可行域是评估分布式光伏承载能力的重要工具,然而凸包络法和逐点法等传统求解方法求解过程复杂,耗时过长。为此,提出一种基于功率矩准则的分布式光伏承载能力可行域求解方法。首先,计及光伏接入位置及容量对配电网电压、电流的共同影响,定义功率矩的概念,并给出功率矩的数学表达方法;然后,计及电压偏差约束和支路电流约束,构建基于功率矩准则的配电网光伏承载能力静态可行域解析模型,进一步考虑光伏时序特征,提出光伏承载能力的时序可行域求解方法;最后,基于IEEE 33节点系统验证本文所提模型和方法的有效性。结果表明,本文所提出的功率矩方法可以快速且准确地求解得到分布式光伏承载能力的可行域。
大规模风电经柔直送出系统交流汇集线路,因两侧换流器采用负序电流抑制策略导致不对称故障特征微弱,为解决现有工频量交流保护性能不足的问题,提出一种适用于大规模风电经柔直送出系统交流汇集线路的测距式纵联保护方案。首先剖析现有距离保护不正确动作机理,结合不同故障下的等值序网图及边界约束方程,利用双端电气量信息及实虚部分离算法,在送端换流站采用主动负序电流控制策略时,分析送端换流站侧保护安装处至故障位置的距离比例系数解析式。然后,基于该故障距离比例系数构造高灵敏保护启动判据,实现区内外故障的判断。最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建双端柔直送出系统仿真模型。仿真结果表明,所提保护方案可以准确判别区内外故障,同时不受负序电流注入幅值、线路长度及过渡电阻的影响。
为解决海岛淡水资源匮乏、新能源波动性强等问题,提出一种含界面太阳能蒸汽发电、波浪能发电的海岛微电网系统,通过聚偏氟乙烯生物质碳基光热膜实现光热发电与海水淡化。首先,以电负荷、氢需求和水需求为核心,联合考虑水-电-氢协同配置,建立含界面太阳能蒸汽发电的海岛微电网优化模型;其次,采用拉丁超立方抽样结合Kantorovich场景削减法处理新能源不确定性,得到预测值;然后,以运行成本、能源耦合、设备运行等约束条件构建微电网优化调度模型;最后,以浙江某岛为算例进行验证。算例结果表明,该模型可有效满足区域内氢和淡水需求,且淡水产出量充足、电制氢收益可观,验证了其在提高新能源消纳、海岛能源自给率方面的综合优势。
针对脉冲负载瞬时高功率引起的供电电源输出电压剧烈波动及周期性脉冲变化引发的动态响应失衡等问题,提出一种具有快速动态性能和强抗干扰能力的双有源全桥变换器模型预测控制策略。首先,建立双有源全桥变换器离散模型,构建抑制输出电压稳态抖动和输出电压收敛的成本函数;其次,为提高算法运算速率,提出成本函数优化的固定开关频率及自适应步长寻优模型预测控制,在此基础上引入脉冲功率模块以应对脉冲电流输出带来的电源系统冲击;最后,搭建实验平台,验证基于脉冲功率模块双有源变换器模型预测控制策略的有效性。结果表明,所提方法具有较强的电压偏差抑制性,显著提高了脉冲电流工作时变换器的动态性能。
为实现多园区综合能源系统低碳经济优化调度目标,提出一种综合考虑系统供能侧与负荷侧、碳激励及混合博弈的多园区综合能源系统优化调度模型。首先,考虑阶梯碳交易机制,供能侧激励不同园区综合能源系统在产能中减少碳排放量;其次,用户侧引入激励型需求响应策略,鼓励用户根据供能侧对不同负荷激励价格调整用能行为;然后,多园区综合能源系统进行电能交互供应模式,构建园区综合能源系统内供能侧与用户侧主从博弈模型,分别描述多个园区综合能源系统的供能侧与用户侧能源互动关系;同时,构建园区综合能源系统用户侧负荷及储能设备合作博弈模型,即一种综合性多园区综合能源系统优化调度混合博弈模型;最后,通过多个算例场景,验证所提方法的有效性,实现多园区综合能源系统低碳经济运行。
针对配电网行波波头标定方法易受噪声、波头畸变影响的问题,提出融合时变滤波经验模态分解与熵峭比的行波波头标定法。首先分析行波信号在长短分支线路的传播过程,揭示分支线路与行波波头畸变之间的内在联系,进而通过时变滤波经验模态分解行波信号得到多个固有模态分量,有效抑制模态混叠并保留高频波头特征,并引入熵峭比选取有效的模态分量,在此基础上通过Teager能量算子对有效模态分量进行波头标定,得到行波首波头到达检测端的精确时刻。仿真结果表明,相较于现有方法,该方法不仅显著提升了行波波头标定精度,更适用于畸变行波信号,同时验证了其具有较强的抗噪能力,能够提升配电网故障行波定位精度,为复杂配电网故障定位提供了可靠技术支撑。
针对暂态电压评估模型复杂结构导致的在线更新效率受限问题,本文基于具有时空特征提取能力的评估模型,提出一种融合样本动态生成和参数微调的暂态稳定评估方案。首先,利用闭式连续时间神经网络提取时序数据隐藏特征,并基于神经回路策略构建评估模型与电网拓扑的对应关系,提升模型对时空特征的感知能力以及电网拓扑变化的跟随能力;其次,基于拓扑变化前后的样本相似度对比,动态调整样本生成数量,以加速构建更新样本集,并利用迁移学习快速更新模型关键参数,此外,引入基于异构样本的时间自适应评估方法来平衡在线评估的及时性和准确性;最后,在IEEE 39节点和IEEE 145节点系统进行算例分析,验证本文所提方法的有效性。
针对双馈风电场经模块化多电平换流器高压直流输电并网系统的频率响应特性,本文基于小信号线性化理论推导出含控制系统动态的详细频率响应模型。相较于采用惯性环节代替控制系统详细模型建立的简化频率响应模型,所提模型解决了系统简化频率响应特性与实际频率响应特性存在偏差的问题。在此基础上,引入鲁棒控制理论中的H2与H_∞范数作为系统抑制频率扰动能力的量化指标,求解系统频率变化量与负荷扰动量之间传递函数的H2与H_∞范数,分析系统调频参数对频率响应特性的影响程度,并提出一种基于H2与H_∞范数的系统调频参数整定方法。通过仿真验证了所建详细频率响应模型与系统频率响应特性分析方法的有效性,为研究风电经MMC-HVDC并网系统的精确频率响应特性和调频参数整定提供理论依据和参考。
针对配电网故障行波在强噪环境下波头提取困难导致故障定位不准确问题,提出一种基于时变滤波互补集合经验模态分解和二阶瞬态提取变换的配电网故障定位方法。首先,利用时变滤波互补集合经验模态分解对含强噪的行波信号进行分解得到各个本征模态分量,并通过计算其能量熵增量来选取有效信号进行重构,得到降噪后的行波信号。然后,再利用改进自适应噪声完备经验模态分解算法对降噪后信号进行分解,提取含故障信息的本征模态分量。最后,对提取后的分量进行二阶瞬态提取变换,凸显行波突变特征,实现波头到达时间的准确提取,并利用改进双端法完成故障的精确定位。通过仿真验证,所提方法在强噪声环境下的故障定位误差均小于1%,且在多类故障条件下均保持良好的适用性与定位精度。
配电网负荷恢复效率是评估其应对极端事件能力的重要指标。考虑到风灾影响下交通网会受到一定影响,为解决重要负荷恢复问题,提出一种考虑时空双维度的移动氢储能滚动恢复策略。首先,采用改进Rankine风场模型计算线路故障概率,根据蒙特卡罗法模拟故障场景;其次,考虑配电网与交通网耦合关系,建立时空任务链分层模型,以Dijkstra最短路径和加权负荷失电量最小为目标,确定移动氢储能和抢修队配置策略;最后,以IEEE 33节点配电网与26节点交通网为例,对不同方案下的调度与恢复结果进行分析,探究移动氢储能对于负荷恢复的辅助作用。结果表明,所提策略可以充分发挥移动氢储能的时空灵活性,合理协调其与抢修队之间的行动决策,提高重要负荷的恢复效果。