计及VSC和DFIG的电网动态无功优化模型

近年来,一系列特高压直流工程的投运和大型风电场等新能源的并网给特高压近区电网无功控制带来了新的挑战。为解决含柔性直流的交直流混联电网的无功优化控制问题,提出了含电压源换流器(Voltage Source Converter, VSC)并考虑双馈感应风机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)无功支撑的动态无功优化模型。该模型以交直流电网全天网损最小为目标函数,约束包括交直流系统的潮流约束、直流变量的控制约束、离散控制变量动态调节次数约束及节点电压的安全约束。原模型是一个多时段非线性混合整数规划问题,缺乏快速有效的求解方法,通过线性化技术将原模型转化为能有效求解的二阶锥规划(Second Order Cone Programming, SOCP)问题。以IEEE30节点系统为例,通过仿真计算验证了所建模型和算法的有效性。     

多电力电子变压器协调控制及不间断供电研究

协调控制是保证交直流混合配电系统稳定运行的核心技术。针对多电力电子变压器互联的10kV中压交直流混合配电系统设计了集中式协调控制方案。首先提出了电力电子变压器站控层控制器的统一架构,然后提出了稳态和故障两种工况下系统的协调控制方案。最后基于RT-Lab设计了半实物仿真实验平台并将其用于实验验证。实验结果证明了所提出的协调控制方案的有效性。     

电网电压不平衡情况下三相并联型PWM整流器的控制策略

电网电压不平衡情况下的并联型PWM整流器控制策略是保证其安全稳定运行的关键技术。传统控制算法存在坐标变换运算量大、控制结构复杂、直流母线电压波动以及电网电流畸变等问题,为此提出了一种基于静止坐标系下的并联型PWM整流器控制策略,建立了电网电压不平衡情况下的数学模型,给出了抑制正序、负序和零序环流的基本原理,提出了直流电压外环采用比例积分谐振控制器和网侧电流内环采用比例反馈谐振控制器来消除直流母线电压波动和网侧电流谐波的控制方法,给出了PWM整流器并联运行的整体控制框图,设计了比例反馈谐振控制器参数。最后,通过仿真软件进行了仿真研究,仿真结果研究了所提出算法的可行性和有效性。     

基于模块化多电平换流器的光伏并网系统低电压穿越技术控制策略

随着光伏发电在电力系统中的渗透率日益加大,最新并网规则要求光伏并网逆变器具有一定的低电压穿越（low voltage ride through,LVRT）能力。针对基于模块化多电平变流器（modular multilevel converter,MMC）的光伏并网系统,首先,在静止坐标系下建立了系统的数学模型。为保证光伏电场可在电网故障时具备低电压穿越能力,采用一种实现电流正弦及有功恒定的电流控制策略,并提出无功功率参考值的计算方法及并网电流限幅策略。其次,利用准谐振（proportional resonant,PR）控制器,设计出控制环路,实现光伏并网系统的LVRT。最后,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,验证了控制策略的有效性和正确性。     

面向不间断供电的多端交直流混合配电网控制策略

交直流混合配电网能便捷高效地接入各种交直流设备,将是未来配电网的发展方向之一,其运行控制策略是保证系统稳定、可靠运行的基础。基于多端直流互联结构的交直流混合配电网,研究主从控制模式和下垂控制模式下的各换流站的控制策略,以及换流站交流侧故障和恢复并网过程中重要负荷的不间断供电方法。通过 Matlab/Simulink搭建多端交直流混合配电网测试模型,结合该文提出的协调控制策略进行仿真算例分析,验证了其可行性和有效性。     

用于直流换流站动态无功补偿的调相机与SVC运行特性对比

调相机和静止无功补偿器(SVC)均可为换流站提供无功支撑,但两者产生无功的机理并不相同。以直流送端系统电压波动为例,研究两种设备的动态无功补偿特性及其对交直流输电系统电压的支撑作用;对比分析了系统电压突降和突增时,调相机和SVC的无功调节能力;在此基础上,对比分析了两种无功补偿设备对动态过程中系统传输功率的影响。结果表明:交流系统电压突降后,调相机具有更好的无功输出特性和电压调节能力;受无功吸收能力的限制,交流系统电压突升后,调相机和SVC均不能使得系统电压恢复到额定值。     

基于精细化模型的需求侧响应策略分析

提出了居民侧负荷中的热力学可控负荷(空调系统和热水器)的精细化模型。详细分析了电价信号对其的调控方式。并以IEEE13节点典型馈线系统为例,在固定电价、分时电价和实时电价策略的激励下对系统进行了仿真,详细分析了居民侧负荷在不同电价的激励下负荷行为的改变,以及在配网中加入波动性大的分布式电源后配网注入功率被需求侧响应资源调节的情况。该研究得出了需求侧响应在平缓分布式电源的波动性及削减负荷高峰方面可做出贡献的结论。     

基于电流源型变换器的多端直流风电系统

A current source converter based multi-terminal direct current(DC)wind energy conversion system(WECS)is proposed.The current source DC/DC converter is adopted to connect a wind turbine to an inverter with maximum power point control.Each turbine is associated with a DC source by parallel-connected to a common DC link.After DC power collection,a current source inverter(CSI)using gate turn-off components is used for the grid connection due to its flexible reactive power control and short circuit protection capabilities.For such a parallel connection configuration,the CSI operates in an input voltage control mode,which maintains the DC link voltage constant.The dynamic responses of combined mechanical and electrical systems are investigated with three different operation cases.Simulation and experimental results demonstrate the feasibility and stability of the current source DC/DC converter based multi-terminal DC WECS.     

人工智能技术在电网调控中的应用研究EI北大核心CSCD

近年来,以深度学习为代表的先进人工智能技术促进了各行业的智能化发展。电网调控作为人工智能技术应用的重要领域之一,亟需借鉴互联网思维,充分利用人工智能技术,进一步提升电网调控业务的智能化水平。分析总结了人工智能技术的发展脉络,重点介绍了引发新一代人工智能技术大跨越的深度学习技术。聚焦大电网调控领域,论述了其对人工智能技术的需求分析。在此基础上,分析了人工智能技术在电网故障辨识、负荷预测、电网智能辅助决策和人机交互应用等方面的典型应用场景。最后通过电网故障辨识算例,进行了深度学习技术在电网调控应用的探索,可为调控业务智能化研究与发展提供有益的参考和借鉴。     

基于智能体群组强化学习的电网无功电压调控方法

无功电压调控是保障电网区域电压稳定的重要措施,现有基于强化学习的单一智能体设计方式存在架构设计不合理等问题。文中提出了一种考虑节点电压幅值与电容器投切状况的电网综合运行状态描述方法,设计了面向电网无功电压调控的强化学习智能体群组架构。该群组根据电网当前综合运行状态确定智能体成员,并给出相应的无功调控动作,各智能体成员将相邻时段电网状态改善程度作为奖励机制。算例表明该方法可应用于电网无功电压调控环境,相较于单一智能体设计方式,可以有效减少动作集数量,更好地应对各种无功电压调控工况。