考虑节点静态电压稳定性的电网元胞自动机故障演化模型

在电力系统大停电过程中往往伴随着电压失稳问题,为了研究停电事故发展机理,从事故演化过程中电网各节点电压变化入手,依据元胞自动机理论进行建模。将节点作为元胞,根据静态电压稳定性理论定义了元胞状态以及转换规则,建立了一种考虑节点静态电压稳定性的电网元胞自动机故障演化模型,并定义了电压稳定裕度指标。在IEEE39节点系统中,利用该模型进行单次停电事故仿真,分析了不同扰动方式下停电事故过程中节点电压稳定裕度的变化。进一步,利用该模型进行了多次停电事故仿真,探究了负荷扰动方式及电网热稳定裕度对各节点电压稳定裕度的影响。     

高比例电力电子电力系统过电压(二)：交流对称故障下暂时工频过电压机理

随着新能源等电力电子设备占比的不断提升,故障扰动后引发的系统暂时工频过电压问题日渐凸显,严重时易引发新能源大规模脱网,威胁电网安全稳定运行。新能源发电设备的故障穿越特性直接影响过电压水平,亟需进行机理分析。该文首先分析交流对称故障下高比例电力电子电力系统过电压的引发原因,建立计及新能源故障穿越特性的过电压简化分析模型,并基于矢量关系解析三相短路故障后新能源机端过电压最大值;然后分析不同故障穿越策略和系统参数对新能源机端电压最大值的影响;提出防止新能源大规模脱网的故障穿越等效无功电流系数的取值区间,进一步综合考虑新能源故障期间的无功支撑要求和故障清除后的电压安全约束,分析不同系统强度下等效无功电流系数的合理取值区间;最后通过时域仿真验证理论分析的有效性。     

外环限幅对VSC并网系统大扰动稳定性的影响研究

以电压源型逆变器(voltage source converter,VSC)为并网接口的新能源发电设备在电力系统中的占比日益提高，现有VSC并网系统大扰动稳定性的研究，往往只关注于锁相环及其他控制环节特性，而未考虑非线性限幅环节及其对稳定性的约束作用。针对上述问题，该文以VSC并网系统的外环控制及其限幅环节为研究对象，首先建立以电流分量为状态变量的简化模型，分析控制外环平衡点的存在性；其次，基于Poincaré定理和Lyapunov第二定理证明运行点总于固定切出点脱离限幅约束及其确定性条件，揭示大扰动后含外环限幅VSC并网系统注入电网功率与指令值不一致的机理；再次，提出计及设备安全性和稳定性的限幅策略改进原则，并设计基于C-UCE的外环限幅改进策略；最后，基于实际VSC并网系统算例验证该文改进策略的有效性。     

传统交流电网与高比例新能源电网连锁故障差异性分析

新能源的强随机性、强不确定性及电力电子装备的弱抗扰动能力等特性使得高比例新能源电网的连锁故障演化过程更加复杂,现有基于传统交流电网而来的连锁故障相关理论与方法在高比例新能源电网中的适用性有待商榷.以美加大停电与英国"8.9"大停电事故作为切入点,从连锁演化主导推动因素、演化时间、事故发生概率、电气特性等方面分析传统交流电网与高比例新能源电网在连锁故障问题上的差异性,并基于IEEE39节点系统在PSD-BPA与MATLAB中展开算例分析.     

电力电子设备接入电压支撑强度量化评估指标综述

当前,大规模新能源发电、柔性直流输电等电力电子设备接入系统存在规模受限、暂态过电压、控制失稳等问题,其严重程度与系统的电压支撑强度密切相关。该文以电力电子设备并网系统为背景,对电压支撑强度的量化评估指标——短路比指标、阻抗比指标的构建与应用进行综述。分析电力系统强弱的关键特性及其与量化评估指标之间的关联,阐述了电压支撑强度的概念。一方面,短路比作为量化评估系统电压支撑强度的重要指标,根据电力电子设备并网后的系统特征,发展不同形式的构建方法。采用短路比指标衡量电压支撑强度时,临界短路比是划分系统强弱的重要判据,与系统静态电压稳定密切相关,当前临界短路比应用于新能源系统时存在计算方法及数值不统一的问题。另一方面,通过推导阻抗比与临界短路比之间的数学关系,分析阻抗比对电压支撑强度的影响,确定短路比与阻抗比在电压支撑强度量化评估应用中的配合关系。该文对现有的电压支撑强度量化评估指标存在的问题进行分析与总结,建议在评估电压支撑强度时将短路比指标作为主要指标,将阻抗比指标作为辅助指标,为衡量系统对电力电子设备接纳能力的后续研究提供参考。     

基于多代理系统的微电网多尺度能量管理

对基于多代理系统的微电网能量管理策略进行了研究。首先,建立三层多代理系统;然后,基于博弈论研究大电网与多个微电网之间的上层电力市场竞价策略;进而,以单个微电网为研究对象,考虑需求侧响应,研究制定多时间尺度的分布式发电调度策略;最后,考虑到调度策略需要有负荷和风力发电机组短期预测作为前提保障,所以运用混沌相空间预测算法对负荷和风力发电机组进行短期预测。仿真结果验证了所提能量管理策略的有效性。     

藏中电网SVC配置方案及补偿策略分析

通过建立包含青藏直流系统的2012年藏中电网模型,对SVC投运后藏中电网的运行特性进行研究;提出优化藏中电网SVC动态无功补偿配置措施以改善藏中电网电压稳定性,进而提高藏中电网直流受电能力;并通过仿真验证所提措施的有效性。     

风电经特高压直流送出系统的暂态过电压问题研究综述

大规模风电通过特高压直流线路外送时,换相失败、直流闭锁等故障引发的暂态过电压问题严重影响了系统的安全稳定运行,制约了系统的输电能力。针对风电经特高压直流送出系统暂态过电压问题的研究步骤和关键技术挑战,从系统仿真建模、暂态过电压根源解析、抑制策略设计3个方面,分别进行总结和综述：从大规模风电经特高压直流送出系统的仿真建模出发,梳理、评述了各主要部分的建模方法及其优缺点;阐述了2类典型暂态过电压的演化过程,解析了其产生根源、影响因素及量化分析方法;根据控制策略的实施对象,从系统级保护控制、直流系统控制、风电集群控制、无功补偿控制等方面,对比分析了各种控制方法的优势与不足。分别针对上述3个方面梳理总结了现有成果并对研究趋势进行了展望,以期为大规模风电经特高压直流外送系统的故障穿越控制提供依据。