风电接入系统暂态电能质量扰动小波检测方法

随着风能发电的大规模发展,风能电并网运行是一种必然的发展趋势.风能的波动性、间歇性和随机性等特性使接入风电的电力系统的运行特性和电能质量受到复杂的影响.为此,针对风电并网运行中的电能质量问题,重点研究风电接人系统的暂态电能质量扰动的小波检测方法,详细分析暂态电能质量扰动小波检测的基本原理和实现策略,并给出仿真结果.理论...     

小波变换在暂态电能质量检测和识别中的应用

间歇性能源的接入电网,使电力系统的运行特性和电能质量受到影响,特别是暂态电能质量。重点研究了暂态电能质量扰动的小波检测方法,详细介绍了暂态电能扰动小波检测的基本原理和实现方法,并进行了仿真研究,理论分析和仿真结果表明该方法能够实现对电压暂态电能质量扰动快速、准确的检测,并能够根据能量函数识别出扰动类型。研究思路可为检测识别含间歇性能源接入系统的电能质量提供一种有效、可行的方法。     

风力发电并网电压扰动信号的分析与检测

风力发电并网中的暂态电能质量问题严重影响电网的安全稳定运行和用电设备的正常使用,因此深入分析风电并网产生的暂态电能质量问题并且准确检测扰动是非常必要的。首先,分析了风电并网系统引起暂态电压扰动的原因,并建立风电并网系统的仿真模型,得出电压扰动信号的具体类型;然后,基于稀疏分解的思想,分析了具体的暂态电压扰动信号;再针对其特点构造了风电并网电压扰动原子库,减少了信号分解时的计算量,提高了匹配追踪的速度。该方法不仅对扰动信号准确分类,并且同时实现了扰动信号的定位和参数估计,辨识方法简单有效,精度较高。     

双馈感应风力发电机并网的复合电能质量检测方法

风电并网引起的电能质量扰动信号多为复合的暂态振荡信号,针对传统的检测算法存在模态混叠、易受干扰、通用性差等缺点,提出采用聚类经验模态分解EEMD与基于Morlet复小波的谱峭度相结合的算法实现该类扰动检测。为采集风电并网引起的相关电能质量扰动信号,在实时数字仿真RTDS平台搭建了200台双馈感应风力发电机DFIG的风电场并网模型。仿真结果表明,该算法能有效实现对风电并网引起的电能质量复合扰动信号的检测。     

冲击性负荷接入下风能并网暂态电能扰动控制研究

提出冲击性负荷接入下风能并网暂态电能扰动的控制方法,对风能并网暂态电能扰动进行有效控制。运用小波变换来分解采集到的风能并网暂态电压信号,确定信号出现扰动的时间,完成风能并网暂态电能扰动的检测;构建DSTATCOM数学模型,完成风能并网暂态电能扰动时有功与无功电流的单独控制,实现无功补偿;将电力系统稳定器（dianli xitong wendingqipower system stabilizer,PSS）装配在并网中同步发电机（synchronous generator,SG）的自动电压调节器（automatic voltage regulator,AVR）内,改善风能并网的阻尼,提升风能并网的稳定性。实验结果表明：在不同信噪比条件下,该方法 PI控制器的跟踪误差都较小,未超过0.5,具有较好的跟踪性能与抗扰性;在6 000 MV·A和7 000 MV·A的2种冲击性负荷下,实现不同冲击性负荷状态下风能并网暂态电能扰动的有效控制,较好地改善了电能质量。     

暂态电能质量实时监测系统设计

针对目前电能质量实时监测的问题,提出了一种利用移动小波变换算法检测和分析电力系统暂态电能质量扰动的方法,解决了处理实时扰动信号时存在的边界失真以及传统处理方法带来的过大数据存储量问题。同时基于虚拟仪器设计了一套暂态电能质量实时分析系统,该系统可以对实时的扰动信号进行精确地检测,也可以根据用户的需要实现多种离线分析。最后,通过各种暂态扰动信号对本系统的功能进行测试,实验结果表明所设计的监测系统具有良好的实时性和可靠性。     

基于模糊控制的快速无盲区的频移式孤岛检测法

孤岛检测对于分布式系统的安全稳定运行极其重要,但是传统的孤岛检测方法常常难以兼顾电能质量与检测效率。为了解决这一问题,提出了一种基于模糊控制的快速无盲区频率偏移孤岛检测方法。该方法将模糊控制与带正反馈的主动频率偏移法(AFDPF)相结合,利用模糊控制的原理,根据PCC点的频率变化量和频率变化率自适应选取AFDPF的系数。相对于传统的AFDPF方法,新方法在DG系统并网运行时对电能质量的影响极小,在发生孤岛时能够进行快速检测,并且可以有效地消除检测盲区。在电力系统发生扰动时,不影响系统频率,也不会产生误判。     

基于HHT和滤波器的暂态电能质量评估研究

根据暂态电能质量扰动的非平稳性、时变性等特点,尝试提出基波畸变率和扰动畸变率两项暂态电能质量指标,并应用滤波器和HHT相结合的新方法来对暂态电能质量扰动进行分析.该方法首先将暂态电能质量扰动信号通过滤波器分离出基波信号和扰动信号,然后对二者分别采用HHT求出模值,将模值与标称值或额定值相比得到基波畸变率和扰动畸变率.仿真和实际实验表明:该方法能精确、动态地检测出暂态电能质量指标,并可以在实际电能质量评估中应用.     

基于虚拟仪器的暂态电能质量实时监测系统

针对目前电能质量实时监测的问题,提出了一种利用移动小波变换算法检测和分析电力系统暂态电能质量扰动的方法,并基于虚拟仪器设计了一套暂态电能质量实时分析系统,该系统可根据用户要求选择不同的工作模式实现在线或离线分析,能够对扰动信号进行准确的定位和分析。最后,通过可编程的交流电源产生各种常见暂态扰动信号,对本系统功能进行测试,实验分析结果表明,该系统具有良好的实时性和可靠性。     

配电网暂态电能质量扰动的定位与识别研究

针对配电网暂态电能质量扰动的非平稳性、突变性和短时持续性的特点,提出一种基于小波变换和BP神经网络的扰动定位与识别方法。首先对暂态电能质量扰动信号进行小波分解,提取其高频系数得到扰动时刻信息,然后利用模极大值对扰动突变点峰值进行定位检测,再用扰动信号的能量分布序列来构造特征向量并用BP神经网络设计扰动识别器。MATLAB仿真结果表明,该方法对暂态电能质量扰动信号起止时刻定位快速,精度较高,能有效地识别五种电能质量扰动,识别率高。     

大规模风电直流送出系统过电压抑制措施及控制方案优化研究

大规模风电特高压直流集中外送系统中,直流故障时由于扰动大且风电机组抗电压扰动能力差,暂态过电压问题突出,导致直流功率和新能源功率形成互相制约的矛盾关系,严重影响大规模风电特高压直流外送系统安全稳定运行和近区新能源消纳。为解决上述问题,提升大规模直流送出系统稳定水平及新能源消纳能力,分析了大规模风电直流送出系统电网暂态压升机理及影响过电压水平的因素,根据影响过电压水平的关键因素,提出利用风机过压保护差异性,允许部分风机高压保护动作脱网,利用直流FLC(Frequency limit control)功能及联切风电场电容器阻断大规模新能源连锁故障、优化风电机组无功控制特性等多项组合措施以降低过电压的思路。根据上述思路,以祁韶直流风电送出系统为研究对象,制定了直流近区新能源优化控制方案,仿真计算结果证明了文中所提思路的有效性。文中成果已经在祁韶直流运行控制中得到实际应用,有效提升了新能源消纳能力和系统稳定水平。     

基于降噪时序深度学习网络的风电功率短期预测方法

利用风电场历史功率数据预测未来一段时间内的风功率,对保障电网安全稳定运行具有重要的意义。本文提出一种基于奇异谱分析SSA(singular spectrum analysis)和长短时记忆LSTM(long-short term memory net⁃work)网络的时序特征预测框架用于短期风功率的预测。首先通过SSA对历史风功率原始数据进行降噪处理,然后经过数据转换之后,以LSTM网络为基础进行预测模型的训练,最后通过某风电场提供的两个风机的历史功率数据进行验证。实验结果表明,奇异谱分析对风电场的历史数据具有良好的降噪性,SSA+LSTM模型在测试数据上取得了较好的预测性能,能够有效进行短期风功率的预测。     

新型电力系统下电能质量信号的分数域降噪方法研究

“双碳”背景下,大量分布式电源接入电网引发电能质量扰动,给电网的稳定运行带来挑战。由于非线性、高速负载的大量集成,新型电力系统中的电能质量扰动呈现出非平稳特性,给降噪处理带来了新困难。针对这一问题,通过分析不同类型电能质量扰动在分数域的能量分布特性,提出了一种改进的基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的降噪算法。同时,文章对分数阶最佳变换角度的估计方法进行了讨论,基于信号的分数阶频谱四阶原点矩,利用一维峰值搜索确定最佳变换角度可有效降低计算复杂度。实验结果表明,改进算法对平稳暂态扰动和非平稳暂态扰动均能有效实现降噪并保留暂态扰动的定位信息。     

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。     

电网频率扰动下并网变换器系统暂态稳定性分析

在弱电网条件下,锁相环固有的非线性特性会对电网扰动条件下并网变换器系统的暂态稳定性产生影响.针对并网逆变器系统中电网频率扰动工况,建立了锁相环输出相角的二阶微分方程.基于非线性动力学多尺度法对模型进行了时域解析求解,并量化分析了电网扰动对锁相环输出相角的影响,进一步给出了暂态稳定边界.针对电网频率、电流以及电网阻抗扰动工况,将所建模型的解析解与其数值解、仿真结果进行了对比,并与传统相图分析方法进行了比较,验证了所提出的锁相环暂态解析模型与解析方法的正确性.通过实验进一步验证了暂态稳定边界的有效性.     

A Dynamic Wind Generation Model for Power Systems Studies

In this paper, a wind park dynamic model is presented together with a base methodology for its application to power system studies. This detailed wind generation model addresses the wind turbine components and phenomena more relevant to characterize the power quality of a grid connected wind park, as well as the wind park response to the grid fast perturbations, e.g., low voltage ride through fault. The developed model was applied to the operating conditions of the selected sets of wind turbine experimental benchmark data from Azores and Alsvik wind parks, both for steady and transient operation of the grid. The results show a fairly good agreement in the relevant range of frequencies and indicate the model may be used as a tool for power system studies.     

含大型风电场的电力系统多时段动态优化潮流

大型风电场的并网对电力系统的优化运行提出了新的挑战。该文对含风电场的电力系统优化潮流问题进行了研究，建立了多时段动态优化潮流模型，为了考虑风速随机变化的特点，提出了分时段策略，将风机在每个时段输出功率的期望值用于优化潮流的计算。文中对现有含风电场的潮流计算方法进行了分析，推导了异步风力发电机的无功－电压特性方程，在此基础上提出了含风电场的潮流计算新方法，并将其应用于提出的动态优化潮流模型中。算例表明该方法是有效的，具有一定的实用性。     

风力发电场最大注入功率的仿真研究

风力发电场并网运行会降低电网的稳定性和电能质量。因此,在建立风力发电场仿真模型的基础上,通过仿真软件对不同运行方式下系统电压、频率的波形分析,探讨了电网中风力发电场的最大注入功率问题,给出了分析这一问题的简单的思路和方法,得出结论：系统节点电压和频率随风力发电场注入功率的变化而波动,且频率的波动更易超出系统稳定的约束界限;电力系统计算机辅助设计（PSCAD）仿真模型能较好地模拟网络各种动态过程,比应用MATLAB等仿真软件更接近于真实系统,适用于风力发电场具体问题的研究。