含VSC-HVDC的交直流系统多目标最优潮流

摘要： 已有的多目标潮流优化模型和算法对含电压源换流器的高压直流输电（Voltage Source Converter Based High Voltage Direct Current, VSC-HVDC）不再适用。针对VSC-HVDC的特点,提出了以有功网损最小、电压水平最好（即电压的偏移量最小）、系统的静态电压稳定裕度最大及供电能力最大同时作为优化目标,从而构建了含VSC-HVDC的交直流系统多目标最优潮流模型;针对此模型连续变量和离散变量共存的特点,提出了内点法和NSGA2算法相结合的交替求解算法,可获得多个Pareto最优解,并具有较高的计算效率。最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性和高效性。     

含VSC换流器的交直流配网潮流算法

随着电力电子技术的发展和应用,直流技术得到了快速发展,交直流网络亦广泛应用于电力系统。建立含电压源型换流器(VSC)交直流配电系统,探讨了VSC换流器损耗及其控制方式,并针对交替迭代法和统一迭代法两种算法的不足,提出了改进交替迭代算法,该算法通过调整交流、直流子系统界限的重新界定,避免了潮流计算迭代的交替,从而大大减少潮流计算量。最后通过改进IEEE 13节点配电系统验证了所提算法的正确性和高效性。     

轻型直流输电（HVDC Light）在风力发电中的应用

首先介绍风力发电并网对电网产生的影响,然后分析轻型直流输电的基本原理和技术特点,着重阐述电压源换流器的工作原理及PWM控制技术,说明该技术非常适合于风力发电的电能输送.最后介绍轻型直流输电在一些风电场输电联网工程中的应用.     

海上风电场轻型直流输电的经济性分析

基于轻型直流输电的海上风电工程应用范例,以我国某近海风电工程为实际模型,设计一套柔性直流输电模拟系统,并选配相应的电缆和换流站设备.依据该模型,从传输性能、电能损耗、环境影响、原材料消耗,施下难度与系统造价等7个方面对柔性直流输电系统、传统直流输电系统和交流输电系统进行技术经济性比较与评估.研究表明,相对于其他两种输电技术,柔性直流输电系统传输性能好,电能损耗少,施工难度小,工程周期短,符合环保要求,适于连接近海风电场,是很有发展前途的新型输电技术.     

考虑换流器伪量测建模的交直流混联电网状态估计方法

随着直流源储荷的接入与柔性直流电力电子设备的发展,含多种分布式电源（distributed generation, DG）的交直流混联电网被认为是未来电网的主流架构,这给系统操作带来了更多灵活性,但也加剧了量测数据不足的问题,使得系统状态估计求解更加困难。目前成熟的交流状态估计未计及直流系统状态量和量测量的特征及各类DG出力的不确定性,且通常默认换流器控制方式已知,控制方法未知时的伪量测建模技术有待研究。采用计及电压源换流器（voltage source converter, VSC）损耗的模型,对可观型VSC和不可观型VSC分别采用基于控制信息和基于高斯混合模型（Gaussian mixture model, GMM）的伪量测建模方法,在加权最小二乘法（weighted least squares, WLS）的基础上,提出一种改进的交直流混联电网状态估计算法。在经过修改的IEEE-14节点系统中进行大量仿真计算分析,结果表明所提算法不依赖于量测配置和调度中心与VSC间的通信过程,伪量测数据动态描述能力优于6次采样扩展卡尔曼滤波算法（extend Kalman filter, EKF）...     

海上风电柔性直流输电变流器控制与试验系统设计

简要介绍了柔性直流输电系统的控制方法,基于三相静止对称坐标系和dq同步旋转坐标系建立了柔性直流输电系统换流站数学模型,采用双闭环直接电流控制方法,设计了以tms320f28335作为dsp控制芯片,由dsp输出的信号控制三相两电平变流器逆变与整流波形。在换流站级控制采用双闭环直接电流控制,基于换流站的dq模型分别控制d轴和q轴电流实现对有功和无功功率的分别控制,减小了控制环节的稳态误差,完善了控制环节的动态特性。解决了海上风电由于其间歇性和不确定性在并网过程中引发的谐波污染、电压间断和波形闪变等问题。试验系统主要测试整流端输出的母线电压电流特性和逆变端输出的并网电压电流特性,以及对功率的控制特性,达到了较好的整流和并网效果。     

采用VSC-HVDC的海上风电场柔性直流输电系统控制策略研究

以实际应用于海上风电输电工程中的三相两电平电压源换流器为研究对象,通过对换流器主电路拓扑结构进行坐标变换,建立了便于解析的两相旋转dq坐标系下的数学模型;换流器控制系统采用了双闭环PI控制方法,并引入电流解耦控制,实现了一侧定有功、一侧定直流电压控制,提高了系统的动态性能和抗干扰能力;采用了SVPWM调制方式进行调制,有效地降低了谐波含量和开关损耗;采用Matlab/Simulink仿真,并搭建了3.5 kW试验验证平台。结果表明该方案控制效果良好,电压、电流波形稳定、谐波含量少且响应速度较快。因此,适用于海上风电场柔性直流输电系统。     

常规直流柔性化改造过渡方案研究

为避免高压直流受端换流站逆变器换相失败的问题,同时提高受端换流站交流系统的电压稳定性,将受端换流站改造成柔性直流换流站,形成送端常规直流受端柔性直流的混合直流输电系统。结合南方电网贵广I直流输电工程,为减少改造过程中的停电时间,对两端换流站改造的过渡方案进行深入研究,并提出了常规直流柔性化改造过渡方案,该研究成果对混合直流输电工程有借鉴和参考价值。     

风电并网新技术

现有电网中使用柔性直流输电系统,相当于在电网中接入1个阀门和电源,不仅可有效地控制电网通过的电能,隔离故障的扩散,还能根据电网需求,自身快速、灵活、可调地发出或者吸收部分能量。这对优化电网的潮流分布,增强电网稳定性,提升电网的智能化和可控性,都具有一定作用。柔性直流输电是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术,其采用最先进的电压源型换流器和全控器件,是常规直流输电技术的换代升级。     

基于多时间尺度的HVDC Light系统降阶模型

建立了基于如同步旋转坐标系的轻型高压直流输电系统的状态空间模型,利用多时间尺度系统理论对模型进行了简化,分解出快慢子系统,并利用状态反馈,推导出基于多尺度模型的输出反馈控制策略,利用MATLAB进行仿真,并比较了简化前后模型的一致性,仿真结果表明,简化后的模型具有良好的精确性。     

基于混合量测状态估计的保护隐性故障检测系统

继电保护装置的隐性故障可能导致装置失效,不能有效发现电力系统故障,严重时甚至引起电网连锁故障,目前尚缺乏有效手段对其进行检测。为此提出利用SCADA及WAMS采集电网数据进行混合量测状态估计得到系统状态作为参考值,将该参考值与保护信息系统接受的继电保护装置测量数据进行比较,若差值超过预设门槛值,则可判定保护装置存在隐性故障,并在此基础上建立隐性故障检测系统。算例测试结果表明,该系统能在稳态时长期在线检测隐性故障,且在节点量测信息出现偏差时仍能有效检测隐性故障。     

基于遗传算法的含电力电子变压器交直流混合配电网优化配置

构建了含电力电子变压器(PET)的交直流混合配电网优化模型,基于该模型,以接入PET和分布式电源的IEEE33节点系统为例,采用遗传算法以系统网损最小为优化目标,以PET的端口量为优化变量进行优化配置,分析了优化结果 PET端口功率流动情况、分布式电源的总利用率、配电网总有功损耗及系统最末端的电压水平。算例结果表明,PET具有改善交直流配电网的潮流分布的功能。     

Reduced Model for Power System State Estimation Using Artificial Neural Networks

In this paper, a new technique using artificial neural networks for power system state estimation is presented. This method does not require network observability analysis and uses fewer measurement variables than conventional techniques. This approach has been successfully implemented on six-bus, 18-bus, IEEE 14-bus and IEEE 57-bus power systems and the results show that this method is very accurate and a lot faster than conventional techniques making it ideal for smart grid applications.     

光伏发电系统的新型DC/DC变换器设计

针对传统全桥DC/DC变换器存在的硬开关损耗和因开关管开关特性不一致使变压器原边磁芯单向饱和问题,设计了一种用于光伏发电系统中的移相ZVS全桥DC/DC变换器,控制电路采用基于芯片UC3875的双环反馈方案,驱动电路由专用驱动集成芯片IR2110S构成.不仅实现了开关管的软开关控制、降低开关损耗、提高系统效率,还可解决偏磁问题,使变压器的磁通密度工作接近于饱和点.实验样机的研制验证了设计的可靠性.     

一种适应含弱环网的配电网过程状态估计算法

鉴于配电网的状态估计是配电网自动化的重要组件,基于配电网的特点,提出了过程状态估计算法,采用等效补偿对弱环网解环,然后从树的叶子节点(或叶子节点所在的支路)向上层迭代进行加权最小二乘法的状态估计,将下层的估计值作为伪量测值,应用到上层进行估计,同时利用前推回代的方法进行计算,选取和计算了过程状态估计中的权重,并以修改后的IEEE 14节点系统为例进行了实例验证。结果表明,过程状态估计算法与常规算法相比,速度快、估计结果准确。     

SVC对并网型风电场运行性能的影响分析

建立了风力发电机组和静止无功补偿器SVC的数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件搭建了风电场接入电网后的仿真模型,针对风电系统中经常出现的联络线短路故障和风电场风速扰动,通过仿真计算表明,SVC不仅可以在常见的扰动下有效地提高风电场的稳定性,而且能够在快速的风速扰动下平滑风电场的有功功率输出,降低风电场对电网的冲击。