考虑风电有功主动控制的两阶段系统备用双层优化模型

首先探讨了风机降载运行模式具备的有功调节与备用能力,并引入风电降载比定量描述风电备用持有水平。其次,提出了一种考虑风电有功降载运行的两阶段系统备用计划双层优化模型。上层模型的目标为事前阶段的系统运行计划成本最小;下层目标为实时阶段的计划偏差最小,通过引入风电降载比耦合关联上下层模型。进一步,引入KKT条件将双层模型转化成单层模型以求取最优解。最后,采用改进的IEEE 6机30节点算例验证所提出模型的有效性,结果表明风电渗透率较高的系统中,风电场有功降载运行能够降低传统机组的备用容量压力,减少风电场功率输出波动,提高风电接入系统的整体经济性。     

光伏发电系统与可投切负荷协调控制策略

提出一种光伏与可投切负荷的协调控制策略,利用光伏出力的可快速调节特性以及可投切负荷容量较大的特点,通过求解混合整数优化问题,确定各台光伏的实时参考出力以及各台可投切负荷的工作状态,并使用基于二次插值算法的功率控制策略,使各台光伏的出力快速跟踪其参考值,从而实现协调控制系统净出力的灵活可调。所设计的协调控制系统具有与传统混合储能系统类似的外部特性(如大功率的快速充放电),可为高渗透率的新能源电网提供必要的支持(如一次调频等)。此外,它还具有容量易于扩充、造价低廉等传统储能系统不具备的优势。基于微电网的仿真结果验证了该控制策略的可行性。     

基于μ方法的电力系统非均匀时滞稳定域分析

用具有结构复值不确定性的反馈系统描述线性时不变非均匀时滞系统,用μ的D-scaled上界、线性分式变换和扫频法求解非均匀时滞系统在时滞空间中的稳定域,提出μ分析框架下判断单时滞系统稳定的充要条件和多时滞系统稳定的充分条件.该方法具有保守性小、计算简单的优点,单时滞、多时滞和含非均匀通信时滞的电力系统稳定器(PSS)系统算例验证了其有效性.     

一组估计自治系统稳定域严格子集的通用方法

从泰勒级数出发，利用李雅普诺夫函数和拉萨尔不变性原理，针对非线性自治系统，提出了一组构建稳定域一个闭合子集的通用解析方法，避免了计算不稳定平衡点这个传统能量函数法中存在的困难。该方法显著的特点是可适用于任何稳定的非线性自治系统。文中将此方法应用于电力系统故障后暂态稳定分析。以多机电力系统均匀阻尼模型为例，介绍了该闭合子集的解析表达式和有关计算步骤，并对2个算例进行了仿真。     

计及多模态分量的新能源电力系统节点频率分析方法

“双碳”背景下,大规模新能源接入电力系统,频率响应空间分布差异扩大,此时各节点频率响应中的非全局分量可能主导频率稳定问题,而对于此类问题的研究目前尚不充分。为此,基于频率响应模态分解思路,提出新能源电力系统节点频率响应量化分析方法。首先,用惯量-阻尼-调频系统统一结构近似各类型设备频率-有功传递函数。然后,基于二次特征值分析方法将各节点频率响应进行分解,获得共模频率与若干差模频率的表达式。进一步地,解析了各频率分量的最大偏移量、变化率等关键特征量,并类比总惯量与全局频率变化率间的对应关系,针对各节点各模态频率分量定义了节点模态惯量指标。所提频率分解方法与指标直观地展示了电力系统中各差模频率的节点分布差异。最后,仿真验证了所提频率分解方法和指标的有效性。     

考虑暂态稳定约束最优潮流的算例分析

提出了一种考虑暂态稳定约束最优潮流的改进方法。将差分化后暂态过程中有限维约束转化为暂态过程末端时刻的一维不等式约束，较好地改善了考虑暂态稳定约束后优化规模庞大、计算负担重的状况，提高了同时考虑多个预想事故情况下的计算效率。在此基础上，探讨了暂态稳定计算的替代判据及其鲁棒性。在10机39节点系统上的测试结果证实了所提出的方法的意义。     

适应于弱电网的永磁直驱风电机组虚拟惯量协调控制策略

大规模的风电机组并网使电力系统面临惯量减小与调频能力不足的问题,而风机的虚拟惯量控制是解决这一问题的重要手段。当前,永磁直驱风电机组的虚拟惯量控制主要通过将电网频率引入其功率控制或转矩控制中,来实现风机对电网的功率支撑,风电机组仍采用锁相环实现与电网的同步。但在弱电网下,锁相环的动态性能将恶化,甚至会导致风机的失稳。为此,提出一种适应于弱电网的永磁直驱风电机组虚拟惯量协调控制策略,该控制策略可利用直流电容动态实现直驱风电机组网侧逆变器的并网自同步,从而使直驱风电机组无需经过锁相环并网并且能适应于弱电网运行。此外,该控制策略可利用存储于风机的旋转动能为电网提供虚拟惯量。详细讨论了相应的并网自同步机理及惯量模拟机理,并基于MATLAB/Simulink仿真验证了该协调控制策略的有效性。     

考虑风电降载的电力系统鲁棒备用调度模型

风电主动控制可抑制风电出力的波动,有效缓解系统备用压力。文中提出了一种考虑风电降载的电力系统鲁棒备用调度模型,考虑风电场和负荷功率预测误差的不确定性,引入风电降载比定量描述风电备用持有水平,建立风电场备用、旋转备用等鲁棒约束条件,同时根据对偶原理将鲁棒优化模型转化为确定性的数学规划问题,利用线性松弛技术和空间分支定界法寻找模型的全局最优解。最后,采用改进的IEEE 39节点算例验证模型的有效性。     

考虑风电功率概率分布不确定性的含风电配电网无功规划方法

由于风电功率预测的局限性,难以准确而有效地刻画风电功率的概率分布函数,提出考虑风电功率概率分布不确定性的含风电配电网无功规划方法。该方法可有效应用于风电概率分布集合中的任意分布情况,在一定概率约束下保证配电网的安全运行要求,同时最小化配电网网损和无功设备投资成本之和。采用概率分布鲁棒机会约束模型描述含风电的配电网无功规划问题,根据潮流平衡等式分离节点电压和支路功率约束中的随机向量,根据条件风险价值(CVaR)的物理意义构建关于节点电压约束和支路功率约束的CVaR模型,利用对偶优化、Schur补和S-lemma的性质将该模型转化为确定性的双线性矩阵不等式(BMI)问题。采用基于BMI优化的免疫粒子群算法求解该问题。改进的IEEE 33节点配电系统仿真结果验证了所提无功规划方法的可行性和有效性。     

BPA与DIgSILENT动态模型的比较与数据转换

鉴于DIgSILENT中缺少大规模电力系统的暂态数据,难以进行暂态仿真分析,将BPA的暂态数据转换至DIgSILENT中是一种重要且有效的方法。详细比较了BPA和DIgSILENT两种商业软件中的机电暂态模型,实现发电机和负荷的模型匹配。利用Frame和Block的双层结构,在DIgSILENT中搭建了同步机控制系统框架和模型,实现同步机控制系统的模型匹配。利用DIgSILENT支持的Python语言编写暂态数据转换程序实现数据匹配。基于模型匹配和数据匹配实现大规模电力系统数据自动转换。IEEE 3机9节点系统和411机6 613节点华东电网系统的仿真计算结果验证了数据转换的准确性和实用性。