基于相空间重构和BiLSTM的风电功率短期预测

针对复杂多因素(气象信息、时间序列的混沌特性等)影响风电功率的短期预测，及风电时间序列的长期依赖问题，提出基于相空间重构和双向长短期记忆(bidirectional long short-term memories, BiLSTM)神经网络的风电功率短期预测方法。以全球能源预测竞赛的数据集为背景，基于嵌入定理从风电功率序列中重构出相空间，以展示其内在的混沌特性，其中相空间重构的参数依据C-C法确定；对选取的气象预测数据(未来风速、风向)进行归一化处理，并组合重构后的风电功率数据作为BiLSTM的输入量，重构前的功率数据作为输出量，训练预测模型。在全球能源预测竞赛2012提供的wf1数据集上进行日前预测实验，测试集前30 d的平均均方根误差为0.119 4,测试集107 d的平均均方根误差为0.140 9,相较于ANN、BiLSTM、RF和KNN,相空间重构-BiLSTM (Re-BiLSTM)的预测准确度和精度更高，验证了所提出的短期风电功率预测模型的有效性、适用性和泛化性。     

离线安稳控制策略校核中的潮流场景自动生成算法

离线安稳控制策略校核过程中，通常需要根据选定关键断面的不同功率水平生成大量运行方式，这一过程规范建模困难，目前只能以人工调节为主。为此，提出一种针对安稳控制策略校核的自动潮流场景生成算法。以安稳控制策略校核分析中生成运行方式的通用要求为约束，借鉴人工调整过程，设计包含局部有功功率调整、潮流不收敛处理、局部无功功率调整3个步骤的自动潮流场景生成算法。在调整局部有功功率时，根据关键断面位置选择关键发电机和参与调整的其他发电机，先调整关键发电机出力使关键断面功率满足需求，再调整其他发电机功率使区域功率平衡；在处理有功功率调整后潮流不收敛问题时，将关键断面一端节点设置为有功功率-电压节点；在平衡无功功率时，根据电气距离选择关键断面附近的无功补偿器，实现就地补偿。开发了电力系统机电仿真软件(dynamic simulation program, DSP)的对应功能模块，在南方电网主网的实际安稳控制策略校核分析任务中验证了所提算法的有效性。     

用于弱电网互联的柔性直流输电系统双端构网型控制

针对常规跟网型控制下柔性直流输电系统不具备电网频率支撑能力、弱电网运行能力差的问题,提出了一种柔性直流输电系统的双端构网型控制策略。利用直流电容的动力学特性,将柔性直流输电系统模拟为同步电动机-连轴-同步发电机运行,使其具备良好的弱电网运行能力与电网主动支撑能力。在此基础上,设计了柔性直流输电系统的电网故障穿越策略。在PSCAD/EMTDC软件中进行仿真验证,结果表明所提柔性直流输电系统的双端构网型控制策略具备弱电网适应能力、快速潮流调节能力、电网频率主动支撑能力以及电网故障穿越能力。     

全功率直驱风机电网友好型控制策略

基于构网型控制的电网友好型风电机组具有黑启动、电网支撑和弱电网运行等优势,近年来逐渐被广泛研究。为探究不同电网友好型控制在不同场景下的运行性能,以全功率直驱风机为研究对象,总结归纳了4种典型的电网友好型风电机组控制策略。基于不同控制策略的架构和特点,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了相应电网友好型风电机组模型。分别在黑启动、风速变化、功率减载、频率支撑、电压支撑、故障恢复以及故障限流7种工况下探究不同控制策略的运行性能。最后,综合不同工况下的仿真结果,得到了总体性能最优的控制策略。     

MMC的稳态相量模型及功率运行区间计算方法

模块化多电平换流器(MMC)的控制器输出量与MMC内部电气量之间存在复杂的耦合关系,难以确定影响其输出功率范围的关键因素及计算功率运行区间的边界.为此,首先以dq坐标相量的形式,推导出一种新的MMC的交流侧稳态等效模型,该模型为1个等效电容与等效电压源串联.模型参数可完全由控制器输出量和直流电压确定,从而将控制输出量与运行电气量解耦;等效电容直观地反映了MMC子模块电容充放电过程造成的换流器内部耦合特性对交流侧输出特性的影响.利用所提模型可以方便地计算得到MMC输出功率的P-Q曲线.然后,通过计算P-Q曲线族的包络线,提出一种确定MMC稳态运行区域边界的方法,并研究了环流抑制控制和交流系统短路比对运行区域的影响.最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建单端MMC仿真模型,验证了所提模型及稳态运行区间计算方法的正确性.     

多类型子模块MMC电磁暂态通用建模和实现方法

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)电磁暂态高效建模的难点,在于对桥臂中大量结构相同的级联子模块(sub-module,SM)进行等效的同时保证消去的节点信息都可以被精确反解。提出一种针对多类型MMC的电磁暂态通用建模和实现方法,它对传统的单端口MMC和新近出现的双端口MMC都适用。同时提出一种MMC拓扑自动识别方法,可以大幅降低模型用户在对特定拓扑建模时候的工作量,同时绝大部分模型代码都可以继承。最后,在PSCAD/EMTDC中分别以单端口和双端口MMC为例,对所介绍的等效建模算法进行了验证,结果表明所提出的算法具有很强的通用性。     

基于导纳矩阵与圆盘估计的多节点直流配电系统谐振稳定性分析方法EI北大核心CSCD

为充分利用多节点直流配电系统节点导纳矩阵建模的便利性,同时实现谐振稳定性的高效判定,该文在接口变换器直流阻抗降阶建模的前提下,结合节点导纳矩阵对广义奈奎斯特(Nyquist)判据进行拓展,并应用Ward等值,给出采用特征值谐振频率与阻尼因子的简化判据。进而为满足快速判稳需求,提出圆盘估计和牛顿法迭代相结合的特征值谐振频率(阻尼因子)求解方法。最后,以三端直流配电系统为例,通过对比状态空间特征值轨迹、矩阵广义Nyquist曲线和MATLAB/Simulink时域仿真,验证所提稳定性分析方法的有效性和高效性。     

高比例光伏发电并网条件下中国远景电源结构探讨

世界范围内对环境保护的逐步重视以及化石能源的日益枯竭,推动了可再生能源发电技术的迅速发展。随着光伏等可再生能源发电在电源结构中的比重逐步提高,其对电力系统规划、运行等方面的影响也日益明显。基于此,该文以2050年为研究水平年,探讨了高比例光伏并网条件下中国远景电源结构。研究未来高比例光伏发电并网对系统电力平衡和调峰平衡的影响,分析了远景年光伏造价和储能造价对系统电源结构及新能源消纳的影响,以期对我国未来电源规划和建设提供参考。     

南澳多端柔性直流输电工程高压直流断路器本体故障控制保护策略研究及验证

针对应用于±160 kV南澳多端柔性直流输电工程的机械式高压直流断路器本体故障的控制保护策略进行研究。首先,分析了机械式高压直流断路器的基本原理;其次,详细分析了机械式高压直流断路器在运行过程中可能出现的故障,包括直流断路器误合、误跳、拒分和拒合等4种故障,及其对南澳多端柔性直流输电工程造成的影响,提出了具体的控制保护策略;最后对所提的控制保护策略进行实时仿真验证,经实时仿真验证后的控制保护策略应用于工程现场。通过实时仿真和现场的试验表明,所提出的控制保护策略能够在机械式高压直流断路器本体故障的情况下保障南澳多端柔性直流输电工程运行的安全性。