以互联网思维审视和改变传统电力系统

正能源转型与新一代电力系统党的"十九大"报告进一步提出推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,为我国能源发展改革指明了方向。当前,我国能源转型与革命的核心战略目标应是:大力推动能源转型,构建清洁低碳、安全高效的新一代能源系统,以实现最大限度地开发利用可再生能源、最高程度地提高能源利用效率,服务于国家     

能源转型中我国新一代电力系统的技术特征

我国能源生产和消费面临转型,构建新一代电力系统是实现这一重大转变的关键步骤。新一代电力系统是其发展历程的第三代,大幅提高非化石能源电力占比,形成非化石能源为主的电源结构是其重要标志,在智能电网发展的基础上构建更加智能化和多能互补的能源互联网是其发展方向。根据当前及未来电力系统发展面临的主要问题和关键因素分析,提出了新一代电力系统的主要技术特征:适应高比例可再生能源接入、具有高比例电力电子装备、支撑多能互补综合能源网,以及与信息通信技术进一步深度融合。高效低成本太阳能风能发电技术、高效低成本长寿命储能技术、高可靠性低损耗电力电子技术、高强度低成本绝缘技术和超导输电技术,以及新一代人工智能技术等几类技术整体突破将对新一代电力系统的未来发展具有决定性影响。上述技术特征内涵和核心技术问题的分析,有助于进一步探讨新一代电力系统研究和发展的方向。     

基于机端PMU量测的系统受扰轨迹预测

提出了基于机端相量测量单元量测数据的多机系统受扰轨迹预测方法,结合状态估计或潮流数据,在系统受扰后将其降阶简化为仅含有配置了相量测量单元的发电机节点系统,利用相量测量单元的量测数据修正降阶系统节点电压和电流之间的关系,然后将其代入相应的发电机模型,从而实现了系统受扰轨迹预测。该方法采用时间间隔较大的状态估计或潮流数据计算节点电压和电流传递关系矩阵的初值,并利用该矩阵主对角元的变化反映受扰后系统各元件的详细模型、网络拓扑和参数的改变,然后使用相量测量单元毫秒级的量测数据对其进行修正,从而为在实际应用中将相量测量单元与SCADA系统相结合做出了有益探索。最后以一个6机25节点系统为例验证了该方法的有效性。     

基于支持向量机综合分类模型和关键样本集的电力系统暂态稳定评估

为了提高支持向量机(Support Vector Machine, SVM)的分类性能,提出了根据关键样本集构造的SVM综合分类模型进行电力系统暂态稳定评估的方法。给出了基于不同特征量的SVM综合分类模型的构建方法、关键样本集的产生方法以及基于综合分类模型和关键样本集的SVM分类步骤。采用3机9节点典型算例和某省级电网算例进行分类效果分析。分析结果表明,所提出的基于SVM综合分类模型和关键样本集的方法,相较于传统SVM方法,大幅度减少了将不稳定样本判定为稳定的漏分类数,提高了SVM方法的实用性。所提出的基于关键样本集构造分类模型的思路对于其他数据挖掘方法也有一定的借鉴意义。     

我国的电力系统和电力系统的研究

本文回顾了我国电力系统的发展历史,总结了当前在电力系统技术方面所面临的一些主要问题,介绍了我国在电力系统规划和运行等方面科研工作的情况,提出了今后的发展、研究方向。     

受端系统负荷对高压直流输电的影响

在仲夏电网极大负荷运行期间，HVDC受端逆变器常有换流不稳定现象出现。该文探讨了地区负荷对逆变器换流容量的影响情况，在负荷幅值和功率因数变化的情况下，短路(换相)电流受到的影响，考虑了线间不对称短路的换相电流状态，提出电容补偿和静止无功补偿器(SVC)可以改善系统短路容量的见解。文中通过实例，从原理上进行了相关计算和仿真，结果表明，地区负载过大，会极大影响系统的短路电流，从而导致直流输电不稳定现象；而采用串联电容补偿或静止无功补偿器不失为一种可选的增大换相电流的方法，但仅增大系统局部的短路容量。     

面向实时仿真的小步长开关误差分析和参数设置

以固态开关为主要元件的换流器实时仿真是实现VSC-HVDC 实时仿真的难点之一。目前电磁暂态仿真程序的理想开关模型因为计算效率的问题很难实现实时仿真。所以电感/电容(L/C)模型由于较高的计算效率而在实时仿真中被考虑采用。该文深入研究使用L/C模型的开关的准确性,证明了小步长算法的可行性。同时,考虑模型暂态误差产生的损耗,提出了完整的小步长模型的参数设置方法。所提出的模型建立在ADPSS上,并与PSACD上的理想模型进行了比较,验证了模型的准确性。     

基于灵敏度分析和时域仿真的暂态稳定预防控制优化方法

根据临界切除时间灵敏度将暂态稳定约束条件线性化,简化了考虑暂态稳定约束的最优潮流(TSCOPF)问题的求解过程,为暂态稳定预防控制优化问题提供了一种新的解决方案。针对大系统临界切除时间灵敏度计算费时的实际问题,采用线路有功功率灵敏度筛选待调发电机的方法和并行计算技术以提高计算效率。WSCC 9节点系统标准算例和SGCC 9 177节点电网算例的仿真结果表明,所提方法具备良好的优化效果和工程实用性。     

电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真的应用

作者在关于电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真研究的系列报告的前两篇中曾提出了一种混合仿真的通用接口方法以及相关实现算法。在该混合仿真研究的系列报告之三中, 作者主要检验了系列报告一、二中提出的接口模型、接口算法在实际电力系统中的应用效果,包括:IEEE 14节点系统故障后的仿真分析、东北-华北-华中-川渝联网系统中伊敏-冯屯线路安装固定串补后系统次同步谐振的时域分析。仿真结果证明了作者提出的混合仿真的接口方法和模型的有效性与实用性。     

相间功率控制器的电磁暂态研究

利用电磁暂态过程序（EMTP）,建立了相间功率控制器（IPC）的电磁暂态模型,并对IPC在短路故障、合闸及分闸过程中出现的过电压进行了仿真计算。结果表明,调谐型IPC虽然具有良好的短路电流限制特性,但在合闸及分闸情况下操作过电压非常高,从而限制了其实际应用。／相比较而言,非调谐型IPC的过电压要低得多,且具有一定的短路电流限制特性。从过电压的角度来看,后较为可取。