检索结果-南通市图书馆

基于自适应参数重置EKF的时变次同步振荡辨识方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：吴熙李青峰陈曦周金宇李强任必兴东南大学电气工程学院国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

随着新能源发电设备在电力系统中的比例逐渐升高，次同步振荡(SSO)问题日益凸显。准确追踪和辨识SSO信号是对其溯源和抑制的前提，对电力系统稳定运行具有重要意义。而在很多SSO事故中，振荡频率和振荡幅值随时间变化，使现有方法难以... 详细信息

随着新能源发电设备在电力系统中的比例逐渐升高，次同步振荡(SSO)问题日益凸显。准确追踪和辨识SSO信号是对其溯源和抑制的前提，对电力系统稳定运行具有重要意义。而在很多SSO事故中，振荡频率和振荡幅值随时间变化，使现有方法难以准确辨识SSO模态参数。为此，提出了一种基于自适应重置拓展卡尔曼滤波(EKF)的SSO检测方法。首先，构造了四状态SSO信号模型，使EKF算法能够检测信号幅值、频率和衰减系数，并设计了检测多模态SSO信号的算法。其次，提出了一种基于残差判据的EKF参数自适应重置方法，通过自适应地重置误差协方差矩阵以实现时变SSO信号的准确辨识。最终，对所提算法进行了仿真验证和硬件测试，结果表明，本文所提方法能够准确辨识时变SSO模态参数，并且算法实时性强，具有较高的工程实用价值。

关键词：次同步振荡检测技术拓展卡尔曼滤波时变多模态自适应重置

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考虑频率不同响应阶段的惯量评估优化策略

电力自动化设备 2024年

作者：孟建辉叶泰然任必兴陈思媛新能源电力系统国家重点实验室华北电力大学国网江苏省电力有限公司电力科学研究院国网江苏省电力有限公司南京市江宁区供电分公司

传统惯量评估策略在计算高比例新能源系统的惯量水平时，会因为量测误差与不确定的一次调频介入时间等问题而大幅降低其评估准确性。为对评估策略进行优化，在分析惯性在频率不同响应阶段支撑能力的基础上，提出基于滑动窗口的惯量评估... 详细信息

传统惯量评估策略在计算高比例新能源系统的惯量水平时，会因为量测误差与不确定的一次调频介入时间等问题而大幅降低其评估准确性。为对评估策略进行优化，在分析惯性在频率不同响应阶段支撑能力的基础上，提出基于滑动窗口的惯量评估策略，减少数据中的扰动初期误差与未知的一次调频时间对结果的影响；针对频率响应数据并不完整的情况，提出基于分段多项式拟合的惯量评估策略，考虑系统频率特性在一次调频发生前后的模型变化，减少拟合次数对结果的影响。最后于电磁暂态仿真平台搭建了高比例新能源电力系统模型，对所提策略进行了仿真验证，结果表明其有效减少频率误差对评估的影响，极大提升了惯量评估的准确度。

关键词：频率响应特性惯量评估滑动窗口分段多项式拟合频率变化率

基于Actor-Critic框架的风机换流器参数优化策略

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现代电力 2024年

作者：李强邹小明任必兴何宇帆杜文娟四川大学电气工程学院国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

随着可再生能源并网发电量的不断增加，由电力电子设备引发的电力系统次同步振荡问题逐渐凸显，给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战。除此之外，当目标电力系统规模较大时，常用的基于线性化模型的分析方法面临着维数灾问题。为了... 详细信息

随着可再生能源并网发电量的不断增加，由电力电子设备引发的电力系统次同步振荡问题逐渐凸显，给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战。除此之外，当目标电力系统规模较大时，常用的基于线性化模型的分析方法面临着维数灾问题。为了解决上述问题，根据强化学习原理，通过动作-评价(Actor-Critic)学习框架提出一种对风机换流器控制参数的优化策略。通过搜集永磁直驱风机(permanent magnetic synchronous generator,PMSG)运行状态数据，训练强化学习代理(Agent)，以此评估风机运行状态及其稳定性，并寻找优化风机换流器参数的最优策略。该训练方法得到的代理能够基于时域采样数据对风机换流器参数进行优化，从而有效抑制由于换流器诱发的振荡现象，在没有建立线性化分析模型的情况下，能够有效优化并增强电力系统的稳定性。经实验验证，该优化策略在采样数据有噪声干扰的情况下仍然具有良好的优化性能。

关键词：强化学习动作-评价永磁直驱风机次同步振荡参数优化

光伏场站Koopman动态等值模型故障功率预测

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华北电力大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张子傲李岩松任必兴侯凯允刘君李强国网江苏省电力有限公司电力科学研究院华北电力大学电气与电子工程学院

对光伏场站故障功率的准确和快速预测，是保障光伏场站安全稳定运行的重要措施。针对基于机器学习的功率预测模型复杂结构，提出了一种具有显著简洁性的光伏场站Koopman动态等值模型，实现了对光伏场站发生故障后有功功率变化的准确预... 详细信息

对光伏场站故障功率的准确和快速预测，是保障光伏场站安全稳定运行的重要措施。针对基于机器学习的功率预测模型复杂结构，提出了一种具有显著简洁性的光伏场站Koopman动态等值模型，实现了对光伏场站发生故障后有功功率变化的准确预测。首先，建立了光伏场站故障下动态等值模型，使用Koopman算子对光伏场站动态预测模型进行高维线性化映射；然后通过动态模式分解技术提取等值模型主要模态，找出了等值模型系数算子近似解，在其二维子空间中建立了降阶功率预测模型；最后设计算例，基于PSCAD搭建了三互联光伏场站仿真模型，对该方法进行了验证。结果表明，该方法对光伏场站故障后有功功率的预测准确度达到了97.73%，证明了该方法的合理性。

关键词：光伏场站动态等值故障功率预测 Koopman 动态模式分解

考虑攻防博弈的调频辅助服务市场博弈均衡分析

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电网技术 2024年第2期48卷 679-687页

作者：陈春宇刘一龙张凯锋任必兴王云鹏戴雪梅中国矿业大学电气工程学院江苏省徐州市221116 瑞典皇家理工学院电气工程与计算机科学学院瑞典斯德哥尔摩11428 东南大学自动化学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103 上海电力大学自动化工程学院上海市杨浦区200090

通过不断健全市场交易规则,新型资源逐步参与调频市场,极大提升了调频性能与资源的灵活互济。然而,受制于成本因素,部分新型调频资源的网络安全防护等级较低,黑客可能利用网络安全漏洞破坏调频市场安全。基于此,提出一种考虑攻防博弈的... 详细信息

通过不断健全市场交易规则,新型资源逐步参与调频市场,极大提升了调频性能与资源的灵活互济。然而,受制于成本因素,部分新型调频资源的网络安全防护等级较低,黑客可能利用网络安全漏洞破坏调频市场安全。基于此,提出一种考虑攻防博弈的调频市场博弈均衡分析方法。首先,分析考虑篡改防护薄弱型调频资源报价信息的黑客攻击行为;然后,从攻击者角度构建以利益攸关方获利最大化为目标的攻击模型,设计考虑攻防双方主从Stackelberg博弈的调频市场均衡模型;最后,分析基于列和约束生成(column-and-constraint generation,C&CG)算法的调频市场均衡结果,通过对30机组调频市场进行算例分析,容量收益平均偏移度从攻击下的113.89%变为防御后的12.56%,表明防御者可以抑制攻击者造成的市场均衡偏移。

关键词：新型调频资源网络攻击与防御 Stackelberg博弈调频辅助服务市场调频市场均衡

极端风暴下的海上风电制氢联合运行系统爬坡控制策略

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电力建设 2024年第4期45卷 1-12页

作者：张培杰陈春宇任必兴臧天磊戴雪梅张晓中国矿业大学电气工程学院江苏省徐州市221116 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京市211103 四川大学电气工程学院成都市610065 上海电力大学自动化工程学院上海市200090

全球气候变暖导致海域极端风暴事件频繁发生,引发海上风电大规模爬坡,影响岸上主网的安全运行。通过电解制氢系统,海上风电制氢联合运行系统将富余风电功率转换为氢能,降低了弃风率和弃风惩罚成本;同时,可以出售氢能获利,提升了经济效... 详细信息

全球气候变暖导致海域极端风暴事件频繁发生,引发海上风电大规模爬坡,影响岸上主网的安全运行。通过电解制氢系统,海上风电制氢联合运行系统将富余风电功率转换为氢能,降低了弃风率和弃风惩罚成本;同时,可以出售氢能获利,提升了经济效益。提出了一种考虑风电不确定性的爬坡控制策略。首先,比较了传统风电场与风电制氢联合运行系统在极端风暴下的爬坡特性,分析了风电制氢联合运行系统的爬坡抑制特性;然后,使用机会约束规划方法构建了考虑源-储-荷运行特性与海上风电不确定性的爬坡控制模型,通过求解爬坡控制模型给出了爬坡控制策略;最后,基于客观权重赋权法(criteria importance though intercrieria correlation,CRITIC)-优劣解距离法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)综合评价模型对不同置信度下系统附加运行成本与不确定性资源投入率进行分析,得到最佳置信度。仿真结果表明,同样采取并网功率爬坡控制的情况下,海上风电制氢联合运行系统的综合运行成本(29.87万元)远低于海上风电场(133.28万元,包括弃风惩罚)。在考虑风电不确定性情况下,置信度取0.98可以均衡系统的成本控制与风险抑制效果。

关键词：海上风电制氢联合运行系统极端风暴海上风电爬坡风电不确定性

计及直驱风机差异性的并网风电场次同步频段小干扰稳定性

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电网技术 2023年第7期47卷 2743-2754页

作者：代晓峰付强杜文娟任必兴四川大学电气工程学院四川省成都市610065 江苏省电力试验研究院有限公司江苏省南京市211103

大规模直驱风机(permanent magnet synchronous machines,PMSGs)的接入会加剧电力系统动态失稳风险,为降低电力系统状态空间模型阶数,提升模式计算效率,现有分析方法常忽略直驱风机间的差异性,实现风电场模型降阶。然而,实际直驱风机的... 详细信息

大规模直驱风机(permanent magnet synchronous machines,PMSGs)的接入会加剧电力系统动态失稳风险,为降低电力系统状态空间模型阶数,提升模式计算效率,现有分析方法常忽略直驱风机间的差异性,实现风电场模型降阶。然而,实际直驱风机的运行工况存在一定差异,相似性假设容易导致分析结果产生误差,影响稳定性判定的可信度。分析了在次同步频段,直驱风机运行工况差异性对风电场小干扰稳定性的影响,证明了:直驱风机运行工况的变化会改变振荡模式在复平面上的位置,但这些振荡模式的边界仅由风机出力最小和最大运行工况决定。基于此,提出了考虑直驱风机差异性的风电场小干扰稳定性分析方法,预测了直驱风机在不同运行工况下振荡模式在复平面上的区间,实现了对差异化直驱风机并网稳定性的快速判定,有助于实际风电场并网失稳风险的及时预警。最后,基于差异性直驱风机的仿真算例,验证了所提方法和分析结论的有效性。

关键词：直驱风机差异性小干扰稳定性振荡模式区间

基于阻尼转矩分析的电力系统频率振荡模式辨别与分析

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电力系统自动化 2023年第16期47卷 123-131页

作者：周涛孙杰徐妍任必兴周一辰南京理工大学自动化学院江苏省南京市210094 江苏方天电力技术有限公司江苏省南京市211102 江苏省电力试验研究院有限公司江苏省南京市211103 华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071003

近年来,实际电网中多次出现频率振荡现象。研究表明,该现象与电力系统调频动态过程密切相关,包括一次调频(PFR)模式和自动发电控制(AGC)模式。为分析系统中不同调频过程动态对频率振荡的影响、厘清不同振荡模式的内在区别与振荡表现,将... 详细信息

近年来,实际电网中多次出现频率振荡现象。研究表明,该现象与电力系统调频动态过程密切相关,包括一次调频(PFR)模式和自动发电控制(AGC)模式。为分析系统中不同调频过程动态对频率振荡的影响、厘清不同振荡模式的内在区别与振荡表现,将阻尼转矩分析(DTA)理论进行推广,建立适用于电力系统频率稳定分析的DTA方法,能够揭示调频控制过程阻尼转矩的产生、分配和传递机理。同时,基于该方法提出了电力系统频率振荡模式辨别方法,定义阻尼转矩模式辨别指标,该指标能够有效反映调频环节对振荡模式的阻尼贡献和影响、准确辨别系统频率振荡模式。在算例分析中,通过仿真验证了文中方法的有效性和可行性,并分析了不同模式的振荡表现和影响机理。

关键词：频率振荡阻尼转矩分析自动发电控制一次调频模式辨别

经柔性直流接入的大规模直驱风电场等效建模与小干扰稳定性分析

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电力自动化设备 2022年第5期42卷 142-152页

作者：任必兴孙蓉李强甘德强周前汪成根国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 国网江苏省电力有限公司江苏南京210024 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

含多台风机的大规模风电场经柔性直流接入交流系统的详细模型阶数过高,对小干扰稳定性分析和失稳机理研究提出了挑战。为此,建立了风电场经柔性直流接入交流系统的开环、闭环线性化状态空间模型。基于风电场开环状态空间模型及风电场节... 详细信息

含多台风机的大规模风电场经柔性直流接入交流系统的详细模型阶数过高,对小干扰稳定性分析和失稳机理研究提出了挑战。为此,建立了风电场经柔性直流接入交流系统的开环、闭环线性化状态空间模型。基于风电场开环状态空间模型及风电场节点电压电流关系,将全阶风电场模型通过单台风机动态及交流拓扑信息矩阵进行等效,并分析了风机输出功率、风机接入位置、风电场拓扑结构和风机数增加对风电场振荡模式阻尼的影响。基于风电场降阶模型构建了风电-柔性直流系统的闭环互联模型,并分析了当风机数增加时两子系统间可能存在的强动态交互作用对闭环系统小干扰稳定性的影响。研究表明当接入风机数增加时,风电场主导振荡模式阻尼降低,当接近于柔性直流整流器的一个开环振荡模式,此时模式谐振诱发强动态交互作用的发生可能导致系统失稳。

关键词：柔性直流输电大规模直驱风电场等效模型动态交互作用小干扰稳定性分析