摘要:异步互联电网的发展为清洁能源跨区消纳和资源优化配置提供了有利条件,而与之带来的频率稳定问题也日益凸显,成为送端电网安全运行的一大挑战。为此,提出一种计及送端电网频率稳定的直流联络线极限承载能力评估模型。模型中构建大容量直流闭锁下的送端电网惯性、备用与频率稳定相关约束,并计及事故后一次调频与直流紧急功率支援、稳控切机的协调配合,通过优化计算确定正常状态下直流联络线在未来多个运行时段的最大传输能力。最后,在改进的 RTS-79系统上进行算例仿真分析,测试结果验证所提评估模型有效正确。

摘要:配电网损耗一直是供电企业考核的重要指标,配网线路复杂,分支多,精细化线损带来的成本效益计算困难。以配电网综合节能降损为目标,基于全时空节能要素特征,从时间、元件和费用维度建立全寿命周期内的全网成本指标和节能降损效益指标,并利用融合层次分析和基于交叉效率的数据包络分析的改进 VIKOR 方法对配电网综合节能效果进行评价,给出配电网综合节能降损的最优设计方案。最后,利用中国某地区配电网算例验证该文所提评价方法的可行性和有效性。

摘要:考虑光伏出力和负荷的不确定性,研究一种适合工程推广的综合能源系统经济调度求解方法。首先,建立综合能源系统混合整数非线性概率模型;其次,采用特殊序列集合(SOS-2)方法对非线性模型进行分段线性化;然后,采用对称采样策略的无迹变换方法进行确定性转换,以揭示概率性背后隐藏的信息;最后,对比分析混合整数线性规划(MILP)求解方法与粒子群算法的计算结果。采用 PuLp开源建模框架对某示范性综合能源项目进行建模、 求解,结果表明:一方面,对称采样策略的无迹变换方法求解效率较高,其概率密度分布结果可为运行人员揭示概率性背后隐藏的运行状况信息;另一方面,与粒子群算法相比,PuLp开源框架的 MILP求解方法效率可提高数倍,适于工程推广。

摘要:随着电力系统电压等级的提高,直流分量对断路器开断能力的影响被密切关注,但针对断路器支路短路电流直流分量计算方法的研究却非常少。基于此,提出一种基于转移阻抗实现支路短路电流直流分量及其衰减时间常数计算的方法。利用支路追加法形成节点阻抗矩阵的原理,在已知原网络节点阻抗矩阵的条件下,根据系统短路时网络的特点,使变换后的网络能够方便地进行各断路器支路短路电流直流分量及其衰减时间常数的计算,并归纳出计及网络拓扑结构变化时修正节点阻抗矩阵的统一算法,该算法具有计算速度快、物理概念清晰以及易于编程实现扫描计算等特点。EMTP仿真验证该文方法的准确性,并与 PSS/E计算支路短路电流直流分量的计算结果进行比较,验证本文方法的优越性。

摘要:考虑综合能源系统形态与运行特点的变化,提出一种计及源荷不确定性和多类储能需求响应的综合能源系统多目标调度模型。首先,建立综合能源系统分布式风电和电热气负荷不确定模型以及确定电、气、热多类储能激励和价格需求响应模型;其次,以电、气能源购买、弃风和环境污染成本等多目标函数优化,在源荷侧不确定性和多类储能需求响应下,考虑多类能源功率平衡、冷热电系统之间转化耦合等约束条件,建立综合能源系统源荷储多目标优化调度模型,并采用多目标粒子群优化算法(PSO)对所构建模型优化求解;最后,采用园区能源系统算例对文中模型进行仿真,结果表明其正确有效,该模型可为园区综合能源源荷储需求互济服务提供新的策略。

摘要:风电渗透率的不断提高大大减少了化石燃料的消耗和温室气体的排放,但风电输出功率的不确定性和间歇性,使传统机组组合问题的解决方法不可行。在此背景下,为了描述风力发电的不确定性,首先,引入一个基于矩信息的椭球式模糊集,并将机会约束运用到机组组合模型中,将功率平衡约束变为软约束;其次,运用分布鲁棒优化方法,将机组组合问题通过线性化方法重构为混合整数线性规划(MILP)问题;并提出限定模糊集中的分布具有单峰性及分时段设定置信度的值的2种改进方法,提高模型的经济性,最后,通过案例分析和仿真结果验证模型与方法的实用性和可行性。

摘要:针对目前发电商市场力评价忽略指标数据不确定性和模糊性的问题,提出一种基于组合赋权和梯形云模型的发电商市场力综合评价方法。首先,该方法建立发电商市场力评价指标体系,采用组合赋权法得到各指标的权重;然后,利用梯形云模型计算各指标对各等级的隶属度,得到发电商隶属度评价向量;最后,将组合赋权与梯形云模型相结合按最大隶属度原则实现对发电商市场力的综合评价。算例分析验证该方法的可行性及有效性。

摘要:大风天气下通常伴随着降雨,强风雨荷载的冲击会对输电线路可靠性产生不利影响,导致风偏放电事故,对电力企业及用户侧造成重大损失。提出一种基于风速、风向和雨强三维联合分布模型的输电线路风偏放电概率预测模型。首先,以极值风速、极值雨强及其风向角为变量刻画风速、雨强、风向的分布特性,然后,考虑风速、雨强、风向的概率相关性,采用 ArchimedeanCopulas函数建立多维联合概率分布,以此为基础得到输电线路风偏放电的实时概率预测模型。最后,通过 Matlab编程实现该预测模型,并通过实例数据验证该输电线路风偏放电概率预测模型的合理性和有效性。

摘要:以东南沿海地区的特高压角钢塔为对象,针对台风风场在极值风速与风荷载分布相对常规风的差异性,进行风洞试验与风振响应分析。首先,基于台风实测数据,对风剖面指数进行拟合,并对 A 类地貌下的湍流强度设定进行修正以更符合实际台风风场;然后,针对1000kV 输电塔采用高频天平测力风洞试验,获得各项平均风力系数随风向角的变化以及全塔、塔头、塔身体型系数,并基于谐波叠加法模拟输电线路上各点脉动风速,获得不同工况下的等效静风荷载及风振系数;最后,进行特高压杆塔在台风风场下的结构阻尼、结构频率、塔顶加速度、最大基底荷载等参数的敏感性分析。结果表明:加速度响应对阻尼较为敏感,位移响应和加速度响应对自振频率较为敏感。

摘要:定子绕组对地电容作为发电机的一项重要参数,其准确测量可为发电机定子接地保护方案的制定提供重要依据。在此背景下,对发电机定子绕组故障分支进行分割,并对电压互感器内部结构进行研究,提出一种采用电流信号注入形式的发电机定子绕组对地电容实时测量方法。首先,通过从电压互感器低压开口三角形侧注入电流信号,流经电压互感器高压侧及绕组对地电容构成回路;然后,分别测量电压互感器低压开口三角形侧电压和低压星型侧电压;最后,基于构成回路的简化电路以及注入的电流信号、测得的电压信号计算出定子绕组对地电容大小。 该法避免了电压互感器短路阻抗对测量结果的影响,经 PSCAD/EMTDC仿真结果和实验结果表明,该测量方法过程安全、接线简单、结果准确。

摘要:分布式能源与可调控负荷可通过虚拟电厂聚合参与电力市场、辅助服务市场以及碳交易市场。在此背景下,构建含有风能、微型燃气轮机、光能、电动汽车以及电池储能系统的虚拟电厂运行模型,并通过对碳—电一体化市场特征的进一步分析,构建虚拟电厂碳—电一体化交易策略模型,列出目标函数和各单元运行约束条件。仿真算例分析结果表明,碳交易机制的引入将显著降低高碳机组的竞价出力水平,继而影响虚拟电厂内能源出力结构以及竞价策略。仿真结果验证了碳—电一体化交易虚拟电厂竞价策略的有效性。

摘要:为诊断运行中气体绝缘组合电器(GIS)典型的机械松动与绝缘故障,搭建 GIS故障模拟实验平台,模拟 GIS 的绝缘子松动、尖刺放电与悬浮颗粒物放电故障,采集不同故障形态下 GIS振动加速度信号。利用改进集总平均经验模态分解(MEEMD)的方法对信号进行模态特征提取,将提取的模态特征进行希尔伯特黄变换(HHT),得到希尔伯特边际谱。通过比较边际谱中不同频率段振动信号能量大小,判别 GIS发生机械松动或局部放电故障。再利用小波变换求得反映放电程度的放电因子,区别不同放电故障的特点。通过分析不同模拟实验下的实测数据,结果表明:上述方法能够对 GIS进行故障诊断,反映局部放电程度并区分放电故障类型,为 GIS的机械松动与绝缘故障诊断提供一种有用的方法与途径。

摘要:针对配电自动化开关柜故障诊断对配电网安全性和可靠性的影响,提出一种基于模糊 C均值聚类和灰色关联的配电自动化开关柜故障诊断方法。首先,该方法通过各类遥测信息分层影响因子,计算隶属度函数并采用 AHP -熵权法确定权重完成配电自动化开关柜状态评价的分层模糊运算。然后,针对配电自动化开关柜典型故障信息, 应用 FCM 法聚类后灰色关联分析,完成六类配电自动化开关柜典型故障的诊断,在保证诊断准确度的同时极大地减少了计算量。最后,对北京市某地区配电自动化开关柜故障信息的状态评价及故障诊断结果并与传统灰色关联分析对比表明,所提出方法的故障诊断准确度可达90%,为快速、准确、客观地实现对配电自动化开关柜状态的实时监测及智能电网自动化的进一步发展提供参考。

摘要:对于三相电压源型 PWM 整流器而言,有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)是一种新颖的高性能控制算法。但对于三电平 PWM 整流器而言,存在计算量巨大和开关频率不固定等缺点。在此背景下,提出一种基于模型预测控制的简化定频 PWM 调制策略。该算法无需对三电平27个矢量进行轮询计算,直接通过求取含有电流偏差和中点电位偏差的价值函数获得最优目标电压矢量,大大减少了计算量。实验结果表明,提出的简化调制策略能够实现 NPC三电平整流器定频控制和中点电位调节,并且具有良好的动、静态性能。

摘要:针对交流电网故障导致机端电压跌落时电力电子变压器的运行特点,该文提出一种适应 PET功率双向交换的低电压穿越运行控制策略。在电压跌落期间,根据正序电压跌落深度,自动调整注入无功功率,以协助电网电压恢复;并根据电压跌落前 PET有功传输情况,在保证 PET电流不越限的前提下,最大程度保持有功传输的水平及方向,减少对交直流电网的扰动。在电压不对称跌落情况下,同时辅之以负序电流抑制控制,以保证注入电网电流的对称性。最后,通过仿真模型验证该低电压穿越运行控制策略的有效性。

摘要:针对电网不同运行方式下的源—网—荷协调性存在差异问题,提出基于趋势理论的源—网—荷协调性的辨识和控制方法。首先,利用方向导数证明电网的整体功角安全性指标与路径负载均衡度同趋;通过电网运行均衡度和路径负载均衡度之间的差异分析,引出电网可能存在源—网—荷不协调的观点;然后,基于电网的映射弹性网模型对局部电网进行物理分析,再通过数学工具对其进行奇异值分析,得出雅可比矩阵的最小奇异值和发电出力或负荷是同趋关系;最后,提出源—网—荷协调性的辨识和控制方法。采用IEEE9节点系统验证整体功角安全性指标与路径负载均衡度同趋,而与电网运行均衡度无关;采用IEEE39节点系统验证源—网—荷协调性控制方法的合理性。该研究通过跟踪大电网实时运行数据,提出在不同运行方式下的源—网—荷协调性的控制方法。

摘要:在开放的电力市场环境下,市场中存在着生产者剩余或消费者剩余,这会直接影响到大用户直购电的定价策略。在此背景下,运用鲁宾斯坦模型的思想构建不完全信息、非对称压力下单一发电商与多个大用户以及多个发电商与单一大用户之间关于直购电力价格的讨价还价模型,给出不同情况下发电商与大用户的均衡收益。仿真结果表明,谈判双方的收益与双方的贴现率以及谈判过程中对保留价的估计有关。发电商或大用户可以利用与不同对象达成协议时的收益进行计算评估,合理地选择合作对象。文中模型及结论同样适用于市场中存在生产者剩余和消费者剩余的讨价还价博弈。

摘要:全能型供电所的科学选址,对于提升抢修效率,减少用户损失具有重要意义。为体现失负荷等级对供电所选址的影响,在分析全能型供电所业务特性的基础上,比较考虑失负荷等级2种情况下对应的抢修距离与成本的变化,建立供电所应急抢修多目标模型。采用 Pareto支配的多目标粒子群算法进行模型求解,利用拥挤距离排序以更新非劣解集,并确定最终优化方案。最后,通过算例得出计及失负荷等级情况下加权距离与综合成本均优于未考虑负荷等级情况。仿真结果显示,该文构建的应急抢修多目标选址模型和提出的求解方法对全能型供电所抢修策略具有一定的指导意义。

摘要:Z源逆变器克服了传统电压型逆变器只能降压不能升压、必须加入死区时间等缺点,在实际中得到了广泛应用。针对传统 PWM 控制和 L型、LC型滤波器的缺陷,采用单周期和 LCL型有源阻尼控制方案进行三相 Z源逆变器并网控制。单周期控制较传统 PWM 控制具有结构简单、高次谐波含量低等优点,LCL滤波器较 LC、L型滤波器滤波性能优越,但谐振峰值会降低系统稳定性,因此,采用滤波电容电流反馈有源阻尼法构成陷波器来矫正 LCL滤波器谐振峰值对系统稳定性的影响。最后,在Simulink环境下进行仿真测试,验证了所提方案的可行性和有效性。

摘要:由于网络架构、机组参数和负荷特性等多种因素的影响,故障后电网各节点的频率电压表现出一定的空间分布特性,因此在不同节点实施稳控措施和负荷恢复策略对系统稳定性影响存在差异。同时,应考虑频率、电压、有功及无功等多种强耦合性电气量的交互作用对负荷减载或恢复过程的影响,以提高负荷调节效果。在此背景下,提出一种新的基于负荷控制灵敏度指标的低频低压减载及负荷恢复策略,该方法综合考虑频率电压的空间分布特性以及各种耦合电气量的交互特性。基于实际省级电网的时域仿真表明:在负荷减载和恢复阶段,根据负荷控制灵敏度指标的负荷调节策略均有利于电网稳定性提升。

摘要:在绝缘子现场红外检测中,零值绝缘子铁帽温差往往达不到相关标准所规定的阈值,易造成漏判。为进一步提高瓷绝缘子红外测零技术的准确率,提出一种结合铁帽温差阈值法和温度梯度相关系数法的双判据零值检测方法,并开展变电站内盘形悬式绝缘子红外检测对照试验。试验结果表明:在适宜的检测环境条件下,当铁帽温差阈值法检测结果出现模糊度时,通过研究温度梯度分布相关系数分散特性,可以进一步确认零值是否发生,减少零值漏检概率;在不适宜的检测环境条件下,温差阈值法检测结果的模糊度增加,温度梯度相关系数分散性增大,正常绝缘子串和含零值绝缘子串温度梯度相关系数区分度也随之下降。

摘要:故障行波在配电线路始端与不连续点之间来回反射,这些来回反射路径下的关联特征频率分量的能量明显强于其他频率分量的能量。根据配电网固有不连续点对应的特征频率划分频段。当故障发生在馈线始端附近、主干线路的2个分支点之间、分支点与负荷终端点之间这3类情况时,单端暂态波形在所划分频段的能量谱分布具有显著差异,据此可构建稳定可靠的故障区段定位算法。对记录的单端故障暂态波形能量谱与各区段典型位置对应的能量谱进行相似性比对,当能量谱差异指标小于自适应给定阈值时,即可判定故障区段。所提出的故障区段定位方法不受线路长度误差、导线换位、导线截面积不均匀等影响,定位可靠性高。仿真结果证明了该方法的正确性和可行性。

摘要:母线短路容量是电力系统运行与控制所需的关键参数,在线测量短路容量对电网实现可观性和可控性至关重要。通过对并联电容器投切引起母线电压扰动,并根据电压扰动进行电网母线短路容量的在线测定。首先,基于变电站电路模型,采用线性电路的替代定理和叠加原理,推导母线短路容量测量的精确计算方法。所提方法揭示电容器投切引起的电压矢量相位变化是影响测量精度的关键因素,突破既往研究的近似公式,具有很高的精确性;其次,进一步提出电压矢量相位差的迭代计算方法,该方法比直接测量更加方便可靠。最后,基于 Matlab/Simulink建立变电站母线及在线测量模型,对多种场景的仿真分析,结果表明,所提方法测量误差小于1%,技术上易于实施和实用化推广。

摘要:全球环境和气候问题的加剧,凸显了发展以水电、风能和太阳能为主的清洁能源的迫切性。在高水电比重系统中,梯级水电站需要同时承担峰荷和基荷,如何协调梯级水电站与间歇性风光电站的出力用以优化调峰能力具有重要意义。在此背景下,考虑风光电站出力的不确定性,提出梯级水电群与风光电站协调调峰优化运行策略,一方面利用梯级水电群出力可调的优势,增大系统接纳风光电站出力的能力,尽可能平抑负荷波动、减小系统的调峰压力;另一方面对非线性的水电转换函数进行线性化处理,方便模型求解。最后,以某高水电比重系统作为算例进行仿真验证,结果验证了所提优化策略的正确性和有效性。

摘要:针对磁耦合谐振式无线输电(MCR-WPT)在功率传输过程中因负载变化导致效率下降的问题,设计一种高效逆变器,改进后的结构能够显著拓宽 MCR-WPT系统在高效率电能传输下的负载适应范围。分析 MCR-WTP系统负载与输入阻抗之间的关系,并在 E类逆变器电源的基础上,通过改变逆变器结构,实现 MCR-WPT 系统全负载内逆变器的软开关运行,保持 MCR-WTP系统的高效率运行。仿真结果验证了所提结构的有效性。