考虑电力系统不确定性的机组检修计划安排

针对电力系统负荷预测误差、机组随机停运及风电场出力波动性问题,采用半不变量法求解系统风险度指标,安排电力系统机组检修计划.以各检修时段风险度方差最小为目标函数,建立了含风电场的电力系统发电机组检修计划模型,给出了基于半不变量法的机组检修计划的计算步骤,并以国内某实际电网为例进行了验证.结果表明,该方法能充分考虑电力系统的不确定性,降低了负荷预测误差及风电场出力波动对机组检修计划带来的影响.     

基于负荷裕度最大化的发电出力优化（一）优化模型的提出

发电机有功出力方式优化是提高系统传输能力的主要控制手段.文中推导了负荷裕度最大点处有功出力方式的最优性条件,进而提出一种有功出力优化新模型.该模型将一个优化问题转换成一个非线性方程组的求解问题,为发电机有功出力优化在电压稳定中的应用奠定了一定的理论基础.通过构造极限曲面法向量与有功出力方式的灵敏度关系,并对参考点进行精心选择,准确地确定了最佳的发电机出力修正方向.     

分布式风电源选址定容规划研究

针对风电机组出力的间歇性、波动性,以及负荷变化的不确定性,应用机会约束规划建立了分布式风电源(distributed wind generation,DWG)接入现有配电网的选址定容规划模型,以独立发电商(independent power producer,IPP)收益最大为目标函数,采用随机潮流判断规划方案是否违反节点电压约束和支路功率传输约束。将模拟植物生长算法(plant growth simulation algorithm,PGSA)应用到DWG选址定容规划中。33节点配电系统DWG规划结果验证了模型的合理性和PGSA算法的有效性。     

基于PMU和改进戴维南等值模型的电压稳定在线监视

相量测量单元（PMU）量测和戴维南等值模型的结合,为电压稳定在线监视提供了新思路。文中利用电路原理的相关理论,对传统戴维南等值模型的不足进行了定性分析,并在此基础上提出了一种改进的戴维南等值模型。对改进模型的量测方程、可解性条件、求解方法和误差分析等方面进行了研究,以负荷裕度为电压稳定性指标,将改进模型用于电压稳定在线监视,并对数据窗的选取、改进模型的退化、应用环境等相关问题进行了分析。对IEEE 39节点系统进行了仿真,仿真结果表明改进模型比传统模型具有更好的精度和适用性。     

一种基于点估计的风电并网位置和容量优化方法

风电输出的随机波动性对并网系统的实时运行状态会产生影响,优化系统典型运行方式下的风电并网位置和容量对降低系统的静态安全风险、保证运行经济性具有重要作用。文章考虑电网源荷不确定性,以及风速间、负荷间相关性,利用点估计结合Nataf逆变换生成随机相关性样本的方法,研究了风电并网系统考虑随机相关性的点估计概率潮流计算方法。进而以减小电网网损率和节点电压平均偏移为目标,通过把所研究概率潮流嵌入自适应粒子群算法,同时避免点估计方法求解概率潮流对约束条件的偏乐观性,提出了合理规划风电并网位置和容量的优化方法。最后利用IEEE 57节点系统仿真算例验证了所提优化方法的有效性。仿真结果表明了考虑随机相关性对提高优化结果可靠度的必要性。     

两电平VSC与MMC通用型平均值仿真模型

提出了两电平电压源型换流器(VSC)与模块化多电平换流器(MMC)的通用型平均值仿真模型。首先总结了两电平VSC与MMC的工作原理,进而理论推导了两者的平均值模型,通过分析两电平VSC与MMC在直流故障下的响应,提出了一种能仿真两电平VSC和MMC直流故障响应的通用建模方法。随后在PSCAD/EMTDC下搭建了一个两电平VSC与21电平MMC的详细电磁暂态仿真模型与平均值模型,对比验证了详细模型与平均值模型在稳态运行、直流故障以及交流故障下的响应。结果表明,所提出的平均值模型能在稳态运行、直流故障以及交流故障下得到与详细模型高度吻合的仿真结果。所提出的平均值模型能极大地提高仿真速度,且提速效果随电平数以及系统规模的增大而愈加明显。所提出的建模方法适用于研究含多个VSC和MMC的较大规模电力系统电磁暂态特性。     

适用于多端柔性直流输电系统的直流潮流控制器

重点关注适用于多端柔性直流输电系统的直流潮流控制技术,在分析已有直流潮流控制技术基础上,文中提出了一种适用于多端柔性直流输电系统的线间直流潮流控制器,其具有结构简单、所需元器件少以及无需外部电源等优点。对一个包含该线间直流潮流控制器的三端环网式直流输电系统进行研究,分析了该控制器的工作原理及运行特性。在PSCAD/EMTDC中搭建了该系统的仿真模型,对其进行稳态、动态以及故障情况下的仿真验证。仿真结果表明,该线间直流潮流控制器在多种工况下都可以有效地实现直流潮流控制,并保持良好的稳定性。     

多端直流系统分区协调保护策略

针对多端直流系统的故障保护问题,首先分析了直流故障特性及多端直流系统保护难点,总结了现有多端直流系统故障保护方法。然后,基于一种典型的多端直流系统拓扑结构,以使用最少数量直流断路器为目标,提出了多端直流系统区域保护划分原则和分区保护策略。该方法将直流故障区域通过直流断路器与非故障区域进行隔离,从而使非故障区域可以继续维持正常运行,而故障区域则通过换流站交流侧断路器和直流侧开关进行保护和隔离。最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台建模及仿真分析,验证了多端直流系统分区保护的有效性和经济性。     

高比例可再生能源电力系统的关键科学问题与理论研究框架

大力发展可再生能源是应对能源危机和环境问题的重要手段,高比例可再生能源并网将成为未来电力系统的基本特征。文中从高比例可再生能源接入带来的强不确定性和高度电力电子化带来的稳定机理变化两个方面,分析了高比例可再生能源电力系统面临的关键科学问题。在此基础上,从中国未来电力系统结构形态分析与电力预测、含高比例可再生能源的输电系统规划、含高渗透率可再生能源的配电系统规划、电力电子化电力系统稳定性分析、含高比例可再生能源交直流混联系统的优化运行等5个方面,提出了高比例可再生能源电力系统的研究框架,重点阐述了这5个方面的相互关系。最后,对未来高比例可再生能源电力系统的研究进行了总结和展望。     

高比例可再生能源电力系统的协同优化运行技术展望

近年来,随着风力发电和太阳能发电的大规模快速发展,以及交流、直流输电线路的不断建设,中国电力系统呈现高比例可再生能源和交直流混联电网两大重要特征和趋势。在分析国内外研究现状及存在问题的基础上,文中从源—荷双重不确定性的交直流混联系统态势感知、考虑宽频带稳定约束的大规模可再生能源集群并网协调控制、高渗透率可再生能源配电系统源—网—荷交互的灵活重构与协同运行、高比例可再生能源并网的交直流混联系统多尺度运行优化与决策等四个方面,提出了含高比例可再生能源电力系统协同优化运行方面亟待研究的关键技术内容,构思了研究方案,并对其难点问题与挑战进行了展望。