基于建筑相变材料储能的微网综合能源消纳系统

为解决微网大容量、长时间尺度储能问题,提出一种新型的微网综合能源消纳系统,该系统利用集成于居民建筑内部的相变材料墙体储冷储热,在功能上取代空调的同时,实现微网富余能源消纳与削峰填谷功能。建立电气–热力联合模型,以购电费用最小化为原则,优化消纳系统的储能控制策略,并分析校验室内温度舒适性、微网–大电网交换功率与储能设备成本/收益等指标,指出利用建筑相变材料储能具有工程上和经济上的可行性。研究结果为长时间尺度下的微网综合能源消纳问题的解决提供参考。     

基于协同型复合判据的多端直流环网边界保护原理

利用直流线路两侧加装的限流电抗器对故障高频分量的阻断特性构造边界保护判据,是多端直流电网实现有选择性故障切除的可行技术路线之一。然而,限流电抗器的选型并不以适配保护的灵敏性为依据,导致现有基于最高特征频带的边界保护原理存在着兼顾选择性及灵敏性的矛盾。为解决上述问题,文中研究借助小波包变换将故障暂态量分解为若干频带,并以保护的安全性、灵敏性为双重约束对频带进行了综合考察及预选;在此基础上,利用D-S证据理论将预选频带的多重信息进行融合,最终得到兼顾低特征频带的高抗扰性以及高特征频带的高灵敏性的复合判据。仿真结果表明,所提出判据能够更灵活地区分区内高阻故障及伴随噪声的区外故障。在大样本随机故障场景下,所提判据比传统保护方案具有更高的动作正确率。     

应对直流电源丢失问题的中压变电站二次系统性能提升方案及远方冗余保护新判据研究

我国对中压变电站每个间隔一般只配备一套保护系统,采用保护测控一体化设计,且多套保护共用一套直流系统。则当保护用直流电源丢失后,所关联的多个间隔将同时失去对应的保护功能。此时一旦发生故障,只能依靠远后备保护进行故障切除,带来故障影响范围过大以及故障切除动作时间过长的问题。为此,该文提出两种高性价比的中压变电站二次系统性能提升方案,为实施基于远方跳闸的单元式线路远方主保护奠定物质基础。在此基础上,提出完全不依赖多端数据同步对时、基于补偿电压模量比较的远方冗余保护实用化新判据,以有效应对保护用直流电源的丢失问题。理论分析与仿真结果表明,所提保护新判据无需严格多端数据的同步,且覆盖区域内部分数据不完整或暂时不可达时也有望实现快速的选择性保护。此外,判据具有较高的灵敏度,与原有距离I段保护共同组成的应急主保护能有效覆盖线路大部分故障,其选择性及动作速度均高于距离II段保护。     

基于Hausdorff距离的自适应母线保护新原理

传统基于工频量的差动式或比相式母线保护装置受滤波算法数据窗影响动作速度较慢且原理上无法摆脱电流互感器(current transformer,CT)暂态饱和带来的不利影响。为此,提出了一种基于Hausdorff距离算法的自适应母线保护新原理。首先给出了Hausdorff距离算法的基本原理,然后将与母线相连任一支路电流与其余各支路电流之和进行采样值同步及标幺化处理,接着分析了两者Hausdorff距离在不同系统工况下的变化规律,据此提出设置2个门槛值将动作平面划分为三区域以自适应区分内、外部故障及CT饱和情况。理论分析和基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所提新判据动作速度快、抗CT饱和能力强、灵敏度高,门槛值整定简单且对系统不同运行方式能做到可靠自适应。     

一种基于振荡发散速率的次同步振荡风电场精准切机策略

大规模风电接入弱交流系统、经高压直流输电线路或带串联补偿的交流输电线路外送时可能诱发电力系统的次同步振荡,造成大量风机脱网及相关设备的损坏。针对该问题,通过监测联络线有功功率振荡波形,并引入一种简单有效的方法来辨识次同步振荡。采用指数函数对次同步振荡的振幅进行拟合,确定次同步振荡的振荡模式及发散速率,并设计了振荡发散速率与风电机组切除台数的对应关系。最终,提出了次同步振荡下风电场三轮切机策略。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明所提风电场切机策略能有效抑制次同步振荡,保障电网的安全稳定运行,并可在次同步振荡下最大程度保存风电机组,提升风电消纳能力。     

计及风电不确定性及排放影响的机组组合策略及其效益评估

为应对含风电的电力系统在调度过程中风电的波动性和预测不确定性,提出了备用容量配置与风电预测误差概率评估相协调的应对方案,将备用容量补偿和预测误差补偿成本量化引入机组组合模型,建立风电综合补偿成本模型;将经济、政策、环境等因素计入火电机组排污成本,给出了含风电的电力系统机组组合策略及其效益评估。算例表明,该策略能够用于形成含风电的电力系统机组组合的最佳配置,有效减少风电波动性和不确定性的影响。     

涌流引起换流变压器零序过电流保护误动的机理分析及对策

针对高压直流输电工程中换流变压器空载合闸及外部故障切除引起零序过电流保护误动的案例,分析了换流变压器空投和外部故障切除时励磁涌流及恢复性涌流的变化特点及其对零序电流的影响机理。采用基于工程实际参数的高压直流输电的仿真模型,对高压换流站换流变压器空投及外部故障切除导致中性线零序电流幅值较大且衰减缓慢的现象进行了仿真分析,揭示了换流变压器零序过电流保护误动的原因。利用相空间重构技术提出了基于零序电流相空间分布重心幅值变化特征的换流变压器零序过电流保护闭锁新判据,并通过仿真验证了该方案的有效性。     

提升配电网线路保护可靠性的远方保护及其与就地保护优化配合方案研究

在配电网中,线路保护一般仅采用单套配置的电流三段式保护,因此存在可靠性低、易受采样环节影响等问题。另外,大量分布式电源(DG)的接入,使得其中的瞬时速动过电流Ⅰ段保护范围显著缩小。为解决以上问题,该文充分利用线路及其所连接的母线背侧电流信息,构造多重化纵联保护判据,并提出具备抗采样异常能力的高可靠远方保护冗余跳闸逻辑,其中,保护判据利用超快速纵联保护算法来缩短判据计算时间,为信息上传、下达及处理环节留有足够的时间裕度,以实现远方保护与就地保护的有效配合。另外,充分考虑通信延时以及端子误碰或网络攻击带来的影响,提出基于智能断路器的保护跳闸逻辑,并在此基础上设计就地保护与远方保护最优配合方案。理论分析及仿真算例验证了该方案能有效地应对单个互感器出现干扰、饱和、断线等采样环节异常以及网络攻击的极端场景,提升了配电网保护的可靠性。     

面向接地故障辨识的半波长线路测距式超高速就地主保护新原理研究

针对半波长线路主保护面临全线速动性的问题,首先分析由超长线路距离导致的基于双端量纵联保护速动性受通信固有时延的制约和现有就地量主保护原理的局限性。在此基础上,结合波速度差单端测距原理和半波长线路故障传播特性分析,提出一种超高速测距式就地主保护新原理。提出通过比较线模行波和零模行波的到达时差判断故障发生距离的新判据,并结合行波方向判据形成主保护原理,实现线路全长范围内接地故障的准全线覆盖,与现有纵联类主保护相比,动作速度提高了1～2个周波。算例仿真验证了所提保护原理的有效性和优越性。