高比例新能源电力系统有功功率与频率控制研究综述及展望 被引量：16

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作者 滕贤亮 谈超 +2 位作者 昌力 张小白 曹荣章 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期12-35,共24页

随着“碳达峰·碳中和”战略目标的推进以及新型电力系统建设逐步开展,以风电、光伏为代表的新能源持续快速发展,大规模新能源的强不确定性和随机性对电力系统安全稳定经济运行构成了巨大考验。首先,深入分析了高比例新能源电力系... 随着“碳达峰·碳中和”战略目标的推进以及新型电力系统建设逐步开展,以风电、光伏为代表的新能源持续快速发展,大规模新能源的强不确定性和随机性对电力系统安全稳定经济运行构成了巨大考验。首先,深入分析了高比例新能源电力系统有功功率与频率控制在实时平衡、调频资源、市场发展、安全防御等方面面临的形势与挑战;其次,介绍了多控制区协同控制、多类型资源有序调用、经济调度与自动发电控制的协调配合、安全事件检测与防御、智能化与新技术5个方面的核心问题和研究进展;最后,围绕多控制主体有功频率控制、海量泛在资源协同控制、辅助服务市场闭环控制、风险防御能力提升、人工智能技术深化应用等重点研究方向进行了探讨和展望。 展开更多

关键词 自动发电控制 高比例新能源 辅助服务市场 新型电力系统 有功功率控制 频率控制

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新型电力系统继电保护面临的问题与解决思路 被引量：9

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作者 郑玉平 吕鹏飞 +4 位作者 李斌 吴通华 周博昊 宋国兵 杨国生 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第22期3-15,共13页

构建以新能源为主力电源的新型电力系统是实现“双碳”战略目标的关键技术途径。新型电力系统发展背景下,新能源高比例接入,电力系统的输配电形态演变导致系统高度电力电子化,其迥异的运行特性与故障特征导致传统以同步机电源为根本、... 构建以新能源为主力电源的新型电力系统是实现“双碳”战略目标的关键技术途径。新型电力系统发展背景下,新能源高比例接入,电力系统的输配电形态演变导致系统高度电力电子化,其迥异的运行特性与故障特征导致传统以同步机电源为根本、以线性叠加原理为理论基础的故障分析方法和继电保护原理动作性能受到严峻挑战。文中系统阐述了新型电力系统典型场景下,传统故障分析与继电保护面临的关键问题,进而从新型电力系统的故障特征与规律认知、传统保护适应边界及性能提升技术、不依赖电源特性的继电保护新原理、电力电子设备主动支撑保护需求的控保协调等方面详细阐述了解决思路。 展开更多

关键词 新型电力系统 故障分析 继电保护 控保协同 保护适应性 电力电子设备 新能源

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基于复频率信号注入的直流接地极线路故障测距方法

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作者 张鑫华 何佳伟 +3 位作者 李斌 戴魏 吴通华 叶善堃 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期109-118,共10页

在直流输电系统接地极线路配备阻抗监视系统的背景下,可利用高频测量阻抗特性实现故障距离的精确计算。然而,分析发现直流系统接地极线路在不同故障条件下可能产生相同的高频测量阻抗,这意味着测量阻抗与故障距离间不是一一映射关系,由... 在直流输电系统接地极线路配备阻抗监视系统的背景下,可利用高频测量阻抗特性实现故障距离的精确计算。然而,分析发现直流系统接地极线路在不同故障条件下可能产生相同的高频测量阻抗,这意味着测量阻抗与故障距离间不是一一映射关系,由单一测量阻抗难以得到准确的故障距离。文中分析了高频测量阻抗的重合特性随注入信号变化的特征,提出了基于复频率信号注入的故障测距方法,并给出了复频率的选定策略。该方法改进了基于高频测量阻抗幅相特性的接地极线路故障测距方法,实现了故障位置的准确计算。最后,通过仿真算例充分验证了所提测距方法的可行性和精确性。 展开更多

关键词 直流输电系统 接地极线路 故障测距 高频测量阻抗 复频率信号注入

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构网型全功率风机并网系统机电尺度建模及动态稳定性分析

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作者 李尚志 徐泰山 +4 位作者 李英彪 任先成 鲍颜红 张金龙 胡家兵 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期12-21,共10页

针对风力机部分和模拟同步机运行特性的虚拟同步发电机(VSG)控制等呈现机电尺度控制特性,含一次调频控制的构网型全功率风机并网系统存在机电尺度动态稳定问题,建立了系统的机电尺度分析模型,通过特征值和参与因子分析提取了影响系统机... 针对风力机部分和模拟同步机运行特性的虚拟同步发电机(VSG)控制等呈现机电尺度控制特性,含一次调频控制的构网型全功率风机并网系统存在机电尺度动态稳定问题,建立了系统的机电尺度分析模型,通过特征值和参与因子分析提取了影响系统机电尺度稳定性的两个振荡模式及主导控制环节.针对两个模式应用阻尼转矩分析法研究了各控制环节对系统模式阻尼的作用路径和参数的影响规律.分析发现:对于振荡模式1,网侧端电压控制支路提供负阻尼,受端电压控制参数影响较大,受系统功率水平影响很小;对于振荡模式2,转速控制、桨距角补偿控制和桨距角控制通过影响相应支路的阻尼影响系统总阻尼,功率水平对总阻尼的影响与桨距角控制比例系数强相关. 展开更多

关键词 构网型控制 风力机一次调频 机电尺度 特征值分析 阻尼转矩法 动态稳定性

原文传递

基于故障距离的微电网系统线路保护方法分析

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作者 周永荣 王思皓 +1 位作者 马兆兴 王瑞华 《智慧电力》 北大核心 2024年第5期67-73,共7页

配置快速、有效的线路保护方案是电源分散就地技术发展的关键。针对微电网线路保护问题,提出基于故障距离的微电网系统线路保护方法。通过构建包含故障信号的等效电气量方程,并推导出故障距离的解析表达式,确立1种多端线路保护的判据,... 配置快速、有效的线路保护方案是电源分散就地技术发展的关键。针对微电网线路保护问题,提出基于故障距离的微电网系统线路保护方法。通过构建包含故障信号的等效电气量方程,并推导出故障距离的解析表达式,确立1种多端线路保护的判据,再将此方法扩展到含有多个电源接入的电力网络中。算例分析表明,所提判据方法可靠性较高,可有效避免因保护装置整定值设定不合理而导致的误动或拒动问题。 展开更多

关键词 微电网 配电网 线路保护 多端线路 判据 故障

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直接电压控制构网型变流器控制参数暂态稳定影响分析

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作者 杨可昕 鲍颜红 +3 位作者 任先成 吴峰 徐泰山 张金龙 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期20-30,共11页

目前针对直接电压控制构网型变流器暂态失稳模式的演化和控制参数对暂态稳定的影响机理尚需进一步深入研究。首先,分析了两种常见电流限幅策略对变流器暂态稳定性的影响,归纳总结出3种暂态失稳演化路径。其次,通过极限切除时间、极限切... 目前针对直接电压控制构网型变流器暂态失稳模式的演化和控制参数对暂态稳定的影响机理尚需进一步深入研究。首先,分析了两种常见电流限幅策略对变流器暂态稳定性的影响,归纳总结出3种暂态失稳演化路径。其次,通过极限切除时间、极限切除角揭示了变流器有功环节不同参数对暂态稳定的影响规律,并针对直接电压控制构网型变流器的内电势和并网点电压之间的非线性关系,使用变流器临界势能为指标,揭示了变流器无功环节不同参数对稳定性的影响规律。在此基础上,解释了不同控制环节参数对变流器暂态稳定性的影响出现反常规律的机理。最后,在PSCAD仿真平台上通过算例验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 构网型变流器 暂态稳定 直接电压控制 有功环节 无功环节

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基于集成SAO优化互相关熵极限学习机模型的变压器故障诊断方法

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作者 孙世明 岑红星 +3 位作者 白建民 冯雪松 焦昆 马文涛 《电测与仪表》 北大核心 2024年第9期56-64,共9页

针对基于传统机器学习的变压器故障诊断方法在数据不平衡、训练数据集存在离群值等条件下稳健性弱和泛化能力不强等问题,提出一种稳健集成学习模型用于实现电力变压器的高精度故障诊断。首先针对离群值对模型稳健性的影响,将互相关熵损... 针对基于传统机器学习的变压器故障诊断方法在数据不平衡、训练数据集存在离群值等条件下稳健性弱和泛化能力不强等问题,提出一种稳健集成学习模型用于实现电力变压器的高精度故障诊断。首先针对离群值对模型稳健性的影响,将互相关熵损失(correntropy loss,CL)引入极限学习机(extreme learning machine,ELM)框架并应用梯度法获得最优解,以构建稳健学习模型CLELM,并利用雪消融优化器(snow ablation optimizer,SAO)优化CLELM的隐含层权重和偏差,以进一步改进其性能。其次,为了增强模型的泛化能力,将多个SAO-CLELM进行加权融合以构成稳健集成学习模型。最后,针对变压器故障数据集不平衡问题,采用合成少数类过采样技术对数据进行扩充,并应用平衡化后的数据训练集成SAO-CLELM模型以实现故障诊断。在两种故障测试集下对所提集成SAO-CLELM模型的故障诊断性能进行了验证,实验结果表明所提模型能获得准确的故障分类结果,说明其具有较高的稳健性和泛化性。 展开更多

关键词 电力变压器 故障诊断 集成学习 极限学习机 互相关熵损失 雪消融优化器

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柔性直流送出系统交流线路的自适应距离保护方法

8

作者 洪丰 吴通华 +3 位作者 郑玉平 孙志攀 周博昊 何佳伟 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第22期25-32,共8页

柔性直流系统接入使得电网故障特征发生明显改变,传统距离保护应用于柔性直流送出系统交流线路时存在不正确动作风险。针对该问题,指出了基于正序电压极化的距离保护动作特性受柔性直流系统控制策略影响的规律,阐明了柔性直流近端或电... 柔性直流系统接入使得电网故障特征发生明显改变,传统距离保护应用于柔性直流送出系统交流线路时存在不正确动作风险。针对该问题,指出了基于正序电压极化的距离保护动作特性受柔性直流系统控制策略影响的规律,阐明了柔性直流近端或电网侧背后发生相间故障时拒动或误动的机理。在此基础上,提出了结合暂态信息的自适应距离保护方法,利用故障初瞬自然响应阶段时域信息,构建快速方向判别元件,再结合方向判别结果自适应调整距离保护动作范围,保证距离保护正确动作。实时数字仿真试验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 距离保护 柔性直流 海上风电 逆变型电源

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为新型电力系统构建坚强的风险防御体系

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作者 郑玉平 《能源评论》 2023年第10期70-73,共4页

构建新型电力系统,必须首先构建更坚强的电网运行风险防御技术与装备体系。构建新型电力系统是以习近平同志为核心的党中央作出的重大决策部署。新型电力系统承载着推动能源生产和消费革命、保障国家能源安全的重要使命。7月6日,习近平... 构建新型电力系统,必须首先构建更坚强的电网运行风险防御技术与装备体系。构建新型电力系统是以习近平同志为核心的党中央作出的重大决策部署。新型电力系统承载着推动能源生产和消费革命、保障国家能源安全的重要使命。7月6日,习近平总书记在南瑞集团考察时指出,能源保障和安全事关国计民生,是须史不可忽视的“国之大者”,要加快推动关键技术、核心产品送代升级和新技术智慧赋能,提高国家能源安全和保障能力。 展开更多

关键词 国家能源安全 系统构建 新型电力 能源保障 风险防御 电力系统 生产和消费 电网运行风险

原文传递

基于暂态特征分布的单端量后备保护自适应配合方案

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作者 常娜娜 宋国兵 +3 位作者 常仲学 张晨浩 郑玉平 吴通华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第24期143-155,共13页

单端量后备保护对保证配电网安全运行具有重要的作用,但其整定工作任务繁重、难以自适应逆变类分布式电源随机接入的场景。因此,亟须研究无需逐级整定的后备保护自适应配合方案。针对故障稳态阶段高比例新能源接入后短路电流受限导致传... 单端量后备保护对保证配电网安全运行具有重要的作用,但其整定工作任务繁重、难以自适应逆变类分布式电源随机接入的场景。因此,亟须研究无需逐级整定的后备保护自适应配合方案。针对故障稳态阶段高比例新能源接入后短路电流受限导致传统阶段式配合的保护存在误动/拒动的问题,提出“暂态故障识别+稳态动作判别”的接力式反时限后备保护方案。首先,定性分析并用阻抗特性验证拓扑结构变化时故障分量瞬时实功率的暂态特征分布,提取有自然差异的最小适用频带内的时域信息,计算换流器未调节阶段的暂态能量。其次,给出全网统一反时限特性方程的参数选取原则,实现相邻保护间的自适应配合;构造基于稳态电压的动作判据,得到利用故障全过程电气量的单端量后备保护配合方案。最后,仿真验证所提方法在不同拓扑、分布式电源容量以及接入方式变化时的有效性。 展开更多

关键词 后备保护 分布式电源 暂态 稳态 最小适用频带 反时限特性 自适应配合

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基于游离气体特征的新型轻瓦斯保护技术

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作者 郑玉平 彭凯 +3 位作者 李雪飞 潘书燕 夏雨 李博宇 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期165-172,共8页

现有变压器轻瓦斯保护仅依赖瓦斯继电器气室内聚集气体体积而动作,一方面,易受窝气等多种非故障因素影响误发告警信号;另一方面,运维人员需要在告警后从变压器取气盒人工取气,存在极大安全隐患。文中进行了变压器内部典型放电类缺陷的试... 现有变压器轻瓦斯保护仅依赖瓦斯继电器气室内聚集气体体积而动作,一方面,易受窝气等多种非故障因素影响误发告警信号;另一方面,运维人员需要在告警后从变压器取气盒人工取气,存在极大安全隐患。文中进行了变压器内部典型放电类缺陷的试验,得到了变压器内部放电类缺陷发展过程中游离气体的产气特征及变化规律,并提出了基于游离气体特征的新型轻瓦斯保护技术,研制了集自动取气、自动分析、自动诊断为一体的新型轻瓦斯保护装置,可及时切除变压器内部故障,防止事故进一步发展扩大。 展开更多

关键词 游离气体 变压器 轻瓦斯保护 产气规律 瓦斯继电器

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基于改进果蝇算法的地铁列车运用计划编制研究

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作者 徐鹏 辛丽平 +2 位作者 张增超 周永荣 马兆兴 《铁道运输与经济》 北大核心 2024年第9期195-207,共13页

针对地铁列车运用计划编制问题,基于改进果蝇算法开发了一种地铁双车辆段列车运用计划编制模型,使列车在规定时间内能完成检修规定里程数,前往不同车辆段完成对应检修任务。在满足列车检修周期内行驶路程要求、列车均衡运用的基础上,将... 针对地铁列车运用计划编制问题,基于改进果蝇算法开发了一种地铁双车辆段列车运用计划编制模型,使列车在规定时间内能完成检修规定里程数,前往不同车辆段完成对应检修任务。在满足列车检修周期内行驶路程要求、列车均衡运用的基础上,将双车辆段的所有列车与车次任务综合规划;根据列车与车次的匹配关系,将列车运用计划编制问题转化为柔性作业车间调度问题;以列车-车次匹配成本最小为优化目标建立列车运用计划编制模型,并以国内某地铁列车运用计划为算例验证模型的有效性和可行性;就人工方案编排的不合理的检修日期,提出一种自动检修日期更新修改方案。实验结果表明:所有列车均能按时完成检修要求的行驶路程,抵达规定车辆段进行检修,实现列车均衡运用;通过对不合理的检修日期(来自人工方案)进行修改,使列车检修日期平均提前14d,从而提高了列车检修资源的利用率。 展开更多

关键词 地铁列车 城市轨道交通 列车运用计划编制 改进果蝇算法 柔性作业车间调度问题

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考虑碳交易体系的微电网多阶段鲁棒优化运行

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作者 彭乐瑶 马刚 +5 位作者 陈永华 颜云松 赖业宁 李祝昆 刘东洋 唐靖 《综合智慧能源》 CAS 2024年第9期9-19,共11页

随着碳交易市场的成熟,碳配额和国家核证自愿减排量成为微电网优化运行必须考虑的因素。针对优化运行中源荷不确定性所带来的挑战,提出了一种考虑碳交易体系的多阶段鲁棒优化模型。首先,对微电网的源荷不确定集和微电网碳交易体系进行描... 随着碳交易市场的成熟,碳配额和国家核证自愿减排量成为微电网优化运行必须考虑的因素。针对优化运行中源荷不确定性所带来的挑战,提出了一种考虑碳交易体系的多阶段鲁棒优化模型。首先,对微电网的源荷不确定集和微电网碳交易体系进行描述,并据此建立了一系列确保微电网鲁棒性和非预期性的可行性约束。针对关于时间耦合的燃气机组和储能装置的约束条件,采用隐式决策规则,引入辅助变量和新的非预期约束,并对模型进行再表述,求解出燃气机组的启停策略及其与储能系统荷电状态的安全输出区间;进而建立日内实时滚动模型,确定了微电网各组成部分的实时功率输出,实现微电网的实时优化调度;最后,导入江苏省某地区实际数据进行算例分析,验证了所提模型的有效性,但在可再生能源已充分优化的前提下,单纯地改变碳配额交易价格对微电网运行影响较小。 展开更多

关键词 微电网 鲁棒优化 非预期性 碳交易体系 储能装置 碳配额 国家核证自愿减排量

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基于能量共享的多微网协同优化调度

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作者 吴彦伟 姚刚 +3 位作者 王海全 徐建松 尹大鹏 夏雨 《电机与控制应用》 2024年第8期1-11,共11页

作为新型电力系统的重要组成部分,多微网的能量交互共享有利于可再生能源的消纳和多主体运行效益的提升。针对多微网的源荷不确定性及数据隐私问题,提出一种基于能量共享的多微网协同优化调度方法。首先,构建基于多主体交互框架的共享... 作为新型电力系统的重要组成部分,多微网的能量交互共享有利于可再生能源的消纳和多主体运行效益的提升。针对多微网的源荷不确定性及数据隐私问题,提出一种基于能量共享的多微网协同优化调度方法。首先,构建基于多主体交互框架的共享储能和微网经济调度模型;然后,通过深度强化学习方法和数学启发式方法,实现共享储能的充放电功率定价策略和多微网的经济调度决策;最后,仿真数据分析表明所提协同优化调度方法能够快速应对源荷随机变化,同时有效降低了多微网运行成本。 展开更多

关键词 多微网 共享储能 协同优化 强化学习

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