基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法

电力系统动态等值模型必然存在一定误差,边界联络线功率对等值模型参数的轨迹灵敏度揭示了等值模型误差与模型参数之间的量化联系,可据此优化等值模型参数。为此,提出了基于轨迹灵敏度的动态等值模型参数分类优化方法。首先,介绍了轨迹灵敏度及其计算方法;然后,讨论了考虑综合负荷的电力系统动态等值模型的一般结构,根据不同参数轨迹灵敏度的特点,将模型主导参数划分为静态、动态主导参数进行分类优化;最后,将算法应用于IEEE10机39母线算例系统,对等值模型中的虚拟阻抗、惯性时间常数、定子电抗及转子电阻等参数进行了优化。仿真结果表明,该方法能有效提高等值模型精度,且所需计算量小,优化速度快,具有良好的应用前景。     

基于纵向阻抗的双端量故障测距新算法

针对高压输电线路解耦后的Π型等值电路,以纵向阻抗为基础,提出了一种利用双端量进行故障测距的新算法。该算法能够在线计算出系统阻抗和线路参数,并根据在忽略线路分布电容影响的集中参数线路模型中故障距离的计算值对计算后的线路参数进行修正,克服了传统故障测距算法线路参数和系统阻抗在运行过程中的不确定性问题,也提高了测距精度。该算法原理简单,适用于长线路,也不受故障类型、故障电阻和故障距离的影响。仿真验证结果表明,该算法的平均测距误差小于0.3%,能够满足工程上的要求。     

基于分层估计的戴维南等值阻抗在线计算方法

戴维南等值阻抗在线计算可以应用于系统稳定性分析和继电保护在线整定等场景。在分析已有的两类戴维南等值阻抗在线计算方法原理、误差原因的基础上,提出了基于分层估计的戴维南等值阻抗计算方法。详细给出了该方法提出的依据和过程,并通过误差分析说明了该方法利用分层抽样的思想,根据负荷侧参数对样本进行分层,分别构建计算式,提高了计算精度,并有效克服系统戴维南等值阻抗的波动影响。算例分析表明,在等值电势各种幅度波动下,所提方法与已有的两类方法相比,能够在更少采样数量下识别出戴维南等值参数,并显著减小误差。在加入戴维南等值阻抗波动时,所提方法依然能估算出戴维南等值阻抗。     

输电线路故障定位距离修正的等效折算法

针对线路分布电容影响集中参数模型定位精度的问题,提出了一种能有效减小分布电容影响、提高集中参数模型定位精度的修正算法。以集中参数阻抗等效一定长度的线路分布电容,然后依据集中参数线路模型,利用对称双端口网络传输方程进行折算处理,将等效阻抗折算成线路阻抗,得到了分布电容处理的修正计算公式。基于修正计算公式结合集中参数线路模型,形成的修正定位算法,在一定程度上消除线路分布电容带来的定位误差。按此修正算法进行的EMTP仿真分析验证了该算法在改善线路故障定位精度上的有效性。     

计及发电机无功越限的广域戴维南等值参数在线计算方法

为适应可再生能源大规模接入带来的随机性和波动性,在广域量测条件下,提出基于单一运行状态断面数据的戴维南等值参数在线跟踪计算方法。首先,对负荷节点的负荷进行等效阻抗处理;其次,通过修正原系统节点导纳矩阵得到等效阻抗处理后的系统导纳矩阵;最后,根据修正后导纳阵和节点电压方程,按戴维南等值的定义,计算负荷节点的开路电压作为戴维南等值电势,进而获得负荷节点的戴维南等值全部参数。在该方法基础上,还可以较为准确地计算发电机无功越限即PV转PQ节点情况下的戴维南等值参数。通过仿真算例分析验证了该方法的正确性和有效性,在PV转PQ节点情况下也具有较好的计算精度。     

自适应电流速断保护中实时计算系统参数算法研究

研究了自适应电流速断保护中实时计算系统等值参数的一种傅氏算法。首先,分析了一般全周傅氏算法在计算系统等值内阻抗时的实现方法．计算示例显示该方法由于受短路电流非周期分量的影响,会产生很大的误差。然后,研究了带补偿的傅氏算法计算系统等值内阻抗的实现方法,应用相同的计算示例对各种不同相电势初相角下的系统等值内阻抗进行了计算。结果表明带补偿的傅氏算法具有很高的精度。最后,提出了利用记忆在计算机存储器内的故障前测量电压、电流采样值计算系统等值相电势的方法,并用计算示例证实了算法具有很高的精度。     

一种考虑对各种误差综合修正的线路双端测距算法

在输电线路故障测距的研究中,由于线路参数可能变化或提供的参数不准确,以及其他不利因素的存在,对故障测距的精度会产生很大的影响。该文提出了一种基于分布参数模型和等效参数估计的双端测距算法,该算法只利用故障前的电压电流,在线估计出线路等效参数,对各种误差能够起到综合补偿的效果,从而提高了测距精度。EMTP仿真结果表明,该算法较之不带参数修正的算法测距精度有明显提高,具有很强的参数自适应能力和收敛能力。     

基于FFRLS和ASR-UKF滤波算法的锂电池SOC估计

锂电池在工作过程中,其内部参数易受多种因素影响,为提高锂电池在复杂环境下荷电状态(SOC)估计精度,以二阶戴维宁(Thevenin)等效模型为基础,结合遗忘因子递推最小二乘法(FFRLS)对模型参数进行在线辨识。针对传统卡尔曼滤波算法高度非线性及系统噪声不确定性等缺点,提出了一种自适应平方根无迹卡尔曼滤波(ASR-UKF)算法,该算法利用平方根算法处理均值和协方差,确保了状态协方差的半正定性和稳定性,并引入自适应滤波算法对噪声进行实时修正,消除了系统时变噪声影响。结果表明,FFRLS能有效解决数据饱和及算法矩阵计算量大的问题,等效模型精度高达98%。在混合动力脉冲特性(HPPC)测试和北京公交动态测试工况(BBDST)下,ASR-UKF算法SOC估计最大误差分别为3.264%和0.572%,具备更好的跟踪效果,验证了改进算法良好的收敛性与自适应性。     

一种考虑对各种误差综合修正的线路双端测距算法

在输电线路故障测距的研究中,由于线路参数可能变化或提供的参数不准确,以及其他不利因素的存在,对故障测距的精度会产生很大的影响.该文提出了一种基于分布参数模型和等效参数估计的双端测距算法,该算法只利用故障前的电压电流,在线估计出线路等效参数,对各种误差能够起到综合补偿的效果,从而提高了测距精度.EMTP仿真结果表明,该算法较之不带参数修正的算法测距精度有明显提高,具有很强的参数自适应能力和收敛能力.     

基于无功功率注入的MMC-HVDC交流电网等值阻抗识别方法

交流电网等值阻抗反映了交流系统的强度，系统强度降低会给模块化多电平换流器型高压直流(MMC-HVDC)输电系统的稳定运行带来不利影响。为规避高阻抗/低强度给交直流系统带来的安全运行风险，实现复杂多变电网等值阻抗的迅速准确检测，文中以包含双端模块化多电平换流器的交直流系统为研究对象，提出了一种基于无功功率扰动注入的交流电网等值阻抗在线识别方法。首先，从理论角度介绍了无功扰动注入的阻抗识别原理，分析了交流电网电阻大小以及测量表计误差对阻抗识别精度的影响，构建了基于交流母线电压信息的阻抗识别精度评价指标。然后，基于此指标提出了无功功率扰动注入量的设计原则以及基于识别精度约束的交流电网等值阻抗在线识别方法。最后，通过仿真进行验证，证明了所提方法的可行性以及阻抗识别精度的可控性。     

考虑广域测量时滞的广义预测电网阻尼控制

针对大型电力系统模型的复杂性和时变性使得离线计算结果可靠度不高的问题,利用广域测量条件下数据实时同步高速采集的优点,将广义预测控制理论应用于电网阻尼控制系统,提出一种适用于广域测量条件的电力系统阻尼控制器设计方案,以实现系统的实时监测、滚动优化和反馈控制。该方案引入预估补偿器以克服远方反馈信号的时滞对控制性能的影响;通过在线辨识参数不断修正广义预测控制器模型和预估器参数进行优化控制,达到改善互联电网阻尼、抑制低频振荡的目的。基于EPRI 36节点系统和国内某实际电网的仿真试验结果证实了控制方法的有效性。     

地区电网外网等值自动生成系统的开发与应用

外网等值模型必须跟踪外网运行方式的变化以确保地调EMS应用软件的计算精度.为提高地区电网EMS应用软件的实用性,作者开发了自适应的外网等值自动生成系统.该系统利用IEC61970 CIM(Common Information Model)标准从省调EMS系统读取电网模型和实时数据,然后自动为地区电网生成外网等值模型,并按IEC61970 CIS/CORBA(Component Interface Specification/Common Object Request Broker Architecture)规范通过广域网将外网等值模型发送至各地区电网,供地区电网EMS/DTS应用软件使用.该系统的外网模型可灵活定制,可在外网中自动生成或人工指定缓冲网,以满足等值精度和计算速度的要求.该系统实时自动运行,可随时为地区电网提供外网等值模型和相应的实时数据,大大提高了地区电网EMS/DTS应用软件计算结果的正确性.     

基于Gassing模型的锂电池SOC估计与参数辨识

具有非线性、时变性的Gassing锂电池模型具有以下两大特点[1]:模型考虑了析气现象,使其适用范围拓广到SOC＞85％的临界情况;模型考虑了温度的动态变化对系统状态变量的影响.针对该模型,基于相关的试验数据,采用双Kalman滤波算法(DKF),同时实现了对模型参数的辨识和对SOC的在线估计.台架试验和实车验证表明,...     

采用自适应在线模型辨识的微电网二次调频策略

各种模型未知的商业变流器的接入、供电及负荷设备的频繁投切以及网络结构的变化导致微电网系统模型具有不确定性和时变性的特点.针对基于传统比例-积分控制和采用参数化预测模型的模型预测控制等微电网二次调频策略存在的系统机理建模复杂、在线更新困难、定阶非机理建模难以适应全工况建模需求以及参数化预测模型求解复杂等问题,提出了基于自适应在线模型辨识的动态矩阵控制(DMC)二次调频策略.该策略由两部分构成:第1部分为自适应模型辨识,该部分将赤池信息准则模型阶次寻优方法和遗忘因子递推最小二乘法结合起来,实现对微电网等值最优模型的辨识;在第2部分DMC二次频率调节策略中,利用已获取的微电网等值最优模型来实时更新DMC二次调频算法的预测模型,通过滚动优化控制快速恢复系统频率.最后,在MATLAB/Simulink仿真平台搭建微电网仿真算例,验证了所提辨识方法和频率控制策略的正确性和有效性.     

三电平海上风电柔性直流输电变流器的PID神经网络滑模控制

针对传统滑模变结构控制在参数摄动时会产生颤振的不足,融合比例–积分–微分神经网络(proportional-integral-derivative neural-network,PIDNN)和滑模变结构控制的优点提出一种新的在线解决方法。建立三电平电压型柔性直流输电变流器数学模型,构造以瞬时有功、无功功率误差为滑模面的滑模变结构控制器,并用PIDNN对选定的价值函数在线训练以取得全局最优解,实时对滑模趋近律参数优化选取,结合李亚普诺夫函数对控制系统的全局稳定性进行分析。对所提控制方案采用Matlab仿真验证,结果表明该方案可使控制系统全局稳定,对参数摄动有很强的鲁棒性,最大限度地减小颤振,易于数字实现。     

基于蚁群粒子群优化的卡尔曼滤波算法模型参数辨识

针对复杂的低压配电网通信环境,提出一种基于蚁群粒子群融合的无先导卡尔曼滤波(UKF)算法的模型参数辨识方法。对于电力线多径信道传输模型,采用具有最小均方误差估计效果的UKF辨识算法。针对UKF算法通过试验调节难以取得最佳滤波效果的问题,提出基于蚁群粒子群算法优化UKF噪声矩阵的方法,同时引入蚁群算法将惯性权重离散化以提高粒子群算法的搜索效率,克服其容易发生早熟收敛的缺点。试验和仿真结果表明,采用该优化算法辨识电力线信道模型可克服参数的分散性,提高拟合精度并缩短辨识时间。     

灰色误差校正多变量动态矩阵控制

针对多变量系统耦合严重和特性时变的特点,提出了一种灰色误差校正多变量动态矩阵控制方法。该方法将原系统分解为多个多输入单输出子系统,根据动态矩阵控制设计了多个子系统的控制器,对多个控制器方程联立求解得到预测控制增量序列。以灰色多步误差预测校正替代原有算法的当前一步误差校正,用来克服对象时变所造成的模型失配的影响,并给出了灰色多步误差预测方法的稳定性分析。对300MW机组负荷系统的仿真表明,该方法减小了负荷和主汽压间的耦合;当对象特性变化时,能够实现超前调节,缩短调节时间。     

基于Lyapunov稳定性理论的电励磁直线同步电机自适应控制

为了提高直线伺服系统的动态性能,克服电励磁直线同步电机存在的参数时变性,设计模型参考自适应速度控制器。系统内环是基于参考模型的速度跟踪控制器,外环自适应机构在线调整速度跟踪控制器的可调参数并使参考模型输出速度与控制对象输出速度之间的广义速度误差趋近于零。采用基于Lyapunov稳定性理论的模型参考自适应速度控制器设计方法,在保证广义速度跟踪误差收敛至零的同时,还保证了模型参考自适应速度控制系统具有稳定性和收敛性。采用欧拉数值积分方法,经过计算机数值仿真计算得到参考模型与控制对象的速度输出和初级交轴电流状态变量的时域响应曲线,验证了该自适应速度控制系统具有全局收敛性。     

永磁同步电动机的转速跟踪控制

针对永磁同步电动机(PMSM)研究了其建模与转速控制问题。建立PMSM的机理模型,引入线性变换将所得时变模型转换为线性定常模型。为实现无静差跟踪控制,在闭环系统的内部重现一个扰动信号的不稳定模型,并将输出跟踪误差作为其输入与被控对象串联,从而使跟踪误差非零时,控制器总会输出一个信号作用于被控系统,如此实现无静差跟踪。给出了被控系统实现无静差地跟踪给定参考的充分必要条件,实验结果证明了所提方法的有效性。     

考虑异方差效应的风电不确定性建模及其在调度中的应用

随着风电在电力系统中渗透率的不断提升,其不确定性为电网的安全经济运行带来了重大挑战。为获得精准的风电不确定性模型,帮助运行人员实现系统的安全经济运行,文中提出了考虑异方差效应的风电预测误差条件概率分布建模方法。首先,分析了风电预测误差与各类因素的相依性水平,并基于分析结果与动态Copula理论,建立了风电波动性与风电预测误差的动态相依性模型;之后,针对边缘分布所显示出的时域特征,结合差分整合移动平均自回归(ARIMA)模型与广义自回归条件异方差(GARCH)模型,考虑异方差效应,建立了时变边缘分布模型;最后,将两模型相结合,给出了不同波动水平下的风电条件预测误差分布情况,并在不确定性机组组合模型中进行验证,证明了模型的有效性。