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考虑时空完整性的新型电力系统运行断面图生成与特征提取

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电力系统自动化 2024年第12期48卷 156-164页

作者：曲朝阳张振明曲楠单庆玉周玉光东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 国网江苏省电力有限公司南京供电公司江苏省南京市210008 国网吉林省电力有限公司吉林省长春市130022

针对新型电力系统运行场景复杂多变、调度目标繁多导致调度方案应变能力不足的问题,提出了一种考虑时空完整性的新型电力系统运行断面图生成与特征提取方法。首先,以系统历史运行断面为数据依托,从时间和空间2个维度出发,定义了考虑时... 详细信息

针对新型电力系统运行场景复杂多变、调度目标繁多导致调度方案应变能力不足的问题,提出了一种考虑时空完整性的新型电力系统运行断面图生成与特征提取方法。首先,以系统历史运行断面为数据依托,从时间和空间2个维度出发,定义了考虑时空完整性的时序运行断面数学化表征形式;然后,围绕运行断面数据高维且非线性的特点,设计基于格拉姆角求和场的运行断面高维空间转换算法,将高维时序运行数据编码为运行断面图;最后,以VGG16为基模型,保留其前13层卷积层,并引入全局最大池化层(GMP)替代其末端的全连接层,构建了系统运行断面图的VGG13_GMP特征提取模型。通过算例分析验证了所提方法的有效性及鲁棒性。

关键词：新型电力系统运行断面图像生成卷积神经网络特征提取

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考虑绿证交易机制与碳捕集电厂深度调峰补偿的多主体联合调峰优化调度

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电网技术 2024年第1期48卷 100-109页

作者：杨冬锋刘厚伟孙勇李宝聚刘畅刘晓军现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 国网吉林省电力有限公司吉林省长春市130021 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院吉林省长春市130021

为解决大规模风电不断并网引起的系统调峰负担增加问题,提出了一种考虑绿证交易机制与碳捕集电厂深度调峰补偿的碳-储-荷联合调峰双层优化方法。首先,分析了碳捕集电厂参与深度调峰成本损失,提出了深调服务补偿模型。其次,分析了绿证交... 详细信息

为解决大规模风电不断并网引起的系统调峰负担增加问题,提出了一种考虑绿证交易机制与碳捕集电厂深度调峰补偿的碳-储-荷联合调峰双层优化方法。首先,分析了碳捕集电厂参与深度调峰成本损失,提出了深调服务补偿模型。其次,分析了绿证交易机制对碳-储-荷联合调峰的积极作用;上层以电价引导型需求响应、改善净负荷曲线平滑性程度最优为目标,旨在降低负荷峰谷差,提高风电消纳空间,缓解深度调峰机组压力;下层基于上层优化后的调峰容量,考虑绿证交易机制与碳捕集电厂深调补偿收益的碳-储联合深度调峰综合成本最优为目标,旨在发掘绿证交易机制与调峰辅助服务对深度调峰作用,发挥碳-储联合深度调峰的能力,优化系统经济性、风电消纳量、碳排放量。最后,在改进的IEEE 30节点系统进行仿真,结果验证了所提模型的有效性。

关键词：深度调峰碳捕集电厂储能电站需求响应绿色证书交易机制双层优化

电网频率校正控制方法在高比例新能源电网的适应性

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电网技术 2024年第4期48卷 1543-1550,I0048页

作者：郄朝辉李威姜涛刘福锁李兆伟现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106

新能源出力由自然禀赋决定,在电力平衡约束下的高比例新能源电网运行方式调整范围逐渐增加,传统固定策略的频率校正控制方法失配风险不断提高。建立典型系统,给出了研究频率校正控制的电网运行场景域描述方法,计算了频率校正控制系统任... 详细信息

新能源出力由自然禀赋决定,在电力平衡约束下的高比例新能源电网运行方式调整范围逐渐增加,传统固定策略的频率校正控制方法失配风险不断提高。建立典型系统,给出了研究频率校正控制的电网运行场景域描述方法,计算了频率校正控制系统任一轮次适应的电网运行场景域。提出将控制量可整定的范围作为评价任一轮次适应性的指标,使用多个轮次的最小可整定范围评价频率校正控制系统的适应性。利用实际电网参数建立分析模型,计算频率校正控制系统适应的极限新能源接入比例。传统频率校正控制方法难以适应新能源比例高的场景,亟需新型控制方法。

关键词：频率校正控制失配风险新能源调频能力极限接入比例

考虑多点并发功率冲击下暂态频率安全的系统惯量分配方法

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电力系统自动化 2024年第12期48卷 68-78页

作者：吴雪莲李兆伟黄锡芳刘福锁赖业宁黄慧南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106

随着新能源发电和区外直流馈入占比的增加,电网暂态频率安全约束下的惯量需求越来越迫切。文中分析了高比例新能源低惯量系统的频率响应特性,理论推导了大规模新能源低电压穿越下系统频率时空分布现象产生的原因与关键影响因素。从降低... 详细信息

随着新能源发电和区外直流馈入占比的增加,电网暂态频率安全约束下的惯量需求越来越迫切。文中分析了高比例新能源低惯量系统的频率响应特性,理论推导了大规模新能源低电压穿越下系统频率时空分布现象产生的原因与关键影响因素。从降低局部电网暂态频率最大偏差、避免局部第三道防线动作的角度,考虑频率时空分布特性,兼顾系统的负荷、新能源和直流的分布情况,提出了惯量在同步电网内不同区域之间的分配方法,指导系统中同步机组的开机与出力安排。基于中国华东实际电网的仿真分析表明,对于新能源发电和直流馈入量较大的电力系统,短路故障引起的多点并发功率冲击下系统频率时空分布差异显著,所提方法能够有效降低频率时空分布差异,降低局部系统暂态频率的最大偏差,验证了所提方法的有效性。

关键词：惯量分配频率时空分布新能源同步机组低电压穿越暂态频率安全

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面向恢复决策的新型电力系统恢复目标重要度统一评估

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电力系统自动化 2024年第10期48卷 42-53页

作者：薛峰王昊昊薛禹胜南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106

在大停电发生后,如何在恢复过程中充分利用有限的可用容量快速恢复更有价值的恢复目标是电力系统快速恢复供电、减少停电损失的关键问题。充分利用新型电力系统中高占比新能源电源的恢复容量,提出了一种基于新型电力系统恢复目标重要度... 详细信息

在大停电发生后,如何在恢复过程中充分利用有限的可用容量快速恢复更有价值的恢复目标是电力系统快速恢复供电、减少停电损失的关键问题。充分利用新型电力系统中高占比新能源电源的恢复容量,提出了一种基于新型电力系统恢复目标重要度统一评估的恢复决策方法。首先,面向待恢复新能源电源的重要度评估,建立了考虑时空相关性的新能源电源多时步期望序列场景生成方法。其次,考虑储能和柔性负荷的主动协同能力,基于恢复净收益对待恢复独立电源、电源集群和变电站母线等恢复目标建立了重要度统一评估方法,揭示了恢复阶段本质为源网荷协同恢复次序优化结果的特例。然后,以电网恢复方案的期望净收益最大化为目标,建立了面向新型电力系统的源网荷统一协调恢复控制优化模型。最后,基于IEEE 118节点算例系统验证了所提方法可以在恢复过程中进行恢复目标重要度的动态评估,从而有效引导恢复容量的高效分配,最大化恢复收益。

关键词：恢复控制新型电力系统恢复目标重要度评估电源集群

基于多状态量特征的电网安全稳定紧急控制策略制定方法

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 103-112页

作者：吕亚洲李威刘福锁薛峰李兆伟南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106

高比例新能源大电网的运行方式呈现强不确定性和强非线性,利用单一状态量作为方式字(如断面功率)制定的紧急控制策略失配风险愈发增加。基于扩展等面积准则量化分析理论,分析了节点功率注入空间变化引起主导模式稳定性变化及紧急控制策... 详细信息

高比例新能源大电网的运行方式呈现强不确定性和强非线性,利用单一状态量作为方式字(如断面功率)制定的紧急控制策略失配风险愈发增加。基于扩展等面积准则量化分析理论,分析了节点功率注入空间变化引起主导模式稳定性变化及紧急控制策略失配的机理,提出了一种从海量节点功率注入空间中获取影响策略失配的主导特征挖掘方法。基于主导特征的暂态稳定参与因子,通过主导特征量的分群聚合,提出基于多状态量特征的紧急控制策略扩展方式字确定方法。通过扩展紧急控制策略方式字,降低离线紧急控制策略失配风险,提高紧急控制策略的适应性。最后,以实际电网的算例验证了所提方法的有效性。

关键词：紧急控制暂态稳定扩展等面积准则策略失配多状态量参与因子

基于分布式模型预测的高比例风电系统多源协同负荷频率控制策略

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电网技术 2024年第7期48卷 2804-2814,I0050-I0052页

作者：杨冬锋朱军豪姜超郝中华赵冠雄现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 国网吉林省电力有限公司公主岭市供电公司吉林省公主岭市136100 国网吉林省电力有限公司长春供电公司吉林省长春市130000

随着风电逐步替代传统电源,系统频率调整能力恶化,风电主动参与互联系统负荷频率控制(load frequency control,LFC)是改善系统频率特性的新途径。针对该背景,基于分布式模型预测控制,综合考虑互联系统内传统机组、风电机组和储能电站等... 详细信息

随着风电逐步替代传统电源,系统频率调整能力恶化,风电主动参与互联系统负荷频率控制(load frequency control,LFC)是改善系统频率特性的新途径。针对该背景,基于分布式模型预测控制,综合考虑互联系统内传统机组、风电机组和储能电站等调频资源及其响应特性,提出一种适应于高风电渗透率的互联系统多源协同LFC策略。首先,分析不同风速对风电机组调频特性的影响,提出一种计及风速变化的风电机组多风速段功率响应模型;其次,构建传统机组、风电机组和储能电站协同参与互联系统LFC模型,兼顾各机组频率响应约束,以互联系统区域控制偏差信号和自动发电成本的加权函数为目标,构建区域信息互动的分布式模型预测控制器;最后,为实现互联系统负荷频率全局最优控制,各控制器结合己区域及其他区域机组运行状态,在线求解所有机组的功率参考值。仿真结果表明:所提策略有效降低了系统频率和联络线功率波动的幅度,实现了各机组之间的最优功率分配,并降低了系统自动发电成本。

关键词：分布式模型预测控制负荷频率控制风电机组频率调整系统经济性

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混合级联型HVDC系统的后续换相失败预判方法

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电网技术 2024年第7期48卷 3053-3066,I0116-I0117页

作者：王鹤邱腾飞潘禹含边竞李石强现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 国网吉林省电力有限公司吉林供电公司吉林省吉林市132000

白鹤滩—江苏±800k V特高压直流输电工程于2022年7月1日在中国投运,在世界上首次创造性地研发应用了特高压混合级联直流输电新技术方案。基于此系统背景对逆变侧电网换相换流器(line commutated converter,LCC)进行具有一定时间裕度的... 详细信息

白鹤滩—江苏±800k V特高压直流输电工程于2022年7月1日在中国投运,在世界上首次创造性地研发应用了特高压混合级联直流输电新技术方案。基于此系统背景对逆变侧电网换相换流器(line commutated converter,LCC)进行具有一定时间裕度的后续换相失败预判。分析了LCC控制器对电气量的控制作用和模块化多电平换流器(modular multilevel converters,MMC)对LCC的电压支撑作用,明确了混合级联直流输电系统逆变侧LCC发生后续换相失败的机理。推导了逆变侧LCC在首次换相失败后恢复过程末期关断角与故障后线路传输功率最小值的关系,定义了阈值功率的概念。然后建立了关断角与阈值功率的定量关系,提出一种故障后直流传输功率最小值与功率阈值相比较的后续换相失败预判方法。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了相应的仿真模型,验证了理论分析和预测方法的准确性。

关键词：混合级联直流输电系统后续换相失败预判交流故障阈值功率

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含氢储能的独立微电网IGDT鲁棒规划

电力建设 2024年第4期45卷 77-88页

作者：肖白韩康琦张晓华东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 国网吉林省电力有限公司延边供电公司吉林省延吉市133000

在对可再生能源高比例渗透的独立微电网进行规划的过程中,风光出力的不确定性给精益化规划目标的实现带来困难。为此,提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的含氢储能的独立微电网优化规划方法。首先,... 详细信息

在对可再生能源高比例渗透的独立微电网进行规划的过程中,风光出力的不确定性给精益化规划目标的实现带来困难。为此,提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的含氢储能的独立微电网优化规划方法。首先,构建含氢储能的独立微电网基本结构,基于该结构阐述含氢储能系统的基本工作原理并建立其简化数学模型;其次,基于IGDT鲁棒优化思想建立不确定场景集;然后,建立考虑激励型需求响应(demand response,DR)的独立微电网双层鲁棒优化规划模型,其中外层模型以微电网综合成本等年值最小为优化目标,内层模型以微电网年运行成本最低为优化目标;最后,采用带有精英保留策略的遗传算法对双层鲁棒优化规划模型进行求解。算例结果验证了所建模型的合理性和有效性,为含氢储能的独立微电网优化规划提供了参考。

关键词：独立微电网信息间隙决策理论(IGDT) 需求响应(DR) 氢储能双层优化