柔性直流配电系统负荷波动对系统过电压及过电流影响研究

柔性直流配电系统因其诸多优势而成为未来智能电网的重要发展趋势,而系统故障中的过电压和过电流分析及其及防护方法研究是其关键技术之一。由于柔性直流配电系统所接入的负荷具有波动性和间歇性等特性,故针对±10 kV两端柔性直流配系统开展了负荷波动对系统过电压及过电流影响研究。分析了故障下电压和电流的产生机理、影响因素以及负荷波动对电压和电流影响情况,并提出了后续研究中负荷的等效建模方法。首先根据两端柔性直流配电系统拓扑结构,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序中建立其仿真模型。其次,根据系统接口设备拓扑结构,理论分析接口设备出口发生单极接地故障和双极短路故障下电压和电流的产生机理、影响因素以及负荷波动对电压和电流影响情况。最后,仿真验证接口设备出口发生单极接地故障和双极短路故障下负荷不同波动方式对电压和电流的影响,并提出负荷的等效建模方法。     

基于实时分类负荷模型的受端电网电压稳定问题研究

电压稳定问题已成为北京、上海和广州等受端大负荷中心系统共同的潜在威胁。为研究受端电网电压稳定问题,本文以广州电网为例,通过仿真分析,揭示受端电网两种不同程度暂态电压失稳模式,即系统暂态电压失稳和局部暂态电压失稳,其失稳特征与机理与负荷中的电动机特性密切相关。为提高负荷模型的可信度,本文提出一种实时分类负荷模型建模方法,并以广州电网实际发生的单相短路故障为算例进行了仿真验证。结果表明,该建模方法有效可行,建立的模型可信。     

感应电动机负荷对短路电流影响机理研究

通过理论推导,提出了感应电动机定子侧发生三相短路后反馈短路电流的解析表达式.通过分析,掌握了感应电动负荷反馈短路电流特性,指出电动机反馈短路电流衰减速度随容量增大而减慢;考虑磁路饱和特性导致反馈短路电流增大;并非所有电动机均反馈短路电流.通过电磁暂态仿真手段,详细分析了在不同负荷类型条件下,感应电动机负荷对输电网短路电流水平的影响.得出电力系统中,接入6/10 kV 电压等级的电动机对220 kV 以上输电网的短路电流水平影响较大,建议计算中考虑其影响.     

光伏逆变器对称短路电流特性及等效模型研究

随着光伏发电渗透率的提高,其短路电流特性已经无法忽视。详细阐述了单级式光伏逆变器的拓扑结构、数学模型及并网控制,提出了一种基于无功电流注入的低电压控制策略。在此基础上定性分析了光伏逆变器对称短路电流特性,通过电流环控制参数设计并忽略直流电压的动态过程将其简化为受控电流源。最后,基于DIgSILENT/PowerFactory建立了详细的单级式光伏发电系统电磁暂态及受控源等值模型。仿真结果表明:当并网点电压因对称三相短路故障而导致轻度跌落或重度跌落时,电压环的动态响应是可以忽略的;当发生较深跌落但尚未使逆变器过流时,逆变器输出电流的暂态特性主要受有功电流影响;控制策略切换前后逆变器输出电流相位将发生偏移。实例分析验证了简化模型的有效性,为深入研究逆变型接口电源的故障特性奠定了基础。     

计及不对称负荷的配电变压器短路电抗在线检测方法

短路电抗是配电变压器的一个重要参数,可以反映绕组健康状态,对配电变压器损耗监测和容量评估起到重要作用。为此,通过对单相变压器的分析并结合不同连接方式三相变压器的特点得到其短路电抗与高低压侧电压、电流的关系,进而提出了配电变压器短路电抗在线检测新方法。以实际因素为出发点,建立了在电压波动和谐波影响下的仿真模型,并基于实际负荷数据进行了短路电抗在线测量及绕组变形仿真实验,结果显示所提方法能够计算不对称负荷、电压波动及谐波影响下的绕组短路电抗值,且与设定值相比误差0.2%。表明所提方法不受上述实际因素的影响,能够精确有效检测绕组短路电抗值,为实际检测绕组短路电抗提供了一种方案。     

独立电力系统非线性负荷暂态特性仿真

针对独立电力系统(IPS)呈现出类型日益复杂、瞬态特性日益强烈的非线性负荷特性,建立了一套以暂态特性研究为目标的IPS仿真系统。基于实装实测电压、电流波形的瞬时功率分析,分别采用平均值法和滤波器法辨识模型关键参数,对某IPS运行全过程实测数据进行仿真和比较,并对冲击性负荷和脉冲性负荷做了重点分析。仿真结果表明,所建模型可以用于模拟实际IPS在各种非线性载荷下供电母线的用电特性,瞬时功率的两种计算方法适用于评估不同负荷特性下的暂态过程。该仿真模型及结果对于指导微网或独立电力系统的构建、设计与改造具有很高的实用价值。     

计及发电单元故障特性差异的光伏电站短路电流计算模型

光伏电站占比持续增加使电网故障特性发生根本性改变,电网保护整定计算中电源仍采用电压源串联电抗的传统短路计算模型已不再适用,如何建立可刻画实际光伏电站故障特征的短路计算模型具有重要意义。为此,通过揭示场站内光伏发电单元故障行为特性差异规律,探明了主导发电单元短路电流贡献迥异的主导因素,提出了基于暂态运行控制模式差异性的发电单元分群方法,进一步推导给出了适用于对称与不对称故障的光伏电站统一短路电流计算模型。最终,结合实际光伏电站运行数据,对比分析短路电流模型理论计算结果与详细电磁暂态仿真试验结果,验证了所推导模型的正确性。研究结果能为含光伏电站电网保护整定计算提供模型支撑。     

基于虚拟电阻补偿的柔性直流输电数模混合仿真系统的功率接口建模方法

该文提出基于虚拟电阻补偿的功率接口建模方法,以提高用于MMC-HVDC的数字物理混合仿真系统的稳定性。通过分析现有采用电压源型理想变压器法建立功率接口模型的混合仿真系统的稳定性条件,在数字仿真系统受控电流源的控制量中引入虚拟电阻电流补偿,分析含改进功率接口模型的仿真系统的稳定性。综合考虑稳定性和仿真精度,对虚拟电阻取值进行优化设计。搭建含所提改进功率接口的双端双极柔性直流输电系统的仿真模型,进行稳态及暂态运行条件下的仿真结果对比。所提方法可有效提高混合仿真系统的稳定性,同时具有仿真精度高、易于实现的特点。     

含逆变型分布式电源的配电网故障分析通用计算方法

该文针对逆变型分布式电源的短路电流特性及计算方法展开研究。首先通过逆变器实际的短路电流波形探讨了短路电流的特性,进而分析控制策略对短路电流的影响,将短路电流分为次暂态、暂态及稳态3个阶段,并对各阶段短路电流的特性进行了分析,建立了次暂态及稳态的短路等效模型。其次提出一种基于节点电压方程的相序混合通用计算方法,可适用于次暂态及稳态短路电流求解,通过算例测试验证了文中理论及算法的正确性。     

适用于暂态稳定分析的直驱永磁风机建模研究

研究适用于电力系统暂态稳定分析的直驱永磁同步风力发电机(wind turbine with direct-driven permanent magnet synchronous generator,PMSG)的建模方法,比较了PMSG的不同模型在暂态稳定分析中的应用效果,为PMSG合理的模型选择提供参考依据。首先分析了PMSG对网侧扰动的暂态响应特性。并以此为基础,介绍了PMSG的两种简化模型,分别是电压源型逆变器模型和受控电流源模型。然后基于新英格兰39节点系统进行暂态稳定时域仿真,详细对比了PMSG分别使用完整模型和简化模型时系统的仿真结果和仿真速度。研究表明:在暂态稳定分析中,PMSG应优先使用受控电流源模型。尤其在有多个风电场接入系统的情况下,PMSG使用受控电流源模型可以既能保证暂态稳定分析的准确性,又能有效提高分析的效率。     

计及负荷波动率和互补系数的负荷恢复

在电力系统恢复过程中,待恢复负荷的波动性对系统的稳定恢复有直接影响。为了抑制负荷波动带来的冲击,考虑选择波动特性相互补的负荷在同一阶段完成恢复。引入负荷波动率和负荷互补系数来指导制定更优的负荷恢复方案,由此提出考虑负荷波动性和互补性的动态负荷组合恢复方案制定方法。仿真算例表明,通过该方法能够制定出更有利于系统稳定恢复的负荷恢复方案,同时可以发现"强互补、弱波动"趋势下的负荷组合方案更有利于电力系统稳定地完成负荷恢复。     

一种基于负荷特性指标的负荷分类方法

随着经济发展方式的逐步转变和产业结构的升级,配电网中的负荷种类的多样性和复杂性逐渐增加,按原有的负荷分类方式得到的负荷特性往往不具有统一性,在不同负荷优化组合技术中难以根据原有分类依据进行分析.着重提出了基于特性指标法的负荷分类,并对每一类负荷的特性进行分析.分类结果表明,基于特性指标法的负荷分类,同一类型负荷特性的相似度高,各类负荷特性曲线更具有代表性,为电网规划后期的不同负荷优化组合技术应用打下基础,提高了优化模型的准确性.     

考虑负荷频率特性的可中断负荷切除策略研究

特高压直流规模激增使得大受端电网面临严重的频率问题。为了充分利用可中断负荷,减小低周减载首轮动作可能,降低触发严重事故等级的风险,文中提出了一种可中断负荷就地按频率切除策略及其定值选择方法。在考虑负荷频率特性的基础上,采用单机等值模型进行可中断负荷切除策略研究,选择合理的可中断负荷起切频率定值和切负荷量,方案制定完成后,通过全网模型进行校验。仿真结果表明,所提策略能够在系统发生易引发低周减载的大功率缺额时切除可中断负荷,减小低周减载首轮动作可能,提高电网的频率稳定性。     

负荷拟合误差的分析

对临汾市1999-2005年的负荷预测值与实际值进行对比分析．结合1999年-2005年的经济发展规律，分析产生负荷拟合误差的深层原因，寻找影响负荷预测精度的主要因素,提高负荷预测精度。     

泰州电网负荷特性分析及负荷预测

随着地区经济的发展,泰州市大型、特大型企业日渐增多,用电负荷、电网规模不断增长与扩大.文中在分析泰州地区负荷特性分析的基础上,对如何做好泰州电网负荷预测工作展开讨论,针对影响负荷预测准确性的主要影响因素进行了详细分析,并对如何进一步提高负荷预测的准确性提出了解决办法.     

计及价格型负荷响应不确定性的概率潮流计算

随着以风电为代表的间歇性电源的快速增长,未来电力系统将从"发电跟踪负荷"的单向调度模式发展到"源—网—荷"智能互动调度,同时电源侧和负荷侧均具有不确定性。针对上述问题,文中综合考虑风电出力波动、负荷随机变化以及价格型负荷参与电网互动的随机响应过程三方面的不确定因素。首先,描述了计及不确定性的价格型负荷响应概率表征形式,通过价格弹性系数,分析了价格型负荷响应的不确定性及响应范围,以反映出响应行为的随机性和主观性。其次,在传统概率潮流计算的数学模型基础上,将价格型负荷不确定响应量视做新的随机注入变量,引入源荷随机互动概率潮流模型中,并应用点估计法求解得到网络潮流的统计特征值,使得价格型负荷参与电网互动机理研究更具全面性和准确性。最后,通过IEEE 73节点系统的算例分析表明,该模型通过价格型负荷响应能够填补风电出力波动引起的系统功率缺额,降低对支路潮流造成的不利影响。另外,点估计法能同时处理离散型和连续型不确定因素,精度高,计算量小,具有实用价值。     

负荷求导法在超短期负荷预测中的应用

负荷求导法是超短期电力负荷预测的一种新方法。以负荷求导法为基础,对其中的不足进行了改进,并根据分形理论和相似日理论提出了一种历史数据处理的新方法:对历史负荷分类取样同时进行伪数据辨识处理,以提高预测精度。算法具有实现简单、运算迅速、精度高等特点。仿真表明了改进模型的有效性和算法的可行性,对于超短期负荷预测这类需要反应迅速的问题,采用本文提供的方法进行预测是可靠且非常有效的。     

基于负荷细分的差异化用户基线负荷预测

电力用户基线负荷(CBL)预测精度会极大影响需求响应效果的评估。本文基于负荷细分,考虑多维用电行为及其影响因素,通过精细化用户用电行为特征,提出一种考虑用户用电模式差异化的基线负荷预测方法。首先采用Ward-模糊C均值(FCM)聚类法,并结合负荷特性指标,改善用户负荷曲线聚类分析的效果;然后,分析气象、时间等多维影响因素,建立考虑温湿度和气温累积效应等城市微气象因素及节假日社会行为因素的差异化用电行为分析模型,提出温度敏感型、节假日敏感型以及两者均不敏感的精细化用电模式;最后,提出不同用电模式的CBL预测方法,建立综合评估方法分析其预测准确度。算例结果表明,所提算法能进一步提高CBL预测精度。     

电气设计中预测负荷和计算负荷

在具体工程设计中,不确定因素较多,有时难以确定合适的计算方法与参数。显然,客观目标的多变性,使预测负荷或计算负荷的正确性取决于:①电气方案设计与初步设计是否合理。②“预测负荷”或“计算负荷”选择的方法与特征参数是否恰当。③供配电系统实际运行管理水平的高低。④建筑物发展水平是否与能源需求相适应。     

中期电力负荷预测及负荷模型的研究

对电力系统中期负荷预测提出了按照时间段预测趋势修正的新方法 ,同时提出了多阶梯中期负荷模型。