复杂波动时间序列的多尺度分解算法及其在可再生能源发电建模应用中的性能评估

新能源发电曲线的准确预报对电网运行至关重要。针对这类随机波动型时间序列的建模分析,本文研究了3种具有代表性的多尺度分解算法:小波变换、经验模态分解和数学形态学分解。以波动规律复杂的风电时间序列为例,对比了3种分解算法的效果。基于信息熵理论和希尔伯特变换技术,从信息复杂性、幅值特性和频率特性3个方面,建立了一套评价分解算法应用性能的指标体系,并采用分解算法和神经网络的组合预测模型进行验证。结果表明,本文所提评价体系有效,为新能源建模中分解算法的选择和应用提供参考。     

大容量直流输电系统的受端接入模式比较

首先分析了大容量直流输电(large-capacity high voltage direct current,large-capacity HVDC)系统常规接入模式(general connection mode,GCM)、分极接入模式(separate poles mode,SPM)和分层接入模式(hierarchical connection mode,HCM)的结构特点,对比了3种接入模式对系统中其他直流系统多馈入短路比(multi-feed short-circuit ratio,M ISCR)的影响,并得到落点选择的约束条件,使受端交流系统对直流系统的电压支撑能力整体提升,较好地平衡了限制短路电流与增加多馈入短路比间的矛盾。之后,提出了基于最大功率曲线法的静态稳定接纳系数指标用于判断受端电网接纳直流功率的能力。最后,结合南方电网2020年的规划数据,从多个方面对比分析了3种接入模式的优缺点,为直流系统接入模式的规划提供决策参考和技术支撑。     

基于直流系统故障响应特征的机电暂态建模方法

针对机电暂态下直流及其控制系统模型不能反映实际系统动态特性的问题,提出了一种基于直流电压故障响应特征的直流系统建模新方法。分析了直流系统机电暂态模型与电磁暂态模型的差异,确定了影响直流系统动态特性的关键性因素。进而提出利用直流系统电磁暂态模型在故障期间的特征,来改善机电暂态模型的关键思路。最后,借助PSCAD/EMTDC下的详细仿真,提炼了直流电压故障响应特征,并以交流系统故障类型和换流母线电压跌落情况为条件,将该响应特征引入机电暂态直流换流器模型中。利用所提方法在PSS/E环境下搭建了直流系统的自定义模型,相关仿真结果验证了建模方法的实用性。     

基于轨迹灵敏度分析的电力系统稳定器参数优化设计

提出了一种基于时域仿真的电力系统稳定器(PSS)参数优化方法.该方法将PSS的参数设置归结为优化问题,首先通过轨迹灵敏度仿真得到目标函数的梯度信息,再应用共轭梯度技术优化多个PSS参数.由于在目标函数中考虑了电力系统大扰动中的非线性特征,该方法可以抑制小扰动引起的自发性振荡及有效阻尼大扰动引起的系统振荡.在两个IEEE典型系统上进行的特征值分析及时域仿真结果验证了该方法的实用性和有效性.     

多馈入直流交互影响强度的评估指标

多直流馈入电网已经提出了几种改进的短路比指标,但对其有效性一直缺少全面和定量的评估。文中以含有5回直流的南方交直流并联电网为蓝本构造了多组仿真测试模型,对评估多馈入直流受端电网强度的2种多馈入短路比指标和多馈入影响因子指标的性能进行了系统、全面的定量评估,指出了指标存在的不足和适用范围。提出了一个评估多直流间交互影响强度的新结构性指标———暂态电压支撑强度指标。通过新指标与CIGRE推荐指标的对比以及指标与受端电网暂态电压跌落和直流换相失败持续时间等特征量之间的定量关系分析,验证了新指标的适用性。     

多主体梯级水电参与日前市场的联盟竞价策略与收益分配

中国河流流域梯级水电众多,且存在同一流域上下游电站所属发电集团不同的情况。由于梯级上下游电站间的耦合关系复杂,当多主体梯级水电分别参与日前市场竞价时,可能会使上下游出清结果不匹配,导致水电收益降低、弃水增加。通过联盟竞价,联盟体充分考虑上下游电站的水力耦合关系,提交相匹配的投标决策,能够提高梯级水电参与日前市场的收益,减少弃水流量。为此,文中提出了梯级联盟投标策略优化模型,将梯级联盟最优投标和日前市场优化出清分别作为模型的上、下层,再利用KKT（karush-kuhn-tucker）条件和对偶理论将双层模型化为单层混合整数线性规划模型;采用沙普利值（shapley value）方法对多主体梯级水电的联盟竞价收益进行分配;通过算例仿真验证了该模型的有效性和合理性。     

MMC换流阀最优三次谐波注入方法研究

损耗是衡量柔性直流输电系统性能的关键指标之一。对调制波叠加三次谐波可以提高换流阀直流电压利用率,还可以增大换流阀的冗余度,提高可靠性。推导了叠加三次谐波后换流阀的损耗计算公式,详细分析了三次谐波叠加率对换流阀损耗的影响。计算结果表明,随着三次谐波叠加率的增大,换流阀损耗逐渐降低,但是此时的冗余度与损耗并不是最优值,因此通过遗传算法对损耗与冗余度进行了优化配置以兼顾损耗与冗余度。结果表明:当三次谐波叠加量达到24.3%时的时候损耗与冗余度取得性能平衡,此时总损耗为1.485%,冗余度为12.7%。     

基于全桥MMC柔直换流阀损耗分析方法

基于全桥MMC的柔性直流输电系统,能迅速隔离直流线路故障,得到了广泛的应用。损耗是衡量换流阀的重要指标,文中对基于全桥MMC换流阀的损耗进行分析,运用分段解析计算的方法给出具体的计算表达式。首先,将MMC换流阀的总损耗分为通态损耗和开关损耗两部分。然后,根据桥臂电流的方向,桥臂电压与投入子模块个数之间的关系,运用分段解析方法得到MMC换流阀的通态损耗;之后,根据每个子模块投切状态变化对应的能量损耗进行分段解析计算,求得MMC换流阀的开关损耗;将这两部分损耗进行综合,从而得出基于全桥MMC换流阀的总损耗。仿真结果验证了文中所提出的损耗分析方法的准确性。     

基于单纯形-模拟退火算法的多阻尼控制器协调设计

提出一种基于单纯形-模拟退火算法的电力系统稳定器(PSS)参数优化方法。该方法以弱阻尼振荡模式构建目标函数,将单纯形法搜寻机理嵌入到模拟退火算法的基本步骤中,综合了模拟退火算法全局搜索能力强及单纯形算法局部收敛速度快的优点。四机典型系统上的特征根分析表明,该方法是一种有效的阻尼控制器优化方法,所得的参数对系统运行方式的变化具有良好的鲁棒性。