浅论新型电力系统的“三自”性质EI北大核心CSCD

面向新型电力系统的变化与挑战,该文提出自平衡、自相似、自组织的“三自”性质。自平衡是从电力与电量角度对新型电力系统的基本要求,自相似是从网络与结构的角度促使新型电力系统实现自平衡,自组织则是从调度与控制的角度促使新型电力系统实现自平衡。首先,指出“三自”性质是新型电力系统构建与发展的内在需求,三者形成具有内在关联的整体;其次,分别针对新型电力系统的自平衡、自相似和自组织,给出其必要性、概念内涵、研究现状和研究需求;最后,展望新型电力系统“三自”性质的研究,包括“三自”整体框架、“三自”规划、“三自”运行和“三自”控制。     

双轴励磁电流源同步机视角下跟网/构网设备建模及其互联系统同步稳定性分析

随着大规模新能源和电力电子技术的发展，电力系统逐渐形成了构网设备和跟网设备互联的形态，其中典型构网设备主要包括虚拟同步机和同步机，典型跟网设备包括锁相环型变流器。同步稳定是大电网运行的基础，但由于构网设备与跟网设备的同步机制存在很大差异，使得互联系统同步稳定分析极为困难。为此，该文从物理上借助双励同步机的概念，构建可以统一构网设备和跟网设备的等效结构，在数学上提出描述设备同步特性的通用建模思路，建立基于双励电流源同步机的互联系统同步稳定分析模型。进一步，给出互联系统同步稳定的数学定义和小扰动同步稳定的充分条件。最后，在MATLAB/Simulink仿真平台验证模型与分析的合理性。     

面向精细化频率控制的配电网负荷量测软同步方法EI北大核心CSCD

在新型电力系统中,高比例新能源出力的不确定性对系统频率安全造成了严峻挑战,中低压配电网负荷参与频率控制成为趋势。然而,配电网负荷量测普遍存在时标异步的问题,给在线负荷准确估计带来了困难,对开展精细化频率控制造成影响。鉴于此,该文提出一种基于软同步的配电网负荷量测联合校正方法。首先,通过分析量测数据矩阵的秩增特性,采用低秩矩阵恢复的思路构建目标函数;在此基础上,采用数据驱动的思路,根据用户用电行为的周期平稳性提出相关约束;以上模型与传统的配电网物理约束和电量平衡约束共同构成了模型–数据联合驱动的凸优化问题。仿真结果验证了该文方法的独特优势,即无需各量测设备误差的概率分布等先验信息,且结果相比传统方法有更高的估计精度。     

考虑柔性负荷无功调节能力的配网日前两阶段无功随机优化调度

针对高比例分布式光伏接入配网所引起的电压控制问题，利用柔性负荷的无功调节能力，并考虑光伏和负荷的不确定性，提出了配网日前两阶段无功随机优化调度方法。首先，在第1阶段根据光伏和负荷的预测值，优化反映电容器组动作和柔性负荷无功调度的离散决策变量。其次，在第2阶段考虑光伏和负荷的不确定性，优化光伏的无功出力和柔性负荷的无功调度量。在优化模型中，设置了电压偏差最小化和柔性负荷的无功调度次数最小化两种目标函数，采用ε约束法对多目标优化问题进行求解，并利用熵权优劣解距离(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)法选择最优折衷解。在修改的IEEE33节点系统进行仿真，结果表明所提方法能有效缓解由高比例分布式光伏并网所引起的电压越限问题。     

基于广义短路比的多馈入系统强度量化原理与方法:回顾、探讨与展望EI北大核心CSCD

随着直流和新能源等电力电子设备的大量接入,电力电子多馈入系统(简称多馈入系统)成为现代电力系统的一种典型形态。多馈入系统的安全稳定运行能力与其受扰后的电压响应性能密切相关,工业界常用系统电压支撑强度(简称系统强度)的概念描述由电网和设备动态构成的闭环系统的电压响应性能,用电网强度概念描述不考虑这些设备动态的等效交流电网的特性。现有研究一般认为电网强度与系统强度之间存在正相关性,并认为短路比能够描述电网强度,却并未揭示电网强度、短路比和系统强度之间的内在联系。为此,该文聚焦小扰动下的系统强度问题,从抗扰性、同步稳定性以及静态电压稳定性3个角度描述系统强度特性,回顾将多馈入系统动态解耦为多个单馈入系统动态的系统强度量化原理,阐明广义短路比指标与系统强度之间的解析关系,并揭示系统强度–电网强度–设备临界短路比三者之间的内在联系。研究表明,广义短路比反映了电网的多端口电压与电流的最大灵敏度,与短路电流无必然联系;电网广义短路比与设备临界短路比的相对值可一定程度反映多馈入系统的安全稳定裕度。进一步,给出用于量化系统强度的广义短路比集中判据和单母线视角下的分散判据,并阐明传统CIGRE多馈入短路比与广义短路比的联系和区别。最后,利用算例验证量化原理与方法的有效性。     

电力系统随机动力学研究展望

随机性广泛存在于自然、工程和社会系统中,电力系统也不例外。20世纪70年代左右,电力系统研究逐渐考虑随机性,但偏重于稳态随机问题,而动态问题研究仍然是确定性的。近年来,新能源发电与电动汽车等的广泛接入,给电力系统动态带来不可忽视的随机性。为此,文中提出电力系统随机动力学的研究框架,聚焦电力系统在随机因素作用下的动态问题,包括电力系统的随机动力学模型、随机动态响应、随机稳定性、随机安全性、随机优化控制,并给出研究建议。