基于双馈风电机组控制参数优化的电网功角振荡控制

随着大量风电并网，双馈感应发电机（DFIG）与同步发电机（SG）间的动态交互，将加剧SG功角振荡。基于特征值分析的控制参数优化，未考虑非线性元件和大扰动场景。该文从抑制功角振荡出发，以SG转速为DFIG电力系统稳定器（PSS）输入信号，建立风电并网电力系统动态模型。在微分方程中引入中间变量，以解耦状态变量轨迹灵敏度。区分状态变量与代数变量对应的雅可比矩阵，推导DFIG并网电力系统轨迹灵敏度的解析表达。设定目标函数为SG功角偏差相对值二次方对时间积分，按时间顺序累加功角对控制参数的轨迹灵敏度，得到目标函数对控制参数的梯度信息。考虑DFIG-PSS可能弱化转子侧变流器（RSC）控制效果，提出基于轨迹灵敏度的RSC和DFIG-PSS参数协调优化方法。给出4机2区域系统仿真结果，验证了所提方法对DFIG并网系统功角振荡的阻尼效果。     

考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制

综合考虑直流系统整流侧和逆变侧控制量的调制,协调交流系统和直流系统各控制量,提出了一种考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,推导出换流母线电压对整流侧和逆变侧换流器传输功率的灵敏度解析表达式,并基于轨迹灵敏度建立以节点电压轨迹偏差和控制代价最小为综合目标的模型预测控制优化模型。然后,根据对系统控制轨迹的预测,进行交直流系统控制数量自适应调整和控制地点优选,以提高模型预测控制的效率,协调交直流系统各控制量进行电压滚动优化控制。最后,对交直流混联系统进行仿真,结果表明针对不同的故障场景,所提控制方法均能有效调制直流系统传输功率和熄弧角,全面协调交直流系统的各种控制手段,提高系统中长期电压稳定性。     

基于协同控制理论的非线性直流附加控制器设计

为提高高压直流联络线所连交流系统的暂态稳定性,针对大规模交直流互联电网的非线性及其建模的不准确性,设计了一种新型的基于协同控制的直流附加控制器并将其用于多区域交直流混联系统中。首先根据各区域惯量中心设计合适的宏变量和流形,推导出基于协同控制直流附加控制器的解析表达式;然后以区域惯量中心角频率偏差和直流功率偏差最小为目标函数,采用遗传算法优化控制器参数;最后将所设计的控制器分别用于两区域交直流并联系统和多馈入系统,并采用PSCAD搭建详细模型进行时域仿真。仿真结果表明,与基于极点配置线性化方法和基于滑模控制非线性方法的直流附加控制器相比,提出的协同控制方法具有更好的控制效果,能够有效地抑制区间功率振荡。此外,该控制器的推导对系统模型的依赖性不强,且对不同负荷模型、不同运行方式和广域测量信号的延时具有较强的鲁棒性。     

基于惯量中心动态信号的交直流互联系统稳定控制

针对交直流互联电力系统的稳定控制问题,提出了基于系统惯量中心(center of inertia,COI)动态信号的发电机励磁和直流功率调制综合控制方案。该方案中各发电机功角和频率动态跟踪由广域测量系统提供的系统COI动态功角和频率轨迹。直流输电线路功率调制的目标是阻尼区域COI功角和频率间的相互振荡。考虑到模型误差和外部干扰因素,采用反步法设计了非线性鲁棒控制器。对某4机2区域系统进行仿真实验,结果表明该控制方案和控制器突破了系统只能稳定于工频下的局限,增大了系统的稳定域,显著改善了系统的功角稳定性。     

交直流电力系统区域振荡混合控制策略

通过计算模式阻尼比对机组有功出力和直流线路有功功率的灵敏度,得到参与振荡模式的关键机组和直流线路。提出基于阻尼比灵敏度的由机组出力调整和直流传输功率调整两部分组成的混合控制策略,以此抑制大区域电网的区域功率振荡。在软件DIgSILENT中搭建了8机交直流电力系统,通过策略实施前后的结果对比,表明所提控制策略能够有效地抑制交直流电力系统的区域振荡,提高了系统的稳定性。     

特高压直流分层接入下交直流系统中长期电压稳定协调控制

与传统特高压直流单层接入方式相比,分层接入方式从电网结构上改善了交流系统对多馈入直流系统的接纳能力和电压支撑能力,在潮流分布与控制上更加灵活、合理。为了充分利用分层接入直流系统快速功率调节能力,避免或减少中长期电压失稳过程中切负荷造成的经济损失,文中提出一种特高压直流分层接入下的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,基于直流分层接入系统准稳态模型,推导了不同直流控制方式下换流母线电压对分层接入直流逆变器传输功率的灵敏度解析表达式,并建立交直流系统电压轨迹预测模型。综合考虑直流电流和高、低端逆变器熄弧角的调制,基于预测轨迹构建协调电压控制的滚动优化模型,对直流分层注入功率和交流系统各电压控制手段进行协调控制。对山东电网规划系统的仿真分析表明,所提方法能够有效协调直流传输功率在交流电网中的分配,提高了系统电压稳定性并减少了切负荷损失。     

南方电网直流暂态稳定控制策略的设计与实现

针对交直流大电网暂态功角稳定控制问题,基于控制直流功率加快耗散系统暂态能量的机理,研究提出了有效的直流暂态稳定控制策略并进行了工程应用探索。提出了直流功率作用系数指标,并通过系统暂态能量函数分析,论证了直流功率作用系数在广域频率信号集成和直流稳定控制设计中的关键作用。围绕南方电网云广特高压直流暂态稳定控制器的设计和实施,详细介绍了广域量测信号的选择和直流功率控制幅度的设置过程。在南方电网的大规模RTDS数模混合仿真平台上进行的控制装置实测试验表明,所设计的暂态稳定控制器可以明显抑制系统大扰动后的功角振荡,有效提高云广交流断面的暂态稳定极限输电能力。     

多区域交直流互联系统的频率稳定控制

电力系统频率稳定性是衡量交流系统是否安全稳定运行的一项重要指标。当互联网交流系统遭受较大的负荷突变时,系统频率受到扰动会产生区域间的频率振荡。为抑制交流系统的频率振荡,根据交直流系统中直流传输功率可进行快速调节和具有短时过载能力的特点,提出了将传统的负荷/频率控制（LFC）和直流功率调制进行协调控制的方案,并采用重叠分解技术和线性二次型最优控制理论相结合的方法设计了直流功率调制控制器。对一个典型的三区域交直流并联系统进行数字仿真,结果表明,该协调控制方案一方面利用直流功率的快速调节抑制了区域间的频率振荡和功率振荡,有效地降低了负荷变化时频率的最大偏移,另一方面利用传统的LFC消除了频率的稳态误差。     

多区域交直流互联系统的频率稳定控制

电力系统频率稳定性是衡量交流系统是否安全稳定运行的一项重要指标.当互联网交流系统遭受较大的负荷突变时,系统频率受到扰动会产生区域间的频率振荡.为抑制交流系统的频率振荡,根据交直流系统中直流传输功率可进行快速调节和具有短时过载能力的特点,提出了将传统的负荷/频率控制(LFC)和直流功率调制进行协调控制的方案,并采用重叠分解技术和线性二次型最优控制理论相结合的方法设计了直流功率调制控制器.对一个典型的三区域交直流并联系统进行数字仿真,结果表明,该协调控制方案一方面利用直流功率的快速调节抑制了区域间的频率振荡和功率振荡,有效地降低了负荷变化时频率的最大偏移,另一方面利用传统的LFC消除了频率的稳态误差.     

提升交流系统暂态稳定性的多端直流最优紧急功率控制

随着新能源在电力系统中的占比日益增大、系统有效惯量不断降低,交直流系统的暂态稳定性问题变得尤为突出。为解决交直流混联系统有效惯量降低、有效阻尼下降导致的功角稳定性问题,提出一种基于最优控制的多端直流(MTDC)系统的紧急功率调制方案。通过对直流潮流方程在电压平衡点处线性化,建立了含有直流网络功率调制控制的交直流混联系统模型。以发电机转子转速偏差和控制能耗最小为目标,考虑直流母线电压、直流电流、换流器功率等运行约束,得出最优控制律。基于三机九节点的交直流混联系统非线性数值仿真,表明所提控制方案在系统故障和负荷突变情况下均可有效抑制多机系统的第一摇摆,提高交直流系统的暂态稳定性。     

考虑风电接入的电力系统无功优化

研究了含风电场的电力系统无功优化,提出了通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,利用非线性原-对偶内点法对整个电网进行无功优化的新方法。建立了风电机组的稳态模型,介绍了风电场在电力系统潮流计算中的处理方法。通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,建立以有功网损最小和电压水平最好的多目标无功优化模型,在满足各种约束条件下采用非线性原对偶内点法对该模型进行优化求解。通过烟台电网的实际计算结果验证了该方法的可行性和实用性。     

电网风电出力特性分析

针对风电大规模并网对电网系统产生不良影响的问题,结合河北省南部电网风电场实际运行数据,从波动性、随机性、相关性和互补性等方面分析河北南部地区风电出力特性,比较内陆风风电场与海风风电场的功率特性,为电网大规模接入风电提供参考和借鉴。     

电力监控软件在配电系统中的应用

介绍了基于Acrel-3000电力监控软件和ACR220EK网络电力仪表,设计并实现了一套分散式采集和集中控制管理原理的配电自动化系统。系统实现了微机在配电室中无人管理的功能,省去了值班人员现场操作断路器的烦琐,提高了供电质量和管理水平,具有简明实用、投资少等优点。     

电力电子技术在电力系统无功补偿方面的应用

介绍了电力电子技术在电力系统的应用状况，分析了采用自关断开关器件的PWM调制，将直流电逆变为交流电，并通过控制相角进行无功功率补偿和电压调整的基本原理和应用前景。     

浅析农配网的功率因数和无功补偿

简要探讨了农配网影响功率因数的主要因素和无功功率增大的不良影响,提高自然功率因数的措施,无功补偿的作用、注意问题以及无功补偿的几种实用方法;同时,介绍了电力电容器作为无功补偿的主要设备在运行中应注意的问题.     

含风电电力系统规划问题的探讨

风电由于其固有的不同于常规发电的特点,给常规电力系统的规划带来挑战,使得电力系统的规划更加复杂。详细分析了风电对传统电力系统规划的影响、出现的新问题以及一些可能的解决办法,对含风电电力系统的规划提供了一些建议并展望了以后的研究,为新时期含风电电力系统的规划提供了决策依据及理论支持。     

电力系统无功功率的补偿

从无功功率与有功功率、电压、线损、谐波及直流输电等方面叙述了无功功率的重要性 ,指出实现无功功率在额定电压下的平衡是保证电压质量的基本条件。从而说明了无功功率的重要性及无功功率控制的必要性     

一类联合动力循环的功率效率特性

基于一种更接近实际燃—蒸联合动力循环的热力学模型，分析了其功率效率特性，所得结论对燃—蒸联合循环的设计和运行有一定的指导作用     

冀北电网分区供电研究

随着电网的发展,电力系统在高一级电压网络尚未满足供电可靠性要求的情况下,为了合理利用现有资源获取最大网络传输功率,以及满足用户对用电的要求,形成了高低压电磁环网。通过分析冀北电网的具体结构和电磁环网运行存在的问题,提出唐山、承德、秦皇岛（简称“唐承秦”）地区的分区供电方案。“唐承秦”地区存在较多的500/220 kV电磁环网结构,加之地区负荷较重,考虑到安全供电,“唐承秦”地区有必要实行分区供电运行。结合冀北地区500 kV和220 kV发输变电工程的建设项目,将唐山电网分为5个220 kV供电区域的分区供电方案。通过计算和分析电网的电力平衡关系、短路电流、可靠性并进行稳定校核,证明分区供电方案的可行性,以期为冀北电网及其他地区分区供电的研究工作提供参考。     

单相供电网络潮流计算

低压配电系统中．居民用户普遍采用单相供电,即从配变低压侧引出相线和零线对用户进行供电的方式。由于单相供电网络中一个地理节点包含两个电气节点,而且支路中包含相线和零线,即单相供电是以零线为电流返回通路,因此单相供电网络不宜采用对称系统的潮流计算方法。针对该问题,以地理节点为处理单元,建立了单相供电网络模型。该模型包括支路模型和地理节点注入电流计算模型两部分,支路模型计及了相线和零线之间的互感,地理节点注入电流计算模型计及了零线重复接地。以此为基础,实现了前推回代算法。采用的模型和方法直接对地理节点进行处理,而不用考虑地理节点中电气节点的细节,不用重新编号。最后,以一个11地理节点的测试系统为算例验证了模型的有效性和准确性以及潮流算法的快速性。