扁平化安全稳定控制系统薄弱环节辨识

安全稳定控制系统(SSCS)扁平化设计可实现各控制子站间、各分区电网间的信息交互,有利于减小SSCS层数,提高可靠性,但是增加了控制路径搜索和薄弱环节辨识的难度。文中在树状SSCS中增加双向/环状通道以减少中间站点,根据邻接矩阵搜索从顶层站点到底层站点的所有路径;计及元件可用率和底层站点可控容量,量化扁平化SSCS对底层资源的控制能力;定义站点平均控制能力和平均关联路径数指标,评价扁平化对各站点控制能力的影响;提出扁平化SSCS控制能力对元件可用度的灵敏度的解析算法,以确定SSCS薄弱环节。算例表明：扁平化设计减少了层级和中间站点,同时提高了SSCS控制能力;站点所经路径越多、层数越少、路径可控容量越大,对SSCS控制能力影响越大。     

结合证据理论和双层规划的电压稳定不确定分析

提出了一种基于证据理论和双层规划的含风电系统静态电压稳定不确定分析方法。首先,以证据理论中基本可信度分配的概念来描述风速不确定性,建立了静态电压稳定不确定分析模型。然后,通过构造多个风电场风速的联合可信度分配,建立风速的若干个超立方体域,从而将原电压稳定不确定分析问题转化为超立方域内最远和最近电压稳定临界点问题。最后,采用双层规划方法分别求解最远和最近临界点问题,得到各超立方域的负荷裕度最大值和最小值,并合成负荷裕度的信任累积概率分布和似然累积概率分布。IEEE 118节点和IEEE 300节点标准系统的计算结果表明,相比传统概率方法,所提模型与方法能够有效描述风速的客观不确定性和主观不确定性信息,利用负荷裕度的信任和似然分布可确定系统发生电压失稳的最小和最大概率,符合电力调度人员的思维习惯。     

基于证据理论的风速不确定性建模

风速决定了风电场的输出功率,风速模型是研究含风电系统运行与规划的重要基础。提出一种基于证据理论的风速不确定建模方法。采用证据理论中基本可信度分配的概念描述风速;提出依据实测历史数据确定基本可信度分配的焦元和信任函数的实现方法,并设计等概率区间和等取值区间2种建模策略。以某风电场实测风速为例对基于所建模型和基于概率分布及区间分布的模型进行仿真比较,结果表明所提模型能确定风速的似然累积概率分布和信任累积概率分布,能更有效地描述和处理风速不确定性信息。     

考虑电网静态安全风险的随机潮流计算

随机潮流能够比较全面地反映系统运行状态,对电网安全性风险评估起到重要作用。现有的随机潮流计算方法中,结合半不变量和Gram-Charlier展开级数的方法可快速且准确地计算节点电压和支路潮流的概率密度函数(probability distribution function,PDF)以及累积分布函数(cumulative distribution function,CDF)。以受时域和地域不均匀分布影响的系统当前运行状态为基础构造预想事故集,将全概率理论与半不变量法随机潮流相结合,提出一种考虑电网静态安全风险的随机潮流算法。对IEEE RTS 96节点实验系统的计算表明,该算法可快速、准确地评估系统当前运行状态的静态安全风险,具有实际应用价值。     

某500kV可控电抗设备原理浅析

可控电抗（CSR）技术是建设特高压交流电网所必需的关键技术之一,是能、够同时解决超高压和特高压输电系统中过电压抑制、潜供电弧熄灭以及动态无功调节等问题的有效技术措施。通过对忻都500kV可控电抗分析,其具有母线可控电抗和线路可控电抗功能,可以有效提高我国电网输送能力,实际运行数据表明对保障电网安全、稳定、优质运行具有极大作用,为特高压电网采用可控电抗技术提供了借鉴。     

TCSC模糊PID控制器的研究

控制器的优劣将直接影响FACTS(灵活交流输电系统)性能的发挥,因此,对控制系统的研究一直是FACTS技术的重点,可控串联补偿也不例外。文章总结了当前TC-SC(可控串联补偿)稳定控制策略与阻抗控制研究现状的基础,结合TCSC的基本运行特性及阻抗调节特性,在研究模糊控制以及PID控制基本理论的基础上,设计了TCSC的模糊自适应整定PID的阻抗控制器,克服了传统PID控制的不足,具有较强的鲁棒性,提高了控制质量。     

电力潮流灵活控制技术应用综述

统一潮流控制器(unified power flow controller, UPFC)、静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator, SSSC)、可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensation, TCSC)和移相器(phase-shifting trans former, PST)能够调节线路参数、灵活控制潮流变化,均已在国内外电网中实现工程应用,对均衡输电通道潮流、提升供电能力有重要作用。文中对UPFC、SSSC、TCSC和PST的理论研究和工程实践进行了综述。首先,分析了4种潮流控制装置的基本结构和控制原理,并介绍了国内外已投运工程的运行情况;其次,从结构、换流器技术、选址定容、控制策略、故障保护5个方面对潮流控制装置的关键技术研究现状进行概述;最后,展望了潮流控制装置在未来电网中的典型应用场景,并对潮流控制技术的研究方向进行了分析。     

考虑风电不确定性的概率区间潮流模型与算法

该文基于证据理论构造了风电场的随机出力和不确定节点负荷的基本可信度分配,提出了一种电力系统概率区间潮流(probabilistic interval power flow,PIPF)模型和算法。通过构建输入不确定量的多维联合可信度分配,将概率区间潮流问题转化为若干个区间潮流问题。并采用区间优化法求解区间潮流,获得潮流状态量的区间极值,最终合成了潮流变量的似然累积概率分布和信任累积概率分布。IEEE 30、118标准系统的计算结果表明,所提的概率区间潮流把概率潮流和区间潮流统一于一个模型,获得潮流变量的似然和信任累积概率分布,可用以判断变量取值的最大和最小概率,对电力系统运行有良好的指导意义。     

可控相间功率控制器(TCIPC)运行特性分析

研究了相间功率控制器IPC(Interphase Power Controller)基本结构和数学模型,通过晶闸管触发控制电感支路构成可控相间功率控制器(TCIPC),并将其应用于交流弱联系的互联电网中,推导了晶闸管触发延迟角与TCIPC参数以及两侧电网戴维南等值参数之间的关系,分析了计及两侧电网等值参数影响下的TCIPC运行特性.以东北-华北电网经带TCIPC的联络线交流弱联系为例,说明TCIPC对互联电网具有动态连续潮流控制能力.     

电网可靠性对可控串联补偿部件参数的灵敏度分解算法

可控串联补偿器(TCSC)是一种常见的柔性输电设备,多用于改善输电能力。现有TCSC对其电容器组、电抗器等部件的可靠性建模较为粗略,因此无法直接描述部件可靠性对电网可靠性的影响。考虑部件故障模式,提出TCSC可靠性分层等值算法,建立含TCSC线路可靠性状态空间模型。基于改进频率和持续时间(FD)算法,求解串联补偿线路状态概率和转移率,及其对部件可靠性参数的灵敏度。联立电网可靠性对串联补偿线路可靠性、串联补偿线路可靠性对TCSC部件灵敏度,提出电网可靠性对TCSC部件参数的灵敏度分解算法。算例分析验证了算法的可行性和正确性,有助于从电网角度发现和改善柔性交流输电设备的薄弱环节。     

可控相间功率控制器(TCIPC)运行特性分析

研究了相间功率控制器IPC(Interphase Power Controller)基本结构和数学模型,通过晶闸管触发控制电感支路构成可控相间功率控制器(TC IPC),并将其应用于交流弱联系的互联电网中,推导了晶闸管触发延迟角与TC IPC参数以及两侧电网戴维南等值参数之间的关系,分析了计及两侧电网等值参数影响下的TC IPC运行特性。以东北-华北电网经带TC IPC的联络线交流弱联系为例,说明TC IPC对互联电网具有动态连续潮流控制能力。     

变压器式可控电抗器的控制绕组无功容量分析

分析比较两种不同绕组控制方式下的电抗器:晶闸管控制方式(thyristor con tro llab le reactor,TCR)和先进静止无功发生器控制方式(advanced static var generator,A SVG)。针对TCR控制方式在轻载或空载存在死区的问题,提出将第一级控制绕组采用A SVG控制方式,以增加可调性并减少谐波含量。将多并联支路型可控电抗器的支撑导通法,应用到变压器式可控电抗器的绕组功率控制上,通过第一级A SVG控制绕组和其它TCR控制绕组的相互配合,实现连续平滑调节。针对无功容量最优分配问题建立了相应的数学模型,并以此确定出各级绕组最佳的功率容量分配。     

考虑FACTS配置的电网输电能力计算

灵活交流输电(FACTS)技术是提高电网输电能力的有效手段。文章基于连续潮流法,将静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和可控串联补偿器(thyristor controlled series capacitor,TCSC)的稳态模型加入潮流方程中,建立了计及SVC和TCSC的可用输电能力计算模型。考虑到确定元件安装位置的重要性,利用连续潮流法求取系统极限功率点的输电能力,以该值与网络参数的灵敏度系数作为指标,选择最有利于提高输电能力的SVC和TCSC安装位置。对IEEE 30和IEEE 118节点系统进行的仿真计算证明了所提出模型和方法的有效性。     

大规模风电并网系统容量效益裕度计算模型研究

可用输电能力(ATC)是衡量系统安全稳定运行的技术指标,对于电网运行的可靠性和经济性具有重要的意义。容量效益裕度(CBM)作为直接影响ATC计算可信度的一个重要因素,需要构建更加合理、准确的计算模型。针对大规模风电并网后系统的CBM计算模型开展研究:首先,为应对风电间歇性扰动,提出基于可靠性指标(缺电时间期望指标)的区域电网CBM概率性计算模型;然后,对于多区域电网,计算出某时段各区域的缺电量后,以经济性最佳为目标,构建送电区域各机组发电裕度优化分配模型,进而确定区域间各输电断面CBM的大小;最后,以IEEE 30和IEEE 118节点系统为例分析验证了所构建模型的合理性和有效性。     

可控串联电容补偿技术仿真研究

针对华北电网托克托—浑源—安定(或霸州)500 kV发输电工程,在电力系统实时数字仿真机RTDS上建立可控串补仿真模型,仿真比较不同的二次控制规律对可控串补装置整体性能的影响。     

电力信息物理系统中信息系统物理化的建模及分析方法

该文基于信息系统物理化的设想提出电力信息物理系统(cyber-physical power system,CPPS)中的信息流建模和计算分析方法。采用连续时间函数来刻画信息流的特征,并定义信息网络运行参数为流量累积函数、信息流速和时延。首先,基于遍历法搜索出信息流路径,建立信息流速矩阵的范式;然后利用改进的网络演算(network calculus,NC)特性赋值流速矩阵的元素;进一步采用流量累积函数表征信源数据发送规律,从而显式求解时延上界。最后将提出的信息流建模方法应用于智能变电站自动化系统的时延计算,通过与OPNET的仿真结果相比较,验证所提出模型的有效性,而且该方法可以提供定量分析指标以优化变电站组网方案设计中的信息流分布。     

静止无功补偿器时间特性及系统级可控电流源模型研究

针对现今对静止无功补偿器(SVC)响应时间特性缺乏研究的现状,本文对SVC物理模型无功补偿的特点及响应特性进行分析,建立了在响应时间和无功补偿方面均能与SVC物理模型达到一致效果的可控电流源模型.可控电流源控制信号中的时间模块,可以精确求出SVC响应时间.通过PSCAD仿真某轧钢机启动实验,验证了两者的一致性.     

基于饱和变压器的磁饱和式可控电抗器分析

概述了磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理,介绍了磁饱和式可控电抗器在超/特高压电网中的应用。以Matlab提供的电力系统模块集(PSB)为平台,利用饱和变压器的模型,建立了磁饱和式可控电抗器的仿真模型,计算了模型中的相关参数,并进行了相应的仿真分析。实例仿真结果说明本文的分析和仿真方法简捷有效,并且能够反映磁饱和式可控电抗器工作过程中半导体器件的参数,为其实际应用或者生产制造提供了一定的理论依据。     

基于一致性算法的微网分布式有功均衡控制

为实现微网内可控型分布式电源(distributed generator,DG)按有功容量分配负荷以避免其过载,建立了基于一致性算法的分布式有功均衡控制模型。不依赖于中央控制器,而是通过Agent与邻居Agent之间的局部通信,根据自身信息及获取到的邻居信息来实时更新自己的信息,作为可控DG的指令以实时调整自身有功输出。此外,建立了考虑通信延时的有功均衡控制模型。基于Matlab/Simulink仿真验证了所提均衡控制策略可以达到有功均衡的效果,解决了部分DG过载的问题,且系统电压和频率稳定。另外,讨论了延时对系统的影响,验证了延时过大会使系统均衡精度变差。     

供热机组自动发电控制方式的实现

为了提高电网的运行水平,各电网纷纷要求所属(管辖)电厂单机容量在300 MW及以上机组和具备条件的单机容量200 MW及以上机组进行电网自动发电控制运行.文章简要介绍了供热机组实现AGC控制方式的基本步骤与方法,并结合AGC控制方式的整个实现过程讨论了供热机组AGC控制方式实现过程中可能遇到的问题和解决办法.