基于DRTU的动态SCADA系统的构想与设计

随着智能电网发展,快速变化的动态元件愈来愈多地被引入到电力系统中,对在线动态分析控制功能的要求也将日益迫切。为适应这一变化,本文提出将已有SCADA系统改造成动态SCADA(Dynamic SCADA,DySCADA)系统的构想,并详细讨论了DySCADA子站、主站的设计方案,指出DySCADA子站具有毫秒级动态、差分信息和事件驱动三大特性,而DySCADA系统则具有实时性与同步性佳、完整性好、自适应性强、可较好保护已有投资等优势,可为电网的动态分析与控制提供实时、同步、完整的动态数据。论文最后,还提出了DySCADA升级改造方案。基于以上设计开发的DRTU原型和DySCADA原型系统已于2012年6月起投入试运行,运行结果初步验证了本文设计的正确性与可行性。     

基于网格技术的电力市场交易系统设计

网格技术为分布式计算、实现信息的多元一体化服务提供了基础平台。将网格技术应用到电力市场交易系统设计中,可以很好地体现电力系统的分层分级结构。文中提出了创建基于网格技术及共享信息服务的电力市场交易系统的思想。采用Globus工具包设计了电力市场应用服务,并实现了一套原型系统。所设计的原型系统具有处理分布异构数据、使用分布计算能力、分散存储计算结果的特点,满足了多区域多级电力市场交易的需要。     

电力系统主动解列仿真平台的研究

解列是电力系统在受到大的干扰,系统完整性无法保持的情况下将系统分解成几个孤岛的控制。作为一个复杂的综合决策问题,对电力系统解列控制的研究还很不充分。为了深入完整地研究解列控制,该文专门构建了一个仿真平台。该平台能够对解列控制的各个过程进行仿真,同时对各过程的决策算法保留了较好的兼容性。对IEEE-68节点系统的仿真证明了该仿真平台的有效性。仿真结果揭示了一些新的现象,同时为下一步的研究指明了方向。     

基于根匹配的移频电磁暂态建模与仿真

现有的大步长移频电磁仿真方法在仿真电网故障等非稳态情况时存在准确性问题。首先分析传统移频电磁暂态仿真方法在仿真非稳态工况时精度较差的原因。进一步,提出一种基于根匹配技术的改进移频电磁暂态仿真方法,并理论分析所提方法的精度优势。基于该方法,构建交流电网部分元件的根匹配–移频电磁暂态模型。最后,通过IEEE 39节点系统算例测试,验证所提根匹配–移频电磁暂态仿真方法的准确性。     

新型电力系统仿真应用软件设计理念与发展路径

文中归纳总结了新型电力系统新能源发电高渗透、电力电子设备高渗透的特性给电力系统仿真带来的挑战,提出了电力系统仿真应用软件的设计理念,即模型完备、建模准确、计算高效、场景全面、接口开放、服务灵活这6个方面;基于仿真是认识和改造新型电力系统的工具而非目的,以及仿真应适应新型电力系统背景下电力企业数字化转型需求的认知,指出了国产电力系统仿真应用软件的功能定位要从单纯的仿真工具向电力系统仿真应用软件开发平台和运行环境过渡,并提出了一条助力用户业务自动化、平台使用便捷化、应用开发生态化的发展路径。最后,通过介绍所研发的面向新型电力系统的仿真应用软件开发平台和运行环境——CloudPSS,展示了上述设计理念与发展路径对软件研发和推广的指导作用。     

交直流混联系统的能量函数构造方法综述与探究

能量函数法是对电力系统进行暂态稳定分析的有效方法。如何运用能量函数法对交直流混联系统进行暂态稳定分析一直是一个重要研究方向。交直流系统能量函数的构造是应用该方法的关键。该文从交直流系统模型与能量函数构造方法两个角度出发,综述近年来在交直流系统能量函数构造方面的研究成果,针对现有能量函数无法准确反映交流系统与直流系统之间交互动态的不足,说明需要构造考虑直流动态且计及换流母线交流电压变化的交直流系统结构保持能量函数。进一步,基于变量拟合法探究交直流系统能量函数的构造方法,并阐明构造过程中的技术瓶颈。     

降低多回HVDC同时换相失败风险的交直流混联受端系统STATCOM配置方案

在有多回直流馈入的交直流混联受端系统中,若交流系统短路故障引起多回直流同时换相失败,甚至闭锁,将对电网的安全运行造成严重影响。将风险的概念引入交直流系统同时换相失败问题,以三相短路故障为研究对象,提出一种以降低多回直流同时换相失败风险为目标的静止无功补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)配置方法。首先提出一种考虑故障发生位置随机性的多回直流同时换相失败风险评价指标;根据换相电压幅值在故障暂态过程中跌落的规律以及STATCOM对暂态电压的调节特点,给出了预选故障的筛选和分类方法;建立了考虑同时换相失败风险的STATCOM优化配置模型,利用遗传算法求解该模型,得到不同风险下STATCOM的最优补偿方案;最后,通过仿真验证了配置方案的有效性。     

电网自适应解列方案中孤岛静态工作点校验方法

解列控制是电力系统第三道防线的重要手段。本文遵循自适应解列中的"搜索+检验"决策思路,针对待检验孤岛灵活多变,孤岛运行工况变化大,潮流计算初值难以给定的困难,基于LM算法设计了一种解列后孤岛静态工作点验证新方法,提高了验证方法的快速性和准确性。本文从满足同步约束和功率平衡约束的已知解列断面出发,首先探究如何快速地形成孤岛潮流模型,然后引入自适应LM算法进行孤岛潮流计算,判断解列后的孤岛是否存在静态工作点;并针对不存在静态工作点的孤岛,提出了相应的孤岛潮流调整辅助信息。最后,采用实际算例介绍了本文方法的基本过程,验证了方法的可行性。     

电力网格体系初探:（二）电力网格体系结构

在分析电网现有调度自动化系统结构特点的基础上，提出了既符合互联电网运行特点，又满足新一代调度自动化系统实际需求的高可用和可扩展的电力网格体系结构，确定了电力网格的服务层次，对网格基础服务、电网应用服务进行了有效的划分和组合，为进一步构建电力网格示范系统勾绘了蓝图。     

空间矢量脉宽调制与单周控制的等效性

空间矢量脉宽调制(SVPWM)和单周控制(one-cycle control)是目前最常见的两种脉宽调制(PWM)技术。传统观点认为,它们是不同的PWM发生技术,即相同的参考波得到的触发脉冲不相同。文中以四桥臂STATCOM的主电路结构为例,经过数学推导,证明了下述结论:就二者发出的触发脉冲的结果而言,SVPWM与单周控制算法是等效的,而且单周控制的计算代价明显小于SVPWM。此外,通过对一个由清华大学独立研制的四桥臂STATCOM进行仿真,对理论结果进行了验证。进一步解释了这两种PWM技术的物理本质,进而推出所有的PWM方法经过适当的控制,都可以得到相同的触发脉冲。