面向暂态电压稳定评估的卷积神经网络输入特征构建方法

以卷积神经网络(CNN)为代表的深度学习算法在电力系统暂态电压稳定评估中开始得到应用,但其输入特征的构建方法及合理性验证未得到充分的研究。面对交直流系统暂态电压稳定评估,提出了一种适用于CNN的输入特征构建方法。首先,基于双阶段分区来降低输入特征的维度和冗余度,即先依据系统拓扑关系和地理位置约束给出初始分区结果,再以节点的暂态电压特征相似性进行聚类,得到降低维度和冗余度后的最佳分区方案;然后,在分区结果的基础上,考察影响交直流系统暂态电压稳定的关键因素,构建兼顾稳态特征量和多维度故障信息的输入特征;最后,将所构建的输入特征应用于CNN暂态电压评估模型,并采用实际电网数据进行验证。仿真结果表明,所提方法较传统特征选择方法具有更高的准确性。     

基于卷积神经网络的直流送端系统暂态过电压估算方法

为有效预测大扰动过程中直流送端系统的暂态过电压,提出一种基于卷积神经网络(convolutionalneural networks,CNN)的直流送端系统暂态过电压估算方法。首先,基于CNN输入特征构建的基本原理,搭建具有多层隐含层的非线性网络结构,将广域量测装置采集的各节点电压、相角及功率作为输入层,依据电网节点的拓补关系及故障发生到切除的时间顺序进行拼接,得到表征电网状态的矩阵。然后,优化调整CNN的超参数,采用梯度下降法进行有监督训练,通过逐层优化输入层与卷积层之间的权重矩阵,实现关键特征值的自动提取,同时利用CNN的深层架构构建暂态过电压与输入数据间的映射模型,快速准确地估算直流送端系统暂态过电压。最后,对修改后的Nordic32交直流混合系统和广东电网系统进行分析,验证该方法的有效性和准确性。     

南方电网直流闭锁故障时受端系统电压稳定问题分析

作为南方电网的受端电网和负荷中心,有多条交直流落点从云南、广西、贵州送端电网馈入广东电网。对交直流并联电力系统中的直流双极闭锁故障导致的动态电压稳定问题进行了研究,分析和讨论了动态无功补偿装置、紧急切除线路高抗、保留直流故障线路处电容器组策略,以提高直流闭锁故障时的暂态电压稳定性,通过仿真分析对三种策略进行了研究和比较,对各策略进一步的研究重点及存在的问题给出了建议。     

网架结构对受端电网暂态电压稳定性的影响分析

八交八直的受电格局下,交直流系统相互影响加剧,作为受端电网的广东电网暂态电压稳定问题更加突出,所面临的安全运行局势更加严峻。从交直流联网方式、线路出串、断线和通道电源等四个方面仿真分析网架结构对受端电网暂态电压稳定性的影响。结果表明:上述四个因素对系统暂态电压稳定性有着重要的影响,需要在电网规划阶段加以考虑,在系统运行阶段合理安排输变电设备和机组的检修,以确保系统的安全稳定运行。     

南方电网直流闭锁故障时受端系统电压稳定问题分析

作为南方电网的受端电网和负荷中心,有多条交直流落点从云南、广西、贵州送端电网馈入广东电网.对交直流并联电力系统中的直流双极闭锁故障导致的动态电压稳定问题进行了研究,分析和讨论了动态无功补偿装置、紧急切除线路高抗、保留直流故障线路处电容器组策略,以提高直流闭锁故障时的暂态电压稳定性,通过仿真分析对三种策略进行了研究和比较,对各策略进一步的研究重点及存在的问题给出了建议.     

同步和异步运行电网暂态电压稳定性分析

随着直流输电快速发展,交直流混联电网暂态稳定问题越来越突出,将同步运行大电网通过直流线路实现异步互联成为一种新的思路。同步大电网异步运行后,暂态稳定问题尤其对于直流闭锁故障后引发的功角稳定问题有所好转,但异步运行后暂态电压稳定风险依然存在。本文从实际运行的大电网入手,建立了同步和异步运行2种交直流混联电网的等值模型,通过理论分析和仿真计算,揭示了直流故障和交流故障导致这2种电网暂态电压失稳的风险,并探讨了影响交直流混联电网暂态电压稳定性的因素。结果表明大电网异步运行能有效避免大面积电压失稳,但系统薄弱网架或潮流分布不均处仍可能存在局部电网功角失稳或电压失稳。     

多直流馈入华东受端电网暂态电压稳定性分析

基于2015年“三华”特高压规划电网的丰大运行方式,利用短路比和多馈入短路比指标分析了华东受端电网的强度,并讨论了受端系统网架调整和直流系统落点位置对短路比／多馈入短路比的影响。采用PSD-BPA暂态稳定程序,分析了华东受端电网在各种故障下的暂态电压稳定性。结果表明：直流系统落点位置对华东受端电网强度的影响较大;交直流...     

湖南电网交直流受电能力分析及提升方案

湖南省一次能源缺乏,大量电力需要由省外供给,现有网架结构下的受电能力无法满足负荷增长的需求,电力缺口将逐年增大。湖北-湖南三回500 kV交流联络线输送能力受线路热稳定输送容量和湖南暂态稳定问题双重约束。甘肃-湖南±800 kV祁韶特高压直流受电能力与跨区跨省交流联络线输送极限、受端换流站近区潮流疏散等问题存在复杂的耦合关系。构建交直流协调控制系统,可以降低大容量直流对交流系统的故障冲击,同时提高湖南电网的直流受电能力。华中特高压交流环网的建设将改善湖南电网"强直弱交"的特性,提高湖南电网的电压稳定水平和故障后交流电网的承载能力,提高湖南电网的交直流整体受电能力。     

应用可控串补交直流系统暂态稳定性研究

建立了东北电网220 kV及以上电压等级系统的详细机电暂态仿真模型,采用PSASP程序对2010年伊冯串补输电系统的暂态稳定进行仿真计算。研究伊冯串补线路各点故障对伊敏地区交直流输电系统暂态稳定性的影响,确定制约伊冯输电系统送出能力的最严重故障点,分析了可控串补对伊冯系统暂态稳定性的影响,提出了解决伊冯串补线路暂态稳定问题的控制措施。仿真结果表明:呼辽直流工程投运后,制约伊敏电厂外送能力的伊冯线路故障问题,可通过快速切除机组和解列交直流系统的措施得到解决,应用可控串补装置有利于提高系统的暂态稳定水平。     

含高密度光伏电源的受端电网暂态电压有理分式拟合分析

高密度的光伏发电系统从源荷端接入大型交直流混联电网,大幅度改变电网暂态响应特性,对电网的控制与运行提出了新的要求。该文提出利用有理分式拟合算法研究高密度分布式光伏电源接入对受端电网暂态电压的影响。首先,通过隐式梯形积分、Cramer法则等证明将有理分式拟合引入电网暂态分析的适用性。之后,建立含高密度分布式光伏电源的受端电网场景,对故障期间和恢复阶段的光伏出口电压值与逆变器控制参数间的关系进行有理分式拟合,验证方法的有效性。     

大容量多馈入直流对广东电网运行稳定性影响的研究

针对广东电网的结构特点,研究了直流通道故障对广东电网安全稳定性的影响。首先,通过对广东电网各直流逆变站的短路比计算,分析了广东电网作为直流受端系统的强度;其次,通过对发生单重和多重故障时的暂态稳定计算,研究了作为多回直流受端系统的广东电网在发生直流双极闭锁故障时的运行稳定性问题。分析认为:广东电网属于强系统,电网的主要稳定问题是暂态电压问题。提出装设动态无功补偿装置、紧急切除线路高抗、保留直流故障线路处电容器组等策略以提高受端电网的电压稳定性。     

特高压混合级联多端直流输电系统的协调控制策略研究

逆变侧采用电网换相换流器(LCC)和模块化多电平换流器(MMC)串联组成的特高压混合级联多端直流输电系统,为特高压直流输电提供了一种更为经济、灵活、快捷的输电方式。基于现有直流电网的协调控制策略,文中对受端MMC阀组之间的协调控制策略进行了深入的分析研究,并考虑了5种协调控制策略。然后,在PSCAD/EMTDC中,对上述5种策略遭受不同故障的响应特性分别进行仿真,故障包括送端交流故障、直流线路故障、受端LCC交流故障、受端MMC1交流故障及MMC1紧急闭锁退出。最后,基于仿真结果,对上述5种协调控制策略的适用性进行了对比分析。仿真结果表明:策略1和策略3遭受各种故障均能有效穿越;策略2、策略4和策略5在遭受直流线路故障时均发生不同程度的功率倒转,需要采取措施抑制。     

计及电压弹性力的多动态无功装置优化运行

为提升受端电网电压支撑能力和减少直流连续换相失败风险,文中提出一种多动态无功装置运行优化方法。首先,考虑故障后电网电压恢复速度和直流熄弧角变化关键特征,提出适用于受端电网的电压弹性评估指标,精确衡量受端电网故障后的电压恢复能力;然后,以电压弹性最大为优化目标,多动态无功补偿装置无功出力为优化变量,考虑受端电网潮流平衡、节点电压上下限等稳态约束和暂态约束条件,建立多维非线性含微分方程的数学优化模型;最后,采用粒子群算法对上述模型进行优化求解,以实际苏州南部电网为例进行仿真验证,结果表明文中方法可有效提升短路故障后电网电压恢复速度,并减少直流连续换相失败次数。     

特高压直流闭锁后的交直流混联受端电网最优切负荷方案

交直流混联受端电网中大容量特高压直流(UHVDC)输电线路发生直流闭锁故障后,电网会产生巨大功率缺额,引起潮流大幅度转移和频率跌落,可能会造成交流通道过载,引发连锁故障。针对这一问题提出了一种交直流混联受端电网最优切负荷方案计算方法。该方法基于广域测量技术,利用直流闭锁后瞬间量测数据,建立闭锁后稳态时交流通道传输功率和电网频率的估算模型,考虑交流通道传输功率极限、电网频率安全约束及可切负荷的重要性差异,以负荷综合损失最小为目标,建立最优切负荷方案的优化模型。通过改进的粒子群优化(PSO)算法求解得到电网最优切负荷点及其对应的最优切负荷量,保证了直流通道闭锁之后,交直流混联受端电网的安全稳定运行。最后在机电暂态软件PSS/E中以IEEE 39节点改进系统为例,通过仿真分析对所提方法进行对比验证,证明了该方法的正确性和有效性。     

直流控制方式对受端电网电压稳定性影响

系统分析了直流系统的基本输电控制方式和极控制方式、低电压下的模式转换控制以及依赖于电压的电流指令限制单元(VDCOL)控制对受端系统电压稳定性的影响.考虑到固定参数的VDCOL难以适应受端系统运行方式的多变性和故障的复杂性,提出了一种基于逆变站交流母线电压水平的动态自适应VDCOL控制策略.该控制策略中,VDCOL的高...     

LCC-FHMMC混合直流输电系统受端交流系统故障穿越控制策略

送端采用电网换相换流器（LCC）、受端采用全半桥子模块混合型模块化多电平变流器（FHMMC）的LCC-FHMMC混合直流输电系统,当受端交流系统发生故障时,受端交流电压跌落,受端功率传输受阻,盈余的功率导致子模块电容过电压,甚至可能造成设备的严重损坏。为此,提出了一种基于FHMMC直流电压降压运行的受端交流系统故障穿越控制策略,使其直流电压始终低于逆变侧交流母线的电压有效值。同时,整流侧LCC保持常规的定直流电流控制,保证逆变侧的直流电流在额定值附近运行,从而实现了进入直流系统的有功功率与逆变器向受端交流系统输出的有功功率之间的平衡。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台上对LCC-FHMMC混合直流输电系统受端交流系统发生的对称故障和不对称故障分别进行了仿真分析,仿真结果验证了所提控制策略能够快速有效地穿越受端交流系统故障,并抑制子模块电容过电压。     

海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障穿越协调控制策略

针对海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障导致的直流过电压问题,提出了直流过电压协调抑制策略。针对单极直流过电压,通过合理切换双极MMC控制模式,可使故障极MMC主动维持直流电压稳定。并设计了风电场精确减载控制策略,以保证非故障极MMC满载运行,从而降低单极MMC退出对受端交流电网的影响。针对双极直流过电压,设计了一种基于本地直流电压测量信息的风电场减载控制策略,即根据直流电压变化率及偏差量主动降低风电场有功出力,以抑制直流电压上升率及幅值。并提出了附加桨距角控制及其参数选取原则,使风电场与各换流站内电容共同维持直流电压稳定,提高系统故障穿越能力。最后,基于RTLAB OP5600实时数字仿真平台搭建了系统仿真模型。不同受端交流故障情况下的仿真结果表明,所提直流过电压协调抑制策略可保证直流电压在安全运行范围,维持系统安全稳定运行。