半月刊

ISSN 1000-1026

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    • 异步联网方式下的中国西南电网转动惯量显著减小,频率调节特性发生深刻变化,对自动发电控制(AGC)的动态品质要求更高。首先,利用离散傅里叶变换分析了区域控制偏差(ACE)的频域特性。然后,结合中国西南电网高比例水电、大规模外送的显著特征,分析了有功功率控制面临的新问题,建立了维持省级电网控制区有功功率平衡和电网频率稳定性的数学模型。提出了基于2层数字低通滤波的水、火电机组有功功率调节量分离算法,时间维度上实现不同响应时间和跟踪周期的水、火电机组互补协调控制。进而,通过考虑电网频率、ACE以及送出断面功率控制要求,空间维度上动态调整不同地理位置机组群的调用顺序和有功功率调节范围。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序(PSD-FDS)验证了所提方法的有效性。
    • 能流计算是综合能源系统分析与优化工作的重要基础。由于广泛涉及电/气/热/冷等多种能源形式耦合,综合能源系统能流计算面临诸多挑战。文中从确定性能流计算和不确定性能流计算2个角度系统性地归纳总结了现有研究成果,对其基础理论、数学模型及求解方法等进行全面评述并分析对比了其优缺点。其中,确定性能流计算旨在根据已知信息求解系统在某一确定工况下的运行状态,并从稳态计算和动态计算2个方面进行论述;不确定性能流计算以确定性能流计算为基础,旨在基于不确定因素的影响获取系统状态量的分布特征,并从概率能流、区间能流和模糊能流3个方面进行论述。最后,结合综合能源系统未来发展要求对能流计算的研究方向进行了展望。
    • 超低频振荡是指一次调频中阻尼不足引发的频率整体振荡,一般认为不存在相对振荡情况。然而,在实际区域互联电网的研究中发现,系统频率在超低频振荡的同时,区间交流联络线功率也存在同频振荡现象。文中以两区域互联系统为研究对象,首先,基于分区域等值的统一频率模型,仿真分析了超低频振荡中联络线功率振荡的现象和特征。然后,基于阻尼转矩理论定义了区域电网的综合频率调节效应系数,继而从线性系统稳态频率响应视角提出该现象的发生机理,并讨论了影响因素。研究表明,如果区域之间的综合频率调节效应系数存在差异,即使在超低频振荡达到稳态振荡后,也会导致区间联络线发生与超低频稳态振荡频率相同的功率振荡。最后,以实际电网算例进行了验证,并讨论了该现象可能存在的危害。
    • 随着电力电子技术的发展,柔性直流配电系统逐渐成为研究热点。单极接地故障是直流配电系统中最为常见的故障类型,当交流侧通过高阻接地时,直流侧发生单极接地故障后,故障电流变化不明显,难以准确定位。文中提出了基于控制与保护协同的双端直流配电系统单极接地故障保护策略,通过就地检测交流接地支路电流微分判断故障发生,进而快速投切交流接地支路上并联的小电阻。相比于传统的差动保护方法,所提方法省去了通信时间,有效提高了保护的快速性。同时,根据保护可靠性的要求,优选了并联小电阻的阻值。最后,在PSCAD/EMTDC平台中进行了仿真分析,验证了所提保护策略的可靠性和快速性。
    • 随着分布式电源和直流负荷的大量接入,直流配电系统相较于交流系统更具优势。故障定位是直流配电网可靠、优质供电的关键支撑技术之一。分析了模块化多电平换流器(MMC)型柔性直流配电网双极短路故障暂态特性,提出了一种基于子模块闭锁后初始阶段暂态电流的故障精确定位方法,建立了双端MMC型柔性直流配电网的等效电路,推导了直流电流的时域表达式,构建包含故障距离和过渡电阻2个未知参数的时域方程组,并利用最小二乘法进行求解。该方法适用于不同接地方式。在PSCAD/EMTDC中搭建了双端柔性直流配电网模型。仿真结果验证了该方法的有效性、可靠性与准确性,针对两端换流站参数不对称和过渡电阻时变场景,所提方法也具有很高的定位精度。
    • 电网实时调度介于日内小时级滚动调度和秒级自动发电控制(AGC)之间,是在线调度过程中承上启下的重要环节。对新能源高占比电网,实时调度是提高电网实时调节能力和应对新能源陡升/陡降等强波动性的重要手段。实时调度本质上是带多重约束的多目标优化问题,需要兼顾多种实际需求,在基本不需要人工干预的条件下,分别以5 min和15 min为调度周期,在线自动、高可靠地给出可行合理的优化策略。文中提出一种安全性和经济性协同的新能源优先实时调度方法,采用多阶段推进决策,实现了不同场景下不同调度目标的协调,兼顾了消除断面拥塞、最大化消纳新能源、传统机组间出力公平分配、AGC备用容量可行等不同的调度需求。基于所提出的方法,开发了实时调度系统并在多个省级电网投运,实际运行结果证明了该方法的有效性。
    • 随着电力系统的电力电子化程度不断加深,电力系统电压、电流信号中的超高次谐波成分持续增加。超高次谐波测量频域宽、幅值小且波动性大,传统谐波实时监测设备难以满足需求。文中对现有的典型超高次谐波检测采样方法(全采样、等间隔采样、首末两周期采样)进行了理论推导,比较其在幅值波动情况下的误差大小。在此基础上,提出了一种合并等间隔采样方法,结合波形特点对采样后的数据进行重组,在保证精度的同时有效降低了数据存储量。最后,通过案例对上述采样方法进行了验证。
    • 中国可再生能源规模的快速增长使得财政直补的压力增加,可再生能源配额制度(简称配额制)和可交易绿色证书(简称绿证)能够以市场化的方式对可再生能源进行补贴,或成为支持其产业发展的重要手段。中国绿证市场尚处于起步阶段,仍缺乏流通机制的系统性设计。文中提出绿证的双边交易机制,并根据配额制的需要设计了涵盖核发、交易、核查的绿证流通全生命周期。在绿证的全生命周期中,不同主体需要追踪并异步更新其状态。随着绿证市场规模增长,数据账本的一致性和安全性问题亟待解决。为此,文中提出了基于超级账本Fabric1.1的绿证交易平台解决方案,搭建了区块链底层网络环境和应用环境,开发了绿证交易必需的功能和接口,并依托中国珠海市“互联网+”智慧能源示范项目开展了实地验证。目前,共有十余家新能源发电企业和三十余家电力用户注册参与,完成模拟交易一百余笔,验证了平台的实用性和完备性。
    • 相对于传统电力市场,微电网准入门槛低、用户个体趋利性强、分布式电能设备产能不稳定等问题可能使得微电网交易陷入信任危机。为此,文中提出了适用于微电网电能交易区块链的信用共识机制。首先,分析常用的共识机制及其在微电网应用场景中的缺陷。同时,设计了微电网电能交易区块链账户节点属性,改进了基于区块链的微电网电能交易流程。然后,建立微电网节点信用值评定机制,完成了节点信用值的公开、公平评定。最后,提出了基于信用证明的共识机制(PoCS),实现信用值影响共识过程,经济因素激励用户节点维护信用值。仿真结果证明,所提出的适用于微电网电能交易区块链的信用共识机制及微电网电能交易的智能合约能够以经济收益激励信用高的节点,抑制微电网内的节点失信现象。
    • 构建抗灾型骨干网架并对其进行差异化加固,可以保障极端灾害下电网安全运行和重要负荷供电。在此背景下,提出一种计及多阶段抗灾性能的骨干网架多目标优化模型。该模型定量评估了电网中节点和线路的拓扑和运行重要度,并提出基于核主元分析的综合评估方法。在满足投资限制的基础上,以最大化网架生存性、抗毁性和系统可恢复性为目标对抗灾型骨干网架进行优化。然后,采用嵌入图论修复策略和档案学习策略的改进全面学习粒子群优化算法求解优化模型,以扩大可行解空间。最后,某区域电网仿真算例验证了该模型的有效性。
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      全选
      • 汪家铭, 张静, 杨建华, 王冠中, 章枫, 辛焕海

        优先出版日期:2020-10-19  DOI: 10.7500/AEPS20191206002

        摘要:大规模直流多点馈入导致受端交流系统电压支撑能力相对变弱,电压稳定问题突出。因此亟需提升受端交流系统强度,但这在加强交流系统电气联系的同时也加剧了短路电流水平。受端交流系统的结构同时影响系统强度和短路电流水平,优化系统结构有助于协调系统强度与短路电流水平之间的矛盾。基于广义短路比的灵敏度分析和支路追加法,文中提出了一种电网结构优化方法。首先分析了广义短路比和短路电流水平之间的变化关系;其次研究了交流系统结构调整对上述两项指标的影响,分析了协调两项指标后的系统结构调整综合效益;最后对不同直流落点进行分类,给出相应的受端交流系统结构优化调整策略。仿真算例验证了所提策略的可行性和有效性。

      • 薛禹胜, 陶琪

        优先出版日期:2020-10-19  DOI: 10.7500/AEPS20200707002

        摘要:定量地分析电力系统工况与故障场景对直流换相安全性及系统同步稳定性的影响,提出设备保护与系统保护之间协调优化的思路。基于反映直流换相安全性的量化指标及反映电力系统同步稳定性的扩展等面积准则(EEAC)裕度指标,揭示了两者之间复杂的相关性。根据各控制措施对于提升换相安全性及同步稳定性的性能代价比,协调优化控制策略,以最小的控制代价同时保证直流换相安全与系统同步稳定。通过对交直流互联的同步系统以及直流互联的异步系统的仿真,验证该换相安全裕度的合理性,以及协调优化策略的有效性。

      • 陈瑜玮,王彬,潘昭光,孙宏斌,郭庆来

        优先出版日期:2020-10-19  DOI: 10.7500/AEPS20200501004

        摘要:设计了多能流园区多时间尺度优化调度模块功能框架,提出了考虑用户多能需求响应的调度决策、考虑多类实际约束的储能调度决策等多项实用化技术,研发了多能园区综合优化调度系统,支持了冷、热、电、气等多种能源组合场景,充分挖掘利用了用户侧、冷/热系统和储能资源的多时间尺度灵活调节能力,提高了调度灵活性和经济性。所研发的实际系统已经在多个城市的实际园区在线运行。基于2个实际园区的在线优化结果,分析验证了优化调度模块的效果和功能适应性。

      • 曹亚倩, 郑晓冬, 丛新棚, 邰能灵, 杨增力, 王晶

        优先出版日期:2020-10-19  DOI: 10.7500/AEPS20200430006

        摘要:柔性直流输电对继电保护的速动性及可靠性提出了更高的要求。为实现直流故障的快速可靠识别,文中分析了模块化多电平换流器(MMC)的控制参数在系统发生故障时的响应特性,并提出了一种MMC型高压直流输电线路保护新方案。根据MMC控制参数定义了虚拟能量调节偏差,利用虚拟能量调节偏差对系统故障时的响应特性识别直流线路故障,并结合虚拟能量调节偏差的比值进行故障类型的判别。该保护方案融合了交直流侧的故障信息,提高了保护的可靠性,保护判据利用了换流器控制参数信息,无需测量线路上的电气量。仿真结果表明,所提保护方案可以快速准确动作且具有较强的耐过渡电阻能力。

      • 胡博, 周家浩, 王蕾报, 牛涛, 谢开贵, 李春燕, 曹茂森, 廖庆龙, 万凌云, 张盈

        优先出版日期:2020-10-19  DOI: 10.7500/AEPS20200225005

        摘要:电力系统可靠性跟踪方法可以定量分析电力元件(设备)对系统可靠性的贡献并有效识别电力系统的可靠性薄弱环节。然而,现有的可靠性跟踪方法均是基于比例分摊准则,“一刀切”式地平均化处理元件对系统不可靠性的贡献,精度不高。在这种情况下,尝试基于Shapley值分摊不同元件停运对系统削负荷责任的贡献,提出了一种新的可靠性跟踪方法及相应的准则。首先,通过状态枚举,梳理出所有由元件停运导致的停电事件集合。然后,基于所提出的Shapley值可靠性跟踪准则,将每个停电事件集合的可靠性指标分摊到相关的停运元件上。最后,将所有停电事件集合的分摊结果累计,得到各个元件对系统可靠性的贡献量。以RTS-79系统为例,验证了所提方法的有效性和可行性。

      • 汤茂东, 曲小慧, 姚若玉, 张姚姚, 陈武, 贾科

        优先出版日期:2020-10-14  DOI: 10.7500/AEPS20200513004

        摘要:针对多光伏直流配电网系统在不同应用场景下存在的功率波动,文中提出了一种基于离散一致性算法的分布式多光伏协调控制策略。首先,相邻光伏控制器之间可以进行功率偏差和运行模式信息的交换,通过离散一致性算法可以获得功率偏差和运行模式的平均值。然后,更新运行模式指令和功率参考指令,并通过利用光伏之间的互补功率来平衡功率偏差。光伏可自适应地工作在最大功率跟踪模式或定功率模式。采用这种方式,即使光伏的光照强度和额定容量不均匀,也可以保证功率平衡。最后,通过仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

      • 吴润基, 王冬骁, 谢昌鸿, 赖俊升, 黄佳畅, 赖来利

        优先出版日期:2020-10-14  DOI: 10.7500/AEPS20200512006

        摘要:配电网中空调负荷的规模随着生活水平的提高在快速增长,而带有空调的建筑具有热缓冲能力,使其具备了参与需求侧响应的价值。与此同时,分布式光伏发电在配电网中的渗透率也在逐步提高。光伏发电的波动对配电网电压稳定性造成了消极的影响。文中提出一种基于分布式趋同控制的方法,通过聚合商之间建立的有限通信链路对聚合空调负荷进行调度,以参与到配电网的电压管理中。其中,采用二维热工参数模型,从而更准确地计算带有空调的建筑热交换,使得用户的热舒适性需求得到保障。最后,基于改进的IEEE 15节点配电网算例分析验证所提控制策略的有效性和鲁棒性。

      • 许易经, 韩学山, 杨明, 朱星旭, 徐波

        优先出版日期:2020-10-14  DOI: 10.7500/AEPS20200501006

        摘要:日趋成熟的在线监测技术大幅提升了设备状态的观测频率。在此背景下,需要更加灵活的电网状态检修决策模型以适应高频率、可观测的设备状态变化。目前已有的电网状态检修决策模型主要优化是基于当前设备状态的系统级检修计划,并没有考虑对规划时间内新增状态信息的应对策略。这样无法利用可获得的规划时间内的状态信息,导致检修计划效能受限。因此,提出一种设备在线监测下电网状态检修的决策模型。具体实现方式是在已有模型中加入检修门槛,一旦设备状态在检修计划前越过该门槛,则将原计划提前执行以防止发生故障。同时将检修门槛应用于非待修设备,以应对可能发生的非待修/待修类别转换,由此形成完整的电网状态检修策略。进一步建立优化模型,以电网运行总风险为目标联合优化检修计划和检修门槛。最后通过算例分析表明该方法是可行有效的,对电网设备状态检修具有一定的工程价值。

      全选

      2020年第44卷第20期

        >观点
      • 赵仕策,赵洪山,寿佩瑶

        2020,44(20):1-10, DOI: 10.7500/AEPS20200303004

        摘要:当前电网对部分输电设备引入了基于代理的状态监测管理模式,但该模式存在单点故障安全隐患且严重依赖通信的高可靠性,分布广泛的配电设备也并不适用于此模式。即当前电力设备只执行功能不具备“智慧”,无法实现状态智能感知,不符合能源互联网需求。为此,阐述了“智能电力设备”概念,并全面详述了其智慧功能,包括自我传感、自我告警、自我状态分析、健康状态评估以及自我保护。该设备管理模式基于电力设备对自身的智能感知、状态分析与健康管理,使其具备自主思维,成为可与外界智能交互的独立个体,实现对设备的高效全面感知,适应电网智能感知与灵活运维的要求。此外,研究了支撑该模式的关键技术,包括传感技术、故障预测算法、故障诊断算法、设备退化模型、健康评估方法、通信方式与传输协议。最后,讨论了智能电力设备的运维管理。

      • >学术研究
      • 张妍,陈启鑫,郭鸿业,王一,卢恩

        2020,44(20):11-18, DOI: 10.7500/AEPS20200515004

        摘要:针对纯能量市场难以解决发电机组的固定成本回收问题,国外电力市场已开展了建立容量市场的实践,以市场化机制形成对机组补偿的价格信号,保障发电容量充裕性。文中从容量市场机制设计的角度出发,在考虑市场成员策略行为的前提下,对引入投资决策的电力容量市场进行了建模与均衡分析。首先,描述了容量市场的基本机理,针对容量市场的投资决策问题建立双层均衡模型,上层模型为寡头主体的最优决策模型,下层模型为容量市场出清模型;其次,利用最优性条件将双层模型转化为单层模型,运用分段线性化等方法实现模型线性化,得到混合整数线性规划问题;最后,基于中国某省的实际数据进行算例分析,深入探究了市场主体的策略行为,揭示了寡头主体抬价时的过度投资行为及其影响因素,提出限制项目竞标自由度的策略行为规制方法并验证了该方法的有效性。

      • 刘敦楠,徐尔丰,刘明光,周保中,应昱杭,俞秦博

        2020,44(20):19-28, DOI: 10.7500/AEPS20200123004

        摘要:在能源互联网的背景下,园区运营商首先对内利用分布式电源满足园区用电需求,然后对外进行不平衡能量交换。园区运营商通过制定差异化分时电价套餐,挖掘园区用户的需求响应潜力,能够促进分布式电源就地消纳,优化园区内外交换负荷,对此提出一种园区分时电价定价方法。首先,综合考虑园区用户的用电负荷和需求响应特征,基于谱聚类算法形成园区用户群体;然后,根据园区用户群体的用电负荷特征,基于k-means聚类算法确定分时时段;最后,构建园区分时电价定价优化模型,形成面向不同园区用户群体的差异化分时电价套餐。根据算例分析可知,基于该方法制定园区分时电价,能够有效提高园区分布式电源的就地消纳率和综合利用效率、与外部电网的友好程度和整体经济性。

      • 姚广增,彭克,李海荣,魏智宇,李喜东

        2020,44(20):29-36, DOI: 10.7500/AEPS20200412002

        摘要:在柔性直流配电系统中,由于存在多时间尺度的控制环节和物理电路相互作用的影响,容易产生高频振荡现象。文中针对柔性直流配电系统的高频振荡机理进行研究,建立了柔性直流配电系统高阶数学模型,通过对影响系统阶数的关键参数灵敏度分析实现系统降阶,推导了时域下系统参数对高频振荡频率影响的解析式,文中总结了直流侧滤波电容、交流侧等效电感和控制器参数对高频振荡的影响规律。最后,基于Simulink搭建了低压和中压柔性直流配电系统的仿真模型,仿真结果验证了理论分析的有效性。

      • 陈民权,甘德强,康卓然,张谦,李尚远,刘俊磊

        2020,44(20):37-45, DOI: 10.7500/AEPS20200115007

        摘要:结构愈发复杂的电网能够保持长期稳定运行,一定程度上得益于内在的系统特性。其中混合单调性衍生于单调性,其作为动态系统的定性性质,能够说明系统结构中固有的增长与衰减机制。电网机电暂态数学模型动态过程中的雅可比矩阵在不同时段往往具有不变的符号特征,符合混合单调系统特征,文中结合混合单调分解技术对系统关键状态变量起正作用和负作用的部分进行拆分,挖掘了各状态变量间的增长和衰减机制,进而分析了系统机电暂态尺度下的动态响应特性,解释了电网运行经验。基于混合单调分解结果构造了一个具有双边比较性能的单调增广系统,其顶点响应提供了原系统区间响应的快速估计,为不确定性问题提供量化分析结果。

      • 刘方蕾,胥国毅,王凡,闫家铭,毕天姝

        2020,44(20):46-53, DOI: 10.7500/AEPS20200219006

        摘要:随着新能源的大量接入,系统惯量下降且分布不均的特征日益明显,系统频率响应呈现时空分布特性。文中提出了一种基于差值计算法的系统分区惯量评估方法。首先,根据机组间频率响应特性相似程度对系统进行分区,并确定各区域的主导机组。然后,在分区和主导机组选取基础上,提出了一种差值计算方法,测量扰动发生后区域间联络线上功率和主导机组频率,对各区域惯量水平进行评估。该方法所需测量数据较少,只须在区域间联络线和主导机组上测量数据,能够实现惯量评估的在线应用。在PSASP中建立了IEEE 10机39节点系统,验证了所提方法在系统不同运行情况下的正确性,并分析了扰动数据时间段的选取对惯量评估正确性的影响。验证结果表明,所提方法适用于含大规模新能源电力系统惯量评估,具有较高的精度。

      • 李克强,韩学山

        2020,44(20):54-61, DOI: 10.7500/AEPS20200521002

        摘要:提出一种含分布式能源的配电网实时最优潮流分布式算法。首先,该算法在获取电压状态量的实时数据后,利用原问题的二阶泰勒展开对状态量进行一次修正,并将修正结果用于控制量的计算和分布式能源的功率控制,给出了该方法在连续执行后的可行性分析。然后,利用海森阵的稀疏特性,提出了海森阵元素的分解、并行计算方法和修正方程的分布式高斯消去法,从而实现算法的分布式求解。最后,通过算例分析验证了所提算法的可行性和有效性。

      • 谭笑,王主丁,舒东胜,孙杰

        2020,44(20):62-70, DOI: 10.7500/AEPS20200218004

        摘要:随着分布式电源渗透率的提高,分布式电源对配电网规划方法和结果的影响研究更具现实意义。采用概率规划方法,建立了涉及分布式电源的变电站个数及馈线条数优化简化模型,模型目标为变电站和中压线路的相关总费用最小,并考虑了线路的容量约束;提出了中压主干线与分支线长度的近似计算模型,并考虑了负荷变化、分布式电源随机性和线路负荷转供率对停电时间和停电费用的影响。基于模型求解获得的变电站优化个数、馈线优化条数和最小总费用,定义了相应的三大类置信变量。算例表明了概率规划对于变电站个数和馈线条数选择的意义以及分布式电源的替代作用。

      • 韩平平,潘薇,张楠,吴红斌,仇茹嘉,张征凯

        2020,44(20):71-78, DOI: 10.7500/AEPS20200313003

        摘要:在对0.4 kV配电台区进行节能降损时发现,调整负荷的接入相序能够有效降低台区的线路损耗和三相负荷不平衡度。文中提出基于负荷预测和非支配排序遗传算法(NSGA2)的人工相序优化方法。首先,利用配电台区出口电流曲线替代法建立用户负荷模型。其次,基于历史数据使用Elman神经网络对调相日的台区内各用户日电量和出口三相电流进行预测。然后,基于预测数据综合考虑以线损最低和调相次数最少为目标函数,建立配电台区多目标相序优化数学模型,使用NSGA2对该模型进行求解,得到优化后各负荷接入相序。最后,通过对比安徽电网某配电台区调相前后的理论线损,验证本文所提方法的有效性。

      • >研制与开发
      • 丁恰,杨军峰,王岗,张彦涛,曹荣章

        2020,44(20):79-85, DOI: 10.7500/AEPS20200421002

        摘要:断面限额是电网安全可靠运行的重要边界条件。随着电网规模的扩大,互联电网运行方式复杂多变,很多断面限额仅在一定的机组开机方式或者相关支路潮流水平等条件下适用,甚至这些条件断面之间也会存在相互关联。传统基于人工经验的起效条件判定需反复尝试断面限额进行发电计划优化,使得发电计划优化决策过程非常复杂。文中在传统考虑固定断面限额的发电计划优化模型的基础上,针对条件断面限额依据相关变量所属区间进行判定的特点,提出一种发电计划和条件断面限额一体化优化建模技术。该模型可实现条件断面限额与发电计划自动匹配,在保障电网安全的同时进一步挖掘电网输送潜力。最后,基于所提模型对断面潮流区间、开停机台数等典型的条件断面限额场景进行算例分析,验证了该模型的有效性。

      • 周智行,石立宝,陈义宣

        2020,44(20):86-93, DOI: 10.7500/AEPS20191231006

        摘要:中国云南电网与中国南方电网主网实现异步联网后,外送直流线路故障引发的大量盈余功率使得系统频率稳定问题愈加突出。针对直流闭锁故障,推导了各发电机组对故障盈余功率的贡献因子,并提出了综合考虑故障严重程度和概率的切机优先度指标。随后讨论了高频切机首轮频率和末轮频率的配置原则,并采用动态交叉排序的方法满足被切机组的分散性要求。为提高仿真效率,先通过调节功率估计高频切机的近似解,再利用稳态频率约束修正该近似解,从而完成对每轮切除机组的优化配置。最后,通过应用聚类方法对生成的典型故障进行校验,结果表明所提方法不仅能提高暂态过程中最低频率并能有效降低最高频率,从而更利于系统稳定并规避低频减载动作风险,同时在保证稳态频率处于允许范围内的条件下有效减少了整体切机量。

      • 石荣亮,张烈平,王文成,张兴

        2020,44(20):94-102, DOI: 10.7500/AEPS20191130001

        摘要:可再生能源通过快速功率变换器接口接入电网受到广泛关注,但往往会引起电网等效惯量减小的频率稳定性问题。文中分析了2种现有解决方案:利用锁相环频率直接进行微分运算的方法,其动态响应速度慢,易引起谐波放大的问题;利用二阶广义积分器-锁频环(SOGI-FLL)评估频率微分信号的方法避免了频率微分运算,但在抑制电网电压扰动方面的能力有限。为此,提出一种基于级联二阶广义积分器-锁频环(CSOGI-FLL)准确评估频率信号的虚拟惯量控制策略,即将基于二阶广义积分器原理的频率自适应滤波器加入SOGI-FLL的控制回路中,增强SOGI-FLL的扰动抑制能力。最后,建立柴储微网系统的仿真模型和实验平台,仿真和实验结果共同验证了所提控制策略的有效性。

      • 于国星,宋蕙慧,侯睿,高乐,曲延滨

        2020,44(20):103-111, DOI: 10.7500/AEPS20200116011

        摘要:柔性直流输电是解决多个微网集成聚合问题的最佳选择之一,但传统控制下,直流输电会导致微网间频率解耦,使微网间无法形成频率支撑。为此,以一致性理论为基础,提出一种全新的分布式频率控制结构,并设计了与之匹配的协同控制策略。在该策略中,通过微网间的接口换流站来实现微网间频率调控目标,并利用微网内分布式单元间的协作解决微网内频率恢复、备用容量精确分配等调控问题。控制策略在系统中的稳定性通过Lyapunov直接法进行了论证。最后,通过仿真验证了所提策略的有效性和“即插即用”性能。

      • 张若微,秦博宇,李恒毅,刘宛菘,陈娇

        2020,44(20):112-120, DOI: 10.7500/AEPS20200229002

        摘要:低电压穿越要求风力发电系统在电网电压突降下保持连续运行并为电网提供无功功率支撑。为提升双馈风力发电系统的低电压穿越能力,提出基于状态相关Riccati方程技术的干扰抑制控制方法。所提干扰抑制控制目标为:确保转子侧换流器在暂态期间为系统提供所需的无功功率支撑;控制网侧换流器以维持直流母线电压恒定。基于上述控制目标构建相应的干扰抑制控制问题,并采用状态相关Riccati方程技术获得反馈控制律。在设计权重矩阵时,充分考虑了控制目标、控制效果与控制成本的影响。为了保证转子电流和直流母线电压在低电压穿越过程中处于安全范围,设计转子电流抑制机制,并采用串联动态电阻保护电路。最后,与传统比例-积分(PI)控制、基于粒子群优化的PI控制、滑模控制以及精确线性化控制的仿真结果进行对比,结果表明所提出的控制策略具有更好的暂态性能,能够有效地提升双馈风力发电系统的低电压穿越能力。

      • 李佳政,曾祥君,喻锟,李理,王沾

        2020,44(20):121-126, DOI: 10.7500/AEPS20191203001

        摘要:利用柔性接地装置解决配电网三相不平衡过电压问题时,常用的电流控制方法依赖对地参数及谐波电流的精确测量,应用困难。针对此,研究了不平衡过电压抑制方法中电压控制与电流控制的区别,设计了一种基于零序电压调控的不平衡过电压抑制方法。该方法在双闭环控制的基础上,采用内环比例-积分(PI)加外环一阶惯性环节的控制策略,无需测量系统对地参数及谐波电流即可实现不平衡过电压抑制,性能得到进一步提升。仿真结果证明了该方法的动态性能和稳态性能良好,能够在各种情况下准确抑制不平衡过电压。

      • 汪颖,陈春林,肖先勇,何函洋,马明,胡文曦

        2020,44(20):127-135, DOI: 10.7500/AEPS20200416012

        摘要:电压暂降敏感设备的电压暂降耐受能力是制定电压暂降治理方案、确定设备购置型号等的重要信息。通常通过设备电压耐受能力测试实验,获得敏感设备的电压耐受曲线(VTC)。传统测试方法存在自动化程度低、工作强度大、测试效率低等问题,文中提出一种敏感设备电压暂降耐受能力自动测试方法,集成处理电压暂降发生器和受测设备的电压、电流和开关数据等,提出开关类和非开关类受测设备的电压暂降后果判据及越限阈值,实现源、荷数据同步和VTC绘制的自动化。其次,提出一种改进二分法测试方法,可应用于矩形类和非矩形类VTC的敏感设备。最后,通过搭建自动测试仿真系统及实际物理测试平台,对所提自动测试方法及改进二分测试法进行验证。仿真结果表明:自动测试方法能够实现多维电压暂降特征下敏感设备电压暂降耐受能力自动测试。仿真与实测结果证明了所提改进二分法测试方法具有较高准确率和测试效率。

      • 吴艳平,姚建国,常乃超,张琦兵,樊陈,窦仁晖

        2020,44(20):136-141, DOI: 10.7500/AEPS20191126004

        摘要:针对电力电子化电网电气量的宽频特征,设计了多功能宽频测量装置。基于高速同步采样优化,该装置集成宽频振荡检测、同步相量测量和宽频(间)谐波测量等功能。该装置综合运用暂态量、相量、有效值等算法模型,可提高对于不同信号结构宽频电气量的监测能力,兼顾平稳和非平稳工况,实现0~2 500 Hz范围内工频、非工频分量和振荡功率的全面检测,为宽频电气量的产生机理、传播路径、分析控制等研究提供针对性的数据。文中实现的多功能宽频测量装置已通过测试并试点应用。

      • 徐搏超

        2020,44(20):142-147, DOI: 10.7500/AEPS20191229003

        摘要:针对电站参数虚假数据和异常状态点的区分问题,提出了一种将关联规则、基于密度模式的空间数据聚类(DBSCAN)算法和改进高斯核相关向量机(RVM)相结合的清洗方法。首先,引入关联规则分析参数间的关联性,找出强关联参数组合;然后,利用DBSCAN算法初步检测异常点,给出了结合关联参数的清洗流程,区分了虚假数据和系统异常状态点;最后,使用RVM清洗虚假数据,并通过改进高斯核空间样本点形式降低时间成本。案例结果表明,基于参数关联性的清洗方法能有效提高清洗的准确性和时效性。

      • >讨论园地
      • 肖勇,王岩,钱斌,蒋静,高赐威

        2020,44(20):148-156, DOI: 10.7500/AEPS20200628013

        摘要:电力市场环境下,如何根据用户用电特征制定优化策略以实现购售电利益最大化是售电公司一项重要的研究课题。针对中长期市场中考虑发用电协调的售电公司,提出了考虑售电公司购售电利益的负荷组合优化模型,并考虑需求响应技术来进一步优化用户综合负荷特性,最大化市场环境下售电公司的购售电利益。同时,针对需求响应的负荷反弹问题,引入三阶段反弹负荷模型,构建考虑负荷反弹的滚动优化改进模型,重新调整用户需求响应负荷值,从而改善需求响应负荷反弹情况下的组合用户需求响应负荷特性。最后,采用中国某市2017年工业用户群组负荷数据对所提出的模型及策略进行仿真分析,说明了所提方法的有效性。

      • >工程应用
      • 郭贤珊,刘斌,梅红明,刘杰,于华龙,操丰梅

        2020,44(20):157-164, DOI: 10.7500/AEPS20200211008

        摘要:2018年12月中国渝鄂直流背靠背联网工程(以下简称“渝鄂工程”)鄂侧空载加压试验中交流电压出现1 810 Hz谐振,使用典型高频谐振抑制措施后,渝侧空载加压试验中交流电压出现700 Hz谐振。根据奈奎斯特稳定性判据,文中使用基于阻抗理论的波特图对交直流系统整体进行谐振机理研究,分别对柔性直流系统和交流系统的阻抗特性进行分析,结果证实柔性直流系统与鄂、渝两侧交流系统在1 780 Hz和750 Hz附近存在谐振风险,与现场试验基本吻合。提出了一种基于电压前馈环节非线性滤波的控制策略,通过改造柔性直流系统在中高频段的阻抗特性,达到规避与交流系统谐振的效果。利用电磁仿真模型对渝鄂工程柔性直流系统和两侧交流系统进行仿真,复现了现场谐振现象,仿真结果验证了所提策略对谐振抑制的有效性。最后,将所提策略应用于渝鄂工程现场,典型运行方式下未再出现谐振现象。

      • 王永利,王硕,郑燕,宋福浩,马裕泽,张恒

        2020,44(20):165-172, DOI: 10.7500/AEPS20200202005

        摘要:输配电价改革后,电网企业精益化管理的需求提高,项目成本对投资决策产生直接影响,以往粗犷式的成本费用计算方法已不能满足当前需求。为此提出一种成本核算方法,该方法依据效能思想,对工程运行维护成本进行分摊计算。首先利用弹性网络算法对运行维护成本影响因素进行筛选,并确定关键因素效能标准;其次选取CRITIC(criteria importance though intercrieria correlation)方法进行权重测算,并获得单项工程的成本分摊系数,进而计算出工程的分摊成本,以实现工程运行维护成本的准确计量。最后选择中国某省典型工程数据对所提模型进行验证,结果表明,所提模型能够更精确地对电网工程运行维护成本进行计算。

      • >综述
      • 宋国兵,王婷,张保会,董新洲,康小宁

        2020,44(20):173-183, DOI: 10.7500/AEPS20191118005

        摘要:电力电子装置在电力系统大量接入改变了电网故障特征,适用于同步机激励下电网的常规继电保护面临挑战。电力电子化电力系统故障暂态特征复杂、持续时间较短,限制了被动检测保护技术的应用和发展,利用电力电子设备的可控能力可以提高继电保护对故障的甄别能力。文中总结了控制与保护融合的探测式故障识别方法的关键技术,对能够实现主动探测的电力设备进行了分类,阐述了实现注入操作的可行性和注入探测信号的物理限制,最后探讨了探测式故障识别方法的应用场景,并给出了研究展望。