风光互补发电系统电能质量特性分析

为了解风光互补发电系统电能质量特性,构建了风光互补发电系统出力和控制仿真模型,提取仿真运行中的电压、电流数据,并在孤岛和并网运行方式下分析了电网电能质量的变化特性,进而提出了一套面向风光互补发电系统的电能质量分析指标体系,可为风光互补发电系统运行优化及电能质量治理提供合理建议。     

风气互补发电系统的内部机组组合问题研究

提出风气互补发电系统,利用燃气轮机的快速启停特性来弥补风电场的出力波动.在已有的互补发电系统容量配比的基础上,通过建立风气互补发电系统内部机组组合问题的优化模型,利用遗传算法,得到了内部燃气轮机机组组合结果,为本系统的工程实践提供了理论基础.     

考虑风光互补的输储联合规划方法研究

针对可再生能源电站和输电网的联合规划问题,提出了一种考虑风光互补特性、储能系统的运行特性和输电线路规划的输电网大规模接纳风能和光能的联合规划方法,其规划目标是在大规模风光并网的前提下,使年弃风成本、年弃光成本、储能投资成本和输电线路扩建成本的总成本最小;建立提升风光接纳能力的储能配置与输电线路联合规划模型,提出风光互补程度、电源损失率和风光储混合电力系统贡献率3个指标来进行评价,并进行算例分析。仿真结果表明,所提输储联合规划方法可以有效地限制对原有网架的扩建,合适风光配比可以进一步节约电网投资和运行成本,并提高系统的稳定性和有效性。     

基于蒙特卡洛方法的继电保护风险评估

现在的继电保护评估和维修策略的制定,大多只关注设备本身,对继电保护本身故障引起的系统风险研究不多。电网中一条线路故障断开后,其他线路会承担原线路潮流,可能造成线路过载,线路继电保护可能误动,扩大事故的范围。在一定条件下,这种连锁故障甚至会造成较严重的事故。提出了一种面向电网运行风险的继电保护风险评估算法。运用蒙特卡洛抽样算法对电网进行故障仿真,抽样得到初始故障和线路保护误动的情况,判定风险后果是否出现,循环进行仿真直到满足结束条件,最终计算得到继电保护设备面向电网的风险值。根据继电保护风险评估结果,可对继电保护设备按风险大小进行分级,安排不同的维修或更换策略,优化维修资源配置     

基于网格WebGIS的远程电网寻线系统的设计

摘要： 针对传统的远程电网线路监测采用人工筛选方法,随着线路的分布复杂性增大,寻线效率不高,提出一种基于分布式地理信息系统网络（WebGIS）的远程电网寻线系统优化设计方法。首先,进行系统的总体设计,基于网格WebGIS的远程电网寻线系统主要由无线传感器模块、线路故障处理器模块、线路故障数据通信模块和系统的能量供给模块等组成。其次,设计远程电网寻线网格WebGIS的分布式定位算法。最后,对系统的时钟电路、发射匹配电路、系统电源供电硬件模块进行设计。在Visual DSP＋＋4.5下进行系统的仿真实验,仿真结果表明,采用该系统能有效准确地实现远程电网寻线和故障监测,故障节点的定位准确度高,实现智能寻线。     

UPFC在江苏电网中的应用与控制效果

摘要： 晋北—南京和锡盟—泰州特高压直流工程落点苏北电网后,将会对江苏电网潮流分布带来不小的影响,因此,有必要对这2个直流投产后周边500 kV电网进行潮流优化控制研究。首先在PSS/E仿真程序中建立统一潮流控制器（unified power flow controller, UPFC）的机电暂态仿真模型;然后针对江苏电网2020年规划运行方式下,晋北—南京直流和锡盟—泰州直流相关断面线路N-1和N-2典型故障,研究断面线路潮流转移与过载情况;最后在江都—大港和泰州—凤城500 kV线路上安装UPFC,对存在线路潮流过载的故障,通过UPFC控制断面线路潮流转移,并计算所需的UPFC容量。     

±800kV换流站交流场线路操作过电压仿真分析

操作过电压是造成电网内高电压设备损坏的重要原因之一,了解过电压情况,以便采取防护措施,防止损坏设备。以±800kV扎鲁特换流站交流场500kV线路为例,采用电磁暂态计算软件EMTPE/EMTS进行建模,从理论上分析线路操作过电压产生原因,对投切线路及线路单相故障操作过电压进行仿真分析,仿真过电压数据低于规程要求值,为系统调试提供了理论依据,系统调试期间采集现场实测数据,实测数据与仿真数据一致,验证了模型的正确性。研究结果为线路运维管理提供了理论依据。     

风-水-火电互补系统中风电穿越功率的研究

针对风电容量与风-水-火电互补系统稳定性的关系问题,研究了风电机组的数学模型,搭建了风-水-火电互补系统的仿真模型.将遗传算法(GA)应用于风电穿越功率的研究,建立了基于遗传算法的风电容量的优化数学模型,构造了适值函数.对实际电网中的风电容量进行了优化编程计算和仿真,优化和仿真结果虽有差异,但很近似,验证了所建优化数学模型的合理性及遗传算法应用于风电穿越功率计算的可行性.     

基于UPFC优化10 kV线路高损问题应用研究

针对含小水电电网在丰水期相关变电站的线路线损率过高的问题,对10 kV并网线路加装UPFC以降损调压。首先分析UPFC基本工作原理,分别从无功调节特性、潮流调节特性2方面分析并网线路加装UPFC后在降低线路损耗方面的优越性;然后以甘肃省某供电公司所辖某线路相关变电站为例,对部分变电站中线损率过高的并网联络线路加装UPFC并进行降损研究;最后利用电力系统仿真软件PSASP自定义实现进行仿真验证,仿真结果表明：对10 kV并网线路加装UPFC后降低线路线损率与母线电压的效果显著。研究结果对优化并网线路线损率过高的问题具有指导意义。     

光储互补微网半实物仿真系统设计

利用RTDS、dSPACE的实时仿真特点及信号输入输出的能力,设计光伏、储能变流器以及模拟电网接口,搭建光储互补微网半实物仿真系统,并设计微网能量管理中心。基于该平台,进行微网并网、孤岛模式下的测试及并离网无缝切换实验。实验表明该系统能够很好地完成微网分布式电源、电网状态及微网运行模式的模拟,为分布式电源与电网间相互作用与影响的研究提供较方便的手段。     

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。     

Dynamic model of wind energy conversion systems with variable speed synchronous generator and full-size power converter for large-scale power system stability studies

This paper presents a dynamic model for variable speed wind energy conversion systems, equipped with a variable pitch wind turbine, a synchronous electrical generator, and a full power converter, specially developed for its use in power system stability studies involving large networks, with a high number of buses and a high level of wind generation penetration. The validity of the necessary simplifications has been contrasted against a detailed model that allows a thorough insight into the mechanical and electrical behavior of the system, and its interaction with the grid. The developed dynamic model has been implemented in a widely used power system dynamics simulation software, PSS/E, and its performance has been tested in a well-documented test power network.     

风电与燃气轮机发电互补系统结构与容量配比的研究

对在我国新疆地区采用风力发电与燃气轮机发电组成的互补发电系统的结构和在一定风能资源条件下两种发电系统的容量配比进行了研究。论文首先针对实测的新疆达坂城风电场的风速数据,采用整体风电场功率输出模型,得到了风电场的输出与分布。根据实际的风电场输出负荷,设计了互补中燃气轮机的几种方案。针对燃气轮机的部分负荷运行特点,设计了不同方案的互补运行规则。最后根据不同运行规则,计算了互补系统的整体特性,得到了在一定条件下风电与燃气轮机发电较合适的容量配比。     

Effect of operating methods of wind turbine generator system on net power extraction under wind velocity fluctuations in fields

The effect of how a wind turbine generator system is operated is discussed from the viewpoint of net power extraction with wind velocity fluctuations in relation to the scale and the dynamic behavior of the system. On a wind turbine generator system consisting of a Darrieus-Savonius hybrid wind turbine, a load generator and a battery, we took up two operating methods: constant tip speed ratio operation for a stand-alone system(Scheme1) and synchronous operation by connecting a grid(Scheme2). With our simulation model, using the result of the net extracting power, we clarified that Scheme1 is more effective than Scheme2 for small-scale systems. Furthermore, in Scheme1, the appropriate rated power output of the system under each wind condition can be confirmed.     

双馈风力发电机组等效模型对机组暂态稳定性影响

为研究并网双馈风力发电机组的机电耦合作用对机组暂态性能的影响,采用等效集中质量法,在Mat-lab/Simulink环境下,提出一种基于叶片弯曲柔性和传动轴扭转柔性的风力发电机组3质量块等效模型。结合双馈发电机控制策略,分别以额定功率750 kW和3 MW的风力发电机组为例,对其在电网电压跌落和机械扰动两种情况下进行暂态稳定性仿真,并将仿真结果和传统的1质量块、2质量块等效模型的仿真结果进行比较分析。结果表明:随着单机容量的增加,叶片的柔性对机组暂态稳定性的影响逐渐增大,建立3质量块等效模型对研究大容量双馈风力发电机组暂态稳定性是必要和有效的。     

风电场并网对电力系统稳定性影响

稳定性是影响大电网区域互联的关键性因素。随着风电场规模的不断扩大,其接入电网会对电力系统的稳定性带来一定影响。介绍了风力发电系统建模方法及风力发电机模型,分析了风电场并网对电力系统无功电压、潮流分布、电能质量、系统短路容量、调峰调频等方面的影响,并对电力发电技术发展新动向作了展望。     

超导储能对并网型风电场运行性能影响的仿真分析

采用超导储能(SMES)可以改善风电场并网运行的稳定性,针对风电系统中出现的联络线短路故障和风电场的风速扰动,提出利用超导储能安装点的电压偏差信号作为超导储能有功控制器的控制策略。为了验证这种策略的有效性,建立了风电机组和超导储能装置的数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件搭建了风电场接入电网后的仿真模型。仿真结果表明,采用该控制策略不仅可以在网络故障后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功率输出,降低风电场对电网的冲击。     

Framework design of a hybrid energy system by combining wind farm with small gas turbine power plants

Owing to the stochastic characteristic of natural wind speed, the output fluctuation of wind farm has a negative impact on power grid when a large-scale wind farm is connected to a power grid. It is very difficult to overcome this impact only by wind farm itself. A novel power system called wind-gas turbine hybrid energy system was discussed, and the framework design of this hybrid energy system was presented in detail in this paper. The hybrid energy system combines wind farm with several small gas turbine power plants to form an integrated power station to provide a relatively firm output power. The small gas turbine power plant has such special advantages as fast start-up, shutdown, and quick load regulation to fit the requirement of the hybrid energy system. Therefore, the hybrid energy system uses the output from the small gas turbine power plants to compensate for the output fluctuation from the wind farm for the firm output from the whole power system. To put this hybrid energy system into practice, the framework must be designed first. The capacity of the wind farm is chosen according to the capacity and units of small gas turbine power plants, load requirement from power grid, and local wind energy resource distribution. Finally, a framework design case of hybrid energy system was suggested according to typical wind energy resource in Xinjiang Autonomous Region in China.     

解决新疆风能资源大规模开发瓶颈的探讨

本文对如何解决新疆风能资源进行大规模开发时所遇到的瓶颈进行了探讨,提出了一种解决问题的新思路。用详细的数据介绍了新疆丰富的风能资源分布,讨论了在大规模开发时遇到的电网稳定性、有效负荷需求不足以及没有联网电网的支持等问题,最后,根据新疆拥有丰富的天然气资源,提出了采用一种新型的风电-燃气轮机互补发电系统来彻底解决风电场负荷的波动对电网稳定性不利的影响,为新疆的风能大规模开发提供了一种新的可能。     

基于DSVPWM的PMSG并联型GS-NSC研究

为提高九开关变换器直流侧电压利用率,减少开关损耗,采用一种不连续空间矢量脉宽调制（DSVPWM）,同时将九开关变换器用于直驱式永磁同步风力发电机（PMSG）网侧构成并联型网侧九开关变换器（GS-NSC）。在对并联型GS-NSC控制策略、故障穿越方案进行理论分析的基础上,建立PMSG并联型GS-NSC仿真模型,设计多种电网电压故障工况对其进行仿真研究。结果表明,在电网电压正常工况下,并联型GS-NSC可维持电网电流的正弦波特性。在电网电压跌落工况下,并联型GS-NSC可向电网注入无功电流辅助电网电压的恢复,并通过提升并网电流幅值减少卸荷电路的功率损耗,降低PMSG散热负担。在电网电压骤升工况下,并联型GS-NSC可动态分配直流母线电压,避免因直流侧过压而导致PMSG退出运行。