宽频带同步测量技术与应用

大规模可再生能源通过电力电子装备并网,显著改变了电网的信号形态、故障形态、稳定形态和控制形态。首先,为提升电力系统宽频运行状态监控能力,基于快速鲁棒局部回归平滑滤波和宽频分量自适应快速感知与辨识方法,开发了宽频带同步测量终端(synchronized wideband measurement unit, WMU),实现了0～10kHz频段谐波分量、间谐波分量、次/超同步分量的自适应捕获和高精度测量。其次,设计了以全球定位系统(global positioning system,GPS)/北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)双卫星授时为主时钟、以5G地面无线授时和恒温晶振内部授时为备用时钟的同步授时功能,实现了基于光纤有线通信和5G/4G无线通信方式的宽频测量数据高速传输功能,使WMU能够满足多场景通信需求。最后,开发了基于WMU测量数据的宽频扰动定位和弧光高阻故障定位等应用,通过现场实测数据分析了屋顶光伏、风电机组等分布式发电输出电流的宽频特征、宽频功率特征、并网点系统侧宽频阻抗特征等信息,进一步揭示了电力电子设备对电网宽频运...     

基于同步零序电流谐波群体比相的谐振接地系统高阻故障选线及区段定位方法

高阻接地故障选线和区段定位是配电网故障处理的难点,谐振接地系统因其故障特征的特殊性又给高阻接地故障诊断带来挑战。针对传统小电流接地故障定位方法在面对高阻接地故障问题时因量测精度不足、故障特征提取不准确造成的定位困难问题,从高阻接地故障非线性特征入手,推导谐振接地系统健全线路(区段)和故障线路(区段)特征的差异;分析消弧线圈补偿度和系统阻尼率对故障特征的影响;利用区段合成零序电流的同步波形,提出不依赖于故障特征产生时间且适用性更广泛的同步三次谐波群体比相定位方法。实测案例验证了所提理论的正确性和方法的有效性。     

考虑电流指令跟踪能力的PQ控制逆变型分布式电源故障模型

从逆变型分布式电源(IIDG)的数学模型、控制原理和参数设计角度出发,分析不同参数、故障前工况和故障严重程度条件下变流器电流对其指令的跟踪情景,进而提出一种考虑变流器电流指令跟踪能力的IIDG对称故障模型。该模型根据变流器电流能否准确跟踪指令将IIDG等值为压控电流源和压控电压源这2个阶段,可更加准确地反映对称故障期间IIDG的控制特性。与现有方法及电磁暂态仿真软件计算结果的对比分析表明,所提方法在简化计算的同时具备更高的计算精度。     

基于灵敏度分析的同步调相机及其励磁系统参数分类辨识方法

同步调相机及其励磁系统间由于电气耦合而导致参数辨识困难,但目前缺少对待辨识参数量与观察量间耦合特性的分析。对此,提出一种基于灵敏度分析的同步调相机及其励磁系统参数分类辨识方法。分析同步调相机在不同时间尺度下的关键参数,基于轨迹灵敏度信息划分待辨识参数的类型,构建关联参数集合。考虑稳态、次暂态和暂态下同步调相机及其励磁系统响应特性的差异,在不同时间尺度上分别建立参数分类辨识模型。依据关联参数集合进行参数分类辨识,采用基于Tent混沌映射的改进蛇优化算法求解。通过算例分析验证了所提方法的有效性和适应性。     

电力系统频率动态与功角振荡的耦合特性分析

为探究频率动态与功角振荡间的耦合特性,文中以双机系统为例推导扰动后系统稳定电网频率动态特性和功角振荡机理,基于扩展等面积准则(extended equal area criterion,EEAC)扩展至多机系统,提出了基于Pearson系数的耦合强度量化评估指标,根据频率动态特征和功角振荡特征对耦合关系进行量化。文中分析了功角振荡对频率动态特征指标的影响,量化评估了不同频率动态指标与功角振荡指标的耦合强度。理论分析和算例结果表明构建的指标体系具有合理性,电力系统的频率动态与功角振荡相互耦合,为频率和功角的优化控制措施提供了参考。     

可信度控制下的相继开断潮流快速计算

电力系统相继开断的分析面临着维数灾和交流潮流计算量大的瓶颈,分布因子法被广泛研究以减少其计算量。但由于分布因子法忽略了非线性因素,误差不但难以控制,并随相继开断不断积累,严重阻碍其实际应用。为了使开断潮流的计算兼具分布因子法的快速性和交流潮流法的精确性,基于摄动获取的二阶灵敏度,提出分布因子法的可信度指标,并据其判断是否需要运行一次交流潮流来消除累积误差。仿真实例表明,该指标能可靠地估计分布因子法的误差,而设计的计算框架则在保证精度的基础上,提升了计算效率。     

电力系统强噪声测量数据快速鲁棒回归平滑降噪

针对电力系统测量数据受噪声污染严重的问题,提出一种快速鲁棒回归平滑降噪方法。首先,通过局部回归平滑过程实现背景噪声降噪;然后,根据全局平滑残差自适应检测离群数据;最后,针对离群数据进行鲁棒回归平滑过程降噪并滑动修复离群数据造成的局部平滑畸变。所述方法实现了全局快速回归平滑、随机脉冲噪声自适应检测、局部平滑畸变快速修复,极大降低了计算复杂性。仿真分析与实测数据分析结果表明,相比传统鲁棒局部回归平滑方法,所提方法不仅保持了良好的背景噪声与高强度随机脉冲噪声降噪能力,还能够有效辨识扰动阶跃突变引起的伪脉冲噪声,提升降噪过程的扰动响应信息保留能力,计算效率优势明显。     

深度学习在电力系统频率分析与控制中的应用综述

低惯量可再生能源的发展及大电网复杂互联导致现代电力系统呈现新特征和新形态,具有典型的强时变性、强非线性、随机不确定性、数据多样性、局部可观测性等特征,电力系统分析方法面临更大挑战.深度学习作为一项新的机器学习技术路径,其强大的数据分析、预测、分类能力在电力系统频率分析与控制等复杂问题中具有独特优势.首先分析深度学习的基...     

基于准零相位滤波器的电池储能系统平滑风电波动控制方法

利用电池储能系统(BESS)平滑风电功率波动可以提高风电场输出稳定性,但基于一阶低通滤波器的控制方法易将风电功率趋势分量引入BESS充放电指令,增加BESS容量需求。针对该问题,提出一种基于准零相位滤波器的BESS控制方法。首先,分析滑动平均滤波器时频特性及滞后相位特性对BESS充放电控制的影响。然后,以中心滑动平均滤波算法为基础,融合风电功率趋势预测信息来构建一种相位延时近似为零的准零相位滤波器。最后,该滤波器提取风电功率波动分量,显著降低滤波延时,减小BESS充放电指令中的趋势分量。对典型风电功率波动情景的仿真结果表明:在获得与传统低通滤波方法近似平滑效果时,所提策略能够明显减小BESS最大能量波动和累积能量交换,进而降低容量配置要求,延长使用寿命。     

考虑频率偏移传播速度各向异性的扰动信息辨识

讨论了基于观测空间的频率偏移传播速度及其计算方法,分析了扰动信息辨识的数学模型的特点,提出一种考虑频率偏移传播速度各向异性的分区扰动辨识方法.该方法将目标电网按地理分区,通过数值仿真提取不同分区的动态频率响应特征,形成目标电网的动态频率响应特征数据库;针对扰动激发的广域动态频率信息,在各分区内进行并行扰动信息辨识,再对结果进行综合得到最终辨识结果.以某电网为例,分析了并行处理的加速比特性,并验证了所提出的分区辨识方法的有效性.