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含STATCOM的光伏并网系统静态同步稳定分析

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电工技术学报 2024年

作者：马睿聪曹永吉张恒旭李常刚山东大学电气工程学院山东大学智能创新研究院

光伏电站并网时需要具备一定的无功支撑能力，通常需要配备无功补偿装置，二者之间的相互作用增加了静态同步稳定问题的分析难度。本文提出了一种含STATCOM的光伏并网系统静态同步稳定分析方法。考虑不同并网变换器dq坐标系间的变换，... 详细信息

光伏电站并网时需要具备一定的无功支撑能力，通常需要配备无功补偿装置，二者之间的相互作用增加了静态同步稳定问题的分析难度。本文提出了一种含STATCOM的光伏并网系统静态同步稳定分析方法。考虑不同并网变换器dq坐标系间的变换，构建多并网变换器并联系统的等效小信号模型。在阻抗分析方法基础上改进稳定判据，并利用衰减系数指标定量刻画系统的静态同步稳定性能，构建静态同步稳定量化评估指标体系。结合改进的判据和量化指标，详细分析了STATCOM对光伏并网系统静态同步稳定性能的影响，总结了各控制参数对于系统运行零极点分布的影响规律。

关键词：光伏系统 STATCOM 静态同步稳定阻抗分析方法衰减系数

基于分布式模型预测控制的自适应二次调频策略

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上海交通大学学报 2024年

作者：曹永吉张江丰王天宇郑可轲吴秋伟国网浙江省电力有限公司电力科学研究院山东大学智能创新研究院清华大学清华深圳国际研究生院

针对电力系统参数变化导致二次调频适应性降低的问题，提出一种基于分布式模型预测控制（distributed model predictive control，DMPC）的自适应二次调频策略。首先，构建多区域互联系统的二次调频模型，进而基于频率响应轨迹建立各区... 详细信息

针对电力系统参数变化导致二次调频适应性降低的问题，提出一种基于分布式模型预测控制（distributed model predictive control，DMPC）的自适应二次调频策略。首先，构建多区域互联系统的二次调频模型，进而基于频率响应轨迹建立各区域系统的参数辨识模型。其次，采用递推最小二乘法（recursive least square，RLS）求解参数辨识模型，在线更新区域系统的参数。然后，以区域控制偏差（area control error，ACE）最小为目标，利用DMPC优化机组出力，实现二次调频控制。最后，通过算例分析验证了所提方法的有效性。

关键词：分布式模型预测控制二次调频参数辨识区域控制偏差优化决策

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考虑碳捕集电厂运行灵活性的网-储联合规划

高电压技术 2024年

作者：邹世豪曹永吉张恒旭肖晋宇侯金鸣赵小令山东大学电气工程学院山东大学智能创新研究院全球能源互联网发展合作组织

碳捕集电厂(carbon capture power plant，CCPP)在降低碳排放的同时，增强了电力系统的灵活性，是促进可再生能源消纳和低碳化转型的关键。考虑CCPP运行的灵活性，提出一种网-储联合规划方法。针对海量场景规划计算困难的问题，利用改进... 详细信息

碳捕集电厂(carbon capture power plant，CCPP)在降低碳排放的同时，增强了电力系统的灵活性，是促进可再生能源消纳和低碳化转型的关键。考虑CCPP运行的灵活性，提出一种网-储联合规划方法。针对海量场景规划计算困难的问题，利用改进k-means算法对风电出力场景进行削减，并基于Spearman系数筛选典型出力场景。分析CCPP的灵活性运行机理，构建电力系统灵活性供给模型和量化指标。建立考虑CCPP的网-储双层优化模型，在规划层中确定输电线路和储能的配置方案，并在运行层中考虑CCPP的灵活性。以改进IEEE RTS-24节点系统为算例进行分析，结果表明：所提规划方法能够提高电力系统的灵活性裕度，降低输电线路和储能的投资成本。研究结果证明了所提规划方法的有效性。

关键词：灵活性资源碳捕集电厂网-储联合规划场景生成场景削减低碳化运行

考虑光伏不确定性的高耗能工业园区双时间尺度优化调度

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上海交通大学学报 2024年

作者：王佳颖陆春光矫文书吴秋伟曹永吉杨建立国网浙江省电力有限公司营销服务中心山东大学电气工程学院清华大学清华深圳国际研究生院国网浙江省电力有限公司宁波供电公司

为充分发挥高耗能工业负荷的调节潜力，缓解新能源大规模接入带来的电力系统供需平衡压力，本文提出了一种考虑光伏不确定性的高耗能工业园区双时间尺度优化调度方法。首先，基于条件生成对抗网络生成典型的光伏出力场景，对工业园区调... 详细信息

为充分发挥高耗能工业负荷的调节潜力，缓解新能源大规模接入带来的电力系统供需平衡压力，本文提出了一种考虑光伏不确定性的高耗能工业园区双时间尺度优化调度方法。首先，基于条件生成对抗网络生成典型的光伏出力场景，对工业园区调度过程中的光伏出力不确定性进行表征。其次，综合考虑园区内各类调控资源的耦合机理及调控特性差异，建立起高耗能工业园区双时间尺度优化调度模型：在日前阶段，以运行经济性最优为目标，优化了高耗能工业用户的生产计划；在日内阶段，通过调节电弧炉分接头挡位、储能充放电功率等更为灵活的调控资源，进一步平滑了工业园区的功率波动。最后，对含钢铁厂、水泥厂两类典型高耗能行业的工业园区进行优化调度，验证了所提方法的有效性。

关键词：高耗能工业优化调度光伏不确定性双时间尺度

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吐鲁番地区电网孤网运行的稳控策略

内蒙古电力技术 2024年第1期42卷 79-83页

作者：土亚军胡仁祥胡阳沈志伟王明慧曹永吉国网吐鲁番供电公司新疆吐鲁番838000

以2022年底吐鲁番电网网架结构为基础,对比分析750 kV吐鲁番变电站1号、2号主变压器同时故障跳闸,局部电网孤网运行时不同模态下的阻尼情况对电网振荡特性的影响,通过建立切除不同比例风电、光伏出力情况下的频域仿真模型,提出吐鲁番电... 详细信息

以2022年底吐鲁番电网网架结构为基础,对比分析750 kV吐鲁番变电站1号、2号主变压器同时故障跳闸,局部电网孤网运行时不同模态下的阻尼情况对电网振荡特性的影响,通过建立切除不同比例风电、光伏出力情况下的频域仿真模型,提出吐鲁番电网孤网情况下的最优稳控策略。同时提出在托克逊片区新增一座750 kV变电站,以解决由于750 kV吐鲁番变电站1号、2号主变压器同时故障跳闸引起的局部电网动态稳定问题。

关键词：吐鲁番电网双馈风机孤网运行稳定特性稳控策略

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虚拟电厂短时长精细化生产模拟方法与系统

中国电机工程学报 2023年第9期43卷 3366-3380页

作者：薛景润施啸寒曹永吉张恒旭电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061 丹麦科技大学电气工程系电力与能源中心丹麦灵比2800

分布式电源、电动汽车、温控负荷等需求侧可控异构分散资源渗透率逐步增加,迫切需要对其有效整合后参与电网调控。虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP)是聚合和管控海量分布式能源(distributed energy resources,DERs)的有效形式,而运行仿... 详细信息

分布式电源、电动汽车、温控负荷等需求侧可控异构分散资源渗透率逐步增加,迫切需要对其有效整合后参与电网调控。虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP)是聚合和管控海量分布式能源(distributed energy resources,DERs)的有效形式,而运行仿真工具是发挥其作用的重要支撑。鉴于此,该文给出覆盖DER设备建模、异构DERs聚合和集群协同控制等全环节的VPP短时长精细化生产模拟方法,并设计面向VPP参与电网互动的开放式仿真系统。在分析VPP短时长精细化生产模拟需求的基础上,归纳精细化仿真关键技术;基于DERs物理特性分析及管控架构构建,提出包含设备层和管控层的VPP精细化建模方法;以通用开放为原则,设计仿真系统实现方案,通过模块化建模和通用化架构及互动接口设计,实现对多种电网仿真引擎和多类DERs模型兼容。以包含异构DERs的单个VPP为例,介绍典型日VPP生产模拟结果,并以包含多VPP的区域电网为例,给出DERs集群功率调节响应过程及其参与频率紧急控制和功角稳定紧急控制的效果,仿真结果验证了所述方法和系统的有效性。

关键词：虚拟电厂精细化生产模拟分布式能源紧急控制动态支撑

兼顾物理状态和用户行为的虚拟电厂紧急功率调节能力量化评估

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中国电机工程学报 2023年第8期43卷 2906-2920页

作者：薛景润施啸寒王超曹永吉张恒旭电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061 丹麦科技大学电气工程系电力与能源中心丹麦灵比2800

高比例新能源、电动汽车、储能电站等并网,迫切需要改进电网安全稳定控制技术体系,将海量分散可控资源纳入电网紧急控制范畴。针对紧急控制在线决策需求,该文给出以虚拟电厂(virtual power plant,VPP)为管控形式的分布式能源(distribute... 详细信息

高比例新能源、电动汽车、储能电站等并网,迫切需要改进电网安全稳定控制技术体系,将海量分散可控资源纳入电网紧急控制范畴。针对紧急控制在线决策需求,该文给出以虚拟电厂(virtual power plant,VPP)为管控形式的分布式能源(distributed energy resources,DERs)紧急功率调节能力量化描述和在线评估方法。首先,分析紧急功率调节能力的内涵及表述要求,给出调节能力的量化描述方法;其次,构建反映物理特性及考虑用户行为约束的VPP紧急功率调节能力评估综合模型;最后,给出考虑状态转移及边界约束的紧急功率多时间尺度调节能力计算方法,设计相关仿真计算模块,并实现与PSS/E接口。以含300台电动汽车及1000台空调的VPP为例,仿真验证所述方法的有效性。

关键词：安全稳定虚拟电厂分布式能源紧急功率调节能力在线评估

考虑分时电价和最大暂态频率偏移的储能机会约束优化配置

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电力系统自动化 2023年第2期47卷 61-68页

作者：曹永吉吴秋伟张恒旭李常刚丹麦科技大学电气工程系电力与能源中心丹麦灵比2800 清华大学深圳国际研究生院清华-伯克利深圳学院广东省深圳市518055 电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061

针对可再生能源规模化接入电网引起的频率稳定控制资源减少的问题,提出一种考虑分时电价和最大暂态频率偏移(MTFD)的储能系统(ESS)机会约束优化配置方案。首先,建立含ESS的扩展系统频率响应模型,估计预想事故下的频率动态响应特征,采用... 详细信息

针对可再生能源规模化接入电网引起的频率稳定控制资源减少的问题,提出一种考虑分时电价和最大暂态频率偏移(MTFD)的储能系统(ESS)机会约束优化配置方案。首先,建立含ESS的扩展系统频率响应模型,估计预想事故下的频率动态响应特征,采用基于最大仿射函数的分段线性化方法构造MTFD约束;其次,考虑预想事故发生的不确定性,构建以投资成本最小和峰谷套利收益最大为目标的ESS容量机会约束优化模型;然后,利用线性加权方法和基于蒙特卡洛模拟的非线性递减惯性权重粒子群优化算法求解,以确定最优的ESS容量;最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。

关键词：频率稳定调频能力储能系统机会约束优化分时电价

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考虑暂态调频能力的虚拟电厂预防控制方法

电力系统自动化 2022年第18期46卷 83-89页

作者：徐清文曹永吉张恒旭吴秋伟李常刚电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061 丹麦科技大学电气工程系电力与能源中心灵比2800丹麦清华大学深圳国际研究生院清华-伯克利深圳学院广东省深圳市518055

针对大功率缺额场景下虚拟电厂(VPP)为电网提供有功功率支撑能力充裕性的问题,提出一种考虑暂态调频能力的预防控制方法。首先,计及VPP有功功率响应对电网频率动态的影响,构建扩展系统频率响应模型;其次,基于最小二乘法、Levenberg-Marq... 详细信息

针对大功率缺额场景下虚拟电厂(VPP)为电网提供有功功率支撑能力充裕性的问题,提出一种考虑暂态调频能力的预防控制方法。首先,计及VPP有功功率响应对电网频率动态的影响,构建扩展系统频率响应模型;其次,基于最小二乘法、Levenberg-Marquardt算法和阻尼牛顿法,利用扩展系统频率响应模型提取VPP控制参数与频率动态间的耦合关系,并综合瞬时功率和累积能量来量化评估VPP暂态调频能力;然后,由预想事故集合估计满足电网频率安全性要求的临界暂态调频能力,以调整VPP控制参数及功率、能量备用;最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。

关键词：虚拟电厂频率稳定预防控制调频