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适用于并联构网型储能系统的协调有功控制策略设计

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高电压技术 2024年

作者：冷若寒吴琛胡光庄可好谭枫辛焕海浙江大学电气工程学院云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心

构网型储能的有功控制可为系统提供有效的频率支撑，但并联机组间控制策略不协调时，会引发荷电状态(state of charge， SOC)不均衡、低频振荡等问题。为此，首先建立了并联构网储能系统的状态空间模型，分析了控制参数对系统的频率稳... 详细信息

构网型储能的有功控制可为系统提供有效的频率支撑，但并联机组间控制策略不协调时，会引发荷电状态(state of charge， SOC)不均衡、低频振荡等问题。为此，首先建立了并联构网储能系统的状态空间模型，分析了控制参数对系统的频率稳定、振荡抑制等性能的影响，并研究了并联机组间的有功分配机理。在此基础上，提出了适用于并联构网型储能系统的协调有功控制策略。最后，利用Matlab/Simulink的数字仿真与基于RT-LAB的硬件在环平台验证了所提出控制的有效性。研究结果表明：所提方法在保证频率安全稳定的基础上，有效实现了并联储能机组间SOC均衡、功率分配优化以及振荡抑制的效果。

关键词：构网储能 SOC均衡控制功率分配优化振荡抑制自适应阻尼控制协调有功控制

基于导纳频响特性的次同步振荡特征值的快速估算

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南方电网技术 2024年第7期18卷 55-62页

作者：赵爽袁豪王志敏云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心昆明650011 南方电网科学研究院广州510663

次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)一直是电力系统广泛关注的稳定性问题。目前已存在特征根分析法、频域分析法(如阻抗分析法)等多种次同步振荡分析方法,但每种方法均有其优缺点。结合特征根分析易量化与频域分析易建模的优... 详细信息

次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)一直是电力系统广泛关注的稳定性问题。目前已存在特征根分析法、频域分析法(如阻抗分析法)等多种次同步振荡分析方法,但每种方法均有其优缺点。结合特征根分析易量化与频域分析易建模的优点,提出了一种基于导纳频响特性来直接估算次同步振荡特征根的新方法。该方法仅根据系统聚合导纳和导纳积分频响曲线的极值特征(包括极值点频率和斜率信息)便可直接估算出次同步振荡的特征根,计算简便、快捷。通过与MATLAB特征值分析工具的结果对比,验证了估算方法的有效性。该方法适用于常规发电的次同步扭振、新能源发电的次/超同步振荡以及新能源、常规发电打捆送出的复合次同步振荡等不同类型次同步振荡的定量分析,分析结果均得到EMTDC仿真验证。

关键词：次同步振荡导纳特性频域分析特征根风火打捆

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基于时域波形特征认知的输电线路近端故障辨识与定位

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 146-156页

作者：张广斌陈柏宇束洪春司大军昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500 云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心云南省昆明市650011

针对现有单端行波故障测距对近端故障存在测距盲区、双端行波故障测距对近端故障测距误差较大,无法满足工程需要的不足,提出基于波形特征认知的近端故障辨识与定位方法。首先,分析了线路故障行波传播规律,以固定分辨率显示波形。发现线... 详细信息

针对现有单端行波故障测距对近端故障存在测距盲区、双端行波故障测距对近端故障测距误差较大,无法满足工程需要的不足,提出基于波形特征认知的近端故障辨识与定位方法。首先,分析了线路故障行波传播规律,以固定分辨率显示波形。发现线路近端故障时,初始行波及其后续波形在长时窗整体宏观观测下呈堆叠缓变特征,而在短时窗局部放大观测下呈周期性变化特征,且周期与故障距离相关。不同线路的近端故障历史样本能统一作为参照基准为测距提供提示。进而提出基于波形密度和突变分布的近端故障辨识方法。最后,对辨识出的近端故障进行周期估计,利用近端故障与线长的无关性以及历史样本突变周期和故障位置已知性,搜索周期最近邻历史样本,并由已知故障距离插值实现故障位置确定。基于大量实测数据进行仿真测试,结果表明所提方法能够显著提升单端行波测距可靠性和成功率。

关键词：故障测距近端故障行波突变周期近邻搜索像素密度分布

基于波形群灵敏角特征的输电线路故障单端行波辨识与测距

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3789-3803,I0004页

作者：张广斌王开福束洪春司大军昆明理工大学电力工程学院云南省昆明市650500 云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心云南省昆明市650011

针对输电线路单端行波测距难以可靠、有效辨识第二个波头的不足,该文提出基于波形群灵敏角检测的单端行波辨识与测距方法。首先,对线路故障波过程的解析和规律分析,发现波头局部波形呈现灵敏角和非轴对称性的特点。进而提出利用Radon变... 详细信息

针对输电线路单端行波测距难以可靠、有效辨识第二个波头的不足,该文提出基于波形群灵敏角检测的单端行波辨识与测距方法。首先,对线路故障波过程的解析和规律分析,发现波头局部波形呈现灵敏角和非轴对称性的特点。进而提出利用Radon变换变角度投影检测最灵敏角并判别最灵敏角两侧非轴对称特性,实现单端故障初始行波及多次同极性行波群的可靠辨识。最后,基于多次同极性行波到达时差构造多测距算式,输出最合理测距结果。所提方法将时域波头辨识转化为波形图像空间域最灵敏变化方向和几何轴对称性的检测,抗干扰能力强,大幅提升检测可靠性和后续波头的识别能力,提升单端测距算式冗余性。大量实测和仿真数据测试表明,算法有效、可靠、直观,适用范围广,为单端行波分析故障测距及扩展应用提供了新思路。

关键词：故障测距 Radon变换灵敏角波头检测行波输电线路轴对称性

面向可再生能源消纳的电网侧混合储能优化配置方法

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电工电能新技术 2024年第6期43卷 90-100页

作者：司大军姚一鸣李玲芳汤佶元孙鹏胡博谢开贵云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心云南昆明650200 重庆大学电气工程学院重庆400044

混合储能目前是一种较为高效的能量存储方式,对于新能源消纳作用极大,大规模投建储能装置有助于提高可再生能源并网的比例,助力“双碳”目标的实现。然而,储能投建成本较高,盲目配置储能将导致大量资金的浪费,如何根据可再生能源的消纳... 详细信息

混合储能目前是一种较为高效的能量存储方式,对于新能源消纳作用极大,大规模投建储能装置有助于提高可再生能源并网的比例,助力“双碳”目标的实现。然而,储能投建成本较高,盲目配置储能将导致大量资金的浪费,如何根据可再生能源的消纳需求来正确配置储能成为了急需解决的问题,需要综合考虑可再生能源的消纳效果以及储能配置的经济性,真正做到“好钢用在刀刃上”。本文提出一种两阶段的储能优化配置方法:第一阶段,对电力系统进行运行模拟,确定最优储能选型方案;第二阶段,充分考虑源测、网架和负荷的灵活调节能力,建立储能的优化配置模型,以最小化投资成本和弃风弃光率为目标,全面考虑发电侧、输电侧和负荷侧的灵活性资源,得到切实可行的储能选址定容方案。通过对算例仿真结果分析得知,本文方法可促进可再生能源消纳,大大缩减投资成本。

关键词：可再生能源消纳经济性储能运行模拟帕累托最优

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省级异步电网频率强度在线评估方法及应用

南方电网技术 2024年第7期18卷 74-86页

作者：吴琛陈可欣高晖胜程旻谢一工胡光辛焕海云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心昆明650033 浙江大学电气工程学院杭州310027 云南电网有限责任公司电力调度控制中心昆明650011

电力系统分区异步互联、大规模新能源替代传统同步机使得系统频率强度降低,频率失稳风险增加。此时,在线评估系统频率强度、监测系统频率稳定裕度对系统安全稳定运行具有重要意义。为此,提出了适用于实际省级异步电网的频率强度在线评... 详细信息

电力系统分区异步互联、大规模新能源替代传统同步机使得系统频率强度降低,频率失稳风险增加。此时,在线评估系统频率强度、监测系统频率稳定裕度对系统安全稳定运行具有重要意义。为此,提出了适用于实际省级异步电网的频率强度在线评估方法,包括数据获取与预处理、系统调频模型简化以及系统频率强度评估三个部分。首先,基于运行控制系统获取各设备开机、出力情况等工况信息,并通过BPA数据以及广域测量系统中的数据建立系统中设备调频动态模型库。其次,通过统一结构近似的方法将设备模型进行降阶,进而计算频率跌落深度系数以及坡度系数等指标以评估系统频率强度。最后,介绍了基于所提评估方法研发的频率强度在线评估系统及其在实际电网中的应用情况。

关键词：频率稳定频率强度统一结构模型在线评估异步电网

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考虑电力网络约束的工业园区虚拟电厂调控边界求解方法

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电力系统自动化 2024年第18期48卷 66-75页

作者：廖思阳贺聪李玲芳徐箭孙元章柯德平交直流智能配电网湖北省工程中心(武汉大学) 湖北省武汉市430072 武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心云南省昆明市650011

构建以新能源为主体的新型电力系统,亟须挖掘负荷侧灵活调节资源参与电网调控。含电解铝、矿热炉等高耗能负荷的工业园区具备良好的调控潜力,但是考虑园区内部电力网络约束,其精确调控边界求解面临着变量维数高、约束非线性的难题,现有... 详细信息

构建以新能源为主体的新型电力系统,亟须挖掘负荷侧灵活调节资源参与电网调控。含电解铝、矿热炉等高耗能负荷的工业园区具备良好的调控潜力,但是考虑园区内部电力网络约束,其精确调控边界求解面临着变量维数高、约束非线性的难题,现有方法不能较好地兼顾计算效率和精度。对此,文中将上述问题抽象为高维非线性状态空间在P-Q耦合平面的投影问题:分别建立考虑工业园区安全运行线性化和非线性约束的调控边界投影求解模型,采用一种新颖的高维状态空间投影算法,通过顶点“搜索-映射”的两步式求解过程,得到工业园区型虚拟电厂调控边界的精确投影。算例结果表明,采用所提方法求解的调控边界可由线性不等式组完全表征,与现有调度系统完全兼容,结合与叠加柔性资源调控能力和传统采样方法的对比,验证了该方法的可行性以及高求解精度和效率。

关键词：工业园区虚拟电厂调控边界电力网络约束高维状态空间投影

“新型电力系统规划与建设专栏”特约专栏寄语

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云南电力技术 2024年第3期52卷 1-2页

作者：司大军云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心

特约专栏寄语随着新型电力系统的建设,大量新能源电源与新能源汽车充电负荷接入电网,并在局部区域形成微电网,如何充分消纳新能源是面临的主要问题,此外,如何绿色、高效建设电网也是新型电力系统的重要需求。为分析、研究、解决以上新... 详细信息

特约专栏寄语随着新型电力系统的建设,大量新能源电源与新能源汽车充电负荷接入电网,并在局部区域形成微电网,如何充分消纳新能源是面临的主要问题,此外,如何绿色、高效建设电网也是新型电力系统的重要需求。为分析、研究、解决以上新型电力系统规划与建设问题,新型电力系统规划与建设专栏对分布式光伏电压问题治理、电动汽车负荷特性与功率控制、抽水蓄能发展定位与布局优化、微电网运行模式平滑切换控制策略、新型电力系统下工程造价等进行了探讨与研究,从规划、建设、控制、治理等不同角度为新型电力系统规划、建设提供了新思路、新方案,将推动新型电力系统的发展。

关键词：电力系统规划新型电力电动汽车负荷微电网抽水蓄能功率控制工程造价新能源汽车

考虑电力网络约束的工业园区型虚拟电厂调控边界求解方法

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电力系统自动化 2024年

作者：廖思阳贺聪李玲芳徐箭孙元章柯德平云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心武汉大学电气与自动化学院交直流智能配电网湖北省工程中心(武汉大学)

构建以新能源为主体的新型电力系统，亟须挖掘负荷侧灵活调节资源参与电网调控。含电解铝、矿热炉等高耗能负荷的工业园区具备良好的调控潜力，但是考虑园区内部电力网络约束，其精确调控边界求解面临着变量维数高、约束非线性的难题，... 详细信息

构建以新能源为主体的新型电力系统，亟须挖掘负荷侧灵活调节资源参与电网调控。含电解铝、矿热炉等高耗能负荷的工业园区具备良好的调控潜力，但是考虑园区内部电力网络约束，其精确调控边界求解面临着变量维数高、约束非线性的难题，现有方法无法兼顾计算效率和精度。对此，文中将上述问题抽象为解决高维非线性状态空间在P-Q耦合平面的投影问题：分别建立考虑工业园区安全运行线性化和非线性约束的调控边界投影求解模型，采用一种新颖的高维状态空间投影算法，通过顶点“搜索-映射”的两步式求解过程，得到工业园区型虚拟电厂调控边界的精确投影。算例结果表明：采用所提方法求解的调控边界可由线性不等式组完全表征，与现有调度系统完全兼容，结合与叠加柔性资源调控能力和传统采样方法的对比，验证了该方法在求解精度和求解效率上的可行性和优越性。

关键词：工业园区虚拟电厂调控边界电力网络约束高维状态空间投影顶点搜索