大规模电力系统无功优化问题的线性规划实用化算法

以原对偶内点法为基础,将信赖域思想引入线性规划算法,从而克服动态调整步长的困难。此外,采用三角分解法解修正方程,提高了计算速度。通过对一个实际的538节点系统进行数值计算,验证所提算法的有效性。     

电压控制型虚拟同步发电机控制特性评估与多机稳定性分析

通过模拟同步发电机的机械运动方程,建立电压控制型虚拟同步发电机,设计原动机调节和励磁调节控制策略,并模拟同步发电机的转动惯量,提高新能源机组对电网稳定运行主动支撑能力。提出有功-负荷系数、有功调频系数、无功调压系数、一次调频稳定时间和无功调压稳定时间5个控制特性评估指标,构建基于Matlab/Simulink的电压控制型虚拟同步发电机控制特性电磁暂态仿真验证模型,重点分析小扰动下不同关键控制参数对电压控制型虚拟同步发电机有功调频和无功调压性能的影响,定量分析关键指标变化趋势和规律,给出有功控制环虚拟惯量、阻尼系数以及无功控制环积分系数和下垂系数工程化应用优化参数区间。最后,通过建立多台电压控制型虚拟同步发电机并联并网模型,研究电压控制型虚拟同步发电机间交互振荡机制,分析得出接入大电网振荡临界参数、振荡频率及多机并联振荡模式。     

含风电场电力系统的动态经济调度分散随机优化方法

针对含风电场电力动态经济调度的信息私密性和不确定性问题,提出一种分散随机优化求解方法。根据目标级联分析的原理,将含风电场的动态经济调度集中优化模型转化为随机分散优化模型。利用近似动态规划对各个区域的随机动态经济调度问题进行分散优化,并根据区域间边界节点相角信息对它们的优化方案进行协调。通过6节点2区域系统、IEEE多区域系统和某实际系统的算例分析,从多个角度验证了所提方法的有效性。     

考虑新能源随机波动和T接线的城市电网连锁故障风险评估

新能源的大量接入给城市电网的安全运行和重要用户可靠供电带来很大挑战,其功率的随机波动易引发电网出现连锁故障风险。提出了一种考虑新能源出力随机波动和城市电网110 kV网架T接线开关投切的连锁故障风险评估方法。该方法在连锁故障发生概率和后果严重度的计算中都计及了系统状态的概率分布特性的影响,并采用基于半不变量法的概率潮流计算反映系统状态与新能源功率二者的概率分布特性之间的关系。另外,建立包含110 kV网架T接线开关投切的最小切负荷的混合整数非线性规划模型,并以最小切负荷量来表征系统在连锁故障的严重度。此优化模型通过决策故障下的各组T接线开关的投切状态,减少连锁故障下的切负荷量,进而有效降低连锁故障的风险。同时,通过机会约束描述重要用户负荷节点电压的安全运行范围,以确保重要用户负荷不停电的概率满足给定的置信水平,从而保证重要用户的安全可靠供电。最后,通过某个实际城市片区电网算例验证了所提出的连锁故障风险评估方法的正确有效性。     

SVG和Ajax技术在电网分析与辅助决策支持系统中的应用

电网分析与辅助决策系统的各个子系统与实时数据平台之间需要进行复杂而频繁的数据交互。基于oracle的实时数据平台中的数据存储位置和组织形式复杂且不具有直观性。良好的图形界面将大大提高电网分析与辅助决策系统的易用性和用户友好性。在简要介绍电力图形系统研究现状的基础上,探讨了电力系统中广泛应用的可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphics,SVG)技术;通过基于文档对象模型(Document Object Model,DOM)的脚本编程实现了SVG图形与用户的良好交互;通过建立Ajax(Asynchronous JavaScript and XML)引擎,实现了电气模型图形信息与实时数据的关联动态刷新。该方案在电网分析与辅助决策支持系统的应用中取得了良好的效果。     

基于有限时间一致性的直流微电网分布式协调控制

直流微电网的主要控制目标是维持母线电压稳定及实现负荷的按比例分配。为克服直流微电网采用集中式控制的缺陷,提出了一种分布式的协调控制策略。该控制策略利用分层结构,在原始下垂控制的基础上引入电压二次控制及发电成本运行控制,各发电单元仅与相邻通信单元进行信息交互,通过有限时间一致性算法,最终实现电压稳定及发电成本最小等多控制目标。所提控制策略兼具分层控制与有限一致性控制的优点,灵活性高、鲁棒性强、收敛性能好。为了验证所提出的控制策略,搭建了相应的直流微电网模型,并对电源投退、负荷波动等不同场景进行了仿真,算例结果验证了该策略的有效性。     

含多风场接入的多主体发电系统运营损益动态风险Copula-VaR评估方法

电力市场环境下,拥有不同发电机组的各发电商具有不同的利益述求,他们共同构成了多主体的发电系统。为了帮助各发电商准确评估自身风险并制定对应于特定风险偏好的报价策略以提高利润,提出了基于Copula理论的多主体发电系统运营损益动态风险价值评估模型。首先,考虑多风场出力相关性,建立了基于交流潮流的含风电接入的电网日前动态经济调度最优潮流模型,并计算各类发电商运营损益;其次,引入Copula理论构建了多个发电商运营损益函数的高维相依结构模型;最后,通过VaR的定义求出风电可再生能源发电商运营损益动态风险的VaR值,并与传统火电机组发电商的VaR值进行比较分析。基于IEEE39节点系统的算例验证了所提模型和方法的有效性。     

基于Copula的多风电场出力相关性建模及其在电网经济调度中的应用

随着大规模风电并网,构建一个能准确描述风电场出力随机性和彼此间相关性的模型,对电网安全有效地利用风能意义重大。构建了基于Copula理论的多风电场出力联合分布函数模型,并引入相关性和拟合性指标,提出了基于熵权属性识别理论的最优模型选取方法。然后,给出了基于蒙特卡洛抽样和Copula联合分布的风电场出力相关性场景在电力系统经济调度中的应用。最后,以美国加州沿海风电场出力历史同步数据为样本验证Copula建模的有效性,结果表明,t-Copula不仅能很好地刻画原变量之间的相关性,而且能精准地拟合原样本经验分布函数。通过含多风电场的IEEE 118节点系统的动态经济调度算例,说明了考虑多风电场间相关性的建模对制定合理调度计划是必要且有效的。     

沿海区域综合能源生产单元随机优化调度

为实现沿海区域的海上风电场、海上采气平台和陆上热电联供燃气电厂等多种能源生产子单元的协同化运行,考虑可再生能源出力和氢负荷的随机波动,提出沿海区域综合能源生产单元(coastal integrated energy production units,CIEPU)随机优化调度模型。采用参数化代价函数近似(parametric cost function approximation,PCFA)的动态规划算法求解随机优化调度模型。通过一种基于梯度下降的求解方法——Adadelta法,获得策略函数的一阶信息,并计算梯度平方的指数衰减平均值,以更新策略函数的迭代步长;对随机优化调度模型进行策略参数逼近,从而得到近似最优的策略参数,并逐一时段求解出CIEPU的最优调度计划。最后,以某个CIEPU为例,分析计算结果表明,所提出方法获得的优化调度方案可以提高CIEPU运行的经济性并降低碳排放量,验证了所提方法的准确性和高效性。     

基于Simulink的气动同步阀静动态性能研究

在分析气动同步阀原理的基础上,应用MATLAB/Simulink软件建立了同步阀的数学模型。对同步阀的静动态特性进行了仿真分析,确定了影响阀芯动态性能的主要因素,为气动同步阀的设计分析提供了重要依据。