基于BFGS信赖域算法的孤岛微电网潮流计算

分散下垂控制策略的孤岛微电网,系统中没有平衡节点,多个下垂控制的分布式电源(distributed generator,DG)装置参与系统频率的调节并达到新的频率稳态值,传统配电网潮流计算方法将不再适用。针对分散下垂控制策略的孤岛微电网潮流计算,提出基于BFGS信赖域算法的潮流计算新方法。把DG装置处理为PQ节点、PV节点和下垂节点3种类型,建立下垂节点潮流计算模型;分析非线性节点功率方程组的求解,并将其转化为无约束最优化问题,再采用带BFGS修正的信赖域算法进行求解,得到系统稳态频率及各节点电压。对改造后的37节点孤岛微电网系统应用提出的方法进行潮流计算,验证了算法的正确性和有效性。     

电力系统行动调频的模糊控制器特性研究

为维护系统频率和联络线交换功率的稳定，本文从人对复杂系统进行控制决策的特点出发，提出了一种仿人决策的负荷频率模糊控制策略，并用该策略对一些典型环节及互联系统的负荷频率控制进行数字仿真。结果表明，该控制器的特性明显优于常规PI调节器。     

基于联络线功率等值约束条件的潮流算法研究

针对互联电网区域间限制联络线传输功率的要求,提出了一种系统扰动后维持联络线功率为设定值的新算法。该算法设定联络线的交换功率,分区域潮流计算,可以实现通过改变受端系统侧的运行方式,维持联络线功率为设定值的目的。该算法物理意义清晰,容易实现,收敛性好,给出的算例验证了提出算法的可行性。     

电力系统自动调频的模糊控制器特性研究

为维护系统频率和联络线交换功率的稳定，本文从人对复杂系统进行控制决策的行为特点出发，提出了一种仿人决策的负荷频率模糊控制策略，并用该策略对一些典型环节及互联系统的负荷频率控制进行数字仿真。结果表明，该控制器的特性明显优于常规PI调节器。     

基于联络线功率等值约束条件的潮流算法研究

针对互联电网区域间限制联络线传输功率的要求,提出了一种系统扰动后维持联络线功率为设定值的新算法.该算法设定联络线的交换功率,分区域潮流计算,可以实现通过改变受端系统侧的运行方式,维持联络线功率为设定值的目的.该算法物理意义清晰,容易实现,收敛性好,给出的算例验证了提出算法的可行性.     

基于状态收缩约束的模型预测负荷频率控制

提出一种基于状态收缩约束的模型预测控制策略(SCC-MPC)。这种控制策略具有一般有限时域模型预测控制的特点，并且在算法中引入了一个状态收缩约束，从而保证了模型预测控制算法的稳定性。对SCC-MPC的名义稳定性、鲁棒稳定性分别进行了分析，并用数学方法证明了SCC-MPC算法的名义稳定和鲁棒稳定。用SCC-MPC策略设计多区域电力系统的负荷频率控制器，仿真结果说明系统在受到负荷扰动时， SCC-MPC控制器使系统频率趋于正常值，区域间的交换功率也趋近于计划值。     

基于功率预测模型的并网逆变器直接功率控制

传统的直接功率控制（DPC）存在开关频率随采样时间、负载参数和系统状态变化而变化,产生分散的谐波成份的问题。本文提出了一种基于功率预测模型的三相并网逆变器直接功率控制策略。该控制策略将一定的预测算法与瞬时功率理论结合,以逆变器交流侧输出电压为控制对象,建立功率预测模型,得到参考输出电压,同时为了减小开关损耗,选择对称式电压空间矢量序列控制逆变器输出电压,从而控制瞬时功率有效跟踪参考功率值。仿真结果分析,该控制策略有较好的动静态性能,可实现恒定的开关频率,与直接功率控制相比体现出更好的谐波抑制效果。     

基于差分-公共功率与滑模控制的直流互联交流电网振荡抑制

提出了一种基于差分-公共功率与滑模控制的高压直流(HVDC)互联交流电网振荡抑制方法.首先引进差分-公共功率与虚拟摩擦的概念,用于描述两个互联交流电力系统之间的频率波动与功率交换,并建立两个系统之间的等效发电机模型.随后,通过直流电压用于表征两个系统之间的频率偏差,以实现两个系统之间的信息交互.同时,提出了基于滑模控制...     

考虑新能源不确定性的互联电网交换功率鲁棒优化模型

高比例新能源及其不确定性增加了多区域交流互联系统交换功率控制的难度,为保证区域间联络线传输功率的协调分布及其波动相对均衡,提出了一种考虑互联电网外特性的交换功率稳定控制模型。考虑互联系统自动发电控制(AGC)参与因子与联络线潮流分布的关联关系,推导并构建了互联系统AGC下的潮流模型。进而,以联络线功率波动幅值最小为目标函数,建立了基于鲁棒优化的区域交换功率稳定控制模型,并提出了一种基于松弛法的协同演化算法对该模型进行求解。以双IEEE 14节点和IEEE 118节点测试系统为例进行仿真分析,将无优化与鲁棒优化计算结果进行对比,结果表明鲁棒优化可以有效应对新能源随机出力的影响,对于外特性的稳定性具有明显改善效果,并验证了所提算法的有效性和实用性。     

计及紧急直流功率支援的扰动后稳态频率预测算法

提出了一种计及紧急直流功率支援情况下,能同时考虑直流两侧电网频率响应的扰动后稳态频率预测算法。该算法对系统发电机调速器方程、负荷静态模型方程、直流输电系统传输功率方程和系统网络方程进行了线性化处理,同时考虑紧急直流功率支援,推导了两区域交直流系统扰动后稳态频率预测方程,可以直接快速地计算出扰动后各区域的稳态频率和使其中一个区域稳态频率恢复到设定值时的直流功率支援量。对一个典型的两区域交直流并联系统进行了仿真分析,仿真结果表明所提算法具有较高的精度和较快的计算速度,证明了算法的适用性和有效性,具有与紧急频率控制相配合并在线应用的前景。     

互联水火电力系统经济运行的一种新的分解协调算法

本文对多区域、复杂水火电力系统经济调度提出了一种新的分解算法。它将复杂的大系统优化问题分解成区域子系统优化和协调计算两个主要部分。在各区域内可有复杂的梯级水电站和常规水电站。根据实用上的主要需要和限制,考虑了网络损失、联络线功率约束和交换电量约束等。本算法可用于分析研究含有复杂水火电系统的区域交换功率和交换电量评价、缺电调度,也适用于我国大区联网的经济运行计算。     

基于MMC的中压大功率直流配电方案及其控制方法

为了节省系统的体积,提出了一种新颖的中压直流配电方案,采用模块化多电平换流器(MMC)和二级管不控整流的结构。将MMC的输出交流电压、电流的基波频率设定在1kHz,与传统50Hz控制算法相比,可以在很大程度上减小变流器的体积。由于基波频率的提高,必须简化调制算法,提出了一种MMC方波调制策略,与传统MMC调制算法相比可以节约控制器资源。另外,为了测试整个系统额定运行工况,提出了一种电阻微循环的控制结构,可以实现功率的内部循环,仅从电网吸收电阻消耗的功率和系统的耗散功率,从而可以大大减小电网的压力。     

区域电力市场下AGC控制模式研究

提出在区域电力市场环境下二次调频控制的三种模式。自动发电控制(AGC)作为一种重要的辅助服务,用于补偿随机事件引起的功率不平衡、承担系统频率调整任务并维持区域电力系统内的联络线交换功率在要求的范围内。通过对互联系统频率控制建立基础模型,重点分析了采用FFC—TBC控制模式的华东电网频率静态、动态响应,结果表明该模式符合区域电力市场环境运行特点的要求。     

电力系统扰动后稳态频率预测直接法改进

在线预测系统扰动后的稳态频率,有利于扰动后系统频率稳定性评估和紧急控制。文中提出一种新的扰动后系统稳态频率预测算法。根据直角坐标潮流二次方程及其泰勒展开式,推导了节点注入功率增量表达式,结合发电机调速器和负荷静态特性建立了稳态频率预测方程。利用扰动后瞬间系统广域量测数据,直接计算系统扰动后的稳态频率。相比已有的频率稳定分析直接法,该算法预测稳态频率的精度更高。最后,利用PSS/E仿真软件,在WSCC9节点系统上对提出的算法进行仿真试验,验证了所提出算法的正确性。计算结果为系统在扰动后的频率稳定性分析和紧急控制提供了重要依据。     

适用于高压大容量MMC-HVDC系统的改进低开关频率均压控制策略

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)应用于柔性高压直流输电(voltage sourced converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)系统时,具有功率模块数量多、桥臂电流大等特性,导致换流阀开关损耗高、开关器件散热困难。传统排序均压算法功率模块投切为随机过程,开关频率很高,难以满足实际工程需求。首先分析MMC功率模块的充放电规律,分析功率模块投切对电容电压均衡控制的影响机理;在此基础上,推导传统电压排序均压算法的开关频率上下限解析式。对现有的一种固定功率模块轮换数的低开关频率均压算法,分析开关频率和均压效果的优缺点。然后,通过推导功率模块轮换数与均压特性的关系式,提出一种改进的低开关频率均压策略。该策略在开关频率下限解析式的基础上,通过闭环控制每个控制周期功率模块轮换个数,实现MMC均压特性和开关频率的优化控制。最后,利用±350 k V 1000MW MMC-HVDC系统实时硬件在环(real-time hrdware in the loop,HIL)仿真测试系统,对两种低开关频率均压策略进行对比验证。     

单相PWM整流器定频模型预测功率控制算法

针对传统单相PWM整流器开关表直接功率控制算法的系统功率脉动大、开关频率不固定、网侧谐波高等问题,借鉴三相PWM整流器的模型预测直接功率控制(MP-DPC)算法,提出了一种基于占空比优化的单相PWM整流器MP-DPC算法。首先,依据瞬时功率理论,通过虚拟坐标系构造网侧电压与电流的旋转矢量,给出了一种单相系统功率求解算法;然后,研究不同开关状态对系统功率的影响,给出了单相PWM整流器最优开关状态选择与占空比求解的MP-DPC方法;最后,分别对滞环开关表DPC与MP-DPC算法进行了计算机仿真及半实物实验对比研究,结果表明:与滞环开关表DPC算法相比,该MP-DPC算法具有控制精度高、开关频率恒定、网侧电流谐波含量低等优点,也验证了该算法的有效性和优越性。     

微电网离网运行有功缺额计算方法

针对微电网中由于存在多种分布式电源导致其系统频率稳定控制方式比传统的配电网复杂的问题,研究快速求出微电网离网频率异常时系统内存在的有功功率缺额值的计算方法。提出了一种快捷的微电网有功功率缺额计算方法,并分析了该有功功率缺额算法对于微电网离网频率稳定控制的意义。算例分析结果表明,该方法可以指导频率稳定控制系统对孤立运行微电网内电力设备进行精确的有功功率调度,使系统频率快速恢复正常。且可以指导微电网能量管理系统进行频率稳定控制策略的仿真测试与验证。     

计及系统调频需求的风电场有功调整方法

随着风电并网容量的快速增加,风电功率的波动性与随机性给系统调频控制带来的困难也更加突出。从风电场参与系统调频控制的角度出发,结合风电场和风电机组调节特性以及系统频率分级调整的特点,建立一种适用于大规模风电并网系统的风电场及其风电机组有功功率分级控制框架,并提出基于系统实时频率偏差的风电场及其风电机组有功调控算法。仿真结果表明,该方法能够使得风电场根据系统调频需求快速调整有功功率输出,从而缩短频率异常时间,给系统的频率稳定提供有效的支撑。     

计及频率变化的异步迭代分布式动态潮流

为便于分布式调度员培训仿真系统（DTS）中分布式潮流算法的应用,提出了一种计及频率变化的基于异步迭代的分布式动态潮流算法。该算法将互联系统采用协调层一子系统、发电机单元一网络单元2个不同层次的模型来表示。在上级调度中心建立协调层,由发电机单元实现频率变化时电网不平衡功率在各子系统发电机节点和负荷节点之间的分配,并进行频率仿真;在网络单元采用基于异步迭代模式的分布式算法进行全网的分布式潮流计算,通过网络单元与发电机单元之间的交替求解,求得全网频率变化仿真与潮流分布。以IEEE118节点扩展系统为例,对所提出算法进行验证,结果表明该算法能够准确地仿真分布式系统的频率变化并求解全网潮流分布。     

基于改进郊狼算法的新能源制氢能量优化调度

针对离网风光互补发电波动性较大及使用氢能进行电能消纳时带来的电网稳定性较差等问题。以建立典型的离网微电网系统框架模型为基础,采取寻优性能高效的改进郊狼优化算法,以微电网功率过剩和不足最小为目标函数,对磷酸铁锂电池组和质子交换膜(proton exchange membrane, PEM)电解槽功率进行合理调度优化。针对算法在模型求解时收敛速度缓慢、易陷入局部最优等不足进行改进,引入一种可变分散概率的郊狼成长和受全局影响的种群间个体交换方法。在提高收敛速度的同时,降低陷入局部最优解的可能。算例分析显示,改进后的郊狼优化算法寻优能力更强,收敛速度更快,可以有效解决微电网中能量调度优化问题。