考虑分布式光伏高效消纳与负荷损失最小的区域配电网应急资源协同配置策略

为实现应急资源的合理配置,综合考虑区域配电网正常运行和故障运行下的经济性,提出一种采用线路加固和分布式储能的应急资源协调配置策略。利用最大风速法和阈值法模拟得到线路故障情况,并采取基于Kantorovich距离的后向削减法得到区域配电网遭遇极端天气时的源荷分布经典场景。综合考虑正常工况下分布式光伏高效消纳和故障工况下负荷损失最小,构建了包含应急阶段失负荷成本、应急资源投资成本以及正常运行成本的优化模型。以改进的IEEE 33节点配电网为例对所提应急配置策略进行验证分析。结果表明,所提应急资源配置策略可以兼顾分布式光伏高效消纳和负荷损失最小,在减少极端灾害下经济损失的同时,促进区域配电网的低碳经济运行。     

基于XGBoost的双层协同实时校正超短期光伏预测

针对超短期光伏预测应对突发过程性天气时准确性普遍下降,而通过实时气象监测校正辐射值对设备要求较高、对精细化预报依赖性强的问题,以数据驱动为理念,提出了基于XGBoost的双层协同实时校正超短期光伏预测模型。根据大气运动的连续演变性和自相似性,从机器学习角度推演气象整体连续变化的过程,提升预测精度。首先,基于数值天气预报(NWP),在基准层建立强相关气象特征的预测模型。然后,在实时层由临近时段内的基准层动态预测情况挖掘潜在的气象变化规律,并推测未来预测时段气象因素对于光伏出力的影响,对时段内基准预测值进行逐点校正。采用中国杭州滨江一实际光伏电站实采数据进行算例分析,分别与基于NWP特征学习、时序分析、误差推移的XGBoost预测模型以及决策树、支持向量机、长短期记忆网络这3种经典预测模型相比较,结果表明所提模型具有更高的超短期光伏预测精度。     

带并联电抗器线路单相永久性故障的识别方法

根据带并联电抗器超高压输电线路传输特性提出了一种基于分布参数模型的过渡电阻计算方法。鉴于永久性故障时,过渡电阻基本稳定在一较小值,而瞬时性故障熄弧以后,过渡电阻计算值迅速上升,据此可以通过过渡电阻的连续计算确定故障性质,同时还可以鉴别熄弧时刻。该方法只需要故障相跳闸后单端并联电抗器电流、单端健全相电流和故障测距结果即可实现判别,实际应用方便。电磁暂态程序仿真和分析表明,该方法在不同故障位置、不同负荷电流和不同过渡电阻情况下均能准确判断,且同时适用于单端和双端带并联电抗器的情况;此外,该方法具有一定的耐故障测距、线路参数和系统频率误差的能力。     

考虑气压静态稳定极限的电气综合能源系统气压薄弱节点的灵敏度辨识方法

在电气综合能源系统(integrated electricity-gas system, IEGS)中,电、气负荷的持续增长除引发电力系统的电压失稳外,还会引发天然气系统的气压骤降,造成气压失稳,进而影响IEGS整体的安全稳定运行。因此,亟需研究电、气负荷增长对于IEGS中气压的影响。首先借鉴电力系统静态灵敏度分析的思想,基于统一IEGS多能流模型,分别构建天然气系统气压-有功负荷与天然气系统气压-气负荷灵敏度矩阵;在此基础上,引入连续多能流模型计算在静态气压稳定临界状态下的IEGS气压-总负荷灵敏度指标,并依此定位IEGS中气压薄弱环节。最后,通过算例分析,验证所提方法在辨识IEGS气压薄弱环节的有效性。     

预装式电化学储能电站数字孪生模型建立方法

目前预装式电化学储能电站为储能工程推广应用的重要方式,针对其全寿命周期数字孪生技术开展研究,提出了一种电化学储能电站电-热-流多物理场数字孪生模型建立方法。首先,通过设计电池标准化测试方案,获取电池的容量/能量、OCV（开路电压）和功率等基础特性以及电池的多物理场耦合规律;然后,通过测试数据辨识电池模型参数,构建老化模型参数数据库;其次,基于ICA（容量增量分析法）揭示电池老化过程,并提取特征映射电池最大可用容量;接着,基于电池多物理场耦合特性,利用实测激光扫描仪、工程图纸、COMSOL多物理场仿真软件建立电池舱的热场、流体场模型。最后,依托浙江省某用户侧预装式储能电站进行技术验证,结果表明,所建立的数字孪生模型可实现电站电-热-流多物理场推演以及状态评估。     

面向逆变器型分布式电源的快速建模与仿真方法

在利用数值仿真方法研究逆变器型分布式电源大规模接入配电网的特性和影响时,采用详细模型因涉及非线性的电力电子器件,仿真步长需选取很小,致使仿真速度缓慢,而采用过于简化的模型又不能完整反映系统的动态特性,因此有必要研究准确、高效的分布式电源建模方法。在正负序分离控制的基础上,详细分析了逆变器型分布式电源的动态相量建模方法,并且在PSCAD/EMTDC中建立了分布式电源的电磁暂态模型,同时在MATLAB/Simulink中建立了等效动态相量模型。通过仿真比较,结果表明采用的动态相量模型在配电网电压对称、不对称工况及故障情况下均能准确地反映系统运行的动态过程,并显著加快仿真速度,适合应用于逆变器型分布式电源高渗透率下配电网运行特性的快速仿真。     

基于模型预测控制平抑光伏输出功率波动的储能充放电策略

随着光伏发电在电力系统中的渗透率不断上升与储能技术的成熟,利用储能降低光伏输出功率波动对系统造成的影响将是重要的技术手段之一。由于光伏出力的预测精度会随时间尺度的增加而下降,将会增加储能损耗成本;若只考虑当前时刻光伏输出功率波动可能会导致储能对下一时刻的光伏波动难以控制。因此,提出了一种基于模型预测控制平抑光伏输出功率波动的储能充放电策略,建立了综合考虑光伏输出功率波动满足率和储能寿命损耗的目标函数;同时,进一步考虑实际光伏输出功率与预测值之间的偏差,对光储逆变器输出功率进行反馈校正,确保下一时刻光伏输出功率波动计算准确,提高储能动作的正确。最后结合仿真算例验证了该策略的有效性和优越性。     

基于IEC 61850标准的采样值传输模型构建及映射实现

采样测量值的数字化传输是实现变电站自动化系统过程层与间隔层串行通信的重要部分。分析了IEC 61850标准定义的采样值传输抽象模型，基于IEC 61850-9-1定义的合并单元，以变压器差动保护所需采样值为研究对象，对采样值传输模型进行具体合理构建，并实现此模型在通信堆栈的映射，揭示了标准中抽象模型与具体映射之间的内在统一关联。     

不依赖时间同步的多分支配网故障精确定位方案研究

为在不借助时间同步的前提下实现多分支配网故障精确定位的目标,提出一种故障定段与行波测距相结合的方法。针对由线路参数频变特性引起的行波色散效应,设计了一种有效的低通滤波器,提取出零模、线模行波中以工频为主的、速度稳定的低频分量,进而实现了基于单端量行波测距的故障精确定位。针对由离散采样机制引起的截断误差问题,提出了一种改进修正算法,在各种系统采样率下均可充分提高故障测距精度。通过PSCAD/EMTDC仿真平台,计及线路参数的频变特性,搭建典型10 kV多分支配网模型,验证了所提方法的可行性与有效性。     

含无功电流注入的光伏低电压穿越策略研究

针对光伏系统低电压穿越问题,为保证光伏在一定时间内不脱网连续运行且向电网提供无功电流,对光伏并网逆变器控制策略进行了研究。在考虑逆变器电流限制的情况下,提出了一种根据电压跌落情况向电网注入无功电流的低电压穿越策略。该策略在电压跌落不严重情况下,保持光伏有功功率输出不变,尽量提供无功功率;在电压跌落较严重情况下,光伏不输出有功功率,全部输出无功功率。同时在电网不对称故障下,引入了负序控制消除由负序分量引起的有功功率波动,并推导出了最大无功功率设定值计算公式。在PSCAD仿真环境下,验证了控制策略的合理性和有效性。研究结果表明,该控制策略能根据电压跌落情况充分利用光伏对有功功率和无功功率的控制能力,在一定情况下保证有功功率输出又能最大限度地提供无功功率,有助于并网点电压的恢复。