基于系统频率响应特性的“三华”电网交换容量极限计算

提出了一种基于系统频率响应特性的大区电网间交换容量极限的计算方法.使用最小二乘法对仿真计算得到的频率响应特性系数进行曲线拟合,依据拟合得到的频率响应特性系数的曲线变化趋势来预测不同交换容量下的频率偏差限制点,在频率响应特性识别与预测分析的基础上进行大区电网间交换容量极限的计算与评估.对“三华”电网的应用表明,所提方法有效、实用,且计算结果具有较高的精度.     

基于多重约束的“三华”特高压电网功率交换极限评估

随着特高压交/直流混合电网的逐步建成,大区电网间必将存在大功率传输。为了确保电网在其安全稳定极限内正常运行,提出基于多重约束条件下的大区电网间功率交换极限计算方法。该方法采用基于改变的区间交换功率下的频率响应特性分析、静态电压稳定分析、以及暂态能量函数分析对系统功率交换能力进行评估,对比满足各个约束条件的功率交换极限,确定约束系统断面功率交换能力的决定因素,得到多重约束条件下的功率交换极限,并以此来指导区间功率分配方案的制定与优化。对"三华"电网的仿真分析表明,该研究所提方法能在考虑多重约束条件前提下快速准确地计算出电网的功率交换极限,计算结果误差均<6%,满足工程实际的精度要求,且该规划模型在最大交换功率下其特高压输电线路的输送功率在热稳定限制以内。     

基于静态频率稳定性分析的电网容量交换能力评估

电力系统静态频率特性识别与计算对于维持电力系统稳定具有十分重要的意义.使用最小二乘法对仿真计算得到的静态频率特性系数进行曲线拟合,依据拟合得到的静态频率特性系数的曲线变化趋势预测不同交换容量下的频率偏差限制点,在静态频率稳定性分析的基础上进行电网容量交换能力评估.通过算例仿真验证了该方法的有效性.     

基于节点注入功率——电压变化比灵敏度的交换容量极限计算研究

提出基于节点注入功率—电压变化比灵敏度分析方法,对大区电网间潮流断面上的交换容量—静态电压稳定性进行了分析,得到系统电压最敏感节点.对基于节点注入功率—电压变化比灵敏度分析的电压最敏感节点灵敏度变化趋势进行样条插值,对样条插值所得的离散值进行非齐次指数函数拟合,通过对该非齐次指数函数求导得出电压灵敏度的变化率函数,根据电压稳定临界点的判别条件计算交换容量极限.对华东、华中、华北“三华”特高压电网交换容量评估的应用证明了所提方法的正确性、有效性,且具有较高的精度.     

基于改进电压灵敏度分析的大区电网间容量交换能力评估

提出基于断面交换容量–电压变化比的灵敏度分析方法,对大区电网间潮流断面上的交换容量–电压稳定性进行分析,得出系统薄弱通道和敏感节点。对基于交换容量最敏感节点的电压灵敏度变化趋势进行样条插值,对样条插值所得的离散值进行非齐次指数函数拟合后求导,得出电压灵敏度的变化率函数,根据电压稳定临界点的判别条件计算交换容量极限,并以电压稳定裕度指标进行校验。对"三华"特高压电网的容量交换能力评估的应用表明,所提方法正确、有效,且具有较高的精度。     

一种线路极限传输容量的在线计算方法

提出了一种电力系统在线极限传输容量的计算模型和实用化算法。这一模型基于发电计划和短期负荷预测来定义负荷发电增长方向，全面地考虑了系统在一个预想故障集下的暂态稳定约束、静态稳定约束、电压和支路潮流等静态运行约束。文中采用了一种考虑暂态稳定约束的连续潮流算法来求解，在充分利用连续潮流可以有效地计及静态稳定和安全约束的同时，采用快速时域仿真技术来处理暂态稳定约束。对一个300节点的实际系统和50个故障组成的故障集的应用表明，文中所提模型和算法是有效实用的。     

考虑风险偏好的快速频率响应备用容量规划

增设快速频率响应备用容量,为威胁系统频率安全事件设立备用规划方案,是应对电力系统频率稳定新形势的重要手段.首先,考虑一次调频事故拦截的潜在收益,采用风险偏好成本收益分析模型作为小概率极端事件的风险价值评估依据;基于序贯蒙特卡洛方法建立常规机组、高压直流传输线路、风电机组的运行状态模型,并将故障集输入所提的系统频率仿真模...     

复杂系统的动态频率响应特性

阐述发电机输出的有功功率和负荷消耗的有功功率之间的耦合关系;从发电机的经典二阶线性模型出发,运用以求解特征值为基础的物理概念更加明晰、主导方向更加明确的复频率分析方法,讨论复杂系统在遭受干扰后发电机和负荷节点的动态频率偏移和频率偏移变化率的时空特性.这些结果对于进一步研究和了解系统的动态性能,从本质上分析系统事故,合理...     

基于粒子群进化算法的极限输电容量计算方法

针对 N -1静态安全模型的电力系统可用输电容量（ATC）计算问题,提出一种基于粒子群进化算法的新方法。其基本思想是,对得到的某个ATC可能值,验证在该功率传输水平下系统是否满足静态安全约束。对群中每个粒子对应变量分为区域交换功率值和停运支路编号2部分,二者以不同方式分别进化。计算过程中,不可行粒子用于得到ATC的值并对其采取校正措施来加快得到ATC的速度,可行粒子用于判别严重支路。计算终止时得到区域间ATC、关键支路和对ATC影响较大的严重支路集。在IEEE 118节点测试系统上,通过与其他计算ATC的方法相比较,表明该算法可以准确捕获严重支路集并得到ATC的值。     

江西电网极限传输容量在线评估的网格技术实现

介绍了江西电网极限传输容量在线评估系统的网格计算实现方法。该系统基于局域网/广域网,通过异构任务调度策略,最大限度地挖掘了每个计算节点的计算能力;通过超时资源抢占的计算策略,提高并优化了系统的整体性能;通过子任务级的容错机制,有效甄别、处理了系统中的不稳定计算节点,确保了系统正常运转;通过采用商用的动态安全评估开发包,保证了计算结果的正确性。该系统具有很好的自适应动态扩展性,计算节点的增删无需人工干预。     

基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法

提出了一种基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法。首先,构建了海上油田群电网的平均系统频率响应(ASFR)等值模型,基于单、分轴燃机确定电网原动机-调速器参数,根据t location-scale分布和差分变换方法刻画风电出力波动概率分布;然后,基于电网可承受的最大风电波动对应累积概率指标和最严重故障后电网最大频率变化指标,提出了考虑稳态频率偏差约束和暂态频率稳定约束的风电穿透功率极限分析方法;最后,以某实际海上油田群电网为例验证了所提方法的准确性与有效性,结果表明,原动机-调速器响应速度和暂态频率稳定约束对于海上油田群电网的风电穿透功率极限具有关键影响。     

基于惯量响应支撑功率的电力系统一次调频功率估算

随着新能源渗透率不断提高以及高压直流电量HVDC的大规模应用,电力系统惯量响应与一次调频响应的能力不断减弱,威胁电力系统的频率稳定.目前的研究工作主要针对于惯量响应的估算、新能源发电参与惯量响应和一次调频的控制策略设计,并未展开电力系统一次调频功率估算的研究.论文提出了基于惯量响应支撑功率的电力系统一次调频功率估算.阐...     

考虑频率稳定的新能源高渗透率电力系统最小惯量与一次调频容量评估方法

随着新能源渗透率逐步提高,系统在大功率扰动下的频率稳定问题日益严峻,限制了系统新能源的消纳能力。为了合理规划新能源的接入容量,亟需对系统的最小惯量和一次调频容量进行评估。为此,针对大功率扰动下惯量响应与一次调频响应间的相互作用进行了研究。首先,以传统单机模型为基础,推导出了计及调频死区的频率响应过程表达式。然后,以扰动后的最低频率限值为动态频率稳定约束条件,建立了系统最小惯量与一次调频容量评估模型,估算了系统最小功频静态特性系数和最小惯性时间常数,计算并绘制了惯量响应和一次调频响应的功率曲线。最后,在DIgSILENT PowerFactory仿真软件中搭建了IEEE 10机39节点模型,验证了所提最小惯量与一次调频容量评估方法的准确性和研究价值。     

基于加权半方差的含风电电力系统旋转备用效益研究

在考虑系统旋转备用的容量成本和能量成本、因购买旋转备用而减少的停电损失,以及旋转备用效益的离散程度的基础上,引入风险偏好系数,并采用证券投资组合中的加权半方差度量风险。以期望旋转备用效益最大和风险最小为优化目标,建立基于加权半方差的含风电电力系统旋转备用效益-风险模型。采用蒙特卡洛模拟法模拟实际负荷功率偏差和风电出力预测偏差,并通过多目标纵横交叉算法求得期望旋转备用效益-风险有效前沿和日前旋转备用计划,以及风险偏好系数、可靠性水平、预测偏差、失负荷损失价格、旋转备用价格对期望旋转备用效益和风险的影响。算例验证了所提模型的合理性。     

电力系统暂态稳定性闭环控制（三）——基于预测响应的暂态不稳定闭环控制启动判据

尽管基于实时响应的不稳定判据可以快速启动稳定控制,但为了提高控制投入后阻止不稳定的效果、减小控制的代价,最好在必要时尽可能早地启动闭环控制。提出基于电力系统发电机实测轨迹的滚动预测未来轨迹的方法,使用预测轨迹判别暂态不稳定,并启动后续的稳定性闭环控制。IEEE 10机39节点系统和三华电网实际系统的仿真验证了该预测暂态不稳定后启动控制的准确性和快速性。     

宁夏电网一次调频参数的选取及分析

宁夏电网并网机组以火电机组为主,网内电厂一次调频投入率低,一次调频能力差,无法满足宁夏电网安全稳定运行的要求。本文针对这一问题,通过对宁夏电网一次调频参数的模拟计算,最终得出适合宁夏电网的一次调频容量及死区的选取方法。结果表明:增加调速不等率为4.5%以及4%的机组参与调频的比例,可提高宁夏电网一次调频的能力。     

基于微电网的电网需求响应研究

针对大量间歇性分布式电源接入微电网带来的冲击,提出了需求响应定义新延伸,将频率控制纳入需求响应的范畴。同时提出了将需求响应分为用户需求响应和电网需求响应的模式,分析了电网需求响应对平抑间歇性电源的冲击,提高微电网稳定性的显著作用。分析了将电动汽车充电站作为需求响应的主要可控负荷比作为分布式电源看待更具现实可行性。提出了将电动汽车充电站作为电网需求响应对象的更加经济的运行控制策略,并在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了该微电网模型。通过算例仿真对比,验证了在微网孤岛运行时该控制策略出色的调频性能以及面对大波动下微网表现出的良好稳定性。     

需求响应参与系统频率调节研究综述

随着大规模分布式能源接入电网,电力系统的频率问题日益突出,需求响应可提供解决这一问题的方法。以需求侧调频可行性、调频方式及能力评估为出发点,对需求响应参与系统调频研究进行综述。首先对可参与系统调频的负荷特性及需求响应类型进行分析,进而概述不同类型需求响应调频的控制策略及建模方法,再介绍计及新能源接入的需求响应调频能力评估方法,最后结合我国电力系统的发展要求,提出了需求侧调频的推广建议。     

基于协同控制的独立电力系统频率响应优化控制策略

以传统小火电机组为主的独立电力系统由于系统低惯性和火电机组存在固有延时,导致系统动态频率稳定性差。针对此问题,提出含辅助频率优化控制器的机组协调调频方案。首先借鉴风电机组利用转子动能快速调频的思想,将独立电力系统内的部分机组改造为变速恒频机组。然后在分析变速恒频机组惯量控制调频的基础上,以控制流形动态收敛为目标,基于协同控制理论,推导了惯量控制中附加功率的控制律。最后通过配合机组惯量控制利用变速恒频机组转子动能,实现对系统频率变化的快速响应。以某工业园区的独立电力系统为例进行仿真,对比分析所提方法和其他方法下的系统频率指标,仿真结果表明：所提控制策略能快速响应系统频率波动,改善了系统频率响应特性。