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关键词： 时空相关性   RST模型   Blind Kriging模型   暂态稳定分析  

摘要： 近年来我国电力的需求稳步增长,而环境问题愈发严峻,人们对于清洁能源的需求越来越大,风电作为一种清洁能源发展迅猛。风电场并网接入电力系统之后,其不确定性对于电力系统的安全稳定运行存在影响。本文提出了考虑时空相关性的风速预测方法,建立风电场模型,并应用概率性方法对含有风电的电力系统进行了暂态稳定不确定性分析。大型风电场或风电场群的风速之间存在时间相关性,同时也存在空间相关性。考虑风速的时空相关性,建立RST模型对风速进行短期预测。和传统的考虑风速时空相关性方法不同,RST模型假设风速服从截断的正态分布,并将风速的时空相关性体现在风速分布参数的建模中。由历史风速数据求出分布参数,建立RST模型,对风速进行短期的预测,并将预测的风速转换为风机的输出功率以40%恒功率,60%恒阻抗负荷模型的形式接入到系统中。在用概率性方法对系统进行暂态稳定分析时,代替传统的蒙特卡洛法,利用Blind Kriging代理模型快速获得反映系统暂态稳定的相关参数值(发电机相对功角、节点电压和系统相对频率),并根据其统计信息对系统进行暂态稳定分析。Blind Kriging模型为一黑箱代理模型,以预测的风速作为模型输入,对应的发电机相对功角、节点电压和系统相对频率作为输出,建立Blind Kriging代理模型。通过IEEE39节点测试系统算例,与蒙特卡洛方法和Kriging法的运行结果比较分析,证明Blind Kriging代理模型在进行电力系统暂态不确定分析时具有可靠性和有效性。通过云南电网实际系统的算例,与蒙特卡洛方法运行结果比较分析,证明Blind Kriging代理模型在解决实际问题时具有实用性。同时两算例表明,风电的不确定性对系统的暂态稳定存在一定影响。

ISBN: (纸本)9787512395701

关键词： 电力系统暂态分析   本科生   教学改革  

摘要： 生源基础与培养目标错位、培养过程与主体需求错位、评价主体与用人主体错位导致我国工程类大学生实践能力和创新能力不强、创业意识淡薄。针对新常态下不确定的工程类大学生职业发展与追求稳定的培养模式之间的矛盾,在论证创新创业能力是新常态对工程硕士必然要求的基础上,提出了以创新创业能力培养为导向的工程类大学生培养模式,并以变流器技术创新创业为具体对象,进行系统阐述。深化了工程类大学生教育体制机制改革、深化校企合作、统筹培养资源和全面推进创新创业教育的对策建议。

关键词： 光伏并网   电力系统   暂态稳定性   同步发电机  

摘要： 随着并网光伏电站数量的增加，光伏发电对整个电力系统稳定性的影响正在逐步显现。光伏阵列通过逆变器接入电网后，一方面光照条件的变化会影响光伏阵列的工作点，使并网功率发生变化;另一方面，网侧故障也会影响逆变器的功率输出。本文采用仿真方法研究了机侧和网侧扰动对光伏并网电力系统暂态稳定性的影响。　　首先，建立了光伏发电系统的数学模型，包括光伏阵列、Boost变换器、并网逆变器，以及相应的控制策略。针对光照均匀和局部遮阴情况下光伏阵列输出特性的差异，研究了单峰值和多峰值情况下的MPPT控制策略。其中，本文提出了一种结合蚁群算法和增量电导法的多峰值MPPT算法，用以解决局部遮阴情况下全局最大功率点的跟踪问题。　　其次，建立了光伏并网电力系统的仿真模型。搭建了光伏并网单机无穷大系统模型，为了提高仿真速度，应用状态空间平均法建立了各换流器的平均模型。随后建立了光伏并网三机九节点系统仿真模型，使光伏并网电力系统在正常情况下稳定运行。　　然后，对光伏并网电力系统在大扰动下的动态过程进行了仿真研究。对于光伏并网的单机无穷大系统，研究了光照强度变化以及并网点电压变化时的机侧动态;对于光伏并网三机九节点系统，研究了光照强度变化以及网侧三相短路故障等大扰动下，同步发电机的动态过程，并分析了其暂态稳定性。　　本文的计算结果表明，在算例所示的故障场景下，如果用相同容量的光伏电站来代替一台同步发电机，则光伏并网能够提高电力系统的暂态稳定性;且在该算例中故障点与并网点的电气距离越近，临界清除时间就越大。

关键词： 电力系统   超速保护   紧急控制   暂态稳定  

摘要： 目前我国火电机组装机占比仍超过60%,其对电力系统安全稳定运行具有关键性的影响。超速保护控制系统(Over-speed Protection Controller,OPC)是抑制机组超速,保护设备安全的重要装置,本文旨在研究OPC对电力系统暂态稳定性的影响,并对有关参数进行合理优化,以更好地发挥OPC的作用,提高电力系统的安全稳定运行水平。论文首先分析汽轮机OPC的主要功能及动作特性,建立了计及OPC保护功能的同步发电机组机电暂态仿真模型,并对超速保护有关的危急安保系统(Automatic Stop Tripping,AST)、103%超速保护、负荷下跌预测(Load Drop Anticipation,LDA)和中压调门快关(Close Interceptor Valves,CIV)四个基本功能进行了特性分析,仿真结果表明,CIV和103%超速保护对电力系统暂态稳定性有直接影响,其正确动作,有助于提高系统暂态稳定水平。然后分析了CIV和103%超速保护对系统暂态稳定影响的机理,针对新英格兰10机39节点系统,通过大量仿真算例,分析了OPC动作对系统功角、转速、机械功率、极限切除时间等的影响。仿真结果表明,OPC相关功能中,CIV的动作频次最多,对暂态稳定的影响最广泛,103%超速保护动作频次较少,但能明显提高暂态稳定极限切除时间。最后,结合最优快关控制规律和时域仿真,合理优化OPC的参数,使OPC在某种特定短路故障下的控制效果最优;结合广域稳定控制系统,探讨了将OPC纳入广域保护的策略,实现对CIV持续关闭时间的在线修正,避免多台机组OPC“同开同关”的问题,并能够更好地协调OPC与快关、切机、切负荷等其它紧急控制策略的动作,提高系统的暂态稳定性。

关键词： TCSC   暂态稳定   时域仿真   能量函数  

摘要： 近年来,随着电力需求的增长,电网负荷强度提高,电力系统的暂态稳定问题日益突出,如何提高电力系统的暂态稳定性已成为一个急待解决的问题。为满足远距离大容量电力输送,以及新能源发电并网的要求,可控串联补偿器(ThyristorControlledSeries Compensation,简称TCSC)等基于电力电子技术的灵活交流输电(Flexible AC TransmissionSystem,简称FACTS)元件在电力系统中的应用日益增加,为电力系统暂态稳定分析提出了新的研究课题。TCSC是一种串联在交流输电线路中的阻抗补偿装置,它通过晶闸管快速控制来实现阻抗的大范围连续调节,是一种典型的串联型FACTS技术。利用TCSC可以提高功率输送能力、抑制功率振荡以及提高暂态稳定性等,为远距离输电提供了技术手段,已取得若干实际应用。在研究TCSC的动态行为及其对电力系统的影响方面,目前的主要方法包括时域仿真法和直接法,这两种方法均存在一些困难,如时域模型的准确建立、有效的仿真方法、能量函数的构造等都有待深入研究。本文的主要工作如下:(1)建立了含TCSC的电力系统数学模型,包括同步发电机模型、负荷静态模型、网络结构保留模型和TCSC控制模型。(2)针对单机无穷大系统及多机系统分别完成了含TCSC电力系统的潮流计算及时域仿真计算。(3)阐述了含TCSC的电力系统在网络结构保留模型下的能量函数构造。详细介绍了能量函数构造的方法与步骤,证明了 TCSC静态模型能量函数的单调下降特性。对考虑动态TCSC模型的单机及多机电力系统能量函数进行了运算,通过其导数的非正特性表明其能量构造的正确性。计算结果表明,TCSC能抑制系统振荡并提高系统暂态稳定性。本文提出的考虑TCSC静态特性的能量函数满足单调下降要求。考虑TCSC动态的能量函数法暂态稳定性分析仍需进一步研究。

关键词： 交直流电力   暂态稳定   分析与控制   研究  

摘要： 随着社会的不断发展,我国电力的规模也在逐渐扩大,电力输送与控制问题成为了人们关注的焦点。由于我国能源的分布规律呈现出不均衡的状态,所以电力运输过程中要经过许多复杂的地形与区域。传统的交直流电力系统已经无法满足当前的运作状态,呈现出不稳定的现象。本文以交直流电力的暂态稳定机理作为出发点,对控制方式进行分析。

关键词： 暂态电能质量   复合扰动   电压暂降   小波变换   αβ-dq坐标变换  

摘要： dq坐标变换及其改进算法是检测暂态电能质量的常用方法,但在复合扰动情况下dq变换方法的检测精度会受到很大影响。针对此问题,提出了一种基于dq变换与小波多分辨率分析相结合的暂态电能质量检测方法。通过小波多分辨率分析分离出电压的低频信号成分,然后再对分离出的低频信号成分进行瞬时dq变换。同时用形态滤波分离出电磁暂态扰动,避免了各扰动检测之间的相互影响。最后利用Matlab/Simulink对所提方法和常规dq变换方法在复合扰动情况下的检测进行了仿真对比,结果表明所提方法适应能力强,具有非常优越的综合性能。

关键词： 双馈风电机组   简化模型   暂态稳定   转子crowbar   变流器   多态特性  

摘要： 大规模风电并网对系统暂态和中长期稳定都有重要影响,提出能够用于电力系统稳定分析的风电机组、风电场简化模型对于深入研究风电与电网暂态互动是十分重要的。目前WECC、IEC、GE等研究机构已提出了各自的风电机组、风电场标准化通用模型,但模型均较为简化,对于双馈风电机组建模没有考虑暂态过程中的变流器闭锁和转子crowbar投切等机制,导致外特性准确性不足,使得暂态稳定分析结果过于乐观。针对该不足,文中按多时间尺度模型简化原理,系统地推导双馈风电机组气动、机械及电气部分的简化模型,并着重探讨电网电压扰动强度与风电变流器"电流源–电压源–无源阻性"3种状态特性的关系,从而导出能直接用于暂态稳定分析的简化模型和Crowbar投入、切出代数判据,在保证仿真效率的同时提高了模型暂态特性的精度。最后,通过与详细模型的仿真对比及与机组实验结果的对照,验证所提简化模型的有效性。

关键词： 拟哈密顿系统   随机微分方程   随机平均法   暂态能量函数   扩展等面积法  

摘要： 蒙特卡洛法分析随机稳定性所需的计算量大,且难以同时考虑随机过程中发生的大量不确定性。基于拟哈密顿系统随机平均方法,提出随机电力系统暂态稳定性分析法。首先,根据扩展等面积法,将受扰多机系统动态映射为两群系统,建立其随机微分方程模型。忽略相关的非哈密顿因素,按哈密顿能量函数确定其安全区域。然后,考虑随机扰动、阻尼等的影响,对等效拟哈密顿系统进行随机平均,求出支配暂态能量转移的平均扩散方程,并基于扩散理论,根据系统条件可靠性分析切除时间、阻尼系数及激励强度等对随机电力系统暂态稳定性的影响。通过4机2区随机系统验证了该方法的有效性。