极端天气事件对新能源发电和电网运行影响研究

风电和光伏发电极易受极端天气的影响而出现大规模停机和出力损失,严重时可能威胁电网安全稳定运行。针对极端天气事件对新能源发电和电网运行的影响开展研究。首先从新能源发电的角度阐述了极端天气影响新能源的机理。然后基于海量风电机组和光伏发电单元的运行数据,对寒潮、大风、降雪、沙尘等几类极端天气条件下新能源发电和电网运行情况进行深入分析。最后从电网调度运行的角度提出保障极端天气条件下电网安全稳定运行的建议。     

极端天气下基于时间卷积神经网络的新能源出力评估策略

新能源高渗透率背景下,极端天气造成的出力骤降对电力系统安全运行构成严重挑战,准确评估极端天气下的新能源出力深度是制定电力系统运行方式的重要依据。本文提出一种基于改进的深度时间卷积神经网络(deep temporal convolutional network,DeepTCN)的新能源出力评估方法。通过设计具有动态输入权重的时间卷积神经网络架构,准确量化估计了极端天气对新能源出力的影响,从而为制定极端天气下的电力系统运行方式提供风险程度信息。基于实际电力系统新能源出力数据集的算例结果表明,与常规的时序预测方法相比,所提方法的标准化均方根误差、对称平均绝对百分比误差和平均绝对标度误差3个指标分别最高可提升1.2,0.1和0.22。所提方法能够实现对极端天气下新能源出力的更精准评估。     

"6⋅21"日环食对光伏发电及电网运行影响分析

中国正处在新能源与特高压交直流电网高速发展时期,日食等极端事件易引发广域新能源出力波动,进而对电网安全稳定运行产生重大影响。文中针对2020年6月21日中国地区发生的日环食过程进行剖析,采用数值天气预报叠加事件影响的方法,提出了极端天文、天气事件对新能源间歇性与电网运行影响的预测方法。基于有效预测结果制定了相应预案措施,分析了日环食发生过程中电网的运行状态,并提出了有效预测此类事件对中国高比例可再生能源电网安全稳定运行的若干启示。     

台风天气考虑故障演化的电力系统韧性评估方法

全球气候变化和温室效应加剧造成了极端天气发生的频次增多、强度增大,给电力系统造成的影响愈发严重。电力系统大力发展风/光新能源发电作为缓解温室效应有效手段的同时,也深受极端天气影响。韧性是体现电力系统抵御极端事件、减小故障影响并恢复供电的能力,近年来受到广泛关注。因此,亟需开展新能源电力系统在极端天气下的韧性评估研究。以台风作为极端灾害天气代表,提出了一种台风天气下考虑故障演化的电力系统韧性评估方法。首先,根据台风天气下电力系统故障的发展特征,确定了根据系统性能变化曲线及事故链发生概率综合评估系统韧性的整体框架和流程。具体地,考虑台风天气因素对于风电机组和输电线路的影响,提出了考虑不同时间尺度故障的元件及系统状态转移概率模型;在此基础上,考虑风机故障对风电出力不确定性的影响,建立了计及电网元件故障的系统改进随机潮流模型;然后,根据系统潮流分布和线路过载概率计算连锁故障的发生概率;最后,在改进的IEEE 39节点系统上进行算例分析,结果表明所提方法能够有效评估极端天气下含风电电力系统的韧性,并为极端天气下含风电电力系统的安全运行提供参考。     

含高比例新能源电力系统极端天气条件下供电安全性的提升

为有效评估极端天气对含高比例新能源电力系统供电安全的影响，并提出切实可行的提升电力系统供电安全性的措施，首先对极端天气下负荷特性及新能源出力特性进行建模仿真，其次对极端天气情况下含高比例新能源的电力系统进行生产模拟，从源、网、荷、储各环节提出提升电力系统供电安全性的方案，最后以某省级电力系统为算例，验证所提方案的有效性。     

微地形环境下输电线路微气象分析与预测技术

为了研究微地形区域输电线路运行的气象情况,在小气候理论基础上,以华北地区处于典型微地形区域的3条输电线路、且历史上发生过由极端天气引发的输电线路事故为例,分析了山区微地形导致的微气象形成机理,并利用多元回归分析方法建立了微地形气象因子与宏观大气参数之间的回归预测模型。研究结果表明,该方法可以从定量角度揭示微气象参数之间的关系,能够对微地形区域输电线路运行的微气象参数情况进行分析与预测,为建立输电线路电气可靠性实时评估与预警系统奠定基础。     

极端天气下电网塔架的安全与防护

针对西北地区电网的安全稳定运行易受极端气候影响的情况,分析了冰雪天气、大风(沙尘)天气对电力设备的危害,通过试验结果分析了倾覆塔架样品的厚度、成分、机械性能,总结了塔架失效的原因,提出了应对极端天气、增强电网防御能力的措施和方法。     

澳大利亚“9·28”大停电事故分析及对中国启示

2016年9月28日,台风和暴雨等极端天气袭击了新能源发电占比高达48.36%的澳大利亚南部地区电网,最终导致50h后恢复供电的全南澳大利亚州大停电。这是世界上第一次由极端天气诱发新能源大规模脱网导致的局部电网大停电事件。文中从事故前电源比例、事故演变顺序、事故后黑启动运行阐述"9·28"事故全过程。重点从灾害预警在线计算辅助决策系统、系统转动惯量、低电压穿越要求、低频减载、黑启动预案等多维度讨论该事件对中国电网安全运行的启示。     

寒潮天气对风电运行和功率预测的影响分析

针对我国北方地区电网在迎峰度冬期间面临的寒潮天气影响、供暖和用电负荷需求增加的问题，提出提高寒潮天气下新能源功率预测的准确率，以有效解决“保供电”和“保消纳”之间的矛盾。根据寒潮天气影响风电运行的过程，将寒潮天气特征分为风机覆冰、大风切机、低温脱网和晴冷无风四种类型。分析了各种寒潮类型对风电运行的影响机理，并结合内蒙古东部地区典型案例研究了寒潮影响风电功率预测的偏差规律。基于上述分析，在管理和技术方面提出了加强寒潮天气的预测预警工作、开展新能源功率预测系统升级改造等提升风电功率预测性能的建议，以提高寒潮天气下风电预测的准确率。     

美国加州2020年8月中旬停电事故分析及思考

2020年8月14日和15日,美国加州电网发生停电事故,共约81万人次受到停电影响。本文对该事故进行总结分析,为我国电网的安全稳定运行提供借鉴和参考。首先,对此次极端高温天气造成的切负荷和轮停事件进行介绍,分析总结造成该停电事故的主要原因,引入两个新能源反调峰特性的量化评估指标。其次,根据加州电网的实际,给出了针对该事故的短期及中长期应对措施。最后,结合此次停电事故所暴露的问题,从三个方面总结了对我国电网的启示,一是在电网规划及运行方面要建立考虑极端情况影响的电源规划机制,同时更加关注新能源快速发展过程中全省净用电负荷曲线变化特征;二是要优化电力市场建设;三是要提升电网柔性调控手段和能力。     

基于生命周期评价的不同电源对环境影响的比较

用生命周期评价方法对工业固体废弃物焚烧发电、生物质气化发电、风力发电、天然气燃气蒸汽联合循环发电等几种电源型式对环境的影响,进行了编目分析,计算了其污染物排放量,并且都与燃煤发电进行了比较。     

基于串口通信的DSP在线烧写技术研究

为了解决DSP嵌入式系统某些特殊应用场合升级不方便、维护困难的问题,提出了一种基于串口通信向片内Flash在线烧写程序的方法.描述了该在线烧写方法的基本思想和实现步骤,并结合工程实际需要,优化了接收升级指令的时机,并在片内Flash设置应用程序备份区,进一步提高了烧写的可靠性和安全性,增强了系统的容错性和自愈恢复能力.实验结果表明,该方法有效可行,方便可靠,相比于传统基于JTAG烧写,可摆脱仿真器进行程序升级,提高了嵌入式系统的可维护性.     

基于微位移的超分辨重建技术研究

CCD图像传感器广泛用于图像采集,受其内部结构和外部条件的影响,采集到的图像质量不能满足人们的需求,通过硬件改进提高图像质量面临经济与技术两方面的难题。为此本文利用多幅微位移图像间的冗余信息重建出高分辨率图像,既低成本又易实现。针对CCD与目标物间有相对微位移来获取序列低分辨率图像的情况,采用一种解线性方程组的方法对采集到的4幅微位移图像进行重建,并对这种算法进行优化。实验结果图可清晰地看到重建图像可分辨更多线对,高频信息量增加,算法具有较好的效果。     

基于PMU的状态估计的研究

传统的状态估计是基于单相纯正弦模型的,但实际电力系统的三相并不是完全对称,这就导致了传统的状态估计存在着固有的误差.随着基于GPS同步相量测量单元(PMU)的应用和计算机技术的发展,该文提出了一种以PMU为基础的三相状态估计和谐波状态估计算法以消除这种固有误差.利用PMU的电压幅值测量值和相角测量值与SCADA原有的测量值构成的混和量测系统一起用于状态估计,从而提高网络的可观测性及状态估计的精度,来弥补传统状态估计的不足.所以这种算法可根本解决系统三相不平衡和状态向量非纯正弦带来的误差问题.最后讨论了对该算法的评估方法.     

基于光生物效应的办公空间采光研究初探

该文将办公室天然采光与光生物效应相结合,通过分析在不同光气候、季节时段、采光口朝向、亮度水平的天然采光条件下,人眼瞳孔大小、主观感受等变化规律,研究在光生物效应作用下,天然光的光色（光谱分布）、光照强度（亮度）与人的视觉心理生理变化之间的关系,整理在不同光色下瞳孔变化与亮度水平函数关系式,以期能提出符合节能要求、有利于办公人员身心健康及提高工作效率的办公空间采光环境方案,完善办公空间天然采光的健康模式,从而进一步促进绿色照明和健康照明。     

基于Linux的SCADA系统后台服务器的研究

随着微机技术的不断发展，以Linux为代表的自由软件越来越多地应用于各个领域。针对自由软件Linux应用到电力SCADA系统后台服务器中这一课题进行了可行性研究。通过与传统的Unix工作站后台服务器相比较，提出了基于PC／Linux的SCADA后台服务器。     

基于SOPC的舵机控制器研究

研究一种开放式全数字舵机控制器。控制器采用了全数字三闭环控制,实现了舵机位置伺服控制功能,其中位置环采用PID参数模糊自整定的算法,电流环、速度环作为内环采用PI调节的算法,并对采用PID参数模糊自整定的算法和传统PID算法所得的结果进行了对比分析。实验结果表明,系统有较好的鲁棒性和动、静态性能,可达到位置跟踪效果。     

基于TMS320C6747的SVPWM实现方法研究

空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation)是逆变系统设计的是重要方法之一,本文详细介绍了SVPWM方法,探究了使用数字信号处理器TMS320C6747生成SVPWM波的方法和实现过程。对SVPWM实现的软件和硬件均进行了设计,并在此基础进行了实验,实验表明该逆变系统的具有良好的可行性、有效性和可靠性。     

基于PSCAD/EMTDC的电网GIC影响仿真分析

地磁暴在电网中产生的地磁感应电流影响电力系统运行,研究地磁感应电流在电网中的分布、大小及影响等问题有重要意义。在提出了研究我国电网地磁感应电流影响问题必要性的基础上,给出了基于平面波理论的地表面势的算法,以及用PSCAD／EMTDC软件分析电网地磁感应电流影响的思路,并对仿真分析中的仿真条件、理论依据、注意事项等问题进行了讨论,最后给出了仿真实例的分析结果。实例分析表明,我国电网的地磁感应电流问题是有必要深入研究的课题,PSCAD／EMTDC软件是分析电网地磁感应电流影响的有效工具和最佳选择。     

基于RTDS建模的分布式光伏对配电网影响研究

随着分布式光伏的大规模推进,需要研究分布式光伏接入配电网后对电压、 电流和继电保护带来的影响.首先,根据分布式光伏和配电网的典型结构,基于RTDS建立分布式光伏接入配电网的仿真模型.其次,仿真分析在不同的光伏渗透率、故障类型和故障位置下分布式光伏对配电网电压和电流的影响.然后,研究电网故障状态下分布式光伏对配电网继电保护的影响.仿真结果表明,分布式光伏接入配电网后使电压增大、系统提供的电流减小,分布式光伏渗透率较大时可能使过流保护拒动以及重合闸失败,因此需要重新整定保护定值.