高比例风电接入下次同步振荡监测系统次同步相量监测装置多阶段优化配置方法

随着风电等新能源大规模接入,未来次同步振荡问题将更为突出,亟需建立新型次同步振荡监测系统。中国学者已针对次同步振荡监测装置——次同步相量监测装置(subsynchronous phasor measurement unit, SPMU)开展了相关研究。在此基础上,如何经济高效地制定SPMU配置方案成为了构建次同步振荡监测系统的首要问题。基于风电机组频率耦合阻抗模型提出计及评价指标之间重要程度差异、振荡工况发生概率的监测关键度评价体系;考虑到SPMU实际安装配置中常存在多阶段安装的情况,建立计及节点监测关键度的SPMU多阶段优化配置模型;最后利用整数线性规划求解多阶段优化配置方案。采用美国得克萨斯州ERCOT系统、改进的New England 39节点系统,验证了所提指标及算法的准确性和经济性。     

基于同步相量数据的次同步振荡参数辨识与实测验证

近年来,国内外风电系统频繁发生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)事故,严重影响电力系统安全稳定运行。为了给事故分析、抑制策略制定等提供可靠的数据支撑,亟需开展面向SSO的广域监测工作。为此,提出基于同步相量数据的SSO参数辨识方法。通过严密的数学推导,揭示SSO工况下同步相量数据主要由4种模态组成,从而可将SSO参数辨识问题转化为模态参数提取问题。进一步采用2种经典的模态参数提取算法：矩阵束算法(matrix pencil method, MPM)和特征值系统实现算法(eigenvalue system realization algorithm,ERA)实现了SSO频率与幅值的准确辨识,并利用截断奇异值分解和决定系数提高了辨识的可靠性。所提方法通过合成信号、电磁暂态仿真以及河北沽源实际振荡数据进行了验证,结果显示,即便在振荡初期幅值较小时,该文方法仍可有效辨识SSO参数,因此,理论成果有望在未来为SSO实时预警、全景展示提供技术支撑。     

风电并网系统次同步振荡监测装置优化配置方法

近年来,风电等可再生能源的大规模接入使得次同步振荡事故频发.鉴于现有监测系统难以满足对次同步振荡的监测需求,中国多地正积极开展新型振荡监测系统的构建工作.考虑到时间和成本的限制,明确系统关键监测节点、经济合理地选取配置数量是构建新型振荡监测系统的首要问题.从振荡监测和溯源两个角度定义各节点在振荡监测系统中的关键度,提出了一种考虑节点关键度的振荡监测装置最优配置方法.该方法通过综合节点可观性和阻尼影响程度建立节点关键度指标,并计及系统N-1故障概率和零注入节点构建最优配置模型,最后利用整数线性规划得到配置方案.通过对美国得克萨斯州ERCOT风电系统、改进的New England 39节点系统和中国河北沽源实际风电并网系统的不同配置方案进行分析对比,验证了文中算法的可行性和经济性.     

基于综合优化目标的低碳园区能源系统规划配置

低碳园区复合式能源系统合理的规划与配置对提升系统能效、降低成本、减少污染物排放等具有重要意义。首先,基于园区用能需求快速预测方法和能源系统动态仿真平台,提出了以综合评价指标为导向的低碳园区复合式能源系统优化规划配置方法,建立了虎克-捷夫算法和粒子群算法相融合的混合优化算法。然后,以典型低碳园区冷热电三联供耦合地源热泵、蓄能与燃气锅炉的多能系统为例,对比分析了不同优化算法的配置结果和优化速度,研究了综合优化目标最优、全生命周期成本、能耗最低等不同优化目标对容量优化配置结果和系统典型日运行情况的影响。结果表明,本文提出的优化配置方法和混合优化算法可以保证寻优能力、优化精确度,同时提高了优化计算性能。以综合评价目标最优的能源系统配置结果可以兼顾系统成本、经济运行、环境影响及低碳排放等多方因素,更有利于构建低碳园区最优能源形态。     

基于矢量拟合的主从控制微电网稳定性分析

目前对微电网稳定性分析的研究主要集中于采用下垂控制的微网,对主从控制的微电网尚缺乏深入的研究;此外,现广泛采用的基于状态空间模型和阻抗模型的分析方法需要获取每个分布式电源的详细参数,在实际工程应用中难以实施。为解决上述问题,提出了基于矢量拟合的主从控制微电网稳定性分析方法:将各分布式电源视为黑盒模型测量其频率响应;基于系统拓扑计算系统聚合阻抗;采用矢量拟合技术获取聚合阻抗传递函数进而分析系统稳定性。在MATLAB/Simulink平台建立了微电网仿真模型,通过在并网和孤岛模式下的仿真验证了所提方法的有效性,分析了线路阻抗、负荷等参数变化对微电网稳定性的影响。所提方法无需获取电源内部详细参数,具有较高的工程实用性。