电力系统调频控制相关的频率振荡问题

电网中多次出现不同于传统低频振荡的频率振荡问题,和调频控制过程强相关。基于一个三区域系统,采用特征值分析和时域仿真的方法,分析了系统中不同类型的振荡模式及其表现。除功角振荡模式外,系统中包含超低频的一次调频(PFR)模式和振荡频率更低的自动发电控制(AGC)模式。功角振荡模式下,机组转速和区域电网频率相对振荡,而PFR模式和AGC模式下电网频率整体振荡,是频率振荡模式的一个根本特征。根据分析结果,PFR模式下主要是PFR参与动作,而AGC模式下主要是AGC参与动作,并提出了根据不同变量参与因子辨别频率振荡模式并区分PFR模式和AGC模式的方法。分析结果初步厘清了不同类型频率振荡模式的表现和区别。     

台风及暴雨对电网故障率的时空影响

分析了台风及暴雨影响电力设备故障率的途径;指出停电防御系统为此应拓展采集的数据,包括宏观的天气预报信息及就地的气象数据;提出上述自然灾害中的电网故障率时空预警框架。根据气象信息,结合环境信息及地形地貌信息,预测台风及暴雨的时空演变趋势,并按地理特征修正,在线预报恶劣气象直接或通过山洪、滑坡和泥石流等次生灾害造成输电线断线、倒塔、闪络等故障率的改变。通过自然灾害与电力系统稳定分析模块的接口,将在线安全分析由针对不变的预想故障集改进为跟踪灾害动态修正的预想故障集,使停电防御系统对台风及暴雨灾害具备一定的预警及决策支持能力。     

结合量子粒子群算法的光伏多峰最大功率点跟踪改进方法

光伏阵列在局部阴影时的P-U曲线呈现多峰特性,需要设计光伏多峰最大功率点跟踪方法,以实现光伏发电最大功率输出,提高光伏发电效率。相比粒子群优化算法,量子粒子群优化算法具有收敛速度更快和全局收敛性等优势。提出了一种基于量子粒子群优化算法的光伏多峰最大功率点跟踪改进方法。该方法采用量子粒子群优化算法实现最大功率点的全局搜索;根据光伏阵列在局部阴影时P-U曲线上功率极值点的分布特点初始化种群中的粒子总数及其电压;并根据量子粒子群优化算法收敛时粒子自身最优位置的特点,提出了更适合光伏多峰最大功率点跟踪的收敛判据。仿真测试表明,提出的改进方法能够快速有效地实现光伏多峰最大功率点跟踪,收敛速度更快,避免了不收敛的问题,且具有应对光照情况变化的能力,提高了局部阴影时光伏发电的效率。     

抑制频率振荡的电力系统稳定器参数优化

超低频频率振荡是有功频率控制过程的小扰动稳定问题。由于负荷电压调节效应使得无功电压控制和有功频率控制产生耦合,传统用于抑制低频振荡的电力系统稳定器(PSS)可用于抑制频率振荡。提出了在多机系统中选择抑制频率振荡的PSS的方法,该方法综合了PSS对低频振荡和频率振荡的影响大小。构建了抑制频率振荡的PSS参数优化模型,该模型仍然以低频振荡模式阻尼比作为优化目标,但加入频率振荡对应频段发电机励磁系统相位要求作为约束,保证机组励磁系统为频率振荡提供足够的正阻尼。采用粒子群优化算法对模型进行求解得到PSS最优参数。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑地区负荷密度的电压等级序列优化研究

随着国家清洁电力需求的增长,中压配电系统受到了广泛的关注.以负荷密度为基础,确定技术上可行的 电压等级序列备选方案对经济发展具有极其重要的意义.为此,对典型地区不同负荷密度下所提出的各种电压等级序 列方案进行电网规模、电网损耗、可靠性评估、综合费用、总占地面积的分析;然后利用相对劣化度函数对关键指标归一化;最后运用层次分析法获得各电压等级序列方案的综合评估指数,从而证明了所提方案的可行性和有效性.     

高比例水电系统的网省联合实时优化调度方法及应用

中国云南电网是一个典型的高比例清洁能源大规模直流送出系统,在汛期和枯期都存在调峰调频能力不足的问题,而调峰调频深度耦合的运行方式使其日内调控更加困难。为此,以最大化清洁能源消纳为目标,提出了南网总调和云南中调网省联合实时优化调度的方法。根据流域来水情况及电网断面约束,通过日前预安排,形成流域正负梯队电厂;日内根据系统实时运行偏差,按照电厂梯队次序进行调用,实现网省两级调度中心的偏差分摊,有效地解决了网省协调、水电流域梯级协调、水电机组爬坡及振动区约束、调频辅助服务市场衔接等问题。网省联合实时优化调度系统已经完成开发和系统部署,在网省两级调度中心实时运行中得到有效应用,实现了云南电网发电偏差的实时平衡和调峰调频的解耦,促进了中国南方电网的清洁能源消纳。     

采用动态风险管理方法的水电站短期优化调度

市场环境下,径流的随机性、发电量的不确定性使得水电站愈加关注其面临的收益风险,如何在调度决策中进行风险管理是其需要解决的重要问题。提出以随机场景分析方法表示电价的波动特征,结合风险惩罚模式和风险约束模式,建立基于动态风险管理方法的水电站短期优化调度模型,以改进快速进化算法(improved fast evolutionary algorithm,IFEP)与遗传算法(genetic algorithm,GA)相结合的IFEP-GA混合优化算法作为模型的求解方法,进化策略结合了高斯变异和柯西变异的特点,约束的处理结合了惩罚机制与修复机制,这使得算法具有良好的寻优能力和收敛特性。不同风险管理模式对水电站优化运行影响的分析结果表明,动态风险管理策略能够更好地平衡期望收益、风险及末期库容约束的违反,减小风险的同时获得了更高的期望收益,为水电站依据自身风险接受程度灵活安排调度决策提供理论依据。     

基于PSD-BPA的电网运行方式数据自动整合与调整方法

为了提高电网运行方式制定及潮流分析的时效性与准确性,以快速形成用于调度计划校核或实际运行状态评估的运行方式潮流数据为目的,提出了一种多源数据自动整合和潮流自动调整方法。首先,以电网运行方式为基础,将电网的调度计划或实际运行数据与电网模型数据整合,形成完整的PSD-BPA格式的运行方式。然后根据数据整合后有功及无功功率不平衡量及其在电网中的分布情况,逐区域调整分区功率,形成满足功率平衡的运行方式。最后通过计算系统的最弱传输路径,调整运行方式潮流收敛性,形成最终满足分析要求的运行方式,为调度计划校核或实际运行状态评估提供初值。云南电网的实际应用结果表明了该方法的有效性和实用性。     

基于CIM扩展的通用保护模型及其应用

电力企业一体化信息平台要求建立包括一、二次模型在内的电网综合模型,满足各种基于保护信息应用分析的实际需求。目前使用的IEC 61970公共信息模型(CIM)基本上只包含一次模型,没有覆盖到二次模型。文中分析了CIM中保护模型的不足,提出了一种基于CIM扩展的通用保护模型,该模型对保护设备描述全面,并能够屏蔽不同厂家保护设备的差异,具有良好的通用性和可扩展性。提出的通用保护模型已应用于南方电网继电保护决策支持系统中,表明该建模方法有效、可行。     

考虑恢复安全裕度的扩展黑启动方案多目标优化与决策

目前黑启动阶段的恢复策略都未保留恢复安全裕度,单纯追求效益型指标的最大化,不利于黑启动小系统的安全恢复和稳定运行,且现有的黑启动决策方法尚不能合理地融合决策者的偏好因素和系统恢复的实际情况。提出兼顾功率支持和恢复安全裕度的扩展黑启动方案多目标优化方法,以初期阶段内发电量加权和最大化、电压稳定裕度最大化和维持节点电压在满意水平为优化目标,综合考虑各类约束,建立扩展黑启动方案的多目标优化模型;结合快速非支配排序遗传算法与最短路径法对扩展黑启动方案求解出Pareto最优解集。综合决策者的偏好因素和决策矩阵的客观信息,进行基于模糊熵权的Vague模糊集多属性决策分析,选取出最满意的扩展黑启动优化方案。最后,以新英格兰10机39节点系统和河北南网实际系统为算例,验证了所提方法的有效性。