东北电网混杂自动电压控制的研究

针对中国东北500kV电网的实际运行和调度情况,将混杂控制系统引入电力系统的电压控制,提出了东北电网混杂自动电压控制(HAVC)方案,建立了混杂分层电压控制模型,采用离散事件作为驱动主体,并可以实现复合指标调控。该控制方案可以提高东北电网的电压控制水平,增强电网抗扰动能力,改善电压稳定性,合理分配无功,减少网络损耗;并且由于系统控制目标分配至各控制层,通过离散事件来驱动控制,可降低优化问题的求解难度,提高运算效率,并能有效地利用现有技术条件,因此可实现性较好。计算机仿真研究证明了所提出和设计的控制系统、策略和方法的有效性。     

开放电力市场环境下的动态阻塞管理

提出一种电力市场环境下的动态阻塞管理模式。在这种模式下,具有不同市场属性的市场参与者,进入实时市场中专门设置的动态阻塞管理市场。提供动态阻塞时可用的服务及相应的报价。当动态阻塞发生时,ISO利用动态阻塞管理市场中可用的资源,以系统总的动态阻塞费用最小为原则,进行动态阻塞管理．确保电力系统的稳定运行．同时尽可能减小电力系统动态对电能交易方的影响。文中以IEEE30母线系统为例说明了所提出的市场管理模式。     

基于复杂网络社团结构理论的同调等值算法

基于复杂网络社团结构理论,提出了一种同调等值的新算法。首先构造动态电力网络的加权Laplace矩阵,在此基础上利用谱平分法分析系统故障后的Laplace矩阵,将系统划分为2个区域,其中同步能力弱化系数最小的机组所在的区域被选为研究区域,另一个则为外部区域。然后基于模块度的概念构建分区评价指标,并利用凝聚算法分析故障前的Laplace矩阵,将外部区域划分为多个等值分区。对IEEE39节点系统的仿真分析表明,所提出的同调等值算法能够自动确定研究区域和外部区域,自动确定外部区域中等值分区的数目,而且计算量小,迅速准确。     

有源滤波器参考信号的一种新的校正方法

为改善控制延时对有源滤波器(APF)补偿效果的影响,本文从分析数字化有源滤波器产生延时的原因出发,建立了APF控制系统的传递函数模型。用MATLAB对该传递函数进行频域特性分析可以发现,延时不但造成了输出参考电流相位的滞后,而且还对其幅值产生了影响;同时,由于延时的存在,系统电压的量测精度对参考电流的影响也是不可忽略的。在以上分析结果的基础上,本文提出了一种从参考电流的幅值和相位入手,对控制系统延时进行补偿的策略,并且兼顾系统电压量测精度对参考电流的影响。现场实验充分验证了该补偿策略的正确性和易用性。     

一种新的多相电机模型的实现方法

为了进行船舶用多相系统的模拟和系统稳定性分析,设计了一种以MATLAB/SimPower-System中的三相发电机模型为基础建立多绕组发电机模型的方法,通过分析绕组磁势指出多相发电机绕组存在着有功功率可叠加及功角一致等特性,从发电机的基本方程中提取多绕组的耦合项并设置交互变量进行迭代求解,实现了多个三相绕组耦合情况下的多相系统仿真计算.以同容量三相发电机为比对系统进行基值换算,使多相同步发电机的绕组分布接近于实际样机,仿真结果与样机实验结果一致.与传统实现方法相比,该方法易于扩展到类似的3×n相系统.     

电力系统控制与决策中的博弈问题 ――工程博弈论初探

由于在处理多主体、多目标与复杂决策时序等方面具有的独特优势,博弈论从其诞生至今半个多世纪以来,已经对经济学、社会学、军事学、政治学以及工程科学等诸多领域产生深远的影响,成为分析研究策略相互作用的主流理论和控制与决策领域不可或缺的辅助设计工具.由于存在多个决策主体以及竞争与合作等多种利益关系,工程系统优化决策问题往往可归结为某种特殊形式的博弈问题.本文从电力系统中的控制与决策问题出发,阐述了工程博弈论的建模思想和主要方法,并以笔者团队近年来在相关领域的科研工作为主线,对工程博弈论在电力系统中的应用进行总结与展望.     

基于动态电压补偿的VSG电流平衡及峰值电流控制

虚拟同步发电机(VSG)能够实现新能源机组友好并网。然而,传统的VSG技术主要适用于电网电压平衡工况,这使得VSG在电压不平衡情况下面临输出电流不平衡及过流等问题,为此提出一种基于动态电压补偿的VSG平衡电流控制架构及方法。通过负序电流抑制和峰值电流抑制策略,分别生成对应的补偿电压,使得VSG在电压不平衡时仍能输出平衡电流,且可抑制电网电压跌落瞬间的暂态冲击,以及确保稳态运行时的电流不超过安全阈值。同时,所提控制方法并未改变VSG等效为电压源的属性,保留了VSG的电压支撑能力。不同工况下的仿真测试结果验证了所提出控制方法的正确性和有效性。     

风电—氢储能与煤化工多能耦合系统设备投资规划优化建模

以氢储能为媒介将风电与煤化工进行有机整合,是提升风电消纳能力、降低煤化工耗能与污染的有效技术路线。提出以风电全额消纳和煤化工低耗能、低污染的风电—氢储能与煤化工多能耦合系统(W-HESCC)集成架构设计方案;以多能耦合系统设备一次性投资最小为目标,以风电全额消纳与W-HESCC稳定运行为约束,构建多能耦合系统设备投资规划数学模型,进而使用遗传算法对上述模型求解;基于新疆某地区风电场与煤化工企业为算例背景,仿真结果表明提出的多能耦合系统设备投资优化规划数学模型的正确性,并进一步基于规定应用场景分析了不同风电并网比例与风电非电形态消纳比例条件下系统的投资成本变化规律。     

基于稳定域边界二次近似的故障临界切除时间估计

基于故障后电力系统稳定域边界的二次近似来估计临界切除时间。在计算中,通过二次项系数矩阵分块来降维计算二次项系数,大大降低了二次项系数的计算量。临界切除时间由持续故障轨迹和主导不稳定平衡点(CUEP)所决定的稳定域边界二次近似的交点确定。在IEEE3机9节点系统和新英格兰10机39节点系统中的仿真表明了该方法的有效性,特别是对非发电机节点故障临界切除时间的估计精度较高,能够满足工程要求。     

互联电网自动电压控制系统协调变量设计

随着互联电网的联系不断增强,区域间电压、无功的弱耦合假设将不再成立。基于该假设设计的区域自动电压控制（AVC）系统如果不采取合理的协调策略,可能造成无功分布不合理,甚至控制振荡和不稳定等严重后果。基于对区域间联络线节点灵敏度关系的分析,提出了AVC系统间的一种新的协调变量———区域电压控制偏差（VACE）。该协调变量能够区分出无功扰动发生在本区域还是相邻区域,并能反映出本区域对相邻区域无功影响的方向和大小。利用该协调变量作为考核指标,可以方便地实现区域AVC系统的协调,明确各区域的控制责任,明显减小区域间的相互影响。新英格兰39节点系统的算例仿真说明,考虑VACE指标后,互联区域AVC系统的控制振荡得到抑制,区域发电机无功裕度分布更加均匀合理。