ODS技术在电网投资效益评价支持系统中的应用

为满足电网投资效益评价支持系统的中短期决策分析应用的需要,通过对系统数据集成特点的分析与研究,采用操作型数据存储（ODS）技术提供面向主题的、集成的、可变的、实时的、细粒度的数据。针对电网企业数据中心ODS层的现状,提出一种数据中心深入应用的系统体系结构,结合IEC 61970/61968标准规范建立ODS数据模型,并且给出了数据存储及更新策略,数据质量控制等关键问题解决方案。目前系统已在实际应用中取得了良好的效果,证明了该方法的实用价值。     

高频保护实验的设计开发

通过对CSL-161B型数字式线路保护装置闭锁式高频保护动作逻辑的分析,结合实验室现有设备的实际情况,设计、制作了模拟收发讯机。模拟收发讯机与实际的收发讯机相比,具有结构简单,成本低廉等优点,非常适于在实验室内使用。在设计、制作了模拟收发讯机基础上,开设了高频保护实验。高频保护实验系统包括数字式线路保护装置、继电保护测试仪及模拟收发讯机,该系统可以模拟区内、区外故障,故障类型包括相间短路和接地。该实验的开设,对于学生进一步掌握高频保护的工作原理及相关设备的调试,提供了必要条件,进一步充实了相关课程的实验教学内容,教学效果良好。     

考虑变流器限流与GSC电流的双馈风力发电机暂态全电流计算与分析

目前在双馈风力发电机(DFIG)短路暂态特性研究中,未充分考虑变流器限流与网侧变流器(GSC)电流的影响,综合考虑以上两种因素,推导了包含定子电流与GSC电流的DFIG暂态全电流精细化解析表达式。在此基础上,通过分析转子电流矢量变化轨迹,给出了转子电流峰值估算公式,量化了变流器励磁状态与撬棒保护投入状态的边界条件;考虑限流环节推导了DFIG最大稳态短路电流的具有普适性的估算公式。结合仿真试验与现场实测数据验证了理论分析与数学模型的精确性。所得结论可为优化低电压穿越控制策略及发电机参数提供理论参考,为与风电场相关联的开关及断路器的容量校核提供依据。     

基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案

风电的T型接入改变了系统拓扑和故障特性,导致继电保护整定与配合困难,传统距离保护应用于风电T接线路时存在适应问题。基于风电T接线路拓扑,分析了双保护方向对保护范围的影响,推导了测量阻抗表达式并提取了主要影响参数,指出风电的T型接入影响距离保护的动作性能;鉴于此,提出了基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案。该方案实现了保护方向的唯一化,且保护动作区域能够根据过渡电阻、三端电源电势幅值比、相位差和风电电源等效序阻抗的变化进行自适应调整,提高了保护的可靠性和灵敏性。同时给出了自适应整定阻抗的具体计算方法,一定程度上降低了保护对通信系统的要求。仿真结果验证了所提保护方案的正确性和有效性。     

继电保护相关的国内外分布式电源并网标准

近年来,随着分布式电源的快速发展,分布式电源并网标准的研究和制定愈加得到重视,其中,继电保护是这类标准中的重要组成部分。在全面梳理国内外分布式电源并网继电保护相关标准的基础上,重点对标准中的重要规定及更新情况进行了详细分析。针对北美、欧洲、澳大利亚和中国等具有代表性的国家,从电压偏差、频率偏差、孤岛保护和低电压穿越等方面对相关领域标准进行了详细分析,并给出了制修定建议,相关结论可为中国分布式电源并网继电保护相关规定和标准的进一步完善提供参考。     

基于小波能量熵的超高压交流线路暂态保护研究

基于故障暂态量分布特征的线路保护不受系统运行方式、工频振荡等影响,对故障的判别更加快速、准确。线路发生区外故障时,高频成分在经过线路边界时发生明显的透反射效应,造成能量上的损耗,故障电流中高频含量低;而区内故障则不存在这个现象,故障电流中高频含量高。基于线路故障时产生的宽带高频暂态电流分量,利用D2小波能量谱实现故障的快速检测,并构造了小波能量熵量化描述高频暂态电流成分的能量分布,实现区内、外故障的判别。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,结果表明:该算法能很好地进行线路故障的快速检测及区内、外故障的判别,受故障类型、故障位置等因素的影响小。     

基于暂态量的继电保护研究

电力电子化设备的广泛应用导致电力系统故障暂态过程更加复杂、快速,对继电保护的“四性”提出了更高要求,基于暂态量的继电保护优势更加凸显。首先介绍了电力电子化电力系统的故障特性,详细分析了电力电子器件的快速调节特性与脆弱性以及对电力系统故障特性的影响。其次全面梳理了暂态量在线路保护中的应用,包括行波波头保护、单端暂态量保护等,并进一步分析了基于双端(多端)暂态量的保护新原理和新方法。最后给出了对暂态量保护研究的建议,通过合理利用故障全过程中丰富的暂态信息,实现与故障信息自适应匹配的高速暂态量保护,全面筑牢电网安全的“第一道防线”。     

双馈风电机组虚拟惯量控制对系统小干扰稳定性的影响

含虚拟惯量控制的双馈风电机组与电力系统的动力学特性存在耦合关系,而锁相环的跟踪能力将直接影响虚拟惯量的控制输入量,因此,考虑虚拟惯量控制的双馈风电机组在锁相环作用下,对系统小干扰稳定性的影响成为亟需解决的问题。首先,计及双馈风电机组的转子电压、锁相环、虚拟惯量控制、转子侧变频器、风电机组机械部分等暂态特性,建立了考虑锁相环与虚拟惯量控制的双馈风电机组并网的互联系统小干扰模型。在此基础上,考虑到锁相环与虚拟惯量控制均会影响同步发电机振荡模态,采用解析的方法从机理上揭示了二者共同作用下系统的小干扰稳定性,即对于含虚拟惯量控制的双馈风电机组,锁相环主要通过影响虚拟惯量对系统的参与程度进而影响系统阻尼:锁相环比例—积分(PI)参数越小,虚拟惯量控制状态变量对区间振荡模态的参与因子越小,机电振荡模态阻尼比越大,这与不含虚拟惯量控制的双馈风电机组中锁相环对系统阻尼特性的影响相反。仿真结果验证了所建模型的合理性与分析结果的正确性。     

一种新型电网拓扑错误辨识方法

提出一种基于道路-回路方程的拓扑错误辨识方法。利用网络拓扑约束与基尔霍夫定律,并借助相量测量单元(PMU)提供的同步电气量信息,建立道路-回路方程,计算支路电流。在此基础上,考虑各种拓扑错误及不良数据并存的情况,根据计算值与量测值间的差值,对拓扑信息及支路电流量测值进行校验。IEEE 9与IEEE 39节点系统仿真结果表明所提方法具有较好的适应性、可靠性及容错能力。     

考虑风速随机特征的多工况电力系统稳定性分析

提出一种考虑风速随机特征的多工况电力系统稳定性分析方法。利用参数Weibull模型对短时间内条件风速趋势进行拟合预测,并将风速区间化,计算各区间的条件特征风速概率密度矩阵,再根据条件特征风速确定系统的运行工况。在此基础上,建立考虑风速随机特征的连续Markov多工况电力系统模型及其Lyapunov泛函,并在该泛函的弱无穷小算子中运用Dynkin引理,推导满足干扰衰减度γ的鲁棒随机稳定性的线性矩阵不等式(LMI),并将其转化为可行性问题,以判断系统是否稳定。IEEE 4机11节点系统和16机68节点系统时域仿真结果表明,所提方法无需获取系统运行轨迹即可对多工况电力系统进行稳定性判别,与传统时域仿真法相比,降低了计算量,提高了判别效率。