一种基于孤岛搜索的电力系统拓扑分层识别方法

电力系统拓扑自动识别是电磁暂态自动建模的重要基础。针对现有拓扑识别方法大多局限于单层拓扑描述的不足,结合电磁暂态自动建模进行厂站模块化封装的实际需求,提出一种基于孤岛搜索的电力系统拓扑分层识别算法,实现了基于电网主流仿真数据的"站间拓扑+站内拓扑"自动分层识别。首先给出了算法原理及实现细节,然后利用CEPRI 36节点算例及某实际省级主网数据对算法进行测试,验证了算法的正确性及有效性。研究表明,该算法可直接应用于省级复杂电力系统的拓扑自动生成及可视化建模工作。     

用于大规模机电-电磁暂态仿真模型自动转化的分层布局方法

厂站节点和网络拓扑的自动布局是实现机电-电磁暂态仿真模型自动转化的重要环节,对提高大规模电力系统的建模效率和准确性具有重要意义。现有布局方法多局限于交叉点数和布局均匀性等方面的研究,未考虑厂站节点间的实际相对位置,导致每次布局结果极不稳定。提出一种基于弹簧电子力模型用于大规模机电-电磁暂态仿真模型自动转化的分层布局方法。该方法充分考虑节点间的实际相对位置,对不同电压等级的厂站节点逐层布局,解决了传统方法每次布局结果差异较大的问题,不仅可以用于绘制机电暂态地理接线图,还可以提供电磁暂态仿真模型的节点坐标信息。对美国西部电网3机9节点、新英格兰10机39节点,以及某地区输电网络系统进行算例测试与分析,验证了所提方法的有效性。     

用于大规模机电-电磁暂态仿真模型自动转化的分层布局方法

厂站节点和网络拓扑的自动布局是实现机电-电磁暂态仿真模型自动转化的重要环节,对提高大规模电力系统的建模效率和准确性具有重要意义。现有布局方法多局限于交叉点数和布局均匀性等方面的研究,未考虑厂站节点间的实际相对位置,导致每次布局结果极不稳定。提出一种基于弹簧电子力模型用于大规模机电-电磁暂态仿真模型自动转化的分层布局方法。该方法充分考虑节点间的实际相对位置,对不同电压等级的厂站节点逐层布局,解决了传统方法每次布局结果差异较大的问题,不仅可以用于绘制机电暂态地理接线图,还可以提供电磁暂态仿真模型的节点坐标信息。对美国西部电网3机9节点、新英格兰10机39节点,以及某地区输电网络系统进行算例测试与分析,验证了所提方法的有效性。     

基于图形化系统的机电暂态模型到电磁暂态模型的自动生成方案研究

为提高PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真建模效率,提出了一种利用图形化平台和现有的机电暂态BPA模型数据,实现BPA机电暂态模型到EMTDC电磁暂态模型的快速自动生成方案。通过解析BPA模型和EMTDC模型,实现了模型的自动转换,并通过对模型进行自定义实现了EMTDC中缺少模型的转换。根据图形化电网接线的拓扑信息及图元信息,快速自动生成psc格式的电磁暂态仿真文件,并能够将选中网络导出生成psc格式文件和对局部网络在EMTDC中进行自动等值。最后,通过故障仿真对生成的EMTDC电磁暂态模型进行了验证,结果表明自动生成的系统拓扑结构、模型参数等与原系统模型一致。     

基于状态变量分析的有源配电网电磁暂态仿真自动建模方法

状态变量分析法是电力系统电磁暂态仿真中的一类重要方法,但复杂的建模过程限制了其在实际研究中的应用,对于配电网等大规模系统而言必须考虑易于程序实现的一般性建模方法。提出了一种面向有源配电系统电磁暂态仿真的状态空间自动建模方法,与传统方法相比充分考虑了当前配电网络的实际结构特点与元件特性,并通过选取适当的状态变量保证了模型规模较小、模型性质满足分析需要,同时特别易于算法的程序自动实现,为各种基于状态变量分析的电力系统电磁暂态仿真、分析、计算方法的研究奠定了基础。     

基于深度优先搜索算法的电力系统生成树的实现方法

电力系统仿真验证往往希望通过拓扑结构图直观地分析网络的潮流分布以及动态特性。然而电力系统机电暂态过程仿真软件如BPA、PSS/E和PSASP都不能自动地根据电力系统的电气联系合理地布置网络中的元件,而需要人为地调整各元件的位置来形成一个直观的电气接线图。这种人为手动调整,不仅给仿真增加了工作量,更有可能带来更多的人为误差。为此,文中提出了基于图论的深度优先搜索(depth first searching,DFS)算法,依据电力系统的电气拓扑结构形成电力系统生成树的实现方法。用文中方法生成的IEEE9节点算例系统的可视化界面验证了该算法的有效性和准确性。     

电力系统拓扑分析的LU矩阵分解算法

电力系统拓扑分析是电力系统仿真与状态估计的基础。传统的电力系统拓扑分析算法需要进行大量的图搜索与逻辑运算,计算效率较低,无法适应现代大规模复杂电力系统的拓扑分析需要。为实现大规模复杂电力系统的实时拓扑分析,基于电力系统网络支路—节点关联矩阵的LU分解,提出了一种新型拓扑分析算法。该算法不仅具有简化节点间邻接信息处理的性能优势,而且具有以算术运算取代逻辑运算、低运算量、适用于矩阵计算加速技术的效率优势。针对波兰3375-节点测试系统进行拓扑分析,该算法与几种传统算法相比耗时更少。算例分析结果验证了该算法的正确性与良好的实时性。     

基于CIM模型的电力系统全景视图生成研究

研究了基于IEC 61970公共信息模型(common information model,CIM)的全景视图、厂站接线图自动生成技术。基于动态图模映射自动关联、最小面积椭圆地理分区算法、厂站布局的释放-压缩算法,在南方电网调度控制中心实现了南方电网110 k V及以上电压等级电网模型的全景拼接基础上自动成图、厂站接线图自动布局成图、地理潮流图自动生成、模型图形的同步更新,并成功应用到EMS等系统,达到了电力系统全景画面集成,提高了电网运行维护效率,为调控中心提供了更为准确、可靠和丰富的电网图形和可视化支持。     

基于拓扑分层的配电网电气接线图自动生成算法

配电网电气接线图的自动生成是一个复杂的优化问题,其本质是在一个平面合理确定配电网拓扑中各设备间的相对坐标位置。文中提出一种基于拓扑分层的成图算法,该算法首先在原拓扑模型基础上构建3层不同程度简化的分层成图拓扑模型,在此基础上对应地将自动成图问题分解为初步布局、骨架布线和完整绘图这3个步骤求解。采用基于引力—斥力模型的布局算法完成初步布局,通过设备分类和比较电站出线的倾角大小实现电站成图,采用基于区分布线优先顺序的算法完成主干线的无重叠交叉布线,最终生成与原拓扑结构完全对应的配电网电气接线图。针对某市配电网的实例成图表明了所提算法的有效性。     

适应新型电力系统的高性能电磁暂态仿真技术及其应用

对于新型电力系统的有效全电磁暂态仿真而言,不仅要提升基础模型的精度和稳定性水平,更面临着万节点级大规模电网的仿真效率和不同时间尺度电力电子系统的计算精度两大挑战。结合所研发的高性能电磁暂态仿真平台,介绍了解决上述挑战的基本思路和实现效果。以同步发电机、传输线和电力电子器件为例,说明重点核心模型的技术突破。基于时域变换大步长电磁暂态算法和高效自动并行技术,实现宽时间尺度大电网高效全电磁仿真,达到数千节点级主网架的超实时仿真和数万节点级电网的高效仿真。利用多速率电磁暂态接口,实现交流大电网及不同时间尺度电力电子系统的空间多速率并行仿真。通过万节点级超大规模电网算例及实际省级和区域电网的故障录波对比,验证了所实现技术的高效率和准确性。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

大规模储能系统发展现状及示范应用

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段。介绍了储能技术的类别及其在电力系统中的作用,并阐述了其在电力系统中的应用研究现状和目前的主要示范应用实例,论述了储能技术未来发展趋势。     

锅炉停用保护剂对水汽氢电导率的影响研究

电站锅炉停用保护剂多采用十八胺和表面活性胺。对这2种停用保护剂进行了应用效果对比研究,即对湿冷机组、空冷机组采用十八胺或表面活性胺、有无凝结水精处理系统等6台机组停机和启动过程中给水、主蒸汽和凝结水的氢电导率变化情况进行分析。研究结果表明：在停机过程和启动过程,2种保护剂均会在水汽系统中发生部分分解,导致水汽系统的氢电导率显著升高;表面活性胺和十八胺比较,使用前者,机组启停机过程可保持凝结水精处理系统正常投运,因而可使水汽质量迅速达标,对机组安全运行有利,因此推荐采用表面活性胺作为锅炉停用保护剂。     

基于电流变化率的准恒频滞环电流控制方法

针对滞环电流控制存在的开关频率不固定,设计输出滤波器困难的缺点,通过对开关频率与滞环环宽关系的分析,提出了一种根据电流变化率调节环宽的准恒频滞环电流控制方法。控制方法根据电流变化率来实时调节滞环控制的环宽,实现开关频率的恒定;具有响应速度快和稳定性好的优点,同时克服了滞环电流控制开关频率不固定的缺点;较已有方法计算量小,不依赖于系统参数,容易实现,并通过理论推导和仿真证实了方法的可行性和正确性。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

What’s next for Cuba’s electricity sector?

Cuba’s electric sector is approaching an inflection point. Although the country has historically relied upon non-commercial barter agreements for imported oil to meet its electric demand, a combination of factors including reducing imports, increasing demand, and ambitious climate change goals suggest new pathways forward may be warranted. The way Cuba responds to near- and long-term challenges will help set the stage for its energy future. This article describes Cuba's electric sector and provides a set of key recommendations to consider going forward.     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

550 kV SF6 气体绝缘高海拔套管绝缘屏蔽结构

介绍了550 kV SF6气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）高海拔套管的绝缘屏蔽结构参数对电场分布的影响。针对套管单屏蔽结构方案,通过有限元法研究了接地屏蔽层翻边结构参数组合对套管内部最大电场强度的影响;研究了接地屏蔽层高度对GIS套管内外绝缘电场强度分布的影响。从而通过最优化接地屏蔽层高度和接地屏蔽层翻边结构参数组合,得到合理的套管内外电场分布,有效解决了高海拔型套管外绝缘修正后的内外电场分布均匀化问题,为550 kV SF6气体绝缘高海拔套管的绝缘结构设计提供了理论依据。     

1 000 kV皖南-浙北特高压线路工频参数测试干扰及结果分析

特高压线路工频参数测试干扰分析是选择适合工频参数测试方法及测试结果分析的重要基础。测试了1 000 kV皖南-浙北特高压线路正序和零序参数测试期间的干扰电压信号,分析了其频谱特征;在此基础上,通过与正序参数仿真计算值的对比分析了正序参数实际测试偏差。结果表明：皖南-浙北特高压同塔双回线路工频参数测试期间,干扰电压存在“三相不平衡性及时变性”的特点;工频法和异频法2种不同方法得到的线路参数测试结果存在一定差异;干扰电压“时变”时,线路工频参数测试宜采用异频法。