基于端口能量的自律分散附加阻尼控制

基于端口能量的附加阻尼控制策略具有控制规律简单、普适性强、物理意义清晰的优点。文中提出了基于实部端口能量的附加阻尼控制策略(R-SDC)和进一步的综合附加阻尼控制策略(CSDC)。与现有的基于虚部端口能量的附加阻尼控制策略(I-SDC)相比,R-SDC更适用于电阻主导的电网,C-SDC可以综合考虑有功功率和无功功率对电压和相角的耦合控制作用,因此在电阻和电抗主导的电网中均优于I-SDC。将基于端口能量的附加阻尼控制策略应用于含光伏发电机的修订的IEEE标准系统,仿真验证了其有效性。     

平抑高比例新能源发电功率波动的风-光-储容量最优配比

发展新能源是应对环境污染和能源危机的根本性措施,有助于推动“双碳”目标的实现。可再生能源发电固有的间歇性、波动性给电网规划和运行带来严峻挑战。针对高比例新能源电力系统,分析了以最小功率波动为目标的新能源和储能容量最佳配比。立足风光资源的互补性,构建了最小化系统功率波动的风光最优配比模型,并提出了基于线性规划的求解算法。最后建立了面向平滑新能源出力的储能容量配置参数线性规划模型,得到波动性指标关于储能容量的解析表达式,并根据成本确定了最优储能容量。所提方法为政策制定提供了可视化工具以及比单一最优解更加丰富的信息。     

嵌入输入凸神经网络的静态电压稳定控制替代建模方法及其解析算法

电力系统静态电压稳定控制通常依赖于精准的物理建模,可能导致收敛和时效性问题。从数据驱动的角度出发,提出一种嵌入输入凸神经网络(ICNN)的静态电压稳定控制替代建模方法及其解析算法。利用ICNN精准地参数化由运行变量映射的凸非线性电压稳定边界;考虑ICNN的计算实时性和去迭代优势,将ICNN嵌入预防控制模型,替代电压稳定计算的非线性方程迭代过程,规避机理计算的收敛问题,从而生成电压稳定的凸非线性简化控制模型;通过解析ICNN的深度结构表达式推导出ICNN超参数驱动的控制梯度,提出有效耦合内点法的ICNN最速下降求解策略,实现电压稳定控制提效。IEEE 14节点系统和IEEE 118节点系统的测试结果表明,所提ICNN驱动的电压稳定凸非线性控制可有效耦合机理建模和数据模型,相比传统方法能更好地兼顾控制精度和计算效率,具有一定的在线应用潜力。     

智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响

目前的电网必将发展成为由电力网和信息网组成的相互依存的复合网络. 分析了智能电网网络构成的特点, 阐述了信息网络安全在智能电网安全中的重要性. 通过对智能电网信息化引入新元素的主要功能和特点的分析, 从信息的采集、传输、处理和互动等角度描述了智能电网的信息安全问题, 预想了各类攻击条件下的安全性事故场景. 从网络功能的耦合性和网络间故障的传播特性探讨了信息网络安全对电力系统生存性的影响. 最后, 从关键技术、标准体系、政策法规、培训管理等方面提出了加强智能电网信息安全的具体建议, 有助于提高智能电网安全性.     

基于水轮发电机综合非线性模型的调速器控制

为了提高大型水轮机组远距离输电的安全稳定性,在具有刚性水锤的一类水轮发电机的综合非线性模型的基础上,根据非线性微分几何控制理论,提出了新的调节输出设计法。该方法可以克服现有调速器非线性控制面临的零动态设计瓶颈,从而推导出调速器的一种新型非线性控制律——综合非线性调速器控制器(CNGC)。同时,论证了理想水轮机模型是该综合非线性模型在额定运行点线性化近似的结果。数字仿真实验表明,所提出的CNGC不但效果远好于常规控制律,而且优于现有的基于理想水轮机模型推导的非线性控制律(GNOPSS)。     

输电网-配电网-微电网三级电网规划的若干基础问题

根据国内外电力系统发展趋势及电力工业面临的实际问题,明确提出输电网-配电网-微电网三网合一的未来电网规划设计重大基础问题,进一步提出将复杂网络理论的概念和方法加以发展从而应用于新一代三级电网的规划设计的研究思路．研究涉及三类基础课题：一是三级电网的宏观形态及概念设计;二是三级电网结构理论基本框架;三是基于自组织临界理论（Self-Organized Criticality,SOC）的三级电网规划方法．全面阐述了规划和建设三级电网的必要性和迫切性,明确指出三级电网是未来电网的主要发展方向之一．     

一种新型附加学习控制器及电力系统应用实例

维纳的《控制论》和钱学森的《工程控制论》共同奠定了经典控制理论的基础.在此基础之上,现代控制理论在性能优化和处理不确定性等方面对经典控制理论作了进一步的发展.本文提出一种融合经典控制与现代控制的控制方法,将属于现代控制的近似动态规划学习控制器以并联的方式附加到经典控制器上,从而形成一类新型附加学习控制器.该控制器采用基于策略迭代近似动态规划的训练算法和基于最小二乘的代价函数逼近算法,从而具有高策略搜索效率和高样本利用效率,其中动作依赖代价函数的引入使得在线学习不依赖系统模型.总之,所提附加学习控制器一方面融合了已有经典控制器的先验知识,另一方面为已有经典控制器提供了可设计的目标函数和自趋优机制.论文进一步从理论上严格证明了所提附加学习控制方法的稳定性和收敛性.针对双馈风电场暂态无功控制问题的仿真研究验证了所提附加学习控制器的正确性和方法的有效性.     

特约主编寄语

随着我国"碳达峰、碳中和"战略的有序推进,百兆瓦级储能电站拉开了大规模开工建设的帷幕.作为提升可再生能源富集地区新能源品质、丰富电网灵活调节手段、提升特高压线路外送能力的有效手段,百兆瓦级储能电站的系统建模、控制、调度等核心问题备受业界关注.为探讨"碳达峰、碳中和"目标下百兆瓦级储能系统发展的新思路、新方法与新挑战,进一步推动该领域的研究,《电力系统自动化》针对这一研究热点,策划了本期"百兆瓦级储能系统建模分析与调控运行技术"专辑,以反映该领域理论研究和应用等方面的最新成果.本期专辑收录论文10篇.     

基于分布鲁棒的风-氢混合系统氢储能容量优化配置

氢储能系统受地理、气候条件限制较小,在构建面向高比例新能源电力系统的风-储混合系统中极具发展潜力.然而,由于风电场的出力具有不确定性,氢储能系统需要在储能、释能、热备用等工况下频繁切换,内部热能供需平衡也呈现出不确定性,进而影响其响应速度甚至实际可用容量.为此,设计了考虑热平衡的风-氢混合系统,构建了考虑电解槽、燃料电池间歇工作模式热平衡的氢储能系统模型;在此基础上,综合考虑风电场功率的不确定性和氢储能系统的投资成本,提出了考虑热平衡不确定性的风-氢混合系统氢储能容量优化配置方法.采用分布鲁棒方法对风电场功率的不确定性进行建模,并将其转化为一组线性风险机会约束进行求解.基于实际风电场数据构建算例,对所提模型和方法进行验证和分析.结果 表明,氢储能系统中电解槽和燃料电池的散热系数对系统实际可用容量具有重要的影响,在风-氢混合系统的氢储能容量配置中考虑热平衡约束可以有效提升氢储能系统的实际可用容量和混合系统的经济性.     

面向目标的FACTS设备智能预估控制方法(一)

一种新的ＦＡＣＴＳ设备的多目标优化控制方法,即ＦＡＣＴＳ设备的智能预估控制方法综合了预测控制和逆系统控制的优点,将确定ＦＡＣＴＳ设备最优控制信号的过程分解为先对ＦＡＣＴＳ设备的候选输出进行筛选作业,以求得ＦＡＣＴＳ设备的最优输出,然后再根据最优输出反演计算ＦＡＣＴＳ设备的实际控制信号这样两个子过程。在各个子过程中,人工神经网络技术和模糊推理方法被分别用于解决不同的问题。文中还以先进的静止无功发生器