2008年国际大电网会议系列报道——关于电力系统运行与控制的讨论

为有序地介绍国际大电网组织(CIGRE)2008年大会上的相关论文,归纳了研究委员会SCC2关于电力系统运行与控制的论文和相关讨论会的内容。讨论集中在3个方面,即运行和控制中的广域测量及其应用、市场环境和较低安全裕度下的运行可靠性、大规模风电对系统运行和控制的影响。     

电力系统低频振荡的广域监测与控制综述

综述了广域测量系统(WAMS)在电力系统低频振荡的在线监测、离线分析和阻尼控制器设计中的应用。介绍了多种从WAMS实测数据中提取低频振荡参数的分析方法和基于广域信号设计的阻尼控制器。通过对各种方法的比较,指出信号噪声和电力系统的非线性本质是影响分析结果的主要因素。基于广域信号设计阻尼控制器的目的在于改善对区域振荡模式的可观性,但是WAMS信号的选择、与当地信号的配合、量测的延时及其不可观性是研究中的难点。     

广域测量系统在电力系统中的应用研究

广域测量系统WAMS(Wide Area Measurement System)主要源自电力系统时间上同步和空间上广域的需求,利用全球定位系统GPS(Global position system)时钟同步,进行广域电力系统状态测量,回顾了国内外WAMS的发展概况,论述了同步相量测量方法的原理,重点阐述了WAMS在电力系统中的应用,最后论述了它的未来发展趋势.     

利用PMU数据提高电力系统状态估计精度的方法

同步相量测量单元(phasor measurements units,PMU)因能测得高精度的同步相量数据而被广泛应用于电力系统中,而传统的监控及数据采集系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)是电力系统运行和静态安全监视的基础。文中提出了一种PMU与SCADA数据共存的数学模型用于电力系统状态估计。该模型在保留原有SCADA数据的同时,通过虚拟测量方法对PMU观测范围进行大范围拓展,提高数据冗余度及状态估计的精度。仿真结果表明,该方法具有较高的估计精度,且不受网络拓扑结构和PMU数量限制,适于SCADA和PMU数据共存系统。     

基于WAMS的电力系统受扰轨迹预测

基于相量测量单元（PMU）上传的实时功角数据,应用曲线拟合理论,提出了一种电力系统事故后功角轨迹快速预测的新方法。该方法从一个简单电力系统调速控制模型出发,推导出了功角与时间关系的数学模型,即功角随时间呈正弦衰减变化。由此提出了利用三角函数曲线拟合技术,对功角受扰轨迹进行预测。对IEEE 9节点系统与华北电网进行了仿真计算,结果验证了该方法的有效性。此外,与多项式曲线拟合法的对比分析表明,该方法优于传统的多项式曲线拟合法,具有更好的预测效果。     

基于开关控制的电力系统广域阻尼控制器

研究了广域阻尼控制器以改善互联电力系统的阻尼和动态稳定性,提出了发电机励磁系统的广域控制算法。该算法用开关控制实现来自远方发电机的转速反馈控制,且考虑了通信时滞。该算法能减小通信时滞的不利影响。励磁系统的广域阻尼控制器以该算法为基础且包含超前-滞后网络。通过4机2区域系统的三相短路故障的数字仿真,测试了该广域阻尼控制器的性能。仿真结果表明,该广域阻尼控制器能改善互联电力系统的动态稳定性。     

基于WAMS的电力系统暂态紧急控制启动方案

提出了基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的暂态不稳定性预测与紧急控制系统的实现框架结构、控制主/子站的软件流程和基本功能,给出了WAMS用于构建全局协调的电力系统暂态紧急控制系统时应具备的基本条件。为克服以往分散式控制难以适应运行方式变化的缺陷,设计了基于轨迹几何特征判据的控制主站与控制子站互相协调的紧急控制措施启动方案。IEEE-145节点测试系统仿真结果初步验证了该方案能够有效地启动紧急控制,阻止系统失稳,其实现了快速性和可靠性的良好折衷。     

基于潮流转移因子的广域后备保护方案

针对潮流转移引起的连锁跳闸问题,分析了现有后备保护方案存在的缺陷,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的可识别潮流转移的新型后备保护方案,引入了用于估算发生潮流转移后电网中潮流分布的潮流转移因子(flowtransferringrelativityfactor,FTRF)的概念,推导了FTRF矩阵的计算方法。对新英格兰10机39节点系统进行了潮流转移的仿真计算,验证了所提出广域后备保护方案的有效性。     

基于WAMS的潮流转移识别算法

针对威胁电网安全运行的连锁跳闸问题,分析了现有后备保护存在的缺陷,提出了一种基于广域测量系统的潮流转移识别算法,引入了用于估算发生潮流转移后电网潮流分布的潮流转移因子的概念,并给出了严格的定义与计算方法,提出了可识别潮流转移的广域后备保护方案.在3机系统进行了潮流转移仿真,结果表明该广域后备保护方案具有良好的识别潮流转移能力.     

基于负荷控制的供电运营管理系统的总体设计

分析了现有电力负荷控制系统的作用,并针对其功能在电力新形势下应用的局限性,提出了在负荷控制系统的基础上建立供电运营管理系统的设想。在简要介绍系统的总体构成后,着重分析了系统的功能和实现技术。从已完成的阶段性成果来看,该设计符合预定设计目标。     

2006年国际大电网会议系列报道(二)电力系统运行与控制技术新进展

综述了2006年国际大电网会议(CIGRE)C2电力系统运行与控制技术委员会讨论的自然灾害对电力系统的影响、电网安全运行标准及准则、安全自动装置(SPS)、移相变压器(PST)、广域相量测量系统(WAMS)、早期预警系统、安全运行的可视化展示、热稳定极限的动态监测、多级控制中心之间的协调及数据交换等热门技术课题.     

风力发电系统运行控制技术综述

风力发电作为一种清洁的新能源具有重要的研究意义,风力发电系统运行控制策略直接关系着风力发电的效率、安全性和供电质量.本文针对风力发电系统运行控制技术的两个主要方面,即最大风能跟踪控制和恒功率控制,进行了研究和总结.     

系统恢复中环网并列合闸角的最优调控

以增加发电机有功出力和投入负荷作为控制变量,计及待恢复负荷的重要性,建立了减小环网并列线路两端过大电压相角差的混合整数规划模型。基于二分法原理使参与调整的发电机数量最小,提出了系统恢复中环网并列合闸角最优调控算法。在该算法中,参与调整的发电机数量少且有功出力调整量小,在较短时间内达到环网并列条件的同时,能够协调恢复部分...     

电网互动运行协同控制探讨

在智能电网技术和信息技术发展的推动下,未来电网运行将逐步由"发电跟踪负荷"的集中控制模式发展成"源-网-荷互动"的分布自治控制模式,电网互动运行协同控制是保证电网运行安全和支持自主决策的必然趋势。本文探讨了未来电网运行控制的发展趋势,指出了柔性负荷的广泛存在和智能电力单元的三重属性,提出了电网互动运行多智能体控制架构,探讨了多层级协同控制的实现,并介绍了分布式控制在互联电网频率协同控制和空调负荷集群控制两方面的应用。     

基于二次调频的电网小岛运行控制研究

通过数值模拟和实际机组实验,对DEH系统实现一次调频、二次调频的问题进行了研究;配合超速控制硬件,完成了机组在甩大电网负荷、带孤立电网的功率和频率调节,证明这种孤立电网的控制方式是恢复大电网正常运行,解决黑启动问题的有效途径。     

基于响应的电力系统广域安全稳定控制

以国内外发生的大面积停电事故为例,分析传统电力系统安全稳定"三道防线"措施存在的失效风险,提出构建防止电力系统发生稳定破坏和大面积停电的电力系统安全稳定超级防线——基于响应的电力系统安全稳定控制系统。并介绍了该系统的框架、基于响应的电力系统广域安全稳定控制的关键技术及基于响应的广域安全稳定控制技术研究的新进展。     

南方电网广域阻尼控制系统及其运行分析

广域控制是新一代大电网调控技术的发展方向.南方电网公司为提升区域间振荡阻尼,研发并安装了广域阻尼控制系统.该系统由位于6个500 kV站点的相量测量单元(PMU)、位于2个直流整流站的控制子站、位于总调的控制中央站以及广域控制和高压直流(HVDC)输电系统的接口组成,利用2回大容量直流的调制来改善电网动态稳定性.文中介绍了广域阻尼控制系统的设计思路、总体概况、系统的开环试运行情况,详细分析了2次闭环大扰动试验的结果.运行与试验表明该系统完全达到了增强区域间振荡阻尼的设计目的.     

2004年国际大电网会议系列报道——关于电力系统运行与控制的讨论

介绍国际大电网会议(CIGRE)2004年大会上,电力系统运行与控制研究委员会关于电力系统运行与控制的论文、讨论及其研究动向.讨论集中在3个方面,即电能平衡机制、输电约束、控制中心的发展.介绍该研究委员会在2006年会议上的优先议题.