考虑大规模风电接入的快速抗差状态估计研究

提出了精细化抗差最小二乘状态估计方法,用于解决大规模风电接入对状态估计带来的残差污染问题。该方法一方面在权函数中引入量测类型基准值,用于区分不同类型量测坏数据,提高了抗差状态估计的坏数据检测能力。另一方面,利用状态估计量测预校验信息,对SCADA量测进行预处理,形成坏数据参考因子,消除参数误差引起的坏数据误判,从而提高大规模风电接入电网的状态估计计算精度。同时使用Givens变换并行算法提升软件计算速度,提高抗差状态估计数据断面的实时性,实现精细化的快速抗差状态估计,以适应风电的大规模接入电网给分析控制类在线应用带来的影响。最后对某地区电网进行测试验证,证明该方法能够有效识别风电场遥测坏数据,消除其造成的残差污染,提高了估计计算速度和精度。     

具有指数收敛速度的电力系统全分布式潮流算法

为了满足互联电力系统潮流计算对数据隐私的需求,提出了一种全分布式潮流算法。该方法由内环迭代与外环迭代组成,外环迭代基于牛顿-拉夫逊法计算雅可比矩阵,内环迭代采用全分布式算法在互联电网各分区分别求解各自的潮流修正方程。该方法不需要协调层对分布式计算进行分解协调,各分区仅需要与邻居分区交换潮流方程修正量的信息,外环迭代收敛特性与全局潮流相同,内环迭代保证收敛且具有指数收敛速度。通过IEEE39节点和118节点算例的测试表明,该方法具有较高的收敛性,适合于没有协调层的分布式潮流计算。     

UPFC状态反馈精确线性化潮流控制策略

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)传统线性控制器的性能可能因运行点的大范围变化而恶化,针对该问题提出了一种基于微分几何状态反馈精确线性化理论的UPFC非线性潮流控制策略。通过选择李雅普诺夫型输出函数、适当的非线性坐标变换和状态反馈将UPFC的5阶非线性系统完全转化为一个线性系统,然后采用线性极点配置方法设计了UPFC内部潮流控制器。IEEE 118节点系统的仿真对比结果表明,所提UPFC潮流控制策略改进了传统PI控制近似线性化的缺陷,有效适应了UPFC控制范围的大幅度变化,在提高电力系统暂态稳定性方面的效果明显优于传统PI控制。此外,该控制策略设计过程可以应用于所有基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的柔性交流输电系统(flexibleAC transmission system,FACTS)装置。     

限流式统一潮流控制器参数设计及设计实例

限流式统一潮流控制器（unified power flow controller with fault current limiting,UPFC-FCL）可以在系统发生短路故障时有效保护UPFC侧装置不受短路电流的冲击而损坏.在结合限流式UPFC工作原理的基础上,给出装置参数的设计方法,根据最大补偿容量和额定电流确定最大补偿电压,从而确定直流母线额定电压,根据补偿容量指标确定滤波电感的取值范围,按照短路电流水平设计限流电感.依据上述设计方法给出了额定电压为10 kV,最大补偿容量为1 MVA的装置设计实例,确定了串联侧注入系统的最大补偿电压、直流母线额定电压、并联侧及串联侧滤波电感、限流器模块限流电感等.PSCAD/EMTDC的仿真结果证明了文中设计的有效性和实用性.     

基于激光雷达的多帧联合目标跟踪系统

本文讨论了利用激光雷达与检测前跟踪算法进行室内行人跟踪,实现监测室内人群社交距离的探测系统。激光雷达距离分辨率高,定位误差小,目标探测时间间隔小,很适用于对轨迹不确定的行人进行跟踪。本文所用检测前跟踪算法分为三步,首先利用历史数据所建杂波图滤除固定物杂波。其次利用多帧检测算法得到时间窗内的目标轨迹段,以此滤除随机噪声产生的虚警点,提升检测效率。第三步利用轨迹关联算法,将各个时间窗内的轨迹片段相互关联,得到完整的行人轨迹,从而增强机动目标与相互临近目标的跟踪效果。实测实验表明在激光雷达跟踪多个目标时,其跟踪精度在10~15cm,多次实验均未出现目标丢失或虚假轨迹,较好地完成了室内行人的检测与跟踪。     

基于反馈线性化H∞方法的UPFC非线性鲁棒控制器

针对一类基于电压源换流器(VSC)的FACTS装置在电力系统中面临的不确定性和干扰问题,以统一潮流控制器(UPFC)为例,基于反馈线性化H∞理论设计非线性鲁棒内部控制器.采用状态反馈精确线性化方法将考虑外干扰的UPFC五阶仿射非线性系统转化为一个线性系统,根据线性H∞理论设计线性鲁棒控制律,并通过预反馈映射得出原UPFC系统的非线性鲁棒控制律.在4机12节点电力系统中将所提控制器与传统PI控制器进行仿真对比,结果表明所提控制器在多种外部干扰下都具有良好的鲁棒性,可以更好地提高UPFC安装点附近电网的暂态稳定性和功率振荡抑制能力.     

基于FPGA的8通道脉冲波形分析器的研制

设计了一个8通道的脉冲波形分析器。此系统以双现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)为核心,板载大容量同步双端口随机存取存储器(Random-Access Memory,RAM),并行8通道96 MHz高速采样模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC),能够同时对8路脉冲波形进行采样分析,得到脉冲时间间隔谱、脉冲幅度谱和脉冲宽度谱。该设备ADC以10.4 ns的采样间隔采集脉冲数据,通过通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)2.0与电脑实现数据上传,并借助上位机进行数据的实时显示。该设备已成功运用于硬X射线调制望远镜(Hard X-ray Modulation Telescope,HXMT)卫星高能主探测器的电性测试,并能够广泛适用于核辐射研究领域。     

具有短路限流功能的统一潮流控制器设计

统一潮流控制器(UPFC)在电力系统发生短路故障时,其串联变换器极有可能因承受系统高电压和大电流的冲击而损毁。针对该问题,提出了一种新型柔性交流输电系统装置——具有短路限流功能的统一潮流控制器(简称限流式UPFC),给出了其主电路拓扑结构、工作原理和控制策略。PSCAD/EMTDC软件的建模和仿真结果表明,在电网正常运行状态下,该装置特性等效为常规UPFC;当电网在装置安装点附近发生短路故障时,装置中的限流器模块能立即自动从零阻抗转变为高阻抗,将系统及流经UPFC的短路电流限制到较低数值,保护了UPFC免受系统高电压和大短路电流的冲击,同时也降低了系统的短路电流水平,增加了系统的可靠性和经济性。     

限流式统一潮流控制器的动态分析与实验

限流式统一潮流控制器(UPFC)是一种可以有效应对系统短路电流冲击的新型柔性交流输电系统(FACTS)装置。文中分析了系统短路时限流式UPFC的详细动态过程和限流工作原理,建立了故障下的数学模型。以系统限流指标、直流电容电压限值和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)电流限值3个条件为依据,给出了直流限流电感的计算方法和选取原则。100V/3kVA限流式UPFC实验装置平台的实验结果证实了限流动态过程分析的合理性和限流式UPFC的有效性。     

基于孤立森林算法的电力调度流数据异常检测方法

调度是电力系统安全运行的保障。针对具有"概念漂移"特点的调度监测流数据,基于离线数据分析或简单阈值判定的异常检测方法,存在与生产系统实时运行状态结合不紧密、依赖专家经验等问题。提出了一种基于孤立森林算法的电力调度流数据异常检测方法,利用历史数据集训练构建多个子森林异常检测器,组成基森林异常检测器;据此,在线根据滑动窗口中数据的异常情况及缓冲区数据量大小,触发检测器更新。提出一种根据异常偏差率大小筛选子森林异常检测器的更新策略,解决因模型随机更新导致异常检测器整体性能下降的问题。以服务器和某省级电网调度中心业务流数据集作为训练与测试样本,验证了所提方法在异常检测查全率及查准率等综合性能上的先进性及其在实际系统应用中的可行性。