混成电力控制系统及其应用

提出并建立了混成电力控制系统(Hybrid Power Control System, HPCS)概念、理论架构及其方法论,可以认为这是电力系统中一门新学科分支的诞生.为了有助于理解该学科分支的理论和方法并进而加以应用,特以混成自动电压控制(HAVC)为例进行了具体的阐述.在HAVC系统中,我们建立了混杂分层电压控制模型,采用离散事件作为驱动主体,并可以实现复合指标调控.该理论和方法的应用使长期以来电力系统运行调度中品质-稳定-经济三重优化的"梦想"成为现实.应该指出本文阐明的HAVC系统设计理念和方法亦实用于大电力系统的混成自动调频(HAGC)和其他具有混成结构的系统,如军事实战指挥系统、复杂的大规模制造加工系统和某些过程优化控制系统等.     

上海电网AEMS与混成控制系统研究与建设

先进的能量管理系统(AEMS)是基于混成自动控制理论,对网内各种资源进行统一、自动、科学调控,实现电力系统多重目标趋优控制的自动化系统。它以"事件驱动"为其内核,通过将不满意状态定义为事件,将趋优化问题转化为事件的处理和消除问题。文章介绍了上海电网AEMS系统建设,包括主站、发电厂端子站和变电站端子站三部分。AEMS主站包含混成自动电压控制系统(HAVC)、混成自动发电控制系统(HAGC)、混成自动抑制低频振荡控制系统(HADLFOC)以及混成自动稳定控制系统(HASC),发电厂子站将实现电压无功自动调控(AVC),变电站子站将AVQC功能实用化。上海电网AEMS系统将分三期建设,其中第1期已初步完成,调控对象为包括两厂两站,AEMS已从理论走向了工程应用。     

光伏并网系统的混成控制研究

针对光伏并网系统是一个非线性、不确定性、非纯一性的典型混成动态系统,本文将混成控制理论应用于光伏并网系统的最大功率点跟踪和并网逆变器控制策略的设计。首先简单介绍了混成控制理论,分析了光伏并网系统的混成特性,然后分别设计了最大功率点跟踪和并网逆变器混成控制决策,建立了基于混成自动机的光伏并网系统控制模型,最后通过仿真验证所建模型及方法的正确性和有效性。仿真结果表明该方法能够快速实现最大功率点跟踪,并能够实现并网电流精确跟踪电网电压。     

配电网无功电压混成自动控制研究

配电网区域无功电压控制同输电网无功电压控制相比具有放射性、枢纽节点电压由主网确定以及无功负荷波动较大等特点;而传统的配电网无功控制方法往往基于时间基,缺乏在线控制的灵活性,引入混成控制思想,通过事件启动控制,从而使系统达到多目标的趋优运行状态,并探讨了地、市(省)调两级无功电压的协同控制模式,实现全网的安全性和经济性。给出了配电网无功电压混成控制(D-HAVC)的原理、控制模式以及系统实现,最后给出了应用实例。     

配电网混成电压控制系统指标体系设计与应用

针对配电网的混成多目标优化电压控制问题,阐述建立混成控制指标体系的重要性和必要性,并从工程实用的角度出发,选取便于量测和计算的指标,构建配电网混成电压控制系统的指标体系.该指标体系包括安全稳定性、电能质量、经济性三方面指标,可作为不同类型的事件触发判断依据,进而形成控制指令,实现电力系统多目标趋优运行.针对某地区实际配电网数据的算例测试表明将该指标体系应用于配电网混成电压控制系统,能够准确快捷的判断出各类型事件.进一步的,采用基于指标满意度最大化的协调优化算法,可实现整体趋优的控制效果.     

AEMS与混成自动控制技术及其在上海电网的应用

AEMS与混成自动控制系统是基于混成自动控制技术,实现电力系统多重目标优化控制的自动化系统,采用先进的调控技术与手段,将AVC和AGC控制集成在一个统一的平台之上,以提高电网的安全稳定水平,防止大规模停电事故的发生。文章介绍了AEMS与混成自动控制技术,分析了上海电网应用该技术的必要性;阐述了上海电网AEMS与混成自动控制系统的设计原则、结构、总体框架和1期工程的实施,提出了应用展望和建议。     

南方电网超级能量管理系统的混成控制系统构想

混成控制系统以事件处理为核心，通过定义事件将经济运行和安全运行目标统一到一个处理框架内，实现复合目标趋优化控制。文中介绍了实现多重目标趋优的混成控制系统，提示了其“事件驱动”本质，同时指出了事件的分类和一些主要事件的形成条件。该系统作为构造南方电网超能量管理系统的核心组件，可从理论和工程实践上指导“数字南方电网”的建设，并为南方电网的安全、经济运行提供有力的保障。     

HAVC系统的多目标趋优化序贯式算法及东北电网应用

HAVC(混成自动电压控制)系统可以通过对发电机、变压器、电容电抗器等设备的调节,实现电网的电压无功优化控制,保证系统的安全、经济和优质运行.本文给出了一种应用于HAVC系统的多目标趋优化序贯式算法,该算法能够对系统运行的安全性、经济性和电压质量三个目标进行协调控制,从而将系统的电压及无功水平控制在比较理想的状态.根据该算法编制的软件已在东北500kV电网HAVC系统中进行了成功应用,试运行结果证明了该算法的合理性和有效性.     

AEMS及其在上海电网的应用

结合电力系统的运行实践,提出了用混成自动控制来实现电力系统多重目标趋优控制的理论和自动化系统(即先进能量管理系统(AEMS)).该系统以事件驱动为其内核,通过将不满意状态定义为事件,将趋优化问题转化为事件的处理和消除问题.采用分层控制的方式,构思了控制命令(发自最高决策与指挥层)和操作指令(发自中间操作层)的概念,建立了完整的事件处理框架,以达到消除事件的目的.进一步介绍了AEMS的组成框架,明确了框架中各组成部分的职能和工作机制.针对AEMS的设计、实现和运行,指明了其必须具备的基本特征,并对AEMS与能量管理系统(EMS)之间的包容关系进行了阐述.最后,简要介绍了上海电网AEMS工程实现第1阶段软硬件系统实现方案.     

基于混成自动机理论的间歇性电源并网多逆变器并联环流抑制方法

针对间歇性电源并网多逆变器并联运行环流突出、抑制困难的问题,论文提出运用混成自动机理论抑制间歇性电源并网多逆变器并联环流。论文首先详细分析间歇性电源并网多逆变器并联运行的混成特征和环流产生原理,得出逆变器输出电压与环流大小的数学关系。然后深入研究运用混成自动机理论建模与控制实现间歇性电源并网多逆变器并联运行环流控制的原理、方法,根据开关器件工作状态与逆变器输出电压的关系设计多逆变器并联环流混成控制器。最后,通过Matlab仿真平台进行仿真验证。仿真结果表明,本文所设计的环流控制器与相应的环流抑制方法的正确性与可行性,采用混成自动机模型能够实现较好的环流控制效果,能有效抑制多并联逆变器间的环流。     

HEV车载复合电源系统控制策略优化研究

HEV车载复合电源是将高比功率的超级电容与高比能量的蓄电池复合使用,通过合理的能量管理策略,以提高HEV汽车能源系统性能的技术。在分析车载复合电源系统的结构、功率需求及电源约束条件的基础上,建立了以车辆燃油消耗率和再生制动能量回收率为优化目标函数的能量管理问题数学模型。然后,根据复合电源系统的工作模式设计了基于模糊逻辑的能量管理控制器,利用遗传算法对功率分配因子的隶属度函数参数进行优化。基于ADVISOR的仿真研究表明,与未优化的模糊能量管理策略相比,经过优化的模糊能量管理策略能够更有效地降低混合动力汽车的燃油消耗,提高了制动能量回收率。     

风储联合发电系统运行性能研究

构建大规模风储联合并网运行系统,提高风电的可调度性,成为目前研究重点.以风储联合发电系统为研究对象,给出了系统结构图,建立了储能系统数学模型,在此基础上,考虑调度计划制定了储能系统控制策略,实现了风储联合发电系统跟踪计划出力运行模式,并构建了此运行模式下的评价指标,对风储联合发电系统的功率输出特性进行分析.基于实际风电场数据,对配置不同储能容量以及适应不同调度时间窗时系统的输出特性进行分析,为储能系统容量选取提供参考.     

混合直流输电系统送端交流暂态电压特性研究

对于大规模新能源特高压直流外送系统,受端电网故障可能导致送端电网电压剧烈变化,严重威胁送端电网的安全稳定运行,因此送端电网暂态电压是直流输电系统适应性的重要考虑因素。混合直流输电结合了常规直流和柔性直流的优势。针对大规模新能源混合直流外送应用场景,首先介绍了两端混合直流输电系统典型拓扑,建立了相应数学模型,阐述了基本控制结构。然后分析了当受端交流电网发生短路故障,采用不同直流输电拓扑方案时送端电网的交流暂态电压特性。最后在PSCAD/EMTDC搭建了不同混合直流输电系统仿真模型,验证了上述分析的有效性。     

基于HRAGS模型的混合式摘要生成方法

针对传统的抽取式、生成式方法在摘要自动生成任务上存在可读性、准确性不足的问题,提出了基于HRAGS (Hybrid Guided Summarization with Redundancy-Aware) 模型的混合式摘要生成方法。该方法首先使用BERT预训练语言模型获取上下文句子表示,结合冗余感知方法构造抽取模型;然后将训练完毕的BERT双编码器和随机初始化的具有双编码-解码注意力模块的Transformer解码器相结合构造生成模型,采用二阶段微调策略解决编、解码器训练不平衡的问题;最后使用Oracle贪婪算法选择关键句作为指导信号,将原文和指导信号分别输入生成模型以获取摘要。在LCSTS数据集上进行验证,实验结果表明,相比于其他基准模型,HRAGS模型能够生成更具可读性、准确性和ROUGE得分更高的摘要。     

混合式配电变压器数字控制系统离散域建模与稳定性分析

为准确分析混合式配电变压器(HDT)数字控制系统的特性,构建了HDT连续-离散混合控制模型,并分析了HDT数字控制系统的稳定性。针对所建立的HDT数字控制系统离散域模型,考虑采样和零阶保持器引入的延时环节的作用,结合双线性变换并利用朱利判据推导了离散域下HDT控制系统比例积分参数的约束条件,进而分析并揭示了采样周期对于HDT数字控制系统稳定性的影响规律,并确定合理的数字控制参数。最后通过仿真以及实验验证了理论分析的正确性。     

风光互补发电蓄电池超级电容器混合储能研究

提出一种风光互补发电中的超级电容器与蓄电池混合储能系统,充分利用蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升了储能系统的性能。建立了混合储能系统的模型和控制环节,并进行实验,结果表明,在发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,有效减少了充放电循环次数,延长了使用寿命,提高了系统的工作效率。该系统对解决新能源发电系统中储能问题,具有十分重要意义。     

交直流混合微电网微元建模与控制

随着直流负荷的增多,传统的交流微电网已经不能满足系统负载多样性及经济性等方面的需求,交直流混合微电网逐步成为研究热点和难点。仿真研究中,分布式发电(Distributed Generation,DG)的随机性、时变性和非线性化特性,使得混合微电网中DG的建模和算法实现比较困难,DG与储能之间的协调控制亦是一个难题。为此,基于实际工程需求搭建了一种包含直流大电网的交直流混合微电网的系统结构,提出了相应元件的物理模型与控制策略,并在仿真平台下着重模拟了各微元在不同工况下的协同运行。仿真结果表明,所提出的交直流混合微电网结构合理,各元件的控制策略和性能良好,且整个系统具有较快的响应速度,很好地满足了系统安全稳定性要求。     

一种典型混联直流输电系统的运行特性分析

混合型高压直流输电能够充分利用晶闸管换流器和电压源换流器的优点,具有良好的发展前景。为研究混联式直流电网的控制策略和运行特性,建立了整流侧采用模块化多电平换流器,逆变侧采用晶闸管换流器的四端双极混联式结构,推导其数学模型,并设计了相应的控制策略,在PSCAD/EMTDC中对该混联式直流电网的启动过程和运行特性进行了仿真分析,证明了所提出控制策略的有效性。     

（17期已排）交直流混合微电网系统建模及协调控制研究

微电网是指由分布式电源、能量转换装置、负荷监控和保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制和管理的自治系统。交直流混合微电网是分布式电源、配网以及负荷在种类多样化和低成本化发展进程中较为理想的产物。文章针对未来交直流互联的混合配网中高密度分布式电源、负荷接入和管控的应用场合,提出了一种新型的互为支撑的交直流混合微电网拓扑结构,建立了相应的仿真模型,并进行了交直流混合微电网的系统稳定性分析。仿真结果进一步验证了文中所建交直流混合微电网模型的正确性和所提交直流混合微电网及其方案的可行性。