区域互联多回直流换相失败对送端系统的影响

为增强直流互联大系统运行特性认识水平,针对区域电网间多回互联直流同时换相失败展开研究。分析其成因;摸索其发生后送端系统频率、电压的变化特性;剖析其对送端系统的影响范围和程度。研究结论是:虽然区域互联多回直流换相失败往往不可避免,但是直流功率由于换相失败和控制系统的作用突变时,送端近区机组出力在各种因素的作用下紧跟着变化,送端近区显现出功率相对平衡的暂态特性。多回直流同时换相失败对送端系统的影响仅局限在近区较小范围内,不会影响大系统稳定运行。     

考虑直流附加控制能力的近端地方电网与直流外送系统的接入模式选择

针对能源基地近端、规模小、网架结构弱的地方电网的并网需求,提出考虑直流附加控制能力的近端地方电网与直流外送系统的接入模式选择方法。首先,在总结联网和孤岛接入模式存在问题的基础上,分析直流紧急功率控制和直流附加频率控制对送端系统稳定的影响,明确了直流附加控制能力对小容量地方电网接入模式选择的显著作用。进一步地,给出了模式选择原则,借鉴电力系统安全稳定导则等的相关规定,计及潮流、短路电流的要求,综合考虑故障发生几率及其对送端系统稳定影响的严重程度,确定第一级、第二级暂态安全稳定校验顺序和标准,根据交、直流特征量反映系统稳定的敏感程度,给出暂稳校验判据。最后,以某实际直流工程为算例,验证了模式选择方法的有效性与适应性。     

基于图卷积神经网络的直流送端系统暂态过电压评估

随着新能源接入电力系统并通过直流送出，送端系统的暂态过电压问题逐渐突出。因此，为快速准确估计送端系统在直流闭锁、换相失败等预想扰动场景下各直流近区节点暂态过电压严重度，提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional network, GCN)的直流送端系统暂态过电压评估模型。该模型以电网发生直流故障前的潮流状态参数与网络拓扑作为输入特征，可以同时预估电网多个关键节点(如风电场汇集节点)的暂态过电压严重度。利用含跨区直流异步互联的两区域系统进行算例分析，验证该模型可以适应多种网架拓扑结构、不同新能源发电占比等差异化电网运行方式，具有较强的泛化能力。同时，所提模型揭示了对过电压严重度影响最大的关键因素，具有一定的可解释性，可为暂态过电压的预防控制提供有效指导。     

银东直流逆变站换相失败后对送端系统的影响及仿真分析

高压直流输电系统受端换相失败时,整流侧换流器短时间内会从送端交流系统吸收大量无功功率,在送端交流系统较弱或其他不利条件下可能产生电压不稳定或保护误动作等问题。以银东直流工程为例,分析了受端换相失败后直流系统的响应特性,研究了直流逆变站换相失败导致的送、受端交流系统故障耦合机理,并通过仿真给出了弱送端系统条件下的电压波动情况,结论对直流工程建设调试和交流电网调度运行具有重要的指导意义。     

考虑过电压抑制的特高压直流弱送端系统无功控制策略

直流闭锁等扰动引起的送端电网过电压,已成为限制直流输送能力和新能源消纳的主要约束。基于±800 k V扎鲁特—青洲(简称鲁固)特高压直流弱送端电网,结合扎鲁特换流站调相机工程和东北电网系统保护建设,提出了协调换流站滤波器(电容器)、调相机及换流站近区同步机组的过电压抑制策略。一方面,电网稳态运行时,充分利用换流站及其近区调相机和同步机组补偿阀组消耗无功,减少滤波器(电容器)的投入量,从而降低直流闭锁滤波器(电容器)滞后切除引起的暂态过电压。另一方面,调相机和同步机组无功输出增大,为抑制直流闭锁潮流大规模回退引起的稳态过电压提供了充足的回降无功备用。最后基于鲁固特高压直流送端电网验证了策略的有效性。     

基于模糊多属性决策的黑启动方案优选

为在电力系统恢复初期从多个可行的黑启动方案中选出最优方案,应用模糊多准则决策理论和方法建立了方案优选模型。由于将黑启动方案的评价指标体系中的定性和定量指标及权重全部转化为三角形模糊数,克服了定性与定量评价指标不具可比性的缺点。采用模糊折衷型决策算法,对惠州电网的多个黑启动方案排序,选择出了最佳的黑启动方案。其计算结果和调度人员的经验相符合,表明用模糊多属性决策方法对黑启动方案的优化可行。该法可为快速做出各种恢复决策提供科学、直观的决策参考。     

基于直流电网的非并网风电系统及其控制策略

大规模非并网风力发电理论避开了风电并网的技术难题。文中针对大规模非并网风电系统,采用一种基于直流电网的系统结构,具有能量转换过程少、结构简单、损耗低和可靠性高等优点。针对文中所述的直流电网,提出了电压分级控制策略,该控制策略不仅可以保证低风速时用电负载的正常运行要求,而且大大降低了风电系统与电网的功率交换,减小了风电对电网的影响。用Saber软件建立了仿真模型,仿真结果验证了文中提出的基于直流电网的非并网风电系统及其功率控制策略的可行性。     

直流送受端故障对送端系统稳定性影响的对比分析及控制措施

在电网"强直弱交"特性不断加强的形势下,送受端故障引起的多回直流换相失败和功率瞬降,都可能导致送端互联系统失稳。为此文章对比分析了送受端故障后的直流响应特性以及引发送端系统失稳的可能模式和影响程度,并在此基础上提出了多种控制措施,采用"三华"实际电网算例进行了验证。结果表明,送受端故障引发系统失稳的可能模式相似,实际系统中受端故障对稳定性的影响更严重,可通过采取控制措施保证系统稳定运行。研究结论可以为电力系统实际运行提供参考。     

多直流协调的新能源送端地区暂态过电压抑制策略

针对直流闭锁故障导致的高比例新能源多直流送端系统暂态过电压问题,文中首先分析多直流间的交互影响机理,引入多馈出电压交互作用因子,揭示了直流闭锁导致其他健全直流近区域交流系统暂态过电压的根本原因。其次基于直流闭锁故障下调相机不同时间尺度的无功特性与整流侧换流母线电压的定量关系,在改进直流系统整流侧控制的前提下,于整流侧母线处投入调相机并以调相机暂态无功特性对其容量进行配置,降低了调相机所需投入容量。然后整合了调相机与整流器的无功调节能力,据此提出多直流、多无功设备协调配合的暂态过电压抑制策略。最后在PSCAD仿真平台中搭建两直流送端系统模型,验证了所提协调策略对暂态过电压的抑制效果以及调相机容量的配置效果。     

基于前景理论的电网建设项目组合多属性决策方法

电网建设项目组合的投资决策属于多属性决策问题。现有投资决策方法一般将评价指标体系的属性用确定值描述,并对单个项目进行评估得到待选项目集。事实上,有些属性并不适合用确定值来描述;另一方面,有些项目之间存在相关性,这样按单个项目来确定待选项目集就未必合适。在此背景下,首先发展了针对确定型、区间型、概率型和模糊型4种数据类型指标的收益/损失及其概率的计算方法。为计及决策过程中决策者的心理因素和风险倾向的影响,将前景理论引入电网建设项目组合的投资决策之中。然后,基于差异化思想选择指标权重,并利用VIKOR这种多准则决策分析方法确定最优项目组合,避免了传统线性加权法用优质指标补偿劣质指标,从而可能导致所得到的最优项目组合中包含劣质指标的情况。最后,以某省级电力公司的电网建设项目组合的投资决策问题为例,说明了所述方法的可行性和有效性。     

风电经分频输电装置接入系统研究

基于分频输电理论,提出了一种全新的风力发电馈网方式--风电场经分频输电装置接入系统方式.该方式将风电场中所有风力发电机组发出的变化的低频电能通过控制系统收集到一起,经过远距离输电后再经过分频输电装置统一接入负荷中心.该方式通过降低输电频率来减少输电线路的电抗以及减少齿轮箱的增速比,提高了效率、减少了投资.算例以某实际风电场为例,分析了变速变频方式下风力发电机组的特性,与恒速恒频方式相比,该方式有效地提高了风力机的输出功率.     

基于调控一体化的地区电网智能监控与辅助决策系统

调控一体化要求调控人员必须在短时间内对各种告警信息进行分析、处理和控制,为了优化告警信息和处理策略,提出一种用面向对象的模块化设计方法,具有可扩展性强、响应速度快等特点的告警系统。系统通过基于规则、模型和推理的专家库系统,采用自适应故障解搜索算法,从智能告警分析、告警辅助决策、在线和离线故障分析3个方面为安全高效调度提供技术保障。     

基于区间二型模糊多属性决策方法的大规模储能选型分析

大规模储能的应用可以有效提升电网新能源消纳能力,降低系统峰谷差.目前,已具备实际应用能力的储能装置众多,且不同的储能装置具有不同的技术经济特性.因此,结合实际场景需求,选择合适的大规模储能类型,对于提升储能系统安全经济运行水平具有重要的理论与现实意义.针对大规模储能选型问题,在考虑了多种储能备选方案的技术、经济和环境指标的基础上,构建了大规模储能选型层次结构及指标体系,并进一步提出了基于区间二型模糊集的大规模储能选型方法.将区间二型模糊层次分析法与熵权法相结合求解指标权重,然后基于区间二型模糊集合的接近理想点(TOPSIS)法完成备选方案排序及优选,解决了传统储能选型方法主观性强的缺点;同时,通过引入二型模糊集提高了选型过程中对于不确定性因素表达的灵活性.最后,通过算例分析验证了所提方法的正确性和有效性.     

基于矢量裕度法的风电并网对低频振荡模式影响分析

近年来可再生能源发电装机容量的持续性增长给电力系统稳定性带来新的问题。文中提出一种基于频率响应矩阵计算风电并网对电力系统低频振荡模式影响的方法。分析结果表明,同步电网和风电机组系统频率响应矩阵部分元素的相位之和,决定了系统不同接入点风电对低频振荡模式的影响。相较于传统的分析方法,矢量裕度法不需求取特征向量和留数,只需得到低频振荡模式和风电机组系统与同步电网系统的传递函数矩阵,且过程简单,结果直观。当多台风电机组同时并入系统时,可在二维复平面将各台机组分别产生的影响图示化。分析结果的有效性通过内蒙古电网算例得到验证。     

基于锂电池组的变电站直流系统接线方式及其运行

以磷酸铁锂电池组作为后备电源的变电站直流系统,不适合采用传统的接线方式。文中提出一种新的直流系统接线方式,将馈电母线和充电母线分别设立,配合快速切换开关,解决在变电站直流系统中采用锂电池的问题。另外还讨论了新接线方式下直流系统的运行方式,并通过一系列试验数据,证明方案切实可行。     

基于氢能经济的电网大规模风电消纳模式

为提高大规模风电接入未来电网的风电消纳能力,基于电解制氢技术将氢能经济引入电力系统以期促进弃风消纳.参考虚拟电厂的概念设立虚拟制氢中心,组建由虚拟电厂和虚拟制氢中心构成的虚拟弃风-制氢联合体,在对氢气负荷进行简单分类的基础上,考虑新能源弃电过网费减免政策,建立以典型日运行成本最低为目标的虚拟弃风-制氢联合体经济调度模型...     

基于属性识别理论的电网规划方案评估方法研究

电网规划方案技术经济评估是一项复杂的决策性工作,本文引入属性识别理论,结合变异系数确定指标权重,并以此建立电网规划方案评估流程.实例计算表明,所提方法和流程能较好地将定量与定性评估指标相结合,有效评估电网规划方案.     

基于键图法的直流电网系统模型

为适应直流电网智能、高效、经济运行的要求,实现各换流站间的协调控制,基于六端直流电网物理仿真平台,将多端直流输电系统视为一个多输入、多输出、多控制目标的系统整体进行了数学建模。提出了适用于多节点、系统级仿真的换流器简化模型,分别讨论了各端电源、负载模型的简化方法,利用键图方法对六端树状直流电网进行了等效建模,并提取出其状态空间方程。最后根据电力系统的常规运行要求对直流电网的具体控制目标进行了数学提炼,写出控制问题的约束条件和指标函数,为进一步设计、优化协调控制器提供了基础。