非整周期采样条件下有功电能计量的新算法

非整周期采样条件下,应用FFT算法对信号进行分析时,会产生频谱泄漏,从而使有功电能的计量产生误差。在明确基波有功电能和谐波有功电能的定义,并证明负载所消耗的总有功电能与电压电流信号的频谱之间存在一定关系基础上,提出一种基于谐波子组加窗FFT的有功电能计量新算法。类似于IEC标准中谐波子组的分组方法,对加窗信号的频谱进行分组,并基于加窗前后信号总有功电能保持不变而得到电能恢复系数;同时,应用谐波子组内谱线的参数信息测算出基波有功电能和谐波有功电能值。数值仿真分析和实际应用验证发现,若该新算法配合以Hanning窗进行信号处理,其在测算基波有功电能和谐波有功电能时均具有较高的准确度。     

面向可交易能源的储能容量合约机制设计与交易策略

售电商代理分散的用户参与电力市场,承担实时电价和用电量双重不确定性带来的风险,随着大量分布式发电、储能和其他智能设备等接入电力系统,售电商面临的风险逐步增加。可交易能源体系下,售电商可通过一定的交易机制实现对分布式储能资源的实时调控,以规避市场风险。为此,提出了一种储能容量合约机制,并探究了售电商在该机制下的最优交易策略,使售电商能够以实时租赁的方式获取储能控制权。首先阐述了容量合约机制的设计和实现;随后通过成本收入分析建立了售电商在该机制下计及风险规避的预期收益模型,并采用一种线性化方法求解该模型;在此基础上探讨了售电商对容量合约的交易策略,以"储能成本函数"和"等收益曲线"给出量化的交易签约参考依据;最后对模型方法进行算例验证。     

基于CES型效用函数的热—电市场消费者最优决策

随着电锅炉、热泵等清洁加热设备的普及,电网和供热网的耦合日益密切。在多种能源参与交易的市场环境下,多市场主体间存在复杂的博弈关系,分析消费者的决策行为及其对能源价格的影响是重要的研究课题。设计了热—电综合市场交易机制,提出了基于常数替代弹性(CES)效用函数的消费者决策模型,该模型亦可为研究其他能源市场问题提供重要借鉴。进一步通过KarushKuhn-Tucker最优性条件和线性规划对偶定理得到市场均衡的混合整数线性规划条件,通过模式搜索算法求解消费者的最优策略。在IEEE 33节点配电网和32节点供热网构成的测试系统上验证了所述方法的有效性,并分析了各因素对市场均衡的影响。     

光储直流微电网自适应下垂控制策略研究

分析传统下垂控制母线电压偏移较大的原因,提出一种新型自适应下垂控制策略。建立变换器下垂系数与负载功率之间的数学模型,自主调整下垂系数使直流母线电压稳定在额定值。构建直流微电网仿真模型和实验台架,在相同工况下对传统下垂控制策略和所提控制策略进行对比,仿真和实验结果表明此方法可保持母线电压基本恒定,抑制变换器间环流,并可根据光伏单元自身容量按比例分配负载功率。     

大规模可再生能源接入背景下自动发电控制研究现状与展望

大规模可再生能源接入将导致注入功率的扰动增大而抑制频率变化的转动惯量减小,给电力系统自动发电控制带来新的问题和挑战。引入新型调频资源和应用先进控制方法是提升频率调节质量和效率的重要手段。首先,分析总结了大规模可再生能源接入对电力系统频率响应性能和调频需求两方面的影响。然后,从新型调频资源参与自动发电控制的可行性、经济性、有效性及控制策略等多个角度,综述了新型调频资源参与自动发电控制的关键问题和研究动态。归纳并讨论了几类先进控制技术应用于自动发电控制中的研究现状和应用前景。最后,对大规模可再生能源接入条件下自动发电控制的研究挑战和方向进行了总结和展望。     

基于LCC和双钳位MMC混联高压直流输电的实验

基于电流型变换器(也称电网换相变换器LCC)和电压型变换器(VSC)的混联高压直流输电系统,不仅可以灵活控制有功和无功功率,也便于多端新能源电源的并网和无源负荷的供电,并统一接入电网,实现LCC和VSC高压直流输电的优势互补。在分析主电路和子模块拓扑结构、充电控制、脉冲调制和功率控制策略的基础上,对基于LCC和双钳位模块化多电平变换器(MMC)混联高压直流输电的直流短路故障穿越、单极运行和双极运行进行实验研究。实验结果表明,所采用拓扑结构可实现混联高压直流输电运行,具有直流短路故障穿越能力,可以快速清除直流短路故障电流,对瞬时性故障还可以快速恢复供电,具有很强的理论和工程应用价值。     

适用于中高压直流电网的开关电容接入式直流变压器

提出一种适用于中高压直流电网的开关电容接入式直流变压器方案,当一次和二次侧的直流电压比与高频变压器的电压比不匹配时,通过加入一次侧全桥的直通状态,可以实现高频链环节的电压匹配,从而减少开关器件的电流应力和提高系统的效率。当发生直流侧短路故障时,可以实现直流开关功能,快速切除故障并能快速恢复运行,提高了系统的可靠性。当发生内部的子模块故障时,可以实现冗余运行,进一步提高了系统的可靠性。对其电压电流特性、导通行为、控制和故障处理策略以及参数设计等进行分析,在此基础上,通过实际物理实验验证了所提拓扑的正确性和实用性。     

基于离散傅里叶级数的非同步采样下谐波功率测量算法

为准确测量谐波功率,提出一种基于离散傅里叶级数的算法。误差分析表明,在非同步采样下,该算法误差较大,且其与电网实际频率的波动近似呈正比。针对此,通过修正三角基函数集和采用准同步迭代运算方式,提出减小计算量的方法,并对算法进行优化。仿真结果表明,稳态条件下,所提优化算法可适应电网频率±0.5 Hz的波动,计算准确度达10-6量级;在准稳态条件下,该算法用于谐波电能计量的准确度也高于对比的三种算法,验证了所提优化算法的有效性。     

超(超)临界循环流化床机组非线性控制模型研究

循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧技术及超(超)临界燃煤发电技术均较为成熟,二者的结合具有低成本污染控制及高供电效率两个优势,发展超(超)临界参数必然成为CFB技术下一步发展的重要方向。为提升运行控制性能,该文从超临界CFB机组协调控制系统的层面,分析锅炉侧热量释放动态过程,并对响应更快、相变点复杂的直流炉汽水侧动态过程进行有效简化和提炼,建立了超临界CFB机组非线性控制模型。利用稳态推导、函数拟合及遗传算法寻优对系统模型的参数进行了辨识。以四川白马600MW超临界CFB机组实际对象为例,验证模型结构的正确性和辨识方法的有效性。     

深度限制特高压系统操作过电压的可行性分析

为了深度限制特高压系统操作过电压、降低特高压设备造价及制造技术瓶颈,以淮南—皖南1 000 kV特高压工程为例,通过电磁暂态计算,对采用两端装设避雷器、合闸电阻与两端避雷器配合、沿线布置一台避雷器以及沿线布置多台避雷器等深度限制过电压方式进行了分析,比较了上述不同方法对操作过电压的限制效果,并从热稳定及老化性能、工频电压耐受特性、能量吸收能力3个方面进行了可行性分析。采用先进的避雷器技术,可将操作过电压水平从1.6U_0~1.7U_0降低到1.2U_0~1.3U_0(U_0=898 kV),实现深度限制操作过电压的目的。