摘要:电力系统中的强迫功率振荡有可能引发大范围的功率波动。风电等新能源接入电网时,其输出功率的波动具有随机性,当该功率波动导致系统中发生强迫振荡时,振荡同样会呈现随机特征,难以对扰动源进行定位。文中提出一种对风电引发的强迫振荡扰动源定位的方法,该方法利用振荡的双谱获取中心频率,并通过小波变换得到振荡中心频率处的初始相位,据此可通过能量函数对扰动源进行定位。实际算例验证了所提方法的可行性及有效性。

摘要:随着并网风电容量的持续增加,风电强随机性给电力系统安全稳定运行带来了挑战,风电功率预测受到广泛的关注。文中较为全面地综述了国内外对风电功率预测的研究现状,着重从风电预测基本理论、风电预测方法和风电预测热点研究问题3个方面展开,主要介绍了确定性风电预测、概率性风电预测、风电爬坡事件预测、大数据和深度学习方法等方面的研究进展。

摘要:由于风机模拟器(wind turbine simulator,WTS)一般采用简化气动模型(即C_p-λ-β曲面)模拟风轮的气动特性。这不仅会影响气动转矩的计算准确性,而且无法再现大型风机具有的气动-弹性耦合特性。为此,针对美国国家可再生能源实验室(NREL)开发的开源风机仿真软件FAST (fatigue,aerodynamics,structures,and turbulence),剖析了其运行原理和程序结构,在此基础上将FAST中的气动计算代码提取、封装,并结合WTS的实测转速信号,在WTS上实现了基于FAST代码的风轮气动-弹性耦合模拟。这使得WTS能够更加逼真地输出风轮气动转矩,而且可以提供更丰富的气动载荷数据。NREL CART-3600 kW风机的动模实验表明,移植FAST代码的WTS能够实现更真实、全面的气动模拟效果。

摘要:针对配电网节点电压方均根值(root mean square value,RMS)数据规律性差,难以预测的特点,文中提出了一种将自回归移动平均模型(auto-regressive and moving average model,ARMA)应用到电压RMS值预测中的方法。该方法主要包括数据预处理、ARMA模型拟合训练、ARMA模型拟合评价、ARMA模型预测应用4个步骤。运用Python编程语言实现该方法,随机选取两条10 kV等级的电压RMS值监测序列进行ARMA模型拟合训练,并利用训练完成后的模型进行预测分析,结果表明,两条预测序列与实际值的方均根误差分别为9.57和5.05,本文所提方法能够对电压RMS值进行较为有效的预测,具有较好的有效性和实用性。

摘要:针对电压偏差预测难度大的问题,文中提出一种新的电压偏差预测方法。该方法包括主成分分析法(principal component analysis,PCA)降维、亲和力传播(affinity propagation,AP)聚类、反向传播(back propagation,BP)神经网络预测3步。通过PCA对数据进行降维,获得数据主成分;为了弥补传统聚类方法的不足,提高聚类效果,文中引入AP聚类提取与待预测点同类的历史数据;最后选择BP神经网络建立电压偏差预测模型。将文中方法应用于实际电压偏差数据,结果表明该方法预测结果平均相对误差为3.06%,优于传统BP神经网络预测模型以及BP神经网络结合PCA降维的预测模型。

摘要:提出了一种改进稀疏表征的两步法实现欠定模型下动态谐波阻抗矩阵的估计。首先测量关注母线节点的谐波电压值,基于稀疏域二维最小偏差角判断谐波阻抗矩阵的变化时刻,进而估计动态变化的谐波阻抗矩阵并获得实时的谐波源数目。通过MATLAB仿真软件进行IEEE-14节点系统的仿真验证,验证改进稀疏表征的两步算法估计谐波阻抗的精确性和合理性。

摘要:在对变频空调负荷特性的研究基础上,建立变频空调负荷模型;在满足用户舒适度要求并约定用户补偿方案的情况下,确定以较低频率持续运行并固定操作时长的变频空调控制方法,并以此为基础设计一种直接易行的聚合控制算法,同时根据空调调控顺序的不同,分别达到充分利用负荷削减潜力或经济性最优两种目标;建立计入需求响应激励费用的电网规划模型进行优化求解,利用算例证明聚合控制方法和规划方案的有效性。

摘要:下垂控制使电力电子接口具有同步发电机的一些外特性,如实现下垂曲线等,却不能为电网提供阻尼和惯性。为了模拟同步发电机的阻尼和惯性环节,本文通过分析如何从下垂控制演化为虚拟同步机控制,建立包括阻尼和惯性环节的类似同步发电机机械方程的模型,让电力电子变换器具有同步发电机的阻尼和惯性特性。仿真和实验验证了方法的可行性和正确性。

摘要:为保证金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)的质量,在出厂试验或验收试验等中常采用冲击电流发生器模拟雷电流来检验设备耐受冲击电流稳定的能力。仿真分析中直接采用雷电流函数模型代替冲击电流回路来研究MOA的非线性特性,忽略了电流波形差异对负载特性的影响。文中介绍了雷电流模型的研究现状,分析了冲击电流发生回路与常用雷电流模型的基础理论,选取双指数函数模型、Heidler函数模型、脉冲函数模型,并基于MATLAB/Simulink搭建仿真电路,结合试验数据进行仿真分析,给出了ATP-EMTP软件中常用模型的波形参数。研究结果可为后续MOA在特快速瞬态过电压的特性研究、电路模型仿真分析及防雷研究提供参考。

摘要:由于新能源出力不稳,未来高比例新能源接入会使配电网电能质量下降,从而降低敏感负荷的运行效率,严重时导致设备运行异常甚至故障。在此背景下,电压下降至敏感负荷电压耐受曲线的不确定区域内时,可能会发生负荷损失的情况,需在配电网规划加以重视,以提高电网的安全性和经济性。文中以变频调速电机为例进行建模,分析其电压敏感性,并估算了变频调速器在电压耐受曲线不确定区域内的故障概率。然后将电压敏感型负荷的损失量纳入配电网风险规划模型中,对现有风险规划进行改进,算例结果验证了所提方法的可行性和有效性,为未来配电网规划提供了参考。

摘要:随着智能电网建设的不断推进,电网互联程度越来越高,加强电网安全稳定分析对预防大停电事故的重要性更加突出。针对电网进行脆弱性评估,找出其中的薄弱环节,是电网安全稳定分析的前提与基础。本文首先根据复杂网络理论,采用支路有功潮流重新定义线路效能权值,随后结合电网实际运行状态进行建模,通过求取系统运行状态或网络结构发生改变后的全局效能变化量,建立电网综合脆弱性评估指标,最后基于IEEE标准算例对电网脆弱节点和线路分别进行辨识。结果表明,与电源联系紧密的线路和重要枢纽节点对网络整体脆弱性指标有着显著影响,该方法可用于智能电网规划方案的评估及优化。

摘要:电力系统暂态分析常用的发电机模型是在Park方程基础上引入不同假设得到的假设A和假设B实用模型。为了研究两种实用模型对同步发电机暂态稳定极限计算结果准确性的影响,以单机无穷大系统为例对两种实用模型计算的暂态稳定极限进行对比分析,并用经过实验验证的时步有限元结果对其进行校核;对比分析了发电机与系统强弱连接时,不同发电机模型所计算的暂态稳定极限的差异。通过分析得出,假设A计算的暂态稳定极限功率与时步有限元模型结果更接近,因此该模型更为准确。

摘要:变压器油在特定条件下会发生硫腐蚀现象,所生成的腐蚀性硫化物会影响绝缘绕组性能,进而引发设备故障。文中研究变压器油中腐蚀性硫化物对绝缘绕组局部放电特性的影响,通过对不同腐蚀情况的绝缘绕组试品进行局部放电测试,得到腐蚀性硫化物沉积量对绕组局部放电特征的影响规律。结果表明腐蚀性硫化物的沉积会降低绝缘绕组的局部放电起始放电电压,使得绝缘绕组容易放电,且放电密度与放电重复率与腐蚀性硫化物沉积量成正比。

摘要:特高压换流变压器的阀侧套管安装有电容型末屏分压装置,用于传变阀侧交流电压。实际运行过程中发现,在线投入阀组时,由于在运直流系统的激励,投入阀组换流变阀侧套管末屏电压采集器会发生铁磁谐振现象,可能引发充电状态下的换流变压器保护误动作。文中基于实际运行故障录波进行了谐波分析,得出谐振发生的特征频率;通过分析末屏分压器及电压变送器电气原理搭建了暂态仿真模型,利用PSCAD/EMTDC建模重现了铁磁谐振发生的工况;在理论分析的基础上提出了改进分压器避免谐振发生的具体措施。

摘要:针对高压直流输电(high-voltage direct current,HVDC)系统发生换相失败的问题,运用统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)减小HVDC系统发生换相失败的概率,并对UPFC的原有控制策略进行改善。当系统交流侧发生故障,UPFC并联侧控制策略采用交流侧母线电压参考值调节方法抑制换相失败的发生。引入故障水平F_L来表征HVDC系统的故障严重程度,通过理论分析和PSCAD/EMTDC仿真验证:当故障水平F_L为18.7%时,UPFC原有控制策略与改善后的控制策略均可抑制换相失败的发生;故障水平F_L为23.1%时,只有改善后的控制策略可有效抑制换相失败的发生;故障更为严重,当故障水平达到F_L为93.56%时,改善后的控制策略可有效降低连续换相失败的发生概率。运用UPFC动态无功补偿能力可增强HVDC系统受端交流系统强度,提高换相失败的抵御能力,从而有效改善了HVDC系统的运行特性。

摘要:针对工程现场检测次(超)同步分量频谱分辨率稀疏的现状,文中总结现有算法工程应用的不适应性,提出快速傅里叶算法(fast fourier transformation,FFT)计算的工程化方法。首先结合低通滤波及FFT数据窗长度来消除频谱混叠的影响,再通过FFT计算结果的递减特性来消除基波频谱泄露对谐波计算的干扰,最后运用FFT修正算法消除栅栏效应的影响以准确计算次(超)同步振荡谐波的频率与幅值,同时根据FFT频谱幅值的极值出现次数来区分幅值突变的运行工况。以此为基础开发的监控装置能够满足电网次(超)同步振荡准确监控的功能要求。

摘要:电力大客户电费回收风险一直都是电力公司关注的热点,但由于缺乏外部数据支撑和高效预警模型,使电费回收风险预警成为了一个难题。文中首先综合电力客户的电量、电费数据,以及电力客户在工商、税务、法院等部门的风险信息,建立电力大客户的电费回收风险指标体系。其次,基于熵值法得到的风险指标权重系数,过滤弱影响指标,采用相关性分析剔除重叠作用指标,得到客户电费回收风险预警指标。最后,基于深度学习中的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络算法进行了客户电费回收风险预警。算例结果表明,提出的风险预警模型精确有效,且LSTM在准确率、查准率和查全率3个指标上较Logistic回归更加精准,能够精准定位风险客户,提高电费回收效率。

摘要:论述了新能源集控电量曲线的复杂情况及特点,针对这种现象引进电量跟随突变因子以及变化状态标记变量,提出一套完整的电量修正策略,采用实时动态闭环修正,消除了宏观上的数据跳变和微观上的数据异常。这个方法既保证了大数据展示所需的秒级刷新和数据准确特性,也兼顾了历史数据的任意时段的统计查询需求,避免出现不可信区间和统计损耗。策略同样适用其他工程累积量变量的数据修正。

摘要:直流频率限制控制(frequency limit controller,FLC)是电网频率稳定控制的重要措施,在直流工程中被广泛使用,滇西北直流工程面临着云南电网与南方电网主网异步联网运行后频率稳定性风险增大、投产初期送端机组开机量不足等问题,FLC的配置至关重要。文中分析了南方电网现有直流工程中采用的两种FLC控制逻辑,通过仿真试验对两种控制逻辑响应结果进行了比较。对滇西北直流FLC配置、参数选取进行了说明,针对孤岛系统下机组跳闸、阀组闭锁等典型故障下FLC响应特性进行了仿真验证,仿真与现场的频率调制输出特性一致。

摘要:为了从公变行业特性角度对配电网进行有效的投资经济效益分析,需要对公变进行用途划分。文中先利用大数据技术对行业负荷特性进行分析,再通过基于Canopy的改进K-means聚类方法分析公变负荷特性,进而根据余弦相似度算法分别从四季负荷特性及节假日负荷特性等角度分析公变所属行业,最后利用行业拟合方法从不同维度匹配出公变的所属行业。采用该方法对江苏省公变设备进行用途划分取得了较高的准确率,实现了较为准确的公变设备用途划分。基于负荷数据挖掘的公变用途划分方法为配电网投资效益评价提供了有力的支撑。

摘要:统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)作为一种功能强大的柔性交流输电设备,目前在国内电力系统中得到进一步推广并逐步应用在500 kV电压等级系统中,含UPFC输电线路在一个半接线方式下的断路器保护将面临新的应用问题。文中结合苏州南部电网500 kV UPFC示范工程实施,分析500 kV含UPFC系统对于断路器保护装置特殊功能需求,针对不同接线方式提出断路器保护适应性解决措施,指出不一致运行状态下断路器保护与UPFC控制保护配合策略,可有效避免断路器保护带UPFC重合闸的情况,从而为UPFC接入后系统稳定可靠运行奠定基础。

摘要:复合绝缘子憎水性状况对于电力系统的安全稳定运行具有重要影响。为了准确、快捷、方便地识别复合绝缘子憎水性,借助MATLAB图像处理工具和GUI图形用户界面功能开发了一款复合绝缘子憎水性分析软件。该软件开发运用了模块化思想,建立了图像处理、水珠特征量提取、憎水性检测方法和数据库管理等功能模块;采用改进的Canny算子对图像进行分割,提取了水珠(或水迹)的特征;最后利用改进径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络对绝缘子憎水性进行分级。实验结果表明,该软件能够准确、客观地识别绝缘子憎水性等级,准确识别率高达92%。避免了人为因素的影响,提高了工作效率,为现场运行人员提供了数据支持和参考。

摘要:随着全球能源互联网战略的推进,国内很多科研机构已经开始研究将串联多端直流输电系统应用于跨海联网、电流源与电压源换流器混合直流输电等方向。串联换流器在正常运行时不能接地的特征决定了其可靠性有待提高。本文分析了串联多端直流输电系统在不同运行方式下对接地极拓扑的要求,据此提出了串联多端直流输电的接地极拓扑及控制方法,该接地极拓扑能有效避免串联多端直流输电系统在任意设备检修时发生整体停运。

摘要:为了提高火力发电厂支吊架设计质量和效率,文中研究了管道支吊架设计过程的特点,提出一套管道支吊架数字化设计的解决方案。通过建立自动识别支吊架根部生根条件的逻辑规则和算法,结合火电厂常用支吊架的型式和选型要求,以工厂设计管理系统(plant design management system,PDMS)软件为平台,进行程序二次开发,成功实现了管道支吊架三维数字化设计,完善了数字化设计流程。

摘要:故障抢修工作是配电网运行的重要环节,提升抢修工作的质量和效率对于提高配电网供电可靠性和服务质量具有重要意义,但目前对于故障抢修工作的评价存在着一定的困难。本文以故障抢修为切入点,从时间、空间和故障类型3个维度对95598故障报修工单进行调研统计。在此基础上,确定能准确反映配电网故障抢修质量与效率的评价指标,采用打分的方式对各指标进行直观对比评价,并采用层次分析法和熵权法确定其权重,加权求和得到综合得分,从而建立一套明确且实用的配电网故障抢修质量与效率评价体系。最后,以南京市为例,对其各区域的配电网故障抢修质量与效率进行评价,挖掘抢修工作的薄弱点,提升配电网运行管理和优质服务水平。

摘要:混合型高压直流输电能够充分利用晶闸管换流器和电压源换流器的优点,具有良好的发展前景。为研究混联式直流电网的控制策略和运行特性,建立了整流侧采用模块化多电平换流器,逆变侧采用晶闸管换流器的四端双极混联式结构,推导其数学模型,并设计了相应的控制策略,在PSCAD/EMTDC中对该混联式直流电网的启动过程和运行特性进行了仿真分析,证明了所提出控制策略的有效性。

摘要:特高压直流规模激增使得大受端电网面临严重的频率问题。为了充分利用可中断负荷,减小低周减载首轮动作可能,降低触发严重事故等级的风险,文中提出了一种可中断负荷就地按频率切除策略及其定值选择方法。在考虑负荷频率特性的基础上,采用单机等值模型进行可中断负荷切除策略研究,选择合理的可中断负荷起切频率定值和切负荷量,方案制定完成后,通过全网模型进行校验。仿真结果表明,所提策略能够在系统发生易引发低周减载的大功率缺额时切除可中断负荷,减小低周减载首轮动作可能,提高电网的频率稳定性。