基于能量平衡的电能路由器综合控制技术

电能路由器由多级电力电子变换单元组合而成,利用各级单元之间的能量传递关系实施综合控制可以提高电能路由器内部直流母线电压的瞬态性能,进而提高电能路由器的瞬态性能。本文首先建立电能路由器的能量模型,然后建立两条不同时间尺度的能量支路,根据其中的能量平衡关系分别设计了控制两级母线电压的能量平衡控制器,同时根据拓扑中各个级联模块之间的能量关系设计了用于级联模块的均压控制器。之后,对于实际系统中无源器件的参数差异对控制模型的影响进行分析,最后给出了基于能量平衡关系的电能路由器的并网运行综合控制策略。仿真结果证明了所提能量平衡控制方法的有效性,并分析了两级母线电容值变化分别对各自母线电压瞬态值的影响,说明采用能量平衡控制可以减少母线电容的设计余量。实验结果验证了理论分析和仿真结果的正确性。     

广域环境下基于Q型因子学习方法的电网节点聚合规律?

大规模可再生能源的并网以及电力市场解除管制的改革,使传统集中式的节点电压在线安全分析、调度与控制方法面临困境。对此,在电网运行状况全景过程化可观测条件下,提出了渐进学习的电网节点聚合的新调控理论,通过电网"局部自治与集中调控互融"的调控方式解决电网的调控问题。提出了基于Q型因子学习的电网节点聚合规律的挖掘方法,根据传统节点电压方程及发电机、负荷的等值模型得到广域环境下节点电压向量与电势之间的解析关系,推导出连续2个量测时刻下节点电压幅值变化的影响因子,并对其进行过程化的Q型因子学习,进而得到电压幅值具有一致变化的节点聚合规律。通过对德州电网的仿真分析,验证了所提方法的准确性及有效性。     

基于似然剖面的元件模型暂态参数可辨识性分析

提出一种基于似然剖面的电力系统元件暂态模型参数可辨识性方法。可辨识性是参数辨识的前提,可辨识性分析有助于在参数辨识过程中选取合适的扰动数据,并确定可以被有效辨识的参数。参数的可辨识性由模型本身的结构特点和用于辨识的实际扰动深度、实测数据噪声大小共同决定,前者对应理论可辨识性,后者对应实际可辨识性。综合考虑这两种可辨识性,引入统计学中利用似然剖面构造置信区间的方法来进行参数可辨识性分析,通过求解一系列优化问题,得到给定模型中每个参数的置信区间和可辨识性指标。基于此,不仅可以判断参数是否具备理论可辨识性,还能直观地反映各参数的实际可辨识性。     

二极管中点钳位型三电平逆变器—交流电机调速系统的高精度建模与分析

在将二极管中点钳位型三电平逆变器—交流电机调速系统应用于实际的工业场合时,高精度的仿真模型是必不可少的设计与分析工具。本文深入地分析了三电平逆变器—异步电机调速系统的运行机理、调制方式与控制策略,基于Matlab/Simulink建立了完整的仿真分析模型。在建模过程中充分考虑了影响仿真模拟精度的关键要素,包括IGBT的动态开关过程、空间矢量调制过程中的死区设置以及异步电机的空载转矩等。将通过仿真分析模型获得的仿真结果与实验样机上取得的测试结果进行了全面的比较。结果表明,稳态运行时电机电压、电流的相对模拟误差小于4%,电流谐波畸变率的相对模拟误差仅为10.78%,负载转矩动态变化时电机电流整定时间的相对模拟误差小于9%。上述结果充分证明了本文建立的三电平逆变器-异步电机调速系统仿真分析模型具有非常高的模拟精度,为设计研发相关的实际系统装置提供了重要的设计工具和分析手段。     

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。     

特高压换流站交流滤波器断路器恢复电压特性研究

笔者使用PSCAD暂态仿真软件,首次针对某特高压直流输电工程中直流电压等级为±800 k V、交流电压等级为750 k V的特高压直流换流站进行了完整建模仿真,对交流滤波器断路器上的恢复电压进行了仿真研究。通过不同工况、不同故障时刻、不同开断时刻条件下的对比,得到了各种情况下最严重的恢复电压特性,并与现有断路器标准进行了比较。仿真结果表明,在交流侧发生三相短路接地(3LG)故障或其他多相短路故障后,断路器断口间电压已经超出国家标准中对开断容性电流能力的规定,最严重的暂态恢复电压也已经超出断路器行业标准中四参数法的规定。此外,在某些情况下开断初期还会产生较大的初始瞬态恢复电压上升率,因此应当采取一定手段加以抑制。     

油纸绝缘直流极性反转试验及局部放电测量

对油纸绝缘缺陷模型在极性反转过程中局部放电特征图谱以及空间电荷特性进行了研究,实现了对油纸绝缘极性反转过程中局部放电信号和空间电荷的测量。     

大规模风电集中接入对电力系统暂态功角稳定性的影响（一）：理论基础

该文作为2篇系列文章的第1篇,旨在从理论上分析双馈风机组成的大规模风电场集中接入对电力系统暂态功角稳定性的影响。首先,根据双馈风机的暂态特性,提出了一种适用于电力系统暂态功角稳定分析的双馈风机简化模型,并讨论了利用直流潮流计算方法研究风电接入前后系统暂态功角稳定变化趋势的合理性。其次,在双馈风机简化模型和直流潮流计算方法的基础上,利用扩展等面积定则分析了双馈风机接入两机系统后系统暂态功角稳定性的变化,提出一种判断风电接入对两机系统暂态功角稳定影响的判据。最后,在双机互联系统中进行仿真,结果表明,提出的判据具有较高的准确率。     

风电容量可信度研究综述与展望

风电容量可信度定义为等可靠性前提下风电机组可以替代的常规机组的容量占风电装机容量的比例,是衡量风电对电力系统充裕度贡献的重要指标。随着我国风电的大规模并网,风电容量可信度将成为电力规划中电力平衡的重要指标。综述了风电容量可信度的定义与主要计算方法,总结了风电容量可信度的影响因素,分析了风电容量可信度的变化机理,展望了未来有待进一步研究的方向。