基于统一潮流灵敏度的电-气-热综合能源系统安全控制策略

为提升对太阳能等可再生能源的利用能力,并解决边远地区或小型系统的稳定供电问题,独立光储直流微网的稳定运行控制受到了研究者的关注。针对光储直流微网各元件的底层控制方面,提出了光伏MPPT和CV模式的统一控制方法。为保证光储直流微网在不同光照和储能电量条件下的稳定运行,将光储直流微网的工作模式分为三种,分别对应于光伏和蓄电池的不同元件底层控制方式。对于微网的控制方式,考虑分散控制策略,并在此基础上提出了一种以蓄电池为中心、带单向通信的分布式控制策略,在不同策略下对微网工作模式的切换方式进行了设计。最后,仿真与实验结果表明所提的微网工作模式及其切换方式能够正常工作,所提出的分布式控制策略相比于分散控制策略改善了控制性能,保证了经济性,满足系统可靠性要求。     

基于灵敏度分析的综合能源系统运行安全性的研究

基于电-气互联综合能源系统子系统间的灵敏度矩阵,探究了电-气能源子系统间的交互耦合机理,提出一种提升综合能源系统运行安全性的改善措施。首先构建电-气耦合的综合能源系统模型,采用基于扩展牛顿-拉夫逊法的交替求解法求解该综合能源系统的多能流方程;在此基础上,借助综合能源系统灵敏度分析方法计算电压幅值-燃气负荷灵敏度矩阵和天然气系统节点压力-电力系统节点有功灵敏度矩阵,定量描述电、气系统间交互耦合作用机理;然后,通过灵敏度矩阵辨识与薄弱节点密切相关的关键环节,研究提升综合能源系统运行安全性的相关措施。最后,通过IEEE 24节点和比利时20节点天然气系统耦合的IEGES-24系统算例对所提方法进行分析、验证,结果表明所提方法可应用于综合能源系统交互耦合机理揭示和运行安全性分析。     

基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略

过载线路故障跳闸会使潮流转移到关联输电断面内其他线路上,造成连锁跳闸事故。快速制定合理有效的潮流控制策略,消除线路过载,是防止发生连锁跳闸事故的关键。针对灵敏度分析方法精度不高和直接优化类方法计算量过大等缺陷,文中提出基于正负综合灵敏度的输电断面双层优化潮流控制策略。考虑节点对过载和重载线路潮流的整体调节作用,提出正负综合灵敏度指标,然后通过双层优化方法快速制定潮流控制策略。为防止搜索空间过大导致计算量激增,建立第一层调度节点多目标筛选优化模型,优选参与调整的调度节点。在此基础上构建第二层潮流调控优化模型,得到调度节点的精确出力调整量,从而实现对输电断面潮流越限的精准调度。利用IEEE 39节点系统和某省级电网的仿真分析验证了所提方法的快速性和准确性。     

基于轨迹灵敏度的电网最优无功控制策略研究

针对电网在故障后的电压稳定问题,文章基于轨迹灵敏度分析方法,提出一种新的对于电压稳定问题的无功控制策略。应用该方法,可以利用灵敏度信息,迅速确定最佳无功补偿点,并且能直接计算出所需的无功补偿量。相比于现有的方法,该方法具有过程简单、计算量小、控制结果精确的特点。文章给出了在10机39节点新英格兰典型电力系统上的算例,验证了所提出方法的高效性和精确性。     

基于参数灵敏度分析的负荷建模研究

过于复杂的负荷模型容易使辨识寻优落入局部最优,而且难以实用化。减少复杂结构负荷模型的参数是解决问题的有力手段。本文首先提出一种衡量负荷模型响应变化的量化指标,采用摄动法分析了改进综合负荷模型参数对负荷响应变化指标的灵敏度,得到灵敏度较大的参数。结合实际电网进一步分析了负荷模型对电力系统仿真计算结果的灵敏度。发现对负荷响应灵敏度较小的部分参数对电力系统仿真计算结果的灵敏度较大。然后提出基于灵敏度分析的负荷模型参数减少的方法。最后,使用某大区电网的实测数据验证了该方法的有效性。     

基于综合灵敏度分析的快速控制算法研究

提出控制节点对输电断面潮流调整的综合灵敏度概念,并根据综合灵敏度的大小确定控制节点操作序列;采用反向等量配对调整方法,尽可能地避免系统平衡机参与调整;并且提出了一系列的启发式规则,从控制节点和相应控制量的确定上保证了在控制过程中正常支路不会过载,且断面内支路的过载程度尽可能快速地得到缓解,因而不需要计算精确潮流就能快速地给出控制策略,保证了算法消除过载的快速有效性.针对某省电网系统进行大量仿真计算,结果表明所提出的调控算法是快速高效的.     

基于灵敏度与相关性的综合负荷模型参数优化辨识策略

综合负荷建模及其参数辨识是电力系统分析研究的重点和难点之一。为了研究综合负荷模型参数对模型响应的影响以及参数之间的动态关联,提出一种基于参数灵敏度与相关性分析的综合负荷模型优化辨识策略。首先,对配电网集结等效的综合负荷模型进行解析灵敏度分析以及Hessian矩阵特征值表征的灵敏度分析;其次,通过Pearson相关系数判断参数一阶灵敏度之间的相关性,得到对输出响应作用相似的参数;然后,在遗传算法与Levenberg-Marquardt算法相结合的混合算法基础上,提出固定灵敏度小的参数,按比例简化辨识线性相关参数的优化辨识策略;最后,通过实测曲线及完整负荷模型的仿真,验证了该辨识策略的有效性。     

基于轨迹灵敏度的模型参数校正方法研究

针对大规模电力系统数值仿真参数的校正,采用轨迹灵敏度分析获得对系统轨迹影响较大的参数,以缩小误差参数的搜索范围。对已经选择出来的待校正参数集,可采用非线性最小二乘法和粒子群算法识别待校正参数值。仿真实验表明：两种算法具有各自的优势和不足。     

基于灵敏度和潮流熵的线路过负荷控制策略

针对电网运行中线路过负荷可能引发的连锁过载跳闸问题,提出一种基于灵敏度分析和潮流熵的紧急控制模型。基于模糊多属性决策法综合灵敏度、潮流熵和节点自身功率水平提出节点功率调整指标,能够将决策专家的定性分析与定量分析相结合。根据节点功率调整指标以及节点类型形成功率调整节点集和功率平衡节点集,并提出了兼顾电网的局部过负荷问题和全局运行水平的线路过负荷紧急控制优化模型,通过多轮次系统功率调整可高效完成线路过负荷紧急控制。对IEEE39节点系统标准算例和河北南网系统的仿真结果证明了模型的正确性和有效性。     

基于安全距离灵敏度的交直流混联系统安全校正策略

大型交直流混联系统中,直流系统的大容量、灵活可控等特征使得交直流混联电网的动力学特性有了根本变化,运行控制难度急剧增大。直流闭锁后潮流的大范围转移将严重影响系统的稳定运行,迫切需要研究交直流混联系统的安全校正策略。为此,提出一种基于静态安全距离灵敏度的交直流混联系统安全校正方法。在交直流混联系统静态安全域理论的基础上,为了适应电力系统在线计算的要求,对安全域边界面进行线性回归拟合并给出修正安全距离及其灵敏度的计算方法。通过对安全域的伸缩变化以表征不同维度变量的控制代价,并在此基础上求取安全校正指导矢量。根据各控制变量对指导矢量的灵敏度和各控制变量的实际调节能力对其进行排序,并依次将其代入安全校正模型中进行求解,以使得调节过程中的总调整量最小。对改造后的IEEE 39节点交直流混联系统和简化实际电网进行分析计算,结果验证了所提安全校正策略的正确性与有效性。     

基于可再生能源的工业园区综合能源系统优化研究

针对工业园区中可再生能源和电力负荷在实时运行中遇到的运行不确定性问题,提出了一种能源管理系统(Energy Management System,EMS)来优化调度园区组件,促进可再生能源集成园区中的多种能量消纳。综合考虑园区组件的响应时间,在较长时间尺度调度燃料电池的微型组合冷却、加热和动力装置以及储能系统和热负荷控制,在较短时间尺度调度储能电池,激活电能需求响应。通过建立两阶段鲁棒优化(Two stage Robust Optimization,TSRO)模型来优化系统运行,抵消实时系统运行过程中遇到的多重不确定性,采用列和约束生成算法(Column and Constraint Generation Algorithm,C&CG)对所建模型进行求解,结果表明所提能源管理系统能够有效对运行不确定性进行鲁棒处理。     

线路损失的灵敏度分析和参数综合优化

在定义了支路共轭电压、电流对线路参数灵敏度的基础上,推导出网损对线路参数的灵敏度,可根据其大小确定线路参数对网损的影响程度,为估算改变参数后的线路损失提供了一种简便方法。利用最小二乘法拟合出导线截面积与投资的关系曲线,形成综合费用函数。以损耗和投资综合费用最小为目标函数,采用粒子群优化算法对线路参数进行优化,建立了粒子位置库PSOLL,对粒子的位置进行了二次更新,提出了相应的启发式规则减少了搜索范围,加快了收敛速度。IEEE 14节点的仿真结果表明了算法的简便性、可行性和实用性。     

基于参数辨识的PMASynRM控制策略

针对永磁辅助同步磁阻电机(PMASynRM)参数变化大,依据固定参数进行控制容易导致控制精度差的问题,考虑电机磁饱和对参数的影响,基于电感参数（Ld、Lq）离线辨识技术,采用一种自适应的最大转矩电流比(MTPA)控制策略,实时动态地分配最佳的d、q轴电流,以实现对永磁辅助同步磁阻电机宽速度范围、高转矩精度、高效率的控制。通过仿真和实验,验证了所采用控制方法对永磁辅助同步磁阻电机高转矩精度控制的有效性。     

基于综合灵敏度的风电系统无功补偿研究

在进行大规模风电接入下,风电场近区系统无功补偿方案的研究时,提出来电压/有功灵敏度指标,并综合考虑电压/无功灵敏度和电压/有功灵敏度指标进行无功补偿点的选择,并通过实际系统仿真验证了该方法的有效性。     

基于MMC拓扑STATCOM综合控制策略研究

针对基于模块化多电平变换器(Modular Multilever Converter,简称MMC)的静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,简称STATCOM)提出了一种综合控制策略。根据MMC-STATCOM在不同工作状态下的性能要求以及最近电平逼近调制(Nearest Level Modulation,简称NLM)和载波移相SPWM(Carrier Phase Shifted SPWM,简称CPS-SPWM)两种控制策略的不同特点,在不同工作阶段分别选择合适的控制策略。基于瞬时无功功率理论,通过在d轴和q轴上分别叠加有功分量和无功分量的方法,在恒频启动阶段采用最近电平逼近调制并在电压外环采用斜坡控制,实现子模块电容电压快速稳定上升,在稳态阶段采用载波移相SPWM的分级控制,实现稳态时系统具有较好的输出性能。最后,综合控制策略进行了实验验证。     

电-气互联综合能源系统安全分析与优化控制研究综述

综合能源系统为提高能源利用效率、多能互补及构建低碳可持续能源系统奠定了基础,然而值得注意的是,深度耦合的多能源系统亦面临着不可忽视的运行风险,尤其当耦合系统之间缺乏有效的协同安全控制策略。鉴于此,综述了电-气互联综合能源系统安全分析与优化控制研究,介绍了电-气互联综合能源系统稳态与暂态潮流模型,包括非线性、线性及凸松弛模型;介绍了电-气互联综合能源系统安全分析研究,包括状态估计、安全评估、可靠性分析及韧性分析;介绍了电-气互联综合能源系统优化控制研究,提出了多时段滚动预防与校正控制模型;展望了电-气互联综合能源系统安全分析与优化控制未来可深入研究的方向。     

基于功率灵敏度的线路过载划区域紧急控制策略

为避免切除因潮流转移导致过载的线路,提出一种基于功率灵敏度的线路过载划区域紧急控制策略。以电流相关度系数矩阵为基础,推导出线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵,令平衡机参与到紧急控制中,同时将复杂的矢量运算简化为实数运算。根据电网拓扑结构划分广义潮流转移区域,证明区域外节点和区域连接割点对区域内线路有极其接近的功率灵敏度,使计算范围从全网简化到过载线路所属的广义潮流转移区域。将局部灵敏度计算法和稀疏矢量技术结合,大幅度减少了计算量和内存量。利用综合灵敏度选择控制节点组,采用反向等量调整法,并结合正常线路冗余量约束计算功率调整量,有效避免了潮流校验,提高了紧急控制速度。在IEEE39和IEEE118节点系统中验证了该方法的正确性和优越性。     

综合能源项目财务评价参数研究及应用

综合能源项目通常由多个子项目组成.为了准确反映综合能源项目整体和子项目的经济性,对计算期、折旧摊销、流动资金等财务评价参数进行约定和调整,统一不同项目的参数计算规则,再利用Excel财务评价模型进行项目融资前分析和融资后分析.将参数研究结果应用到综合能源项目的财务分析中,计算过程直观、便于调整,计算结果准确,从而较好完成项目群的财务评价.     

基于改进灵敏度算法的风电场分层协调优化控制策略

风电的间歇性与随机性会导致风电场电压波动,威胁风电场安全稳定运行。传统无功下垂控制方式忽略了风电场内部无功传输造成的功率损耗。本文针对风电场内部电压稳定问题,提出了一种基于改进灵敏度算法的风电场下垂优化分层控制策略。综合考虑了风机和无功补偿设备之间的相互协调,通过改进灵敏度算法得到电压边界,以网损最小为优化目标,各个风机和无功补偿设备的下垂增益系数为变量进行优化运算,为每台风机和无功补偿设备计算出最优情况的下垂增益系数。研究结果表明,该方法可在维持电压稳定的同时有效降低风电场线路损耗,有效提升风电系统的电压稳定性和经济效率。     

基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识

为提高同步发电机暂态及次暂态参数辨识精度,提出了一种基于轨迹灵敏度的同步发电机参数辨识方法。首先确定了基于轨迹灵敏度的辨识数据区间选取方法,将量测的发电机参数的轨迹灵敏度作为指标,根据该指标的衰减程度,选取暂态及次暂态参数信息含量较大的量测数据作为辨识数据,以提高相应参数的辨识精度;其次采用抗差优化模型作为机组参数辨识优化模型,以提高参数辨识模型的抗干扰能力。算例验证了所提方法的有效性。