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考虑反向关断特性的晶闸管数字建模方法

高电压技术 2024年第7期50卷 2774-2783页

作者：辛业春郝欢王拓赫羽朋江守其王威儒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(东北电力大学) 吉林132012

常用电磁暂态仿真软件提供的晶闸管模型忽略了晶闸管的反向关断特性,导致晶闸管换流器的换相失败仿真不精准。为提高对晶闸管阀的仿真准确性,建立了考虑过零点电流变化率、正向电流峰值和结温作用下晶闸管关断特征参数反向恢复电流峰值... 详细信息

常用电磁暂态仿真软件提供的晶闸管模型忽略了晶闸管的反向关断特性,导致晶闸管换流器的换相失败仿真不精准。为提高对晶闸管阀的仿真准确性,建立了考虑过零点电流变化率、正向电流峰值和结温作用下晶闸管关断特征参数反向恢复电流峰值、反向恢复电荷和关断时间的影响关系;提出了相关影响因素在器件建模中的表征方法,建立包括晶闸管反向阻断恢复过程和正向阻断恢复过程在内的晶闸管自定义数字仿真模型,并构建了考虑器件关断特性的换流器精细化电磁暂态模型。晶闸管模型仿真结果同实际测试值对比,反向恢复电流峰值的仿真误差不超过5%,关断时间的仿真误差小于4%,提出的数字仿真模型能较精确反映晶闸管的关断过程;换流器仿真模型能更准确地反映高压直流系统换相失败特征。

关键词：关断特性换相失败关断时间反向恢复反向阻断正向阻断

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含高比例新能源的电力系统频率稳定研究综述

高电压技术 2024年第3期50卷 1165-1181页

作者：李国庆刘先超辛业春姜涛闫克非王拓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132012

作为“双碳”战略目标的关键载体,含高比例新能源的电力系统具有惯量水平低、调频能力差、抗扰性能弱等特征,对频率稳定带来了全新挑战,迫切需要深入认识能源转型背景下的频率稳定形态。该文按照“建模分析—稳定评估—调频控制”的路线... 详细信息

作为“双碳”战略目标的关键载体,含高比例新能源的电力系统具有惯量水平低、调频能力差、抗扰性能弱等特征,对频率稳定带来了全新挑战,迫切需要深入认识能源转型背景下的频率稳定形态。该文按照“建模分析—稳定评估—调频控制”的路线,归纳近年来国内外关于频率稳定的研究及其应用进展。首先,梳理现有频率稳定定义的特点,将其引申为考虑暂态频率安全的广义频率稳定概念,分析含高比例新能源电力系统的频率响应过程;按照系统全局频率和网络节点频率两个视角分析现有特性建模与分析方法,分别总结频率稳定性、频率安全性的评估方法与评估指标,初步建立考虑频率时空分布特性的节点频率安全性指标;列举并归类源网荷储多主体参与系统调频的控制策略,分析相关频率调控措施的特点;最后,结合现有研究进展,对含高比例新能源的电力系统在频率响应特性建模、频率稳定机理评估以及频率稳定协调控制方面的未来发展方向和研究趋势进行展望。

关键词：电力系统新能源惯量频率稳定调频控制

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含风光出力随机性的独立微电网二次频率控制

太阳能学报 2024年第1期45卷 523-533页

作者：钟诚姜志富张翔宇陈继开李扬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132012 东北电力大学电气工程学院吉林132012

针对风、光发电随机性的问题,提出一种考虑新能源减载参与二次调频的模型预测控制方法。建立包含随机功率扰动的扩展状态矩阵,采用卡尔曼滤波估算随机未知扰动;依据风、光最大可用功率,建立实时变约束,避免机组功率越限;设置合理的权重... 详细信息

针对风、光发电随机性的问题,提出一种考虑新能源减载参与二次调频的模型预测控制方法。建立包含随机功率扰动的扩展状态矩阵,采用卡尔曼滤波估算随机未知扰动;依据风、光最大可用功率,建立实时变约束,避免机组功率越限;设置合理的权重系数,优先风、光发电出力参与二次调频;通过求解变约束二次规划问题,获得各个机组的优化调频功率。最后,建立含多个光伏、风电的微电网模型,在不同场景下与常规二次调频方法进行对比仿真。仿真结果表明,所提方法能提高系统频率恢复速度,减小系统频率波动,尤其在风、光发电剧烈波动场景下。

关键词：二次调频模型预测控制独立微电网减载控制随机扰动观测

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应对极端冰灾的电力系统多阶段韧性提升策略

电力自动化设备 2024年第7期44卷 69-77页

作者：李雪张涵帅姜涛张儒峰陈厚合东北电力大学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吉林吉林132012

为提升冰灾下电力系统的韧性,降低系统负荷削减量,提高系统恢复速率,提出一种应对极端冰灾的电力系统多阶段韧性提升策略。对冰灾场景以及受冰灾影响的线路故障率进行建模;从线路抗冰能力、系统负荷损失、系统恢复情况、线路受损情况、... 详细信息

为提升冰灾下电力系统的韧性,降低系统负荷削减量,提高系统恢复速率,提出一种应对极端冰灾的电力系统多阶段韧性提升策略。对冰灾场景以及受冰灾影响的线路故障率进行建模;从线路抗冰能力、系统负荷损失、系统恢复情况、线路受损情况、维修资源充裕度多个角度构建电力系统综合韧性评估指标,以定位冰灾下系统的薄弱环节;在此基础上,通过灾前线路故障风险预测、灾中机组出力调整以及除冰线路筛选和主动停运除冰、灾后维修顺序规划等策略提升冰灾下的系统韧性。基于IEEE 39和IEEE 118节点系统进行仿真分析,结果验证了所提韧性评估方法和提升策略的有效性。

关键词：极端冰灾电力系统韧性评估韧性提升负荷削减线路停运除冰

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基于贝叶斯网络信息融合的直流配电网故障诊断方法

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电力系统保护与控制 2024年第5期52卷 61-72页

作者：王鹤韦搏李石强于华楠边竞仇华华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) 吉林吉林132012

新型直流配电系统故障期间暂态特征复杂多变,继电保护存在拒动和误动情况。为了避免继电保护的不正确动作对故障诊断产生影响,提出一种基于贝叶斯网络信息融合的直流配电网故障诊断方法。首先,对传统继电保护贝叶斯网络模型进行改进,同... 详细信息

新型直流配电系统故障期间暂态特征复杂多变,继电保护存在拒动和误动情况。为了避免继电保护的不正确动作对故障诊断产生影响,提出一种基于贝叶斯网络信息融合的直流配电网故障诊断方法。首先,对传统继电保护贝叶斯网络模型进行改进,同时考虑直流配电网故障限流策略,分别构建保护动作信息、断路器动作信息和限流策略信息3种贝叶斯网络模型,对故障区域内各元件的故障概率进行初步评估。其次,利用D-S证据理论将各元件对应的故障概率信息进行融合,完成故障元件的判别。然后,应用故障元件对应的贝叶斯网络模型识别误动或拒动的保护装置与断路器,实现对直流配电网的故障诊断。最后,通过算例验证了所提故障诊断方法的可靠性以及准确性。

关键词：直流配电网贝叶斯网络故障限流策略 D-S证据融合故障诊断

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计及用户意愿的电动汽车聚合商主从博弈优化调度策略

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电工技术学报 2024年第16期39卷 5091-5103页

作者：房宇轩胡俊杰马文帅新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

规模化电动汽车作为一种新型负荷在参与备用市场、实现负荷削峰填谷方面具备巨大潜力。但由于电动汽车用户参与聚合商调控的意愿存在不确定性,导致电动汽车集群备用容量难以精确量化,影响聚合商参与市场的最优决策。针对用户意愿不确定... 详细信息

规模化电动汽车作为一种新型负荷在参与备用市场、实现负荷削峰填谷方面具备巨大潜力。但由于电动汽车用户参与聚合商调控的意愿存在不确定性,导致电动汽车集群备用容量难以精确量化,影响聚合商参与市场的最优决策。针对用户意愿不确定性以及聚合商与电动汽车用户之间的利益冲突问题,该文提出了计及用户意愿的电动汽车聚合商主从博弈优化调度策略。首先,考虑用户灵活用车时间焦虑成本与电池损耗焦虑成本两个因素,量化电动汽车用户集群参与调控意愿;然后,建立以自身效益最大化为目标的电动汽车聚合商-电动汽车用户主从博弈模型,提出模型转换与高效迭代求解方法;最后,通过算例分析了用户意愿表征方法的有效性,所提博弈模型显著提高了电动汽车聚合商和电动汽车用户的经济性,同时实现了削峰填谷,促进了电网经济安全运行。

关键词：电动汽车用户意愿主从博弈备用市场

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风储联合系统的虚拟惯量需求与协同支撑

电工技术学报 2024年第3期39卷 672-685页

作者：张祥宇胡剑峰付媛金召展新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 保定071003

合理利用风储联合系统的能量储备协同实现虚拟惯性支撑是新能源高渗透安全并网的关键。该文首先分析风电、储能的虚拟惯性响应特性及其对系统频率稳定性的影响;然后,建立含虚拟惯量风储联合系统的频率响应模型,计算系统惯性响应时间,并... 详细信息

合理利用风储联合系统的能量储备协同实现虚拟惯性支撑是新能源高渗透安全并网的关键。该文首先分析风电、储能的虚拟惯性响应特性及其对系统频率稳定性的影响;然后,建立含虚拟惯量风储联合系统的频率响应模型,计算系统惯性响应时间,并以频率变化率为安全约束,结合系统惯量需求,提出风储虚拟惯性协同支撑控制策略;最后,搭建风电高渗透区域电网仿真系统,验证所提控制策略通过合理调用风储虚拟惯量储备可显著提升系统的频率稳定性。

关键词：虚拟惯量风电储能惯性响应频率变化率

基于业务性能偏差感知的电力通信网路由优化策略

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3411-3421页

作者：陈亚鹏杨阳舒乙凌谢文正周振宇新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

针对新兴电力业务对时延、可靠性的严苛要求,提出一种基于业务性能偏差感知的电力通信网路由优化策略。在建立“能量-信息”耦合网络模型基础上,量化分析电力业务转发时延与可靠性约束,设置与能量层、信息层重要度相关的业务效用最大化... 详细信息

针对新兴电力业务对时延、可靠性的严苛要求,提出一种基于业务性能偏差感知的电力通信网路由优化策略。在建立“能量-信息”耦合网络模型基础上,量化分析电力业务转发时延与可靠性约束,设置与能量层、信息层重要度相关的业务效用最大化问题,利用虚拟队列积压感知多跳长时路由优化中的业务性能偏差,基于引入记忆空间的改进SARSA(λ)算法,实现信息不确定场景下的电力通信网路由优化。仿真结果表明,所提算法可有效提升业务效用,在转发时延、丢包率方面性能更优,且可通过权重系数调节适应不同场景的差异化业务需求。

关键词：电力通信网 “能量-信息”耦合网络路由优化业务性能偏差感知强化学习

储能型STATCOM的优化电压支撑控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 145-155页

作者：吴娜赵成勇许建中新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

针对高压直流输电系统受端换流站发生接地故障时暂态电压失稳问题,提出一种综合故障检测与有功无功输出的储能型链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)控制策略。储能型STATCOM具有功率四象限运行能力,通过协调... 详细信息

针对高压直流输电系统受端换流站发生接地故障时暂态电压失稳问题,提出一种综合故障检测与有功无功输出的储能型链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)控制策略。储能型STATCOM具有功率四象限运行能力,通过协调装置输出的有功、无功功率可以优化电压支撑效果。首先,改进了故障检测方法,采用双重检测快速判断故障起止时刻。其次,在故障期间控制储能型STATCOM输出一定量的有功功率,可以有效抑制受端连续换相失败,抬升交流电压最低值。同时,对无功功率进行控制切换,避免故障清除后无功回撤不及时导致的受端暂态过电压问题。在PSCAD/EMTDC仿真平台的CIGRE标准系统中对所提电压支撑控制策略与储能型STATCOM常规控制进行对比。结果表明,在不同故障场景中,所提控制策略均能达到更好地电压支撑的效果。

关键词：储能型STATCOM 故障检测换相失败无功切换策略暂态过电压

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