基于虚拟同步机的风光储一体系统运行控制研究

大容量电池储能的应用能够平抑分布式电源输出功率的波动,提高大规模电网对于分布式电源的消纳性。依据传统同步发电机的旋转惯量、阻尼等特性,提出将"虚拟同步发电机"控制技术运用到储能变流器的控制中,实现系统的调压调频和功率控制。对此,设计了储能系统的运行控制策略,在平抑风光发电输出功率的同时,实现系统在并网、孤岛、再并网运行时的电压、频率控制,最后通过Simulink仿真验证了此控制策略的可行性。  

储能式有轨电车的新型充电系统研究

储能式有轨电车以其无需架设外部供电网、零尾气排放等优点备受关注,其储能单元由充电速度快、效率高的超级电容组成,其快速储能技术在短时大功率应用中有较好的技术经济性,非常适用于有轨电车储能。提出了一种有轨电车新型充电系统,给出了主电路拓扑并分析其工作原理,研究了系统控制策略并设计软硬件电路,研制了样机。实验结果表明,该供电方式具有功率因数可控、谐波含量低、输出电压稳定性好、输出电流纹波小等优点,避免了对电网的污染,具有极高的推广应用价值。  

基于有轨电车充电装置的三电平直流变换器

介绍了一种应用于超级电容有轨电车充电装置的三电平双向直流变换器,可降低开关管电压应力,改善装置的动态特性,优化装置设计。详细分析了三电平双向直流变换器的工作原理,研究了相应的控制策略。在Matlab/Simulink平台上搭建仿真模型,实现了对输出充放电电流的控制,验证了三电平双向直流变换器拓扑的优点,并通过样机实验表明了该变换器及其控制的合理性和有效性。  

用于能源路由器低压侧的双向AC/DC转换器

能源互联网正成为全球能源领域的研究热点,并被认为是第三次工业革命的主要技术形式。作为能源互联网的核心部分,能源路由器担负着主干网与各种可再生能源之间接口适配的重任。在此研究一种适用于能源路由器中低压侧功率传输的双向AC/DC变换架构。首先,介绍了这种双向AC/DC转换器的拓扑结构和工作模态。然后,探讨使用数字化的单周期控制算法对转换器进行控制。在此基础上,比较分析了使用不同功率器件组合时,转换器的效率表现。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性、有效性。  

特高压互联电网一体化监视和故障协同处置方案及应用

随着特高压交直流电网的快速发展,电网送受端、交直流、调度机构上下级间的联系日趋紧密,局部故障波及全网的风险日益增大,调度实时运行控制的难度显著增加。在此背景下,分析了特高压交直流电网实时运行控制面临的挑战及需求,梳理出以往调度控制系统在支撑特高压电网运行控制方面存在的问题及不足。在此基础上,首先设计并提出特高压互联电网一体化运行监视和故障协同处置应用功能建设的总体目标、整体框架和主要模块;然后,从特高压电网运行状态同景监视、跨区故障协同诊断、多级调度故障预案联合执行、故障信息整合和多屏联动展示、源网荷优化协调、省地负荷协同控制等方面,对其关键技术进行了分析和论证;接着,结合在特高压送受端相关调控中心的工程实践,对其实际应用效果进行了介绍;最后,讨论了特高压电网调度控制领域未来可能的发展方向和关键技术。  

基于关联特性矩阵的电网信息物理系统耦合建模方法

电网信息物理系统(电网CPS)中信息层和物理层的紧密耦合,使得信息或物理的失效都会对电网CPS的正常运行造成影响。文中提出了一种基于关联特性矩阵的电网CPS建模方法,对电力系统控制应用中信息流与能量流的复杂耦合关系和交互机理进行梳理与建模。该方法首先对实际电网CPS逻辑进行梳理与抽象,得到电网CPS基本分析单元;然后,采用多元组定量描述信息节点、二次设备节点和通信节点的外特性,采用关联特性矩阵的方法定量描述电网CPS中物理层、二次设备层、通信层、信息层内部及其相互之间的逻辑关联关系及特性,形成完整的电网CPS耦合模型。最后,基于电网CPS模型对实际电网CPS应用系统进行分析,说明模型的使用方法,验证模型的合理性和有效性。  

大规模电网运行方式调整潮流计算及病态诊断

调度和运行方式计算人员经常面临方式变化和调整,迫切需要自动诊断病态潮流并进行运行方式调整潮流计算。为此,文中提出一套工程实用的操作后不平衡功率分摊模拟、潮流数据检查、潮流初值给定、潮流求解病态特性自动识别、病态潮流自动调整的运行方式调整潮流计算方法。采用牛顿—拉夫逊迭代过程中电压幅值和相角衰减指标特性和大小识别病态特征,依据病态特征建立基于内点法最优潮流的病态潮流和无解潮流的自动调整模型,实现大电网运行方式调整潮流计算。采用所提方法对IEEE 14节点系统和实际系统数据进行了病态潮流诊断指标和特征确定及潮流自动调整,结果分析验证了该方法的正确性和有效性。  

考虑单相接地故障处理的自适应重合式馈线自动化方法

针对当前馈线自动化(FA)存在过度依赖通信、安全防护难度大、定值参数不能自适应等问题,提出一种考虑单相接地故障处理的自适应重合式FA方法。结合单相接地暂态特征检测原理,制定过流失压跳闸,合闸过流后跳闸并闭锁,短时来电跳闸并闭锁的策略。配合变电站出口保护设计FA逻辑,并基于配电一二次融合成套装置实现多分支多联络配电网的大电流故障和单相接地故障的定位隔离及非故障区供电恢复。最后,基于实时数字仿真器(RTDS)搭建仿真测试平台,验证了所提方法的正确性和有效性。  

直流互联下含储电力系统调峰的优化及仿真分析

只有实现储能与电力系统关键过程的深度融合,才能进一步发挥储能的作用和价值,激发新的商业应用。传统电力系统主要依靠常规发电容量及交流输电实现调峰,然而,对调峰过程参与度越高,发、输电投资容量的利用率、系统运行效率反而会降低。有必要在投建有排放的发电厂、日益昂贵的输电走廊和成本快速下降的储能之间选择其调峰容量的最佳组合。构建反映多种容量参与、输和储调峰能力协调的调度仿真环境能够为规划乃至运行分析提供关键决策支持。文中在考虑制约上述调控过程的各类非线性及时变因素基础上,提出了基于最优价值网络的跨区直流输电调峰优化方法,以及输、储协调调控优化框架。最后,仿真比较了典型送—受端网络中不同输、储容量配比的调峰效果差异及其对发电侧的影响。  

含风储一体化电站的电力系统多目标风险调度模型

风储一体化运行是未来风电站的一种发展趋势,与储能和风电分别受系统调度相比较,更有利于提高风电接入电网的利用率。基于一体化电站中电池储能系统的运行特性及风机故障机理,提出考虑含风储一体化电站的电力系统失负荷和弃风风险指标,建立以系统运行风险最小、火电机组煤耗量最少,以及弃风量最少的多目标优化调度模型,以解决系统运行过程中风险、发电成本与风电消纳之间的矛盾。算例验证表明,与传统风储联合运行模式下的调度结果相比,一体化后虽然风险略有增加,但显著提高了系统运行的经济性和风电消纳能力。