风光互补独立供电系统的多目标优化设计

在风光互补独立供电系统的设计中,如何配置风力发电机、太阳能电池板和蓄电池,在满足负荷需求的前提下,使风能和太阳能资源得到充分利用,负荷的供电可靠性较高,而系统成本最小,这是一个多目标优化设计问题。本文首先建立了风力发电和光伏发电的天气模型,提出了衡量供电可靠性的失负荷概率LOLP、衡量清洁能源浪费的失能量概率LOEP和系统成本等指标,并采用蒙特卡罗仿真进行计算。为了求解这一多目标优化问题,本文提出了一种混沌自适应进化算法(CSEA),新算法的混沌初始种群算子提高了初代种群的多样性,分组选择策略保证了各代中一定数量的劣势个体能参与进化,自适应遗传算子增加了劣势个体的交叉和变异概率,从而避免算法早熟,增强了算法的全局搜索能力。算例表明,CSEA算法比传统单目标遗传算法的结果更加接近实际运行的Pareto优化前端,综合效果更优。另外,与纯光伏、纯风力发电方式比较发现,风光互补供电方式更为合理。可见,采用CSEA算法进行风光互补独立供电系统的优化设计,对于提高供电可靠性,降低成本,减少能源浪费具有非常重要的意义。     

考虑同调约束的电力系统主动解列断面的搜索方法

电力系统主动解列是避免发生大停电事故和系统崩溃的有效保护措施,需要及时、准确地确定解列方案。文中提出一种考虑发电机同调约束的最佳解列断面的搜索方法。首先基于故障后广域测量系统(WAMS)提供的实时动态响应信息,利用改进拉普拉斯特征映射算法在线识别同调机群,利用发电机同调虚拟节点聚合同调机群,减小解列断面的搜索空间,然后利用加权拉普拉斯分群策略得到初始的解列断面。最后考虑断面有功功率的方向,利用启发式变邻域搜索算法确定最佳的解列断面,使得解列后各孤岛的净不平衡功率最小。文中方法能充分考虑不同故障模式所带来的同调行为的差异性,使得主动解列控制具有选择性和鲁棒性。通过新英格兰39节点系统验证了所述方法的有效性和适应性。     

基于WAMS和改进拉普拉斯特征映射的同调机群在线识别

当系统发生严重级联故障导致失步运行时,需要快速准确地识别出系统中的同调机群,为下一步的自主解列控制提供基础。针对WAMS测量到的发电机动态轨迹信息往往具有非线性和非平稳性等特点,提出了一种在线识别同调机群的新方法,能充分考虑各种故障场景的动态特性和非线性系统的时变特征。首先根据WAMS量测可得到故障后发电机组的实时响应功角轨迹信息,利用基于类别信息和核空间的改进拉普拉斯特征映射算法提取特征信息,进而识别出各发电机的运行特性;再利用k-way余弦相似度因子分群算法对发电机组进行自主识别分群。最后通过新英格兰39节点系统仿真,验证了所提方法的有效性,并且适用于系统不同运行方式,能在线准确识别同调机群。     

电力系统紧急情况下的动态分区和自主解列策略

在电力系统第三道防线的紧急控制中,当系统发生严重级联事故时,为保持系统稳定运行,自主解列控制是最后的有效手段。它的目标是保持各子分区的稳定性,并使整个系统在故障后的负荷总损失最小。本文讨论了电力系统紧急控制中的动态二分区和自主解列策略,首先结合发电机的慢同调分群算法,确定了系统的最优慢同调分群数,将振荡模式相近的发电机组等效为虚拟的发电机节点,然后在Laplace分区策略的基础上,提出新的加权指标,对Laplace分区策略进行改进,并提出启发式邻域搜索分区方法。最后将启发式就近削负荷方法应用于所有这些可能的割集,并计算各分区的负荷削减量,得到系统故障后总负荷损失最小的割集,即最佳解列控制策略。在IEEE118系统上的应用验证了改进的权重指标和所提出的混合分区策略的有效性。     

解列后电力孤岛的校正控制策略研究

当失稳系统实施主动解列控制后,被分割成独立的2个或者2个以上的不稳定电力孤岛,此时,必须快速采取有效的校正控制措施,保证各个电力孤岛稳定运行。提出了基于解列断面双向潮流跟踪算法和直流潮流算法的电力孤岛快速实时校正控制策略。通过对解列断面潮流进行追踪,得到孤岛内的调整对象(发电机和负荷)和调整量,再利用直流潮流算法进行校验,使得各孤岛在满足安全稳定约束条件下保持暂态稳定。通过新英格兰39节点系统验证了所述方法的有效性和适应性。     

基于慢同调理论和希尔伯特-黄变换的发电机在线同调识别

提出一种在线同调机群识别方法。根据慢同调分群算法确定线性化系统的最优慢同调聚合分群数,根据分群矩阵的相关系数、振荡模式的参与因子,以及广域测量系统提供的功角信息,利用希尔伯特-黄变换提取发电机的振荡模式能量谱,实现扰动后的发电机群的同调识别。通过WSCC系统和新英格兰10机39节点系统的仿真实验验证所提方法的适用性和有效性,该方法能全面反映系统在受扰后的动态特性和系统的非线性时变特性。     

基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器

超短脉冲激光因其独特的传播性质,在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题,提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线性偏振椭圆旋转(NER)效应,可实现超低阈值的光限幅输出,同时将非线性偏振椭圆旋转和自聚焦效应相结合,可保证器件在较大动态能量范围内具备限幅功能,该器件具备响应速度快、适用光谱范围宽的优点。系统阐述了NER效应的基本原理,并利用飞秒脉冲激光验证了基于NER和自聚焦效应的光限幅器的限幅性能。     

转子匝间短路故障对大型汽轮发电机振动的影响机理

转子匝间短路是大型汽轮发电机时常发生的电气故障,会引起励磁电流增大、输出无功减小、机组振动加剧等不良现象。因不具备分支电流互感器的安装条件,基于定子不平衡电流总有效值的故障监测原理无法应用于大型汽轮发电机,而故障引起的机组振动为监测提供了一种新思路。为此,首先从分析转子匝间短路故障时定子和转子的稳态电流特征入手,全面考虑各种空间磁场的相互作用及转子热变形等实际因素,对故障后发电机的定子和转子振动特性进行了研究;通过对故障案例的调研验证了理论分析的正确性,并分析了影响振幅的关键因素。