基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估研究

对继电保护设备风险程度进行评估,及时发现继电保护系统薄弱环节,对维持电力系统安全稳定运行具有重要作用。以故障发生概率和危害程度作为继电保护定值风险评估的量化指标,提出了一种基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估方法。基于继电保护拒动和误动两个方面对保护不正确动作的概率进行计算,并以相对负荷损失这一特征量来定量分析保护不正确动作的危害。从保护定值的配合关系和继电保护系统的硬件缺陷两个方面,对保护装置整体闭锁和主保护闭锁这两种闭锁情况下的保护定值在线校核策略进行研究,建立以单个保护装置为研究对象的保护定值风险评估模型。通过对某地区电网线路保护装置进行定值风险评估,验证了所提方法的合理性和可行性。该方法有利于发现继电保护系统的薄弱环节,提升电力系统的安全性和可靠性。研究成果对提升电网安全可靠运行具有指导意义。     

基于同步数据的电力系统不同保护方式下故障在线定位

电力系统保护机制出现故障可导致保护装置拒动或者误动,影响系统的安全稳定运行。大数据处理技术在电力系统中逐渐应用使得电力系统保护可以实时在线分析,因此可在一定程度上避免级联事故。文中提出了一种基于大数据同步信息的保护在线分析机制。首先选取大数据量测节点,并对电压和电流量测数据进行处理。为了分析保护装置的动作情况,依据网络拓扑结构得到所选节点的同步数据。然后利用同步数据计算得到距离保护、方向保护和过电流保护下的指标,并构建了以该指标为变量的继电保护装置故障识别函数,经过计算故障下的函数值,以确定继电保护动作矫正方案。最后在IEEE39节点系统中进行了仿真分析。     

基于双端非同步数据的混合线路故障测距方法

现有大部分电缆–架空线混合输电线路故障测距算法无法从原理上消除双端数据不同步的影响,针对这一问题,提出一种基于双端非同步数据的混合线路故障测距方法。首先,针对不对称短路故障,利用系统两侧的电流、电压推算故障点电压,通过正序电压分量与负序电压分量的比值消除不同步角;然后给出混合线路故障测距函数,根据测距函数的单调性可知仅在故障点处其函数值为零,因此可采用二分法等搜索算法求解故障点;最后针对对称短路故障,提出采用正序电压分量与正序电压故障分量的比值消除不同步角,从而求出故障点。基于PSCAD的仿真结果表明,该方法测距精度高,且不受故障位置、过渡电阻和不同步角等因素的影响。     

基于光伏减载的电力系统紧急降风险控制方法

光伏发电系统通常运行于最大功率点,难以在紧急条件下为电网提供功率支撑。受制于建设和运行成本,储能的大规模应用还难以实现,同步发电机占比的降低使得含高比例光伏发电的电网安全风险不断增加。为此,分析了光伏发电系统的功率特性和稳定运行条件,提出了通过光伏减载运行预留备用功率从而为电网提供紧急功率支撑的思想。进而分析了协议发电成本和风险成本的关系,建立了以同步发电机启停机计划、备用容量和光伏减载量为决策变量的两阶段降风险发电调度优化模型。提出了考虑光伏减载运行的电力系统降风险优化调度方法。最后利用IEEE RTS 24节点系统验证了方法的正确性。算例分析表明,该方法能够在降低电网功率不平衡风险的前提下获得最优的经济性,具有较好的实用性。     

气体绝缘组合电器中电压互感器振动特性研究

GIS具有优良的性能,被广泛应用于电力系统,在实际运行当中除了放电性故障所引起的事故外,也存在大量由机械故障所引起的事故,现行的检测手段多针对放电性故障,对机械性故障的检测与诊断较少。电压互感器(PT)是GIS设备中易于产生机械振动的设备,文中利用自行研制的GIS振动测试系统(GVTS),对某110 kV变电站GIS的PT处进行了检测,并对测量结果进行了对比分析。结果表明,PT自身振动要强于其与相邻设备的连接处,PT中部振动最为强烈。文中的研究结果为现场检测GIS振动情况,对机械性故障的排查诊断提供了技术支持。     

适用于无直流侧电压传感器单相级联H桥型光伏逆变器的直接功率模型预测控制方法

针对大功率光伏发电系统复杂度较大的情况,文中介绍了一种适用于无直流侧电压传感器单相级联H桥型光伏逆变器的直接功率模型预测控制方法。该方法采用顺序计算的思路,将各H桥视为独立的逆变器并逐个完成各H桥的控制。同时,在针对单个H桥的最优调制函数进行计算时,利用逆变器输出电压的变化量对应H桥直流侧电容电压进行重构,并将电容电压控制量嵌入到最优调制函数中以实现电容电压平衡控制。最后,基于Matlab/Simulink仿真环境建立了系统模型,对该方法的性能进行了验证。     

考虑网络外部性的电力增值服务销售策略模型

增值服务现已成为移动通信、电信、邮政等行业的主要收入来源。能源互联网、智能电网以及新兴IT技术的迅猛发展,一方面为售电增值服务提供了可靠的技术支持,另一方面,其带来的网络外部性也成为售电商在制定销售策略时不能忽视的一个重要因素。因此,在当前的时代背景下,售电商应该充分虑及网络外部性对销售策略的影响,积极拓展自身的经营范围,重视增值服务市场的开发。在Hotelling模型基础上,建立了考虑用户网络外部性和用户偏好的电力产品和增值服务的销售策略模型。基于组合套餐销售与自选套餐销售构成了4种销售策略局势,分析了双寡头售电商的需求函数和收益函数。通过模型求解得到了电力产品和增值服务的最优定价,对两售电商的市场占有率进行了敏感度分析,并依据最优收益函数矩阵给出了两售电商在不同参数空间下的销售策略选择。     

PJM电力市场交易价格分布特征及波动风险度量

根据PJM电力市场披露的逐时电力交易价格信息，采用假设检验方法，对日前市场、实时市场及辅助服务市场部分交易品种的电价分布特征进行了统计建模，并针对电价分布的尖峰厚尾特性，结合VaR、CVaR尾部风险度量指标，对各市场中的电价波动风险进行精确度量。研究结果表明：PJM电力市场负荷与日前市场电价、实时市场电价具有强相关性，日前市场及实时市场电价服从对数正态分布，辅助服务价格差异较大，分布拖尾特征显著；在给定置信水平下，负荷、日前市场电价和实时市场电价波动风险逐渐增大，但显著小于辅助服务价格波动风险。     

高比例水电多直流弱送端电网自动发电控制的优化方法

渝鄂背靠背柔性直流工程投运后,具备高比例水电多直流弱送端特征的西南电网规模将显著减小。结合西南电网异步试验运行情况,指出了现有自动发电控制(AGC)控制算法及建模方法存在的不足。提出了基于比例—微分控制律的AGC总调节需求计算方法,通过提前抑制误差提高系统稳定性。在分析低通滤波环节如何影响AGC调整效果的基础之上,提出了考虑不同工况下的滤波因子自适应调整方法,在减少日常频繁调整的同时提升了故障下的动态响应性能。为提高所述方法的实际电网运行效率和安全水平,探讨了控制区域建模方法和电厂控制策略优化方案。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序(PSD-FDS)验证了该优化方法的有效性。     

基于PageRank算法的输电网连锁故障脆弱线路辨识

为快速准确识别输电网中可能触发连锁故障的脆弱线路,基于PageRank算法提出一种计及连锁故障级联效应的输电网脆弱线路双层辨识方法。首先,考虑连锁故障的演化进程,建立基于快照的输电网时序网络模型;其次,综合考虑线路间的交互影响和输电线路对负荷波动的抗扰能力,基于拓展PageRank算法构建浅层辨识模型,用于快速计算输电线路的脆弱度;最后,通过算法重构表征连锁故障间的关联关系,搭建脆弱线路的深层辨识模型,以综合分析输电线路的脆弱性,并刻画连锁故障中线路脆弱性的变化过程。基于IEEE 39节点系统的仿真算例验证了所提脆弱线路辨识方法的合理性和准确性。