面向余杭城区电网的环形微网及其并网同步控制

结合余杭城区的实际微网和配电自动化建设,研究环形微网的接线方式和分层控制方案,分析了中央控制器的功率管理、运行状态管理和并网同步控制功能,建立不同位置故障时环形微网的状态转换方案。由于复杂环形微网中存在多个并网同步节点,提出了基于中央控制器全局信息的同步控制策略。利用MATLAB/Simulink软件搭建环形微网模型,仿真分析了不同状态转换和同步过程中微网的动态特性,验证了所提出控制策略的正确性和有效性。     

基于多变量多尺度熵的变压器励磁涌流识别方法

推导变压器励磁涌流的频域表达式,分析不同的合闸初相角和剩磁对励磁涌流的影响。采用可评价多通道数据复杂性和相关程度的多变量多尺度熵算法识别励磁涌流。根据励磁涌流和故障电流多变量多尺度熵的特点,将由尺度因子和多变量多尺度熵组成的二维空间划分为动作区和制动区,定义电流熵值面积与给定的制动区面积的比值为熵值面积比,根据熵值面积比与定值的关系,识别变压器励磁涌流和故障电流。基于ATP/EMTP建立变压器模型,仿真不同情况下的励磁涌流和故障电流。仿真结果表明,基于多变量多尺度熵的辨识方法能有效区分励磁涌流和故障电流,并在性能上优于传统的二次谐波判据。     

计及主变上层油温约束的受端电网转供优化模型

为实现迎峰度夏期间高温、重载主变的主动防护和控制,该文提出一种计及主变上层油温约束的受端电网转供优化模型。首先分析自然天气条件下主变上层油温的等效热模型及热阻参数计算式,在此基础上建立人工降温措施下变压器上层油温的等效热模型,并推导了当前运行点主变油温变化量的线性化方程;再将主变上层油温与负荷的关系曲线分段线性化,构建不同降温措施下主变上层油温的线性化约束;结合主变上层油温、有功功率平衡和电网辐射型结构等约束,以电网运行方式调整的开关动作次数最少为目标,提出计及主变上层油温约束的受端电网转供优化模型。该模型为二次整数规划问题,采用CPLEX工具箱进行求解。最后,通过某实际220k V/110k V受端电网进行仿真分析,验证了文中模型的有效性。     

电动汽车三相不控整流充电机频域谐波模型

电动汽车充电站的谐波污染主要来自充电机前级的不控或相控整流电路,针对采用无源功率因数校正的三相不控整流充电机,分析其在充电电流连续和断续模式的工作原理,根据充电过程中电压和电流平衡方程,推导充电机的频域谐波耦合导纳矩阵,并由充电等效电路得到不同模式下的谐波导纳矩阵参数,由此建立电动汽车充电机频域谐波解析模型。该模型将充电机时域非线性特征转换成频域线性导纳矩阵,以表征其各次谐波电流与机端各次谐波电压的耦合关系。最后,通过仿真和实验分析验证了该模型的正确性。     

计及火电阶梯式爬坡率的耦合系统相邻时刻有功可行域确定方法

经同一并网点耦合集成为统一运营主体的火电与新能源耦合系统在我国北方电网中普遍存在,其有功功率调节能力的确定是耦合系统整体参与电网运行的关键。该文首先考虑耦合系统功率调节的时序状态依赖性,提出相邻时刻有功可行域的概念,再计及火电机组阶梯式爬坡约束,推导出单台火电机组的相邻时刻有功可行域;其次,定义缩放和平移两种相邻时刻有功可行域的集合运算规则,并根据定义的运算规则,构建出火电扩容、新能源与火电耦合以及多火电机组耦合场景下的相邻时刻有功可行域。此外,以辽宁某局域电网火电机组的实际运行数据证明,该文推导的耦合系统相邻时刻有功可行域与实际情况相符。     

计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配

为深度挖掘变压器在N-1故障短时过载工况下的紧急支撑能力,保障城市电网在该工况下的供电可靠性,提出一种计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配模型。首先,推导变压器的绕组热点温度、顶层油温参数计算式。在此基础上,引入变压器短期急救负载耐受时间及约束,构建短期急救负载下以负载系数、耐受时间为决策变量的变压器过载能力非线性约束,利用凸包方法将其线性化。结合高压配电网典型拓扑约束、有功功率平衡约束等组成约束集,以变压器短期急救负载耐受时间和最大、110 kV线路开关操作次数及220 kV变压器有功切负荷量最小为目标函数,提出计及变压器短期急救负载的城市高压配电网负荷优化分配模型。该模型为混合整数线性规划问题,采用Cplex工具箱进行求解。最后,通过实际220 kV/110 kV城市电网仿真分析,验证了所提模型的有效性。     

基于背靠背变流器互联的微网间传输功率控制及稳定性分析

基于柔性背靠背变流器(BTBC)互联的微网群可实现不同微网间的功率解耦控制,与基于阻抗互联的微网群结构相比微网间功率交互的灵活性更高。然而,针对扰动下的BTBC互联功率控制策略及其对系统稳定性的影响尚不明确。文中建立了基于BTBC互联的微网群全阶小扰动模型,通过参与因子分析得到低频段与稳定性相关的环节,并得到与功率交互相关的主导模态,并分析了互联功率控制对系统稳定性的影响。在此基础上,提出了一种减小扰动对微网局部稳定性影响的柔性互联微网群的有功功率交换控制策略,利用根轨迹分析了该策略下系统的小信号稳定性,并结合仿真平台验证了策略的有效性。     

直流配电网电能质量研究综述

直流配电网供电容量大、可靠性高、可控性强,已成为电力系统重要的发展方向之一。电能质量是直流配电网规划设计与运行控制的关键问题。文中探讨了直流配电网电能质量的特征,阐述了电能质量事件的产生机理、影响及评价指标;分析了直流配电网电能质量扰动传递特性,并在此基础上梳理了电能质量扰动定位的一般方法和框架,讨论了适用于直流配电网电能质量扰动定位的方法;综述了直流配电网电能质量控制的研究现状,归纳了不平衡电压、电压偏差、电压波动和谐波的控制方法。最后,从直流配电网电能质量指标定义及其关联性、多级直流配电网扰动溯源的复杂性、直流电能质量动态分区治理的混杂性等方面对直流配电网电能质量未来研究趋势进行了探讨。     

光伏发电系统的超导储能设计

超导储能(SMES)具有非常快速的功率调节能力和灵活的四象限运行能力,可完成调节电力系统功率因数、补偿电压跌落等功能。文章针对光伏发电系统的特殊运行方式,提出了利用光伏出力与本地负荷需求的差值作为SMES控制器的功率控制信号策略。在PSCAD/EMTDC仿真平台建立了超导储能系统模型,并对其在光伏发电系统的中的运行控制方式进行研究。研究结果表明,超导储能与光伏系统配合可以很好地解决光伏发电功率易受环境影响、不可调节、难于满足负荷需求的问题,对由负荷变化引起的母线电压波动和故障引起的母线电压跌落具有良好的补偿作用。     

感应发电机接入配电网的短路计算序分量模型及算法

分布式发电大规模接入电网将改变潮流和短路电流的分布。利用感应发电机(induction generator,IG)正负序静态等值电路,研究电网不对称故障时定转子磁链序分量相关系数,并结合故障过程中IG暂态磁链特性和转差,建立IG短路计算的序分量电流源模型。比较计及转差前后和不同接入容量时多感应发电机(induction generators,IGs)端电压和短路电流响应,揭示出IGs短路电流与电网节点电压的耦合关系。推导电网故障瞬间IG暂态等值电势,提出计及转差变化的多IGs配电网短路电流的对称分量迭代算法。采用PSCAD/EMTDC仿真软件中IG的5阶动态模型,仿真验证了所提方法的正确性。