基于FPGA实时仿真的光储独立直流微电网协调控制策略

现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)具有数据并行度高、运行频率高等优点,可以满足电力系统微秒级步长的精细化仿真需求,在微电网实时仿真中展现出巨大潜力。为了深入研究光储微网中光伏和储能系统的动态特性,基于FPGA设计了光储独立低压直流微电网实时仿真系统。首先搭建了低压直流微电网实时仿真框架,设计了一系列电气系统典型模块。其次考虑到实时仿真的不同动态需求,搭建了涵盖多种控制策略的光储控制系统模型。然后在此基础上提出了基于直流母线信号(DC bus signaling, DBS)的分层协调控制策略,通过协调光储变换器的控制策略平衡系统能量流动。最后将FPGA实时仿真结果和Simulink软件作对比,一方面验证了FPGA实时仿真器的精确性和可靠性,另一方面也验证了分层协调控制策略可平滑切换工作层区,自主平衡系统功率流动,有效维持直流母线电压稳定。     

基于用户实时用电需求的配电系统停电事故严重性判别及用户感知可靠性评估

可靠性评估对于配电网规划建设具有重要意义。传统配电网可靠性主要从系统侧供电的角度进行评估,较少从用户角度考虑停电发生时用户侧的实时用能需求,忽视了不同用户对于同一停电事件严重性的差异化感知,造成了传统指标不能完全准确反映停电事件对于不同用户在不同时段的差异化影响。为此,首先引入用户感知可靠性的概念,提出了用户对停电事故严重性感知的量化分析方法;然后从用户侧和系统侧提出了一系列基于用户感知的配电网可靠性评估指标,构建了相应指标体系,并与传统指标体系进行了对比;最后运用IEEE-RBTS标准算例对提出的方法、指标进行了计算验证,证明了其可行性、有效性,以及相较于传统评估指标的优势。     

基于电压灵敏度的配电网DG接纳能力不确定性分析

为提升不确定环境下配电网分布式电源(DG)接纳能力分析的准确性,采用区间数学和仿射数学量化不确定性因素与电压灵敏度间的映射关系,推导基于雅可比矩阵的仿射三相电压灵敏度方程,有效追踪节点电压幅值对节点注入功率不确定性变化的灵敏度。考虑配电网DG配置方式不确定性引起的过电压风险,提出基于雅可比矩阵电压灵敏度的DG接纳能力不确定性分析方法,该方法兼顾DG接纳能力分析的准确性与快速性,有利于辅助规划人员进行DG接纳能力的在线快速分析和全面准确决策。IEEE 33节点配电网算例分析结果表明,所提方法在保证计算精度的前提下可使仿真时间缩短36.44 %,验证了该方法的合理性和有效性。     

多功能光伏发电系统仿真设计

提供一种基于Matlab/Simulink的多功能光伏(PV)发电系统仿真设计方法,既可用于系统运行分析和控制器设计,又可通过dSpace将其用于实验室系统.并对系统运行模式进行分析,采用stateflow进行运行模式控制;给出光伏逆变器和蓄电池充放电控制方法,以及它们在Matlab/Simulink中的实现方式。该仿真方法的应用可促进分布式发电的实用化进程.     

基于暂态零模电流的配电网故障区段定位

为降低小电流接地系统通信过程中小波扰动（噪声）对暂态电流法的干扰,减小因采样频率增加造成的通信网络负担,解决故障两侧馈线终端不同步的问题,提出了一种小电流接地系统的故障区段定位方法。通过检测故障区段两侧的暂态零模电流,提取其中的极值,并计算其衰减程度,利用其极性进行辅助定位。数值仿真的结果验证了所提方法的有效性,该方法可以大大降低各检测点暂态零模电流上传或者相互交换过程中的数据传输量。     

特高压半波长与直流混联系统的暂态建模与稳定性分析

为研究特高压半波长与直流混联系统的暂态稳定性,根据半波长输电系统准稳态模型建立的特高压半波长与直流混联系统的稳定分析模型,分析了半波长输电线路的稳定运行区域,讨论了直流换相失败和直流闭锁时混联系统的功角稳定性;分别基于二阶系统的冲击响应模型和阶跃响应模型,揭示了直流换相失败和直流闭锁故障后的功率变化对半波长输电系统功率波动的影响机理;研究了利用直流输电系统传输功率的快速响应特性,采用直流功率调制对系统提供紧急功率支援,以提高含半波长互联系统的暂态稳定性的可行性。混联系统的机电暂态仿真验证了直流换相失败和直流闭锁故障对系统功率波动影响的分析方法的正确性以及直流输电系统对半波长线路提供紧急功率支援的有效性。研究表明:半波长线路功率波动峰值在系统直流换相失败时与振荡频率有关,而在闭锁故障时闭锁功率越少,阻尼越大,波动峰值越小;直流功率调制可提高异步联网系统的暂态稳定性。     

考虑交通网与配电网耦合基于数据包络分析的电动汽车充电设施多阶段规划方法

近年来,电动汽车快速增长带来了对充电设施需求的增长,但当前普遍存在着充电设施数量与电动汽车规模不匹配、布局不合理等问题,原因在于充电设施的规划未考虑规划时序和交通网的需求。为此,提出一种考虑交通网与配电网耦合的电动汽车充电设施多阶段规划方法。首先,基于用户均衡配流原则,构建交通网与配电网的耦合模型,采用蒙特卡罗抽样方法生成多场景下的车流量分布情况;然后,将规划周期分为多个阶段,以用户充电满意度、经济性和电压波动性为优化目标,建立基于数据包络分析方法的多阶段规划模型;最后,以IEEE 33节点配电网与12节点交通网组成的耦合网络作为算例,采用改进的自由搜索算法进行求解,得到各阶段的优化配置方案。仿真结果表明,所提方法得到的规划方法能够使充电设施的规模更好地匹配电动汽车数量的增长。     

基于稳态特性的特高压半波长与直流混联系统电压无功控制

基于半波长输电系统准稳态模型,建立了特高压半波长与直流混联系统,即通过直流线路异步联网的系统间接入半波长输电线路的系统方程,结合直流线路滤波器投切、送受端无功补偿装置等,研究了半波长输电线路两侧端口处系统电压和无功特性,提出了半波长不同送电功率和直流运行功率变化时基于系统的稳态潮流特性的特高压半波长与直流混联系统的送受端联合电压无功控制方案,分析了不同送电功率和负载功率因数情况下半波长输电线路的电压和电流分布特性,以及直流运行功率变化对半波长输电系统潮流电压的影响。     

考虑阶梯型碳交易机制的区域电-热综合能源系统分布协同调度方法

含多能源站的区域综合能源系统(districtintegrated energysystem,DIES)具有多层级、多运营主体的特征，难以采用传统的集中式方法优化调度。为保证不同运营主体的利益与隐私，该文提出了一种考虑阶梯型碳交易机制的区域电-热综合能源系统分布协同调度方法。首先分析运营主体特性，构建计及热网动态特性和站间互济的综合能源系统模型。在此基础上，构建综合能源系统双层优化调度模型：在系统调度层中，以运营商的经济性和低碳性为目标；在站间调度层中，能源站根据系统调度层的优化结果，调整自身调度策略以实现利益最大化。最后，采用目标级联分析算法(analysis target cascade,ATC)实现交互变量的解耦，并提出了层内迭代、层间互联的求解方法。仿真结果表明，所提调度方法可提高系统运行的低碳经济水平，并通过分布优化兼顾各主体的利益诉求，更满足实际调度需求。