一种适用于大区互联电网的负荷模型参数拟合方法

摘要： 电力负荷模型是电力系统分析计算的基础,模型参数的准确性关系到电力系统的安全稳定分析结果的可靠性。基于现代大区互联电网规模过于庞大、传统建模方法用于实际工作时仍存在很多问题,提出了一种针对大区互联电网的负荷模型参数的拟合方法。统计大电网内的负荷特性,根据以往的工程经验或负荷手册的推荐参数初步估计其负荷参数。将大电网按照管理和结构特征,划分为若干较小区域,调节每个小区域中负荷模型的某些重点参数并进行仿真计算,得到重点参数对全网仿真结论影响的灵敏度。根据实际电网的录波场景,分区调节负荷的重点参数,使得最终的仿真拟合效果满足一定的精度要求,得到适用的负荷模型参数。采用实际的电网扰动场景验证了该方法的正确性与实用性。     

基于斐波那契树辨识算法的区域电网调速系统参数辨识

当前电网中单通道输送功率占比较高,电网出现大功率扰动的概率增大,频率稳定问题重新引起人们的关注。针对目前电力系统频率特性仿真准确度不足的问题,引入具有全局和局部交替寻优特点的斐波那契树优化算法,用于区域电网调速系统参数整体辨识。通过限制树的结构深度、调整全局搜索策略等调整,提高全局寻优能力和收敛速度,使算法适用于参数辨识工作,形成斐波那契树辨识算法。基于实测频率响应曲线,运用该算法对区域电网原动机及调速系统参数进行整体辨识,并进行了多算法对比分析。仿真结果表明,斐波那契树辨识算法应用于此领域具有较好的适用性与优越性。     

一种新的黑启动子系统恢复路径模型及算法

黑启动分区方案确定后,快速恢复各分区机组的供电是黑启动系统进行网络重构和负荷恢复的基础。该文针对如何构建安全可靠的黑启动恢复网络问题,提出基于线路无功及操作时间的无功时间矩概念,其可同时考虑线路的空载无功容量及线路的合闸时间;建立了基于无功时间矩最小和有功负荷恢复最多的黑启动网络优化数学模型,并通过引入选中线路为变量,将对数学模型的求解变为0-1整数规划问题;利用Hopfield神经网络构造了一种能够考虑各种网络约束条件的能量函数,求解该能量函数便可快速确定最优启动路径。选用IEEE—10机39节点系统对路径搜索算法进行验证,结果表明,该文所提算法的求解过程简单,可较好地满足黑启动路径方案的可靠性及恢复时间的要求。     

中长期负荷预测中一种改进的人工神经网络方法

给出了中长期负荷预测中一种改进的人工神经网络方法，着重考虑了历史年份的经济产值及负荷值等相关量与目标年负荷值的关系，在此基础上建立了电力系统中长期负荷预测的人工神经网络模型，并且使用改进的BP算法有效地实现了由这些历史相关量到预测目标年负荷的复杂映射。实例结果表明了该方法的准确性和实用性。     

含SVG的新能源多馈入系统振荡分析和广义短路比计算

弱电网中静止无功发生器(SVG)与新能源设备交互作用明显,如何分析含SVG的新能源多馈入系统的振荡特征是个难题.为此,建立了SVG和新能源联合运行且网络结构保持的系统动态模型,提出了考虑SVG影响的新能源多馈入系统广义短路比计算方法,并用于判断系统是否稳定以及量化系统稳定裕度.首先,推导了网络结构保持的模型的系统传递函数矩阵和特征方程;然后,基于模态摄动理论构造了可近似多馈入系统主导特性的等效同构多馈入系统,并严格论证广义短路比可用于分析含SVG的新能源多馈入系统的振荡稳定裕度;最后,给出了考虑SVG影响的新能源多馈入系统广义短路比及其临界值计算方法,以及电网强度和系统振荡稳定裕度的量化方法.仿真算例说明了所提分析和计算方法的有效性.     

直流闭锁故障下风电并网功率和直流输送功率的耦合关系分析

中国一次能源和负荷成逆向分布,新能源基地集群通过特高压直流群外送,新能源高占比电网中风电和直流耦合关系复杂。首先,建立电网分析模型,研究风电和直流在电网频率、电压方面的耦合关系。其次,根据最大频率偏差耐受能力,计算风电和直流在频率方面的耦合关系。再次,根据直流闭锁故障后风电暂态过电压总脱网量约束,推导风电并网点的暂态压升,计算暂态压升和脱网量的关系,得到直流和风电在暂态过电压方面的耦合关系。理论计算结果表明：风电和直流呈负相关性。根据2020年西北电网青豫直流和近区风电并网功率的仿真结果,验证了理论推导的正确性。     

高压直流输电配套稳控系统可靠性分析及对策

针对直流稳控系统与直流控制保护系统之间的接口和规约、直流换流器故障判据、直流故障后功率损失量计算方面存在的潜在风险,提出了提高可靠性的对策,对于高压直流输电配套稳控系统的设计、研发和实施具有重要的借鉴意义。     

提高弱送端电网暂态电压稳定水平的调相机优化配置研究

新能源接入比例的不断提高导致送端电网的电压支撑能力下降,在常规电源小开机方式下易出现暂态电压稳定问题。以西北电网为例,揭示了典型新能源汇集送端电网暂态电压稳定问题,分析了调相机的优势和不同地点配置调相机对事故后电网暂态电压的影响效果。进一步结合预防与紧急控制,通过协调优化事故前调相机配置地点、容量和事故后的紧急控制,以系统安全性为约束,以控制代价最小为目标,提出了一种针对送端电压支撑薄弱电网的调相机优化配置方法。最后,通过实际典型电网进行了有效性验证。     

适应主导薄弱断面迁移的暂态稳定控制

为适应电网大扰动冲击下,表征机群主导失稳模式的主导薄弱断面动态迁移之复杂场景,需要制定相应暂态稳定控制策略。在薄弱断面关键支路识别方法,以及关键受扰轨迹几何特征判稳方法的基础上,针对大扰动冲击下主导薄弱断面迁移的复杂扰动场景,提出了以交流支路实时受扰电气量为信息源的暂态稳定控制策略,可有效降低系统失稳风险。大容量长距离交直流混联输电系统仿真结果,验证了控制策略的有效性。     

大规模风电直流送出系统过电压抑制措施及控制方案优化研究

大规模风电特高压直流集中外送系统中,直流故障时由于扰动大且风电机组抗电压扰动能力差,暂态过电压问题突出,导致直流功率和新能源功率形成互相制约的矛盾关系,严重影响大规模风电特高压直流外送系统安全稳定运行和近区新能源消纳。为解决上述问题,提升大规模直流送出系统稳定水平及新能源消纳能力,分析了大规模风电直流送出系统电网暂态压升机理及影响过电压水平的因素,根据影响过电压水平的关键因素,提出利用风机过压保护差异性,允许部分风机高压保护动作脱网,利用直流FLC(Frequency limit control)功能及联切风电场电容器阻断大规模新能源连锁故障、优化风电机组无功控制特性等多项组合措施以降低过电压的思路。根据上述思路,以祁韶直流风电送出系统为研究对象,制定了直流近区新能源优化控制方案,仿真计算结果证明了文中所提思路的有效性。文中成果已经在祁韶直流运行控制中得到实际应用,有效提升了新能源消纳能力和系统稳定水平。