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考虑风电出力不确定性的电网无功-电压控制鲁棒分区方法

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电网技术 2023年第10期47卷 4102-4110页

作者：彭啸宇沈怡陆秋瑜沈沉清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东省广州市510000

基于无功就地平衡的原则对电网分区,是电力系统无功电压分层分区控制的关键。目前,随着风电等出力具有较强随机性和波动性的可再生能源发电渗透率大幅增长,系统运行状态发生较大变化的可能性大幅增加。新能源出力的大幅波动可能造成系... 详细信息

基于无功就地平衡的原则对电网分区,是电力系统无功电压分层分区控制的关键。目前,随着风电等出力具有较强随机性和波动性的可再生能源发电渗透率大幅增长,系统运行状态发生较大变化的可能性大幅增加。新能源出力的大幅波动可能造成系统潮流的大范围变化。现有无功电压控制分区方法依赖潮流信息,当潮流发生较大变化时,分区结果也会发生较大变化,进而影响无功电压控制效果。提出一种适应频繁多变潮流的无功-电压控制鲁棒分区方法。首先,利用高斯混合模型刻画了风机出力随机特性,进而基于线性潮流推导网络节点电压的概率分布;然后,以Wasserstein距离为基础,从节点电压相关性角度出发,在统计意义上定义了节点间的电气距离;最后,以社团理论中的模块度指标最优为目标实现区域的划分。基于新英格兰39节点系统的仿真算例表明,该方法在保持分区鲁棒性的同时,能够较好地实现区域间电压控制解耦。

关键词：电压控制分区高斯混合模型电气距离复杂网络理论模块度指标

考虑源荷功率不确定性的海上风力发电多微网两阶段优化调度

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上海交通大学学报 2022年第10期56卷 1308-1316页

作者：陆秋瑜于珍杨银国李力广东电网有限责任公司电力调度控制中心广州510060

针对海上风力发电多微网源荷功率不确定性大、经济效益低的问题,提出考虑源荷不确定性的海上风力发电多微网两阶段优化调度方法,以提升海上风力发电多微网的日运行收益.所提两阶段优化调度方法包括日前和时前两个阶段.在日前阶段,所提... 详细信息

针对海上风力发电多微网源荷功率不确定性大、经济效益低的问题,提出考虑源荷不确定性的海上风力发电多微网两阶段优化调度方法,以提升海上风力发电多微网的日运行收益.所提两阶段优化调度方法包括日前和时前两个阶段.在日前阶段,所提方法基于风力发电出力和负荷需求预测数据,考虑预测误差的分布特征,建立随机优化模型,制定燃油发电机组组合计划和电池储能荷电状态值,从而最大化日运行收益的期望值.在日前优化的基础上,依托时前风力发电出力和负荷需求的预测数据,建立确定性优化模型,通过调节燃油发电机组出力、风力发电出力和电池储能充放电功率,最大化每小时的运行收益.以实际工程中的海上风力发电多微网源荷预测数据为基础,建立仿真模型,对所提方法进行验证.仿真结果表明,与传统调度方法相比,所提两阶段优化调度方法可以提高运行收益和风力发电资源整体消纳率.

关键词：海上风力发电多微网两阶段优化调度随机优化机组组合电池储能

集群风储联合系统广域协调控制及利益分配策略

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电力系统自动化 2019年第20期43卷 183-191页

作者：陆秋瑜罗澍忻胡伟杨银国广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东省广州市510060 广东电网有限责任公司电网规划研究中心广东省广州市510080 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084

针对多个风储联合系统的协调问题,提出了多风储联合系统集群广域协调控制框架,构建了考虑风电时空相关性的风储系统多模式优化调度模型,进一步基于合作博弈理论提出了集群收益分配策略。采用实际风电数据对所提模型和策略进行了仿真验... 详细信息

针对多个风储联合系统的协调问题,提出了多风储联合系统集群广域协调控制框架,构建了考虑风电时空相关性的风储系统多模式优化调度模型,进一步基于合作博弈理论提出了集群收益分配策略。采用实际风电数据对所提模型和策略进行了仿真验证。仿真结果表明:广域协调控制可最大化集群收益,提高风电整体可控性和储能运行效率;基于合作博弈理论的集群收益分配策略,可实现集群控制中自身利益与整体利益相协调,激励风储系统积极参与集群控制。

关键词：风储联合系统时空相关性广域协调控制合作博弈

考虑时间相关性的风储系统多模式协调优化策略

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电力系统自动化 2015年第2期39卷 6-12页

作者：陆秋瑜胡伟闵勇王芝茗罗卫华成涛电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室、清华大学北京市100084 国网辽宁省电力有限公司辽宁省沈阳市110006 国网湖南省电力公司湖南省长沙市410007

基于考虑风电预测误差时间相关性的不确定性场景,将能量型储能同时应用于削峰填谷和计划跟踪两种模式,提出了风储联合系统多模式协调优化模型。同时,针对风储联合运行的大规模混合整数规划问题,提出储能调峰容量系数的概念,用于构造两... 详细信息

基于考虑风电预测误差时间相关性的不确定性场景,将能量型储能同时应用于削峰填谷和计划跟踪两种模式,提出了风储联合系统多模式协调优化模型。同时,针对风储联合运行的大规模混合整数规划问题,提出储能调峰容量系数的概念,用于构造两层迭代优化算法,对模型进行快速求解,并可对储能在不同模式的容量分配进行量化评估。基于实际数据进行了计算机仿真验证,仿真结果表明,风储联合系统的最优运行模式受上网电价、惩罚价格以及风电随机特性等因素的影响;而所提出的模型可实现储能有限容量在不同模式间的合理分配和高效利用,为研究风储联合系统运行特性、与电网进行协调调度提供了重要的参考信息。

关键词：风储联合系统风电预测时间相关性多模式协调储能调峰容量系数灵敏度分析

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基于置信容量的风场配套储能容量优化配置

电工技术学报 2022年第23期37卷 5901-5910页

作者：陆秋瑜马千里魏韡于珍刘洋广东电网有限责任公司电力调度控制中心广州510000 电力系统国家重点实验室(清华大学电机工程与应用电子系) 北京100084

风力发电具有随机性和波动性,给大规模利用风力资源造成诸多困难。通过配置储能设备可以平滑风电场功率输出,使风电场可以替代火电或供应电网负荷。首先,该文基于风资源特性定义了风电场的火电替代容量和负荷供应容量,这两个指标反映了... 详细信息

风力发电具有随机性和波动性,给大规模利用风力资源造成诸多困难。通过配置储能设备可以平滑风电场功率输出,使风电场可以替代火电或供应电网负荷。首先,该文基于风资源特性定义了风电场的火电替代容量和负荷供应容量,这两个指标反映了风电场稳定输出功率或供应负荷的能力;其次,根据风资源数据和置信要求,可以通过混合整数线性规划求解火电替代容量和负荷供应容量;最后,根据风电场火电替代容量和负荷供应容量的具体需求,进一步构建了储能MW/(MW·h)参数的优化配置方法,该方法通过计算储能参数可行域边界,再根据储能成本系数确定最优配置方案的范围。算例选用广东省风力发电历史数据,采用该文方法可以快速确定储能最优参数配置,同时兼顾配置的经济性及供电平稳性、可靠性。

关键词：风力发电火电替代容量负荷供应容量储能设备容量配置

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考虑机网协调的阻尼优化控制系统研究

中国电机工程学报 2012年第28期32卷 55-61,19页

作者：李淼胡伟陆秋瑜姚浩威李小平李大虎武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 湖北省电力公司调度通信中心湖北省武汉市430077

随着电力系统规模的不断扩大,小干扰稳定已经成为影响电力系统安全稳定的重要因素之一。为了有效地阻尼电力系统的小扰动振荡,提出了基于机网协调优化的阻尼控制方法。借鉴混成控制系统的思想与理念,考虑自动发电控制和自动电压控制系... 详细信息

随着电力系统规模的不断扩大,小干扰稳定已经成为影响电力系统安全稳定的重要因素之一。为了有效地阻尼电力系统的小扰动振荡,提出了基于机网协调优化的阻尼控制方法。借鉴混成控制系统的思想与理念,考虑自动发电控制和自动电压控制系统之间的协调,建立了分层控制的阻尼协调优化控制系统。该系统将电力系统的阻尼强弱作为事件形成的指标,并以事件驱动作为系统调节的触发机制。该阻尼协调优化控制系统不仅能消除系统的弱阻尼模式,而且有效解决了传统自动发电控制和自动电压控制系统之间相互作用而导致的负面影响,实现了2套自动控制系统的控制指令的优化协调。在IEEE 5机14节点系统上进行多种运行方式下的仿真研究,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：机网协调电力系统稳定小干扰稳定分层控制阻尼协调优化控制事件驱动计算机仿真

储能系统用于提高风电接入的规划和运行综合优化模型

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中国电机工程学报 2014年第16期34卷 2533-2543页

作者：郑乐胡伟陆秋瑜闵勇袁飞高宗和电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市210061

针对大规模储能的日益广泛应用,提出一种储能系统规划和运行的综合优化模型,并给出模型的复杂度分析和求解方法。该模型基于双层决策问题,将规划和运行两个不同时间尺度的问题结合在一起求解,同时考虑储能系统规划与运行的相互影响。为... 详细信息

针对大规模储能的日益广泛应用,提出一种储能系统规划和运行的综合优化模型,并给出模型的复杂度分析和求解方法。该模型基于双层决策问题,将规划和运行两个不同时间尺度的问题结合在一起求解,同时考虑储能系统规划与运行的相互影响。为求解提出的综合优化模型,提出基于遗传算法的数值算法。最后,在改进的IEEE 10机39节点系统和某省级电网中的仿真结果验证了所提模型的有效性,并根据仿真结果提出了储能布局的优化方法。研究表明,该综合优化模型可以实现储能系统用于提高风电接入能力的综合优化应用,适用于各种不同类型的储能系统及多样的应用场景,为大规模储能系统在电力系统中的应用奠定了基础。

关键词：储能系统风电接入双层规划机组组合遗传算法

适用于孤岛运行的永磁同步电机自动功率平衡控制策略研究

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电工技术学报 2023年第22期38卷 6150-6164页

作者：陆秋瑜戴耀辉杨银国韩金龙廖鹏广东电网有限责任公司电力调度控制中心广州510600 西安交通大学电气工程学院西安710049

该文提出两种适用于孤岛运行的基于永磁同步风机的自动功率平衡控制策略。在控制策略Ⅰ中,风机的网侧换流器保持换流器电压的幅值和频率为恒定,转子侧换流器通过PI控制器调整功率参考值进而维持直流电压;在控制策略Ⅱ中,风机网侧换流器... 详细信息

该文提出两种适用于孤岛运行的基于永磁同步风机的自动功率平衡控制策略。在控制策略Ⅰ中,风机的网侧换流器保持换流器电压的幅值和频率为恒定,转子侧换流器通过PI控制器调整功率参考值进而维持直流电压;在控制策略Ⅱ中,风机网侧换流器利用直流母线电压的动态特性实现电网同步和惯性响应,机侧换流器根据直流母线电压偏差调整有功功率以模拟一次频率控制。这两种策略都可以有效地保证风机的独立运行,无需锁相环和外部电源。特别地,策略Ⅱ突出了节能特性,将直流电容器中的储备能量用于系统惯性支持和负荷需求响应,以降低风机飞车的风险。为了提高策略Ⅱ在暂态期间并网点的电压质量,该文进一步提出维持并网点电压的改进控制方案。基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立了单台风机向若干本地负荷供电的典型孤岛运行模型,在负荷突然降低或升高的情形下分析和对比了所提两种策略的有效性。

关键词：永磁同步风机孤岛运行模式自动功率平衡控制惯量响应一次调频节能特性

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考虑机网协调的新型发电机失磁保护方案研究

电力系统保护与控制 2013年第9期41卷 1-6页

作者：陆秋瑜徐飞胡伟张建坤李淼冯钢清华大学电机系电力系统国家重点实验室北京100084 湖北省电力公司调度通信中心湖北武汉430077 内蒙古华电玫瑰营风力发电有限公司内蒙古呼和浩特010000

随着大型发电机组大量投运,失磁故障对系统的危害日益增大。在厂网分开的背景下,如何同时确保发电机和电网的安全稳定运行是一个值得关注的研究课题。针对发电机失磁保护在系统振荡时容易误动或拒动的问题,研究了失磁和振荡两种情况下... 详细信息

随着大型发电机组大量投运,失磁故障对系统的危害日益增大。在厂网分开的背景下,如何同时确保发电机和电网的安全稳定运行是一个值得关注的研究课题。针对发电机失磁保护在系统振荡时容易误动或拒动的问题,研究了失磁和振荡两种情况下系统电气量变化规律的不同特征,并结合不同失磁类型的特点,提出了电压、无功和时间三种新型判据,进而设计了计及机网协调的新型失磁保护方案,并给出了相应动作参数的整定方法。计算机仿真实验表明,新型方案可有效区分失磁和振荡现象,具有动作速度快、可靠性高的优点。

关键词：失磁保护系统振荡电压判据无功判据时间判据机网协调计算机仿真