考虑消纳水平的新能源配套储能和输电通道容量协调优化配置

随着以风光为代表的可再生能源发电比例迅速提升,风电场、光伏电站出力的不确定性和波动性给电力实时平衡带来了极大的挑战,配置合理规模的储能可以保障经济性并提高新能源利用率。为此,针对容量已知的新能源电站,提出了一种配套储能和传输线路容量协调优化配置的机会约束规划模型,以储能和传输线路建设成本最小化为目标,以年新能源弃电率不超过规定的指标为机会约束。由于机会约束非凸且缺乏显式表达,基于条件风险价值将机会约束对应的可行域保守转换为线性约束,得到易于求解的线性规划问题,并量化分析了规划方案对新能源场景概率分布的鲁棒性。算例分析结果表明,所提规划模型可以有效地解决考虑新能源消纳能力的储能和传输线路容量配置问题,通过合理配置储能可以降低传输线路的容量从而节约总投资成本。     

基于耗散理论的分布式发电组网系统小干扰稳定性分析方法

随着电力电子装置在电力系统中广泛接入,逆变型分布式电源组网运行已成为新一代电力系统的重要发展方向之一.由于组网系统中分布式电源数量较多且往往归属于不同主体,各组成单元的信息交互并不完全透明,传统依赖全局信息的小干扰稳定性集中式分析方法难以满足分布式信息处理的要求.为此,建立了面向分布式发电广泛接入的电力系统小干扰稳定性分析模型,提出了基于耗散理论的系统小干扰稳定分布式判定条件,给出了小干扰稳定性的分布式计算框架,推导了分布式计算环境下的网络耦合参数的求解流程,仿真结果验证了所提小干扰稳定性分布式分析方法的有效性和扩展性.     

UPFC的内层控制器设计

提出了统一潮流控制器(UPFC)的分层控制的设计原理,旨在解决复杂电力系统中UPFC的控制律的设计及其实现问题。基于H∞控制理论,论文设计了能连续、快速和稳定跟踪参考信号的换流器的GTO或IGBT触发信号的鲁棒H∞内层控制策略。该控制律中的所有变量均为本地可测量、计算可得参数或装置本身参数,从而与系统的运行方式无关并不依赖电网参数。在多种工况下对UPFC进行的仿真结果表明所设计的鲁棒H∞内层控制器具有较强的鲁棒性以及良好的工程实用性。     

基于稳定域边界二阶逼近的暂态电压稳定分析

电力系统中暂态电压失稳事故时有发生从而引起电力界广泛关注。目前的暂态电压稳定分析方法尚存在不足之处。本文基于非线性动力学的半张量积方法研究电力系统暂态电压稳定问题,以期在电力系统发生大扰动后快速判断故障后系统的电压稳定性,从而有利于及时采取控制措施避免系统崩溃。论文首先建立了暂态电压稳定分析的系统综合模型,主要包括对暂态电压失稳至关重要的发电机、励磁、感应电动机和输电网四个子系统。在此基础上,提出了基于稳定域边界二阶逼近的暂态电压稳定判据;在一个简单系统进行的实例分析表明所提出的暂态电压失稳判据具有速度快、准确度高及易于计算机实现的特点,具有较高的工程实用性,可望有效判断故障后系统的暂态电压稳定性。     

鲁棒控制基准设计问题:倒立摆控制

1　系统概述本系统由水平移动的小台车及由其支撑的单节倒立摆构成 .控制输入量是拖动小台车的直流伺服电机的电枢电压 ,被控制量是摆的偏角和小台车的位移 .系统的构成示意如图 1.图 1　系统示意图2　系统的运动方程2 .1驱动电机记电枢电压和电流分别为v(t) (V)和ia(t) (A) ,则电机的动态方程为Raia(t) +Ladiadt(t) +KEω(t) =v(t) ,(1)τ(t) =KTia(t) . (2 )其中Ra(Ω)和La(H)分别为电枢电阻和电枢电感 ,KE(Vs/rad)为反向电势系数 ,KT(Nm/A)为力矩系数 ,一般可取KE =KT.ω(t) (rad/s)表示电机的转子的角速度 ,τ(t) (Nm)为电机…     

基于半张量理论的电力系统稳定域边界逼近(二)应用

电力系统稳定域边界的逼近一直是应用能量函数方法分析电力系统暂态稳定的难点.采用能量函数方法所应用的电力系统数学模型,基于半张量理论所给出的电力系统稳定域边界逼近算法,文中分别对单机无穷大系统及IEEE 3机9节点标准测试系统的稳定域边界进行逼近,并依据近似的稳定域边界估计了临界切除时间.通过对近似稳定域边界的可视化及与传统的等能量函数曲线稳定域边界的对比,充分显示近似稳定域边界提高了直接法分析电力系统暂态稳定的精度.进一步指出了应用半张量方法逼近电力系统稳定域边界仍需深入研究的问题.     

并联型有源滤波器H∞控制设计

在并联型有源滤波器的控制过程中,前馈控制能够快速跟踪负荷波动,但需要精确的模型和参数。为了消除前馈控制指令与理想控制指令之间误差对补偿效果的不利影响,首先建立了并联型有源滤波器的数学模型。在此基础上,将误差看作是对控制系统的外部干扰,然后基于H∞控制理论,设计了并联型有源滤波器的鲁棒控制器。对于给定的干扰抑制比,通过求解Riccati方程即可得到相应的反馈参数;在Riccati方程有正定解的前提下,干扰抑制比越小,闭环系统的干扰抑制能力越强。该控制器补偿效果良好,同时还可保证闭环系统的稳定性。仿真分析表明,在所提控制器的作用下,无论是在稳定负荷还是在负荷突变的条件下,有源滤波器都有较好的补偿效果。     

基于Jacobian-Free Newton-GMRES(m)方法的电力系统分布式暂态仿真算法

分布式暂态仿真是实现市场环境下互联电力系统在线一体化仿真分析的有效途径。文中研究了电力系统分布式暂态仿真计算模型，提出了基于Jacobian-Free Newton-GMRES(m)方法的协调求解算法。该算法只需要交换边界母线状态信息，接口简单，实用性强。为了提高算法收敛速度，减少协调求解所需通信次数，提出了自适应预处理和连续修正预处理矩阵、预估边界条件初值及多时步同时协调等改进方法并将其应用于新算法中。测试结果表明，新的暂态仿真分解协调算法收敛快，通信次数少，非常适合在基于广域网络的分布式环境中实现。     

东北500 kV电网HAVC系统工程设计与实现

将混成自动电压控制（HAVC）理论应用于电力系统可以显著提高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，合理分配无功和减少网络损耗。首先简要介绍了HAVC系统的理论及其在东北500 kV电网应用的必要性；然后，基于HAVC理论设计东北HAVC硬件体系结构，并根据绥中发电厂的实际情况设计了一套HAVC电厂调控屏。动态模拟仿真试验表明了HAVC硬件体系结构的正确性和HAVC电厂硬件装置的有效性。     

基于网络约化模型的电力系统动态安全域近似

基于故障后主导不稳定平衡点所决定的稳定域边界的显式方程及其二次近似，并结合灵敏度分析法，给出了基于网络约化模型的电力系统在给定故障下动态安全域的显式形式及其线性近似（称为“Q线性近似”）和拟二次近似。进一步，与基于稳定域边界线性近似的动态安全域线性近似（称为“L线性近似”）进行了比较分析，所得仿真结果表明：L线性近似精确度较低；拟二次近似局部精确度较高，但依赖于初始参数的选择；Q线性近似不仅精确度高，而且对初始参数选择的变化不敏感，能够满足工程要求，具有较强的适用性。