坚强智能电网应关注的问题和关键技术

简述了国内外智能电网的发展背景和研究概况,分析了我国发展坚强智能电网的必要性,从新能源大规模接入、电网运行、电网调度控制和用户与电网双向交互等方面分析了我国电网中存在的技术问题,提出构建坚强智能电网应重点研究的新能源接入标准和相关技术、输(变、配)电关键技术、新一代智能调度支持系统、智能用电服务体系等若干关键技术。     

基于非正定型相关性控制的拉丁超立方随机潮流计算方法

大规模分布式电源的并网给潮流计算中拉丁超立方抽样法的应用带来了新的问题。为解决分布式电源的累积分布函数较难获得以及相关性控制中相关系数矩阵非正定两个问题,提出了一种基于修正相关系数矩阵的改进拉丁超立方抽样法。该方法可根据离散数据,进行分层抽样得到样本,并采用正定谱分解法修正使得相关系数矩阵都能进行Cholesky分解,修正速度快误差小,毫秒级的速度便可使误差达到10-4。采用IEEE 33和PGE69两个节点系统,验证了修正算法的准确性和有效性。仿真结果表明该方法计算速度快,在采样与输出变量的准确性和收敛性方面都要优于蒙特卡罗。     

双馈风电场经混合串补外送系统次同步振荡特性

运行经验表明,双馈风机(doubly fed induction generator,DFIG)经串联补偿线路外送系统存在发生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)的风险。文中给出了由静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)和固定电容器组成的混合串补装置结构及控制策略,设计了串联型柔性交流输电装置次同步频段阻抗特性仿真测试方法,并分析了SSSC的次同步频段阻抗特性及DFIG经混合串补外送系统的SSO特性。分析结果表明,SSSC的次同步频段等效电抗和等效电阻均为正,且系统的SSO阻尼随混合串联补偿中SSSC占比、补偿阻抗及补偿电压的增大而增大。文中研究成果可为大规模风电外送系统的规划设计和运行提供指导和参考。     

无站间通信下的高压直流输电系统逆变侧频率控制方法

在常规直流输电系统中,频率控制器配置在整流侧,在站间通信中断时,逆变侧的频率无法送至整流侧,因而无法实现对逆变侧的频率控制。为此,提出了一种站间通信中断时的逆变侧频率控制方法,及一种适应该方法的直流系统启动策略和站间通信中断与恢复时定电流与定电压控制器的自动切换策略。应用该策略的实时数字仿真系统(RTDS)试验结果表明,所提策略兼具实用性和可实施性,对实现无站间通信下的高压直流输电系统逆变侧频率控制具有一定的参考价值。     

基于两电平的4桥臂SAPF空间矢量调制算法的研究

4桥臂有源电力滤波器的作用越来越重要,但是传统的4桥臂空间矢量调制策略在三维空间内,算法复杂,不易于实现。研究了电压空间矢量调制算法与载波SPWM调制算法,分析出两者之间的本质联系,在此基础上从本质上对4桥臂等效SVPWM调制算法进行详尽的分析研究,提出一种基于三角载波比较的等效SVP-WM调制算法。最终得到固定的零序分量表达式,避免了3D-SVM中复杂算法和繁琐的计算过程,更加易于实现。仿真、实验结果验证了该调制算法的优越性。     

正融粉质黏土在循环荷载作用下的变形特性研究

采用MTS动三轴仪,对正融粉质黏土进行了循环荷载作用下的单轴试验,研究了土样冻前含水率、顶端冷却温度、顶端融化温度和动应力幅值对土样变形特性的影响。试验结果表明：①正融土样的累积塑性应变随其顶端冷却温度的升高、动应力幅值的增加而增大;随冻前含水率的增加先减小后增大,且以最优含水率为其转折点;顶端融化温度对其影响较小;②对正融土而言,除存在临界动应力外,还存在一个临界冷却温度,当冷却温度高于该值,土样在若干次循环荷载作用下出现破坏;当温度低于该值,土样在循环荷载作用下的塑性累积变形最终趋于稳定;③正融土能够承受的动应力幅值大于同含水率下的融土所能承受的动应力幅值,尤其对高含水率土样,这种现象更加明显;④给出的正融粉质黏土的累积塑性应变和动应力幅值、加载循环次数,累积塑性应变和顶端冷却温度、加载循环次数和之间的关系式能够和试验数据吻合良好,可以对正融土的累积塑性应变进行简单预测。     

冻融循环下粉砂土屈服及强度特性的试验研究

为研究冻融循环对青藏粉砂土屈服及强度特性的影响,进行环境冷却温度-5℃、室温下融化,不同冻融循环次数及围压下的饱和粉砂土的固结排水三轴剪切试验。结果表明:粉砂土在整个剪切过程中呈现出剪缩的特性,且其应力–应变关系为应变硬化型,冻融循环未改变粉砂土的应力–应变及体变型式。未冻融粉砂土的体积屈服面和剪切屈服面可分别用椭圆型曲线和过原点的线性函数进行描述。冻融循环未改变粉砂土屈服面的形状,且冻融粉砂的体积屈服函数及剪切函数与塑性应变和冻融循环次数的关系可用相应的幂函数形式进行表示。其抗剪强度随着法向应力的增大而增大,随着冻融循环次数呈现出先降低后升高的趋势。冻融循环后,粉砂的黏聚力由4.82 k Pa降至2.07 k Pa,而内摩擦角则由27.11°最低降至22.93°。根据不同冻融循环次数下粉砂强度随法向应力的变化规律,指出可用线性莫尔–库仑准则来描述其强度特性。     

含VSC-HVDC的暂态稳定约束最优潮流

提出运用轨迹灵敏度法将含电压源换流器的高压直流(voltage source converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)输电的暂态稳定约束最优潮流问题转化为含VSC-HVDC最优潮流和含VSC-HVDC暂态稳定2个子问题,避免直接求解混杂系统暂态稳定约束最优潮流所带来的困难。根据暂态稳定计算结果,求出连续系统状态量相对于发电机机械输入功率的轨迹灵敏度,据此求取最领先机和最落后机之间转移的有功功率,修改最优潮流有功出力的上下限,从而实现2个子问题的交替求解。在求得的转移功率满足系统暂态稳定约束后,通过二分法求得系统的最优转移功率。以IEEE39节点系统为算例,验证了轨迹灵敏度法对于求解含VSC-HVDC的暂态稳定约束最优潮流的有效性和合理性,算法实现简单,可处理多个预想故障。     

Evd, Ev2和K30相关关系的数值分析

以平板载荷试验为基础,结合地基系数K₃₀、二次变形模量E_v2和动态变形模量E_vd的实验方法,对三者的概念和物理意义及运用平板载荷试验对其进行测试的原理进行了介绍。以D-P模型为基础,对不同参数土体的K₃₀,E_v2,E_vd进行了仿真分析,得出7组K₃₀,E_v2,E_vd的数值。最后用线性回归的方法得出了K₃₀与E_v2,K₃₀与E_vd的线性关系表达式及线性相关系数。结果表明,K₃₀与E_v2,K₃₀与E_vd都具有很高的线性相关程度,且数值模拟得出的线性拟合关系与实际现场的试验结果比较接近。