适用于机电波传播的电网框架结构模型

传统机电波理论将实际电网建模为整个二维空间的连续体模型,将机电波处理为二维平面波。这与实际电力系统情况不完全相符,因此不能真实反映实际电网中机电波传播的特性及现象。为此提出一种全新的由一维均匀参数段按照电网拓扑关系构建的电网框架结构模型。首先分析了实际电网中机电波传播过程的特征,提出电网边界的无反射性、扰动传播距离与地理距离的非一致性以及电网介质的分层特性。在此基础上,将一维链式电网中发电机转动惯量作用域的概念推广到实际电网,提出沿传播路径逐级对称分布转动惯量的等效化处理方法,从而构建了具有分段均匀参数特征的电网空间框架结构模型。进一步采用状态传递矩阵证明了转动惯量等效处理方法的正确性。最后,在PSD-BPA软件中进行IEEE 14节点系统仿真,验证了所建模型与实际电网模型的等效性。     

基于电网框架结构模型的机电波到达时间预测算法

机电波理论为研究电网扰动影响与控制提供了新的思路,如果能预知机电波到达本地的时间,进而提前采取针对性措施,将有效减轻扰动对电网的冲击,提高电网安全水平。利用电网框架结构模型中转动惯量沿线路分布的特征,将机电波传播速度的空间非均匀性刻画为不同输电线路上的波速。在此基础上,利用电网框架结构模型中机电波波速分段恒定的特点,构建了框架结构模型对应的无向赋权图和以各段线路中机电波传播时间为权值的邻接矩阵。进而提出基于Dijkstra算法的机电波最快传播路径搜索算法。另外,进一步分析了反射现象对采用功角门槛值进行机电波到达时间实测结果的影响。通过与PSD-BPA仿真结果对比,验证了所提算法的正确性。     

基于邻接矩阵的网络拓扑辨识算法

电力网络拓扑辨识是电网管理系统高级应用软件的重要组成部分,是电力系统各种分析计算的基础。针对矩阵法计算量大、计算速度慢的缺点,提出了一种加快网络拓扑辨识的新方法。该方法用节点—支路关联矩阵表示网络的基本拓扑结构,通过定义矩阵的"或"、"与"运算和开关状态矢量,利用对称消去法降低邻接矩阵的阶数,并把对称性应用于求连通矩阵的过程中,从而实现网络的动态拓扑。与传统算法相比,该方法减少了计算量,加快了计算的速度,适用于复杂的网络拓扑辨识。     

基于分段均匀介质模型的非均匀链式电网扰动传播机理

揭示扰动传播机理对于提高互联大电网安全水平具有重要作用。机电波理论尝试借助波动力学研究电网机电暂态过程,为研究电网扰动传播开辟了新思路。针对非均匀链式电网的扰动传播问题,提出一种分段均匀介质建模方法。在分析电网与机械波传播介质相似形性的基础上,提出发电机惯量作用域用以确定空间集中式发电机参数的均匀化范围。进一步,导出基于分段均匀介质模型的机电波方程及其解析解,并利用状态传递矩阵证明分段均匀介质模型与电网实际模型的等价性。最后,通过幅值传递矩阵获得解析解系数与分段介质参数的关系。仿真结果验证了所提模型及算法的正确性。     

免疫机制在智能配电网安全防御控制中的应用研究

智能配电网的发展使配电网安全防御控制的不适应性愈发凸显,应用免疫机制提升安全防控性能是保障配网安全可靠运行的有效途径。首先,归纳总结智能配电网的发展趋势,指出新形势下安全防控技术面临的特殊问题;其次,详细阐述免疫系统的工作原理,提炼免疫机制的启发源特性;最后,基于免疫系统与安全防控系统的功能相似性构建二者功能主体的对应关系,并指明应用免疫机制改进配网安全防御控制的研究方向。     

一种基于机电波理论的电网扰动在线定位方法

扰动位置的及时获得对于进行电网安全稳定控制具有重要价值。根据扰动后发电机频率在稳态时的短周期波动特性以及机电波到达后的单调特性,提出了基于滑动数据窗的机电波到达时间在线辨识方法,能够在线快速建立待检时间向量。针对电网的框架结构模型对应的无向赋权图,采用全局最短路径搜索的Floyd算法构建了由不同故障点机电波在整个电网中传播时间组成的参考时间矩阵。最终借助最小距离分类器原理实现扰动位置的辨识。仿真结果验证了本算法的正确性。     

基于混合储能的可调度型分布式电源控制策略

针对由蓄电池/超级电容器混合储能系统和可再生能源发电单元组成的共直流母线结构的可调度型分布式电源,制定了综合考虑各储能元件SOC状态和蓄电池使用寿命的分布式电源控制策略。当储能元件的SOC状态未越限时,可再生能源发电系统采用MPPT控制,采用带滤波补偿系数的低通滤波法得到蓄电池的参考功率,超级电容采用定电压控制;当储能元件的SOC状态越限时,采用基于不同直流母线电压运行区间的多模式切换控制,保证直流母线电压的稳定;为了避免系统控制模式之间频繁切换带来的暂态冲击,采用超级电容端电压预控制,防止超级电容端电压越限。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真算例验证了控制策略的合理与有效性。