基于供热网络热惯性的风电消纳能力评估

在传统的热电联产调度中，电功率和热功率之间的平衡关系时刻受到限制，导致系统调峰能力下降、弃风率过高。基于此，考虑了区域供热网络（DHN）的实际物理模型，利用DHN的热惯性进行蓄热，用于提高热电联产（CHP）机组的运行灵活性。该文构建了供热网络的热惯性模型，并引入供、回水时滞性来描述热水在网络中的传输时延，以系统运行成本及弃风量最小为目标函数，考虑了系统常规约束和热力系统模型约束，建立了包含风电机组、火电机组、热电联产机组和热惯性的电-热综合系统优化模型。结果表明，所提模型不仅可以减小系统弃风率，还可以获得热源处优化后的供水和回水温度。     

类噪声环境下基于滑动相干谱的强迫振荡检测方法研究

电力系统中时刻存在负荷投切等环境激励,使得系统响应表现为类似噪声的小幅波动。如果强迫功率振荡的幅值较小,很容易淹没在类噪声信号中。本文推导了类噪声环境下电力系统强迫功率振荡解析表达式,从数学角度阐释了类噪声环境下强迫振荡的机理特性。在深入分析类噪声环境下小幅强迫振荡频谱特征的基础上,提出了基于滑动相干谱法(SCM)的小幅强迫功率振荡检测方法。首先采集得到两组发电机有功功率类噪声响应数据,计算得到对应的自功率谱密度和互功率谱密度,从而计算得到两组数据的幅值平方相干函数值,进而通过对所得幅值平方相干函数值的量化比较,检测出淹没在类噪声信号中的小幅强迫功率振荡。IEEE 4机2区域系统和16机68节点系统验证了所提检测方法的可行性及有效性。     

随机数据驱动下基于SDMD的机电振荡参数辨识

随机响应数据蕴含丰富的系统工况信息,从随机响应数据可提取机电振荡特征参数、进行系统小干扰稳定分析。对环境激励电力系统随机响应进行建模,在此基础上提出了基于子空间动态模式分解的机电振荡参数辨识方法。SDMD辨识算法用于非线性随机动力系统的Koopman分析,利用截断的奇异值分解实现动态低秩近似,使系统维数大大降低,同时该算法可以有效地克服动态模式分解方法可能导致辨识结果产生偏差以及模态混合等问题。基于IEEE4机2区系统和IEEE16机5区系统进行仿真,并将该方法辨识结果与其他方法辨识结果进行对比和分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于广域局部量测信息的复杂电力系统自适应低频保护策略研究

在深入分析大规模电力系统动态频率响应特性的基础上,提出功率缺额扰动情况下多区域复杂互联电网故障区域辨识方法,并建立基于广域局部瞬时量测信息的功率缺额估计模型。本文提出的基于广域局部瞬时量测信息的自适应低频保护策略,克服了传统低频保护策略存在的过切负荷、频率过冲和频率悬停等问题。以17机69节点电力系统为例,进行数值仿真,并对结果进行讨论,证明了本文提出的广域自适应低频保护策略的有效性。     

含虚拟惯量的双馈风电机组扭振阻尼特性分析与抑制方法研究

阻尼是影响双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)轴系扭振的核心因素.在并网导则要求风电参与系统调频的背景下,当DFIG采用虚拟惯量控制响应系统频率变化时,其扭振的阻尼特性将更加复杂.采用阻尼转矩方法,首先分析了最大功率跟踪模式下DFIG轴系扭振的阻尼特性,推导了虚拟惯量引入后双馈风机的电磁转矩–转速环传递函数,解释了虚拟惯量控制降低DFIG扭振阻尼的原因.其次,分析了基于带通滤波器和相位补偿环节的扭振阻尼控制器(bandpass-filter and phase-compensation based torsional oscillation damping controller,BPB-TODC)附加于不同控制通道引起的扭振频率偏移问题.针对扭振频率偏移导致阻尼控制器性能下降的问题,在混合通道BPB-TODC基础上,通过对多扭振频率偏移场景下的控制器参数进行寻优,提出了抗扭振频率偏移的优化BPB-TODC.最后,通过仿真验证了上述理论分析的正确性和所提阻尼控制器的有效性.     

窄带模态分解算法在电力系统低频振荡特征参数辨识中的应用研究

对多模式耦合振荡分析过程中振荡特征参数提取困难的问题,本文提出了一种适用于电力系统多模式耦合功率振荡信号特征提取的窄带模态分解算法。窄带模态分解算法依据窄带信号特征构建目标函数,利用迭代重构筛选过程来代替传统优化算法,从提取多模式耦合振荡信号中的平稳窄带模态分量。本文首先利用窄带模态分解算法,提取具有平稳特征的单一模式振荡分量,进而根据低频振荡信号的数学描述,利用最小二乘法对窄带模态分量进行线性拟合,实现振荡特征参数的提取。测试信号及实测数据分析结果证明了本文方法的有效性,与经验模态分解的对比结果,充分验证了本文方法在电力系统低频振荡特征提取中的强适应性。     

环境激励下基于频域特征的扰动源定位方法

环境激励下小幅周期性扰动容易被淹没在类噪声信号中,从时域角度很难实现小幅周期性扰动的检测及扰动源定位。在分析环境激励下电力系统类噪声信号频域特征的基础上,提出了基于频域特征的小幅周期性扰动的检测与扰动源定位方法。环境激励下周期性扰动的频域表征为振荡恒定、阻尼比近似为0的振荡模式,且在该模式中扰动源所在机组的模态相位超前于其他机组。利用随机子空间辨识算法对环境激励下的类噪声响应信号进行分析,提取振荡模态及参数,根据模态个数及特征参数实现小幅周期性扰动的检测,检测到周期扰动后,根据阻尼比近似为0的周期性振荡模式的模态相位关系即可定位扰动源所在机组。IEEE 4机2区域系统和IEEE 16机68节点系统的算例结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

求解电力系统多目标环境经济调度的帕累托最优MFO算法

本文提出了一种利用MFO算法解决电力系统环境经济调度的新方法,该算法利用飞蛾扑火原理对设定目标进行螺旋式搜索,并在目标位置进行重复检索。MFO算法对于大规模非线性规划问题具有较强的适应性和有效性。在求解环境经济调度问题中,结合实际发电系统运行过程中应满足的功率平衡约束和容量约束等,以总燃料成本和污染排放最低为目标建立多目标规划数学模型。运用帕累托最优前沿求取帕累托非劣性最优解,得到帕累托最优配置方案,在可行域中搜索出全局最优解。在MATLAB仿真平台对含40台发电机组系统进行仿真计算,结果表明本文提出算法在求解电力系统环境经济调度中具有较高的收敛性和较强的适应性。     

基于模式能量流法的互联电网功率振荡能量解析与主振荡路径识别

针对互联电力系统的功率振荡现象,为了能够深入剖析,构建了模式能量流函数,对互联电力系统的功率振荡进行网络模式能量的求取,并进行能量解析。在此基础上,利用所建立的基于广域量测信息的模式阵型指标,判别系统功率振荡发电机分群情况,同时根据所建立的主振荡路径判别指标对系统主振荡路径进行辨识,得到系统能量交互的主振荡路径。通过对4机两区和8机36节点算例进行仿真,验证了所提出的互联电力系统功率振荡能量解析与主振荡路径识别方法的有效性。     

基于起振波形数据与相干谱的低频振荡类型识别方法

根据激励的不同,电力系统有功功率低频振荡主要表现为强迫功率振荡和负阻尼振荡。2种振荡表现形式相似,但控制方法不同。在深入分析电力系统有功功率振荡解析表达式的基础上,对2种振荡的外在表征及区别进行总结和概括,进而提出了基于相干谱法的低频振荡类型识别方法。该方法首先需要从安装在不同发电机组的广域相量测量系统(wide area measurement system,WAMS)中获取2组含有噪声的振荡初期数据,利用相干谱理论计算2组数据的幅值平方相干函数值,通过对幅值平方相干函数值的量化比较实现低频振荡类型的识别。4机2区域系统仿真计算与分析,验证了所提识别方法的可行性及有效性。