基于e指数函数的动态参考有功功率生成方案。在负载突变时,由SE-PCS按照e指数函数短时输出有功功率以提高DG的动态输出性能。给出了e指数函数的初值、时间常数以及SC容值的设计原则。进一步分析了SC内阻对SC输出电压范围的影响,进而给出了新的保持SC输出电压范围不变的SC容值设计原则,以保持系统的安全可靠运行。相应的仿真结果证明了所提出的方案、控制策略及参数设计原则的正确性和有效性。     

储能型功率补偿系统的无功功率与动态有功功率解耦控制

为降低柴油发电机组的暂态电压与频率波动,并优化其工作效率,以同步旋转坐标系下的发电机数学模型为基础获得了其输出电压和转速的阶跃响应表达式,证明只对其进行无功补偿难以解决输出电压及转速的动态跌落问题.在此基础上提出储能型功率补偿系统与柴油发电机组相并联的联合供电方案,由储能型功率补偿系统提供无功功率和负载动态变化过程的有功功率从而提高系统的动态电能质量.提出了包括无功功率和动态有功功率参考值的产生方法、有功和无功电流闭环解耦控制策略的总体控制方案,给出了相应的仿真和实验结果,结果表明,加入储能型功率补偿系统后,柴油发电机组的功率因数接近1,不输出无功功率,带动阶跃负载时,其输出电压有效值动态跌落远小于5％,动态电能质量得到显著提高.     

输电线路暂态量保护的研究进展

输电线路的暂态量保护原理是继电保护的重要新原理之一,保护装置是有望应用于特高压系统,实现故障的超高速切除．针对课题组近10年的暂态保护研究工作进行了较为全面的总结,介绍了一套面向实用化的暂态量保护总体方案,由高速的主保护（双端纵联的方向保护）、超高速的辅保护（单端的边界保护）和配套元件（用于启动、识别雷电干扰、识别合闸于故障、故障选相等）构成;构建了一套暂态量保护的实验装置,包括一台能够同步采集暂态信号并实时进行保护计算与判断的实验室样机和一台能够输出保护用模拟信号的暂态信号发生器．基于EMTP仿真数据和现场行波实录数据,对装置进行性能测试试验,表明暂态量保护原理算法和实验室样机是可行的、动作速度为2—8ms．同时,探讨了影响暂态量保护实用化的互感器高频暂态信号传变特性问题和输电线路高频载波的干扰问题．     

用傅里叶变换测量介质损耗因数tan δ的软件同步算法

计算分析了当电网频率漂移时,通过传统的离散采样用快速傅里叶变换(FFT)计算电力设备的介质损耗因数tanδ时,由于硬件设计的采样周期不能随电网频率漂移而相应地改变,从而给tanδ测量结果带来严重的计算误差。提出了一种利用采样序列数据修正方法,这种方法通过检测信号的周期确定周期修正量,根据大于或小于0决定是增加或者减少采样周期来解决传统傅里叶计算方法的计算误差问题,文中阐述了算法的实现过程,并介绍了一种适用于实验室和现场的通过阻容变化改变相位角的简单而准确的模拟电路。计算机模拟和实测结果表明,文中提出的算法可很好地解决传统傅里叶方法测量tanδ的精度与稳定性不高的问题,在12位A/D精度、电网频率波动±0.2Hz条件下,数据经过修正计算后tanδ测量误差小于5×10-4,对提高tanδ测量精确度及稳定性有重要作用,可在目前广泛使用的微控制单元(MCU)中很好地实现。     

利用电流行波进行超高压输电线路故障类型识别的研究

通过对超高压输电线路各种类型故障的特征分析，提出了一种综合利用暂态电流行波幅值和极性的故障特征来识别故障类型的新原理，指出零模量和线模量之间的幅值关系不宜被用以构造识别判据。文中还设计出基于小波变换的故障类型识别的实用快速算法，该快速算法能免受TA饱和、系统振荡的影响，提高了以往行波故障选相方案在单相或两相接地故障时的可靠性。大量ATP仿真数据的测试表明：这种故障类型识别的新原理及其算法在线路不同位置、不同过渡电阻、不同初始角等故障情况下都能正确快速地选出故障相。现场实录故障数据也验证了该故障类型识别方法是可行的。     

利用线路暂态行波功率方向的分布式母线保护

为避免电流互感器(TA)暂态饱和问题，提出了一种新型的分布式母线保护：基于小波变换识别各线路的暂态行波功率方向，然后比较所有线路的暂态行波功率方向来判别母线区内外故障。该母线保护可以利用已有的输电线行波方向保护而不需专用的母线保护设备，可以利用小波算法解决分布式结构中的同步问题，因而比常规分布式母线保护更易于实现和节省投资。理论分析和EMTP仿真试验表明：该母线保护动作快速可靠，基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响。