一、浅谈电力系统复杂故障计算方法(论文文献综述)
王超[1](2021)在《高渗透率风电系统直流外送稳定运行及主动防御研究》文中提出我国能源资源与负荷需求呈现出逆向分布的特征,给电网发展格局提出了全新挑战。高压直流输电技术(HVDC,high-voltage direct current)在大规模、长距离输电领域具有天然优势,已成为我国电力工业发展的必经之路。±800k V扎鲁特-广固特高压直流输电工程(以下简称鲁固直流)投运后,东北电网将通过高压/特高压直流通道将区域内火电、风电、核电等多类型能源集中送向山东电网,为电力资源传输与消纳提供了通道。但随着风电渗透率和特高压直流输送容量不断攀升,作为特高压直流送端系统的东北电网将面临严峻频率和电压稳定问题。本文针对高渗透率风电系统直流外送模式下交直流混联电网频率与电压稳定问题,分别从多能源交直流混联系统暂态稳定分析数学模型构建、特高压直流送端电网频率特性分析与控制方法、基于改进型模型预测控制频率主动防御策略研究、电压特性分析与无功优化方法四个方面入手,分析东北电网典型特征下系统频率及电压稳定特性,针对性提出电网频率与电压稳定运行优化控制方法及主动防御策略,为高渗透率风电系统直流外送模式下电网安全稳定运行提供理论参考,为电网安全稳定控制策略制定提供新思路。主要研究内容和成果包括:(1)构建了多能源交直流混联系统模型架构,将多能源系统模型、交直流混联系统模型、综合频率响应模型、电压稳定分析模型纳入其中,通过坐标方程变换方式建立各模型间关联关系,实现对多能源交直流混联系统代数与微分方程的联立求解。该模型架构能够反映出与实际系统一致的频率与电压稳定特性,以及不同控制策略、参数优化后系统响应特性,为后文开展高比例风电电网直流外送稳定运行与主动防御策略研究奠定理论与模型基础。(2)开展了特高压直流送端电网频率特性分析与控制方法研究。本文研究对象—东北电网仅通过高压/特高压直流通道向外输送电力,且送端换流站近区无配套电源,系统频率稳定特征具有一定独特性。仿真分析不同场景东北电网频率稳定差异化特性,通过原理分析揭示特高压送端电网频率稳定特性物理本质,提出特高压直流送端电网频率稳定评价体系,对东北电网频率稳定水平进行综合衡量;研究适用于东北电网典型特征的频率稳定综合控制方法,提出“风-火-核-直流”耦合模式频率优化控制方法,为提升特高压直流送端电网频率稳定水平提供新方法,并仿真验证了该方法的适应性与合理性。(3)开展了基于改进型模型预测控制(Model Predictive control,MPC)的频率主动防御策略研究。在传统的MPC控制理论基础上,提出基于前馈与反馈控制的改进型MPC控制架构,将电力系统频率稳定约束及多优化目标作为输入量,不断优化风电/火电参与系统调频相关参数,对目标控制系统频率稳定进行主动防御控制。在此架构基础上,提出含虚拟权重的风/火联合调频主动防御控制策略,对双馈风机与同步发电机并联运行调频特性进行分析。根据系统频率时空分布特性和当前风速实时变化情况,定义并调整表征风/火联合调频参与度的虚拟权重系数,协调控制风电和火电参与系统调频输出功率,在保证系统频率偏差满足要求的基础上,最大限度发挥风电机组调频能力,分担电网中火电机组调频压力,为电网频率稳定稳定提供主动防御与支撑。(4)开展了特高压直流送端电网电压特性分析与控制方法研究。针对特高压直流系统故障引发的交直流混联系统暂态无功功率失衡及高渗透率风电导致的系统电压稳定水平下降问题,深入分析上述典型场景下东北电网暂态及静态电压稳定特性;定义特高压直流送端电网电压稳定控制域,从系统级层面构建了电压稳定防御控制架构,为后文开展无功电压优化控制研究奠定基础;提出考虑交直流互济的潮流解耦方法和静态电压稳定灵敏度解耦计算方法,建立考虑灵敏度矩阵的多目标无功优化模型,制定了符合东北电网电压稳定特性的综合无功优化控制策略,并通过仿真验证了该控制策略的有效性。本文的研究揭示了风电并网、电力电子器件及交直流系统交互作用等因素对高渗透率风电电网直流外送模式下系统频率、电压稳定性影响机理,制定出适用于特高压直流外送型电网的频率及电压稳定主动防御策略,提升了高渗透率风电电网直流外送模式下系统安全稳定运行水平,为我国能源基地实现大规模电力外送提供技术支持。
陈路[2](2021)在《风电并网系统可用输电能力快速评估研究》文中进行了进一步梳理随着世界可再生能源的不断发展以及风电技术的日益纯熟,风力发电逐渐在发电领域占有一席之地,世界各国争先恐后地建立了众多不同规模的风力发电场。然而,风电场的并网给原电网的安全稳定的运行状态带来了许多不确定因素,包括但不仅包含风力的天然不可控因素引起风力发电场出力的随机性、间断性等。因此有必要研究大型风电场并网的可用输电能力(ATC)的计算方法,然后对其计算结果进行评估,为电网的运行和规划提供重要的参考依据,使其能够安全可靠运行。传统的ATC计算方法大都是在确定的模型下进行离线计算,难以满足在线评估的要求,许多概率型ATC计算方法为解决该问题提供了新思路。本文主要从研究可用输电能力快速计算方法的角度出发,在风电并网带来的诸多不确定情况对原电力系统输电能力影响的基础上展开研究,以下为本文的主要研究内容及成果。本文首先构建风电概率密度模型。由于风电功率输出时存在“拖尾”现象,常用的单一分布对其拟合效果不是很好,因此本文采用高斯混合模型(Gaussianmixturemodel,GMM)拟合风电功率输出来建立风电概率密度模型,并利用EM(Expectation maximization)算法求解GMM模型的参数,引入MAE和RMSE两个指标来衡量GMM模型的拟合精度,通过对比单一分布的拟合效果分析得到GMM模型具有更高的拟合精度。其次,针对目前可用输电能力计算耗时长且精度不高的特点,有文献采用基于马尔科夫链的蒙特卡洛模拟法(MCMC)解决此类问题,本文研究了一种基于低秩近似理论(LRA)的ATC计算方法,该方法在系统少量采样样本的基础上,基于最优潮流法进行确定性ATC计算,将计算结果根据统计学的理论构建LRA计算代理模型,通过该模型生成大量的ATC样本,并由此得到ATC相关指标,通过算例验证了本文所研究的方法相较于MCMC法在求解风电并网系统ATC时保证计算精度的基础上具有更高的计算效率。最后,结合LRA法对风电并网系统接入风电场容量不同、位置不同时的可用输电能力进行快速评估分析。
边竞[3](2021)在《具备故障阻断功能的直流潮流控制器及其优化运行研究》文中进行了进一步梳理柔性直流电网能够综合可再生能源发电和新型负荷的复杂功率特性并实现多能互补,特别适用于大规模可再生能源发电功率的外送及消纳。然而,直流电网仍面临着潮流控制自由度不足、直流故障危害严重的难题。直流潮流控制器(DC Power Flow Controller,DCPFC)能够协助换流站控制直流线路的潮流,为直流电网补充潮流控制自由度;故障阻断装置能够有效抑制故障电流并快速隔离故障,减小直流短路故障对直流电网的危害。可见,直流潮流控制器和故障阻断装置均是直流电网的关键设备,但独立设计与安装两种设备将大幅增加系统的成本。为了在提高直流电网潮流控制与故障阻断能力的同时,兼顾系统成本,亟需研究集成潮流控制和故障阻断功能的一体化装置。本课题提出了具备故障阻断功能的线间直流潮流控制器,对拓扑结构及控制策略、元件参数配置、优化运行等方面开展研究,本文的主要工作及取得的创新性成果如下:(1)提出了一种具备故障抑制功能的双端口线间直流潮流控制器(Interline DC Power Flow Controller Having a Fault Current Limitation Capability,FCL-PFC)。针对直流电网潮流控制自由度不足,构建了基于全桥型子模块的双端口线间直流潮流控制器拓扑结构,并提出了稳态时的工作原理与控制策略,其通过桥臂电压控制直流电网的潮流以及平衡自身的功率,改善了直流电网的潮流分布情况;针对直流短路故障危害严重,改造了FCL-PFC的拓扑结构并给出了故障期间的动作策略,通过闭锁全桥型子模块和改变故障电流路径进而提升故障回路电压,降低了故障电流的上升速率与峰值。仿真结果表明,FCL-PFC稳态时能够将单条线路电流控制至目标值,具有谐波小、绝缘成本低、无需从外部取能等优点;在故障时能够降低40%的故障电流,大幅度减小了直流短路故障对系统的危害。(2)在FCL-PFC的基础上,提出了一种集成直流断路器功能的多端口线间直流潮流控制器(Integrated Multiport DC Power Flow Controller with DC Circuit Breaker,M-PFCCB)。考虑到复杂直流电网需补充多个潮流控制自由度,构建了多端口线间直流潮流控制器的拓扑结构,提出了多端口拓扑的工作原理与控制策略并优化了控制参数,通过多个桥臂电压相互耦合协助换流站控制所有直流线路的潮流并平衡自身的功率,实现了直流电网潮流的全面控制;针对直流短路故障难以切除,改造了M-PFCCB拓扑结构并给出了故障期间的动作策略,利用电容作为断路元件对故障电流进行抑制和切除,降低了直流故障对系统的危害。仿真结果表明,M-PFCCB能够为直流电网补充多个控制自由度并可在故障时抑制和切除短路电流,避免了在每条线路上安装直流潮流控制器和直流断路器,节约了大量的电力电子器件。(3)提出了一种含直流潮流控制器的直流电网限流设备参数优化配置方法。基于模块化多电平换流器的故障等值电路,计算分析了直流电抗器和潮流控制器对故障电流的抑制特性;将换流站等值电路和故障电流求解方法推广到直流电网中,然后构建了以故障电流、直流电抗器最小为目标的优化配置模型,得到了直流电抗器和潮流控制器的元件参数。仿真结果表明,与仅使用直流电抗器相比,综合使用直流电抗器与潮流控制器能够大幅度减小故障电流,且缩短了故障切除时间。(4)在配置直流电网关键设备的参数后,提出了一种含多端口直流潮流控制器的交直流混合系统概率最优潮流计算方法。建立了多端口直流潮流控制器的数学模型,提出了含直流潮流控制器的交直流系统潮流计算方法;采用带宽自适应的非参数核密度估计精确描述了光伏和负荷的概率分布情况,并通过Copula函数建立了二者的联合概率分布,以系统损耗、直流载流率最小为目标进行概率最优潮流计算。仿真结果表明,直流潮流控制器能够大幅度降低直流线路的载流率,提高系统的静态安全性;带宽自适应的非参数核密度模型能够更好的适应随机分量的不确定性。
王洁聪[4](2021)在《含MMC的交直流系统建模与稳定性分析》文中研究指明基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的高压直流输电(high voltage direct transmission,HVDC)技术在可再生能源并网方面独具优势而得到广泛应用,模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其模块化的结构优势已成为VSC-HVDC工程所采用的主流拓扑。与两电平VSC与相比,MMC内部电气量呈强非线性、强耦合特性,增加了对MMC建模及稳定运行特性分析的难度。随着MMC容量的提升,MMC-HVDC系统面临“强直弱交”局面,研究MMC能够接入怎样强度的交流电网,以及接入弱电网的MMC-HVDC能承受怎样程度扰动,对于我国交直流系统网架结构的合理规划、设计以及交、直流输电的协调发展有重要意义。为此,本文从MMC建模方法和MMC-HVDC系统稳定性分析方法两个方面,对MMC-HVDC接入弱交流电网的功率输送能力和大扰动稳定性问题进行深入研究。本文首先研究能够准确模拟换流器内部电气量耦合特征、且易于建立与控制器及外部电网交互接口的MMC电气模型建模方法,以MMC开关函数模型和MMC动态相量模型为基础,提出一类保留直流动态的MMC降阶动态相量模型,该模型适用于MMC-HVDC的机电暂态仿真和大信号稳定性分析;提出一种考虑内部耦合特性的MMC稳态相量模型,该模型适用于MMC-HVDC的稳态特性及静态稳定性研究,解决了传统模型无法准确模拟MMC内部耦合特性的问题。将MMC电气模型建模方法应用于MMC-HVDC系统的实时仿真,提出一种提高仿真精度和数值稳定性的MMC改进桥臂仿真模型,解决了开关函数模型中受控源元件在电磁暂态仿真中存在的一个仿真步长延时所可能导致的数值不稳定问题,以及MMC闭锁状态仿真中的数值振荡和二极管动作延迟造成电压波形畸变的问题。利用CBuilder工具箱开发桥臂模型,在RTDS实施MMC-HVDC系统仿真,验证了所提方法的可行性和精确性。基于所提MMC稳态相量模型,研究MMC-HVDC接入弱交流电网的功率输送能力。首先,提出一种开环确定MMC稳态功率区间边界的计算方法,明确了 MMC的自身工作极限:上边界由最大调制比确定,下边界由潮流方程雅可比矩阵奇异条件确定,在保持计算精度的同时大大降低计算量。然后,针对目前工程常用的电网跟随型MMC-HVDC接入弱电网的输送能力进行详细的理论分析,提出考虑锁相环(phase-locked loop,PLL)特性的MMC-HVDC接入电网模型和静态稳定分析方法,提出MMC-HVDC的临界短路比和边界短路比的概念和算法,从而量化评估接入弱电网的MMC-HVDC功率输送能力。最后,研究MMC-HVDC接入弱交流电网后承受大扰动的能力。建立MMC-HVDC接入电网交直流系统的大信号模型,基于稳定域边界定理,研究影响稳定域和稳定域边界的关键因素;研究基于Lyapunov直接法的MMC-HVDC接入电网稳定域估计方法,并提出一种基于临界能量的系统强度评估指标,所提指标既反映了短路比中包含的静态强度信息,也包含了 MMC-HVDC的动态特性。
曹昕[5](2021)在《多回LCC-HVDC馈入系统分区运行方式研究》文中认为为了在2060年前实现“碳中和”的目标,我国将在西部地区大量建设清洁能源发电基地,再通过跨区输电送至东部地区。考虑到未来一段时间内,电网换相型高压直流输电(LCC-HVDC)在长距离、大容量输电方式中的优势,我国将大量建设LCC-HVDC以进一步提高跨区输电能力。而这会使我国东部负荷中心形成更为突出的LCC-HVDC多馈入电网形态。多馈入系统存在同时发生换相失败的可能。同时换相失败问题会严重影响电力系统的稳定运行。目前,解决该问题的方法主要有:(1)扩大交流系统规模,形成更强的受端系统;(2)使LCC-HVDC分层、分区馈入受端系统。但是,交流系统的规模受多方面因素制约,不能盲目扩张。因此,使LCC-HVDC分层、分区馈入受端系统,成为较为重要的研究方向。本文采用了对多馈入受端系统进行分区的方法,以解决同时换相失败问题。主要思路为:通过对多馈入受端系统进行分区,使每个分区有较少回LCC-HVDC馈入;分区之间切断交流联系,并以柔性直流(VSC-HVDC)互联各个分区;柔性直流之间组成直流电网,实现协调控制。因此,本文所要研究的内容是:(1)如何实现分区;(2)如何确定柔性直流换流站在分区中的接入位置;(3)如何实现直流电网的协调控制。针对如何实现分区的问题,本文提出了基于局部拓展理论的多馈入系统分区方法。首先,分析了引起多回LCC-HVDC同时换相失败的原因和发展过程。通过设置N-1预想事故找出能够引起多回LCC-HVDC同时发生换相失败的交流区域,并对这些线路进行负载率校验,得到可开断线路集合。而后,计算考虑LCC-HVDC和PV节点的全系统电压/无功灵敏度,考虑节点间的连接关系对灵敏度矩阵进行修正。再通过局部拓展理论,计算节点之间的聚合度,进而计算出分区的适应度。通过逐步聚合得到初步分区方案。然后,以可开断线路集合和分区短路比,对初步分区方案进行修正,得到最终的分区方案。基于IEEE 39节点模型搭建了算例模型,根据上述方法获取分区方案,在PSD-BPA中验证了方案的可行性。最后,给出了某实际电网的分区方案,并在PSD-BPA中进行了验证。针对如何确定柔性直流换流站在多馈入系统分区内接入位置的问题,本文提出了考虑正常运行和N-1运行状态的9个评价指标,并搭建评价体系。首先,给出了分区之间采用柔性直流互联的拓扑。随后,基于雅克比转移矩阵法给出了计及LCC-HVDC和VSC-HVDC的全系统微增量模型,并给出了基于阻抗的有效短路比(IESCR)计算方法。而后,分析了柔性直流接入位置、柔性直流容量和IESCR之间的关系,发现仅以IESCR和柔性直流容量不足以确定柔性直流的接入位置。因此,考虑了正常运行和N-1运行状态,给出包括IESCR在内的9个评价指标,并搭建了评价体系。随后,基于IEEE 39节点模型搭建算例,考虑其中3个较为典型的柔性直流接入位置,按照评价体系计算得分,获得3个位置中的最优接入位置。最后,按照某实际电网需求,给出了柔性直流改造方案。针对分区后形成的弱交流分区以柔性直流互联的场景,存在获取相角信息较为困难的问题,提出了直流电压同步控制(DCSC)。基于直流侧功率平衡、功率同步控制和虚拟同步机控制,给出了 DCSC的控制策略。而后,基于雅克比转移矩阵法搭建了微增量模型,分析了 DCSC中的关键控制参数对系统稳定性的影响。随后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,比较了 DCSC和锁相环在不同交流系统强度下的运行情况,得到了 DCSC优于锁相环的结论。针对如何实现多馈入系统分区之间以柔性直流电网互联的协调控制问题,给出了基于自律分散控制的直流电网协调控制策略。首先,设计了自律分散控制的系统级控制和站控级控制。在系统级控制中,分析了通信可靠性和各换流站获取全局信息的时间延迟,并设计了以系统损耗最小和直流电压偏差最小为目标的最优潮流优化模型。通过凸优化计算出各换流站的直流电压和有功功率参考值;在站控级控制中,提出了复杂直流电网简化为放射型直流电网的数学方法,并给出了算例演示。而后,给出了基于虚拟电阻的P-V下垂系数计算方法的推导过程,并分析了极限运行状态下的控制死区,完善了控制策略。搭建仿真模型,给出了与其他下垂控制的对比,指出了所提控制策略的优缺点。最后,综合自律分散控制、直流电网简化方法、基于虚拟电阻的P-V下垂控制和直流电压同步控制,通过仿真比较了是否设置采用定直流电压控制的换流站对系统经济、稳定运行的影响。结果表明,采用本文提出的方法,是否设置这类换流站对系统的运行几乎没有影响。
孙立军[6](2021)在《基于电热耦合理论的牵引网潮流计算及动态增容研究》文中进行了进一步梳理随着我国高速铁路的快速发展,铁路牵引负荷越来越大,人们对牵引供电系统的可靠性和供电能力的要求越来越高。近年来,我国已有多起关于牵引网供电能力不足、牵引网导线温度过高、机车端电压过低等方面问题的报道。明确牵引网供电能力和潮流分布情况才能合理的进行牵引供电系统设计、负荷调度及运营维护,充分发挥牵引网的传输能力,使牵引供电系统安全高效运行。牵引网导线温度受电流以及地理气候因素影响,而导线电阻参数与导线温度有关,所以在实际运行过程中牵引网导线的电阻参数是变化的。现有的牵引网潮流计算多注重模型的建立和算法的研究,没有考虑牵引网导线电阻参数的变化,影响潮流计算结果的准确性。不同的地理气候条件牵引网导线达到最大允许温度时对应的载流量是不同的。牵引网导线的额定载流量是在特定的气象条件下计算的,这种特定的气象条件出现的概率非常低。牵引网沿线长、跨度大,不同地点、季节以及时间的气候参数是不同的。所以,可根据牵引网所处位置的实时气象条件动态计算牵引网的载流量,实现动态增容的目的。本文基于导线电热耦合理论,提出了牵引网潮流计算及动态增容方法。主要研究工作如下:(1)牵引网导线的电热耦合理论。导线电热耦合理论框架是本文研究的基础。首先分析了牵引网导线的热平衡方程;其次分析了热平衡方程的影响因素;再次分析了拉萨、兰州和南京地区地理气候特点,总结出对电热耦合影响较大的地理和气候因素的取值和变化范围,作为本论文的气候参数取值的基础数据;最后以算例的形式分析了牵引网接触线电阻随电流及地理气候条件的变化关系。研究结果表明:影响导线温度及电阻的地理气候参数有环境温度、风速、风向角、光照强度、空气密度、海拔等。(2)考虑电热耦合影响的牵引网潮流计算。为了使牵引网潮流计算结果更准确和符合实际,将电热耦合理论引入牵引网的潮流计算,提出了考虑电热耦合影响的潮流计算方法。首先分析牵引网的供电方式,建立了牵引网统一潮流计算模型;其次提出了考虑电热耦合影响的潮流计算方法和实现流程;最后以拉萨和南京四季气候条件为例,对比分析了不同地理气候条件下牵引网潮流计算结果。研究结果表明:牵引网导线电阻参数的变化对牵引网潮流计算结果影响很大,在潮流计算过程中应考虑导线电阻参数的变化。(3)牵引网载流量计算及动态增容。导线载流量是导线选型和负荷调度过程中主要考虑的因素,而载流量受牵引网所处的地理气候因素影响。首先分析了考虑地理气候因素影响的单根导线载流量及牵引网综合载流量计算方法;其次提出了导线匹配和动态增容方法;最后以算例的形式说明了牵引网载流量计算及动态增容的效果。研究结果表明:不同地理气候条件对导线载流量影响很大;通过导线容量利用率可判断所选择导线的匹配程度;利用动态增容技术可以大幅提高牵引网载流能力。该研究成果对牵引网导线选型、负荷调度具有一定的借鉴意义。(4)牵引网导线载流量预测。实际牵引负荷调度过程中,往往需要提前进行规划,根据现有数据预测未来一段时间内牵引网导线的载流量对牵引负荷调度来说具有重要意义。本文采用改进GM(1,1)模型进行牵引网导线载流量预测。首先分析了GM(1,1)模型及其改进方法;其次提出了集多重改进于一体的载流量预测方法及其实现流程;最后以算例的形式说明了载流量预测方法的有效性。研究结果表明:采用本文提出的改进GM(1,1)模型的载流量预测结果与实际载流量偏差小,可作为牵引负荷调度提前规划的理论依据。(5)考虑增容影响的牵引供电继电保护系统可靠性分析。牵引网动态增容是在导线温度不超过最大允许温度的前提下动态提高牵引网的额定载流量,但是动态增容对继电保护系统是否造成影响需要进行研究。首先分析了牵引供电继电保护系统的配置以及增容对继电保护可能造成的影响;其次建立了牵引供电继电保护系统可靠性分析模型;最后提出了基于模糊层次分析法的继电保护可靠性评分计算方法及其实现流程,并对可靠性评分等级进行了划分。研究结果表明:该评价方法能够对各继电保护进行评分和可靠性等级评定,对评分等级达到“中”级及以下的继电保护装置给予重点关注,为铁路运维人员提供参考。本文在导线电热耦合理论框架基础上,形成了包括考虑电热耦合影响的潮流计算、动态增容、载流量预测以及考虑增容对继电保护系统可靠性分析的理论体系。在系统安全可靠的前提下,切实提高了牵引网导线的容量利用率,可以带来明显的经济效益和社会效益。
李武君[7](2021)在《含分布式电源的配电网短路计算》文中提出在能源需求与环境保护的双重压力下,分布式电源作为集中式发电的有效补充,得到大力发展。然而,目前分布式电源类型众多,其结构和接入方式等与传统交流同步电机有较大区别,其暂态输出特性受控制策略影响较大,导致分布式电源的短路电流输出特性发生很大变化。随着分布式电源的渗透率提高,其对配电网的安全稳定运行造成的影响日趋显着,导致配电网潮流由单向转为双向,短路电流和短路容量增大。另外,当配电网发生短路故障时,可能会引起分布式电源的大规模脱网事故,因此,开展分布式电源的暂态输出特性研究,探索适用于含分布式电源的配电网短路计算方法尤为重要。本文首先在分析总结逆变型分布式电源网侧逆变器的控制方法和基于无功电流支撑的低电压穿越策略的基础上,通过PSCAD搭建仿真模型,对逆变型分布式电源的暂态输出特性进行仿真研究,分析研究了低电压穿越控制策略对逆变型分布式电源暂态输出特性的影响。然后根据并网方式将DG分为电机类机组并网式分布式电源和逆变器并网式分布式电源,在考虑控制策略下,给出逆变型分布式电源的电压控制电流源故障计算模型,将电机类并网式分布式电源等效为阻抗与电压源串联的故障计算模型。基于这两类分布式电源的故障计算模型建立配电网故障计算模型,将电机类分布式电源和逆变型分布式电源作为两种激励源,作用于发生短路故障的配电网,将配电网视为线性配电网,采用叠加定理,给出一种含分布式电源的配电网短路计算算法。利用前推回代法对配电网进行潮流计算,得到故障前的网络节点电压。分别计算两类分布式电源在配电网产生的故障分量,利用叠加定理,叠加得到各节点和支路的故障分量,为了解耦,用迭代法对逆变器并网式分布式电源所产生的故障电流进行计算。最后,利用MATLAB编制算法程序,选取IEEE 14节点配电网为算例,验证了含分布式电源配电网短路计算方法的正确性和有效性。
马泽洋[8](2021)在《含大规模风电的发—输—配电系统充裕性优化决策研究》文中研究说明以风电为代表的新能源发电是实现“碳达峰、碳中和”目标最现实的战略选择。“碳达峰、碳中和”目标下,风电新增装机容量将持续增加,风电并网规模日益增大。然而,由于风电具有随机性、波动性和反调峰特性,大规模风电并网将使得我国面对巨大的风电消纳压力。随着智能电网的发展,需求响应、储能系统及分布式可控电源等多种灵活性资源成为应对系统不确定性的重要手段;特高压输电技术的快速发展及应用,让输电网结构经历巨大变化的同时,也使得通过多区协调调度成为消纳风电的有效措施。风电发电容量的快速提高、电力系统的结构的日趋复杂,都为电力系统运行带来了更多的不确定性影响因素,对电力系统的稳定运行带来了新的挑战,增加了电力系统发、输、配各环节运行调控的难度和风险。电力系统充裕性优化决策是在电力系统中大量不确定性因素存在下确保系统运行安全、可靠的前提和手段。然而,仅靠确定性的充裕性优化决策方法无法计及系统的不确定性因素,难以满足电力系统运行及决策的需要。因此,考虑发电、输电和配电各环节的不确定性,研究含大规模风电消纳的发-输-配电系统充裕性优化决策方法具有重要的理论意义和实际价值。本文的主要研究内容如下:(1)针对发电系统充裕性评估问题,提出基于需求响应的含风电系统发电充裕性评估模型,该模型能够考虑用户对于需求响应的参与意愿及其行为不确定性对大规模风电并网系统发电充裕性的影响。首先,由于用户作为需求响应决策者是有限理性的,决策结果与其主观标准有关。为刻画用户的主观风险偏好,采用行为金融学中的前景理论价值函数来刻画用户的主观风险态度,给出用户参与需求响应的主观效用值计算公式;其次,考虑到需求响应对于用户用能感受产生的改变会影响用户未来参与需求响应项目的程度和策略,根据用户主观效用值,提出采用改进的Roth-Erev算法刻画用户的需求响应潜力及参与行为,给出系统需求响应可用容量的度量方法;进而,将需求响应可用容量引入到运行约束中,以系统运行成本最低为目标函数,构建需求响应调度模型。最后,基于需求响应可用容量的度量和需求响应调度模型,对经典基于状态持续时间模拟的发电充裕性评估方法进行了扩展,提出了考虑大规模风电消纳和需求响应的发电充裕性评估方法。通过算例分析,验证所提出方法的可行性和有效性。(2)针对发电充裕性调度优化问题,提出Sobol序列改进的拉丁超立方抽样方法,该方法能够提高考虑风电出力相关性的随机场景的生成效率;基于Glue-VaR提出可用发电容量不足指标,进而构建基于Glue-VaR的大规模风电并网系统发电充裕性调度优化模型。首先,为了考虑风电场实际出力的相关性,提出采用D-vine Copula对风速预测误差的相关性进行刻画;其次,为了克服经典简单随机抽样方法均匀性较差,且获得的D-vine Copula样本可能引入非预期的相关性的不足,提出将Sobol序列引入拉丁超立方抽样框架中,提出Sobol序列改进的拉丁超立方抽样方法;进而,考虑不同电力系统参与者的风险偏好,提出基于Glue-VaR的可用发电容量不足指标对发电充裕性进行评估;综合考虑运行成本和发电充裕性风险,建立多目标充裕性调度优化模型;最后,基于ε-约束方法得到帕累托前沿,提出采用熵权-加权聚合和积评价方法来寻找充裕性优化模型的理想有效解。通过算例分析,验证所提出模型的可行性和方法的有效性。(3)针对输电系统可用输电能力决策问题,基于联合累积量提出一种新的可用输电能力的概率评估方法,并据此提出基于期望分位数的风险可用输电能力的决策模型。首先,为解决累积量方法要求变量间相互独立,无法考虑风电出力相关性的问题,提出采用联合累积量结合FGM Copula函数刻画风电出力相关性;其次,针对可用输电能力的概率性评估问题,结合分区积分方法和Cornish-Fisher展开,建立可用输电能力概率评估模型;最后,针对基于风险价值的决策方法仅考虑概率分布尾部实现的概率,无法描述整个分布中产生的风险的问题,提出基于期望分位数的风险可用输电能力指标,并提出其评估流程。通过算例分析,验证所提出指标及模型的可行性和实用性。(4)针对配电系统风电接入充裕性优化问题,提出相对鲁棒GVaR风险度量,并据此提出配电系统风电接入充裕性指标。首先,针对传统鲁棒优化模型优化结果过于保守,且无法考虑配电系统不同参与者的风险偏好的问题,定义一种相对鲁棒GVaR风险度量指标,并对相对鲁棒GVaR指标的性质进行研究;其次,为反映配电系统保证风电接入的能力,结合相对鲁棒GVaR指标,提出配电系统弃风能量相对风险指标,并给出弃风能量相对风险指标的计算公式;进而,为反映历史数据中风电出力和负荷的对应关系,构建了风电-负荷分级功率模型,并基于该模型,以日前运行成本最低和弃风能量相对风险最低建立了随机-鲁棒混合优化模型;最后,采用列和约束生成算法求解随机鲁棒联合优化模型,并将其中难以处理的双线性项采用大M法化简,将模型转换为混合整数线性规划问题进行求解。通过算例分析,验证所提出指标及模型的可行性和有效性。
王德明[9](2021)在《含分布式光伏电源配电网故障分析和保护研究》文中研究说明光伏电源(photovoltaic,PV)故障输出特性与机组类电源不同,传统的配电网故障分析方法不再适用,现有线路保护的灵敏性、选择性和可靠性也受到影响。为此,本文研究含PV配电网的故障分析方法和线路保护方案,主要研究内容如下:1)研究了含PV配电网故障计算的新方法。该方法利用改进的前推回代法和多端口等值补偿法,可用于求解含PV辐射网和弱环网的短路电流。新方法不需要生成和处理系统节点阻抗矩阵,计算量小、计算时间短,具有较强的适应性。2)研究了含PV不对称配电网故障计算的新方法。该方法基于规范化的故障分析方法,考虑配电网结构特点和PV控制策略,采用相分量模型计算线路任意位置的短路电流。与现有方法相比较,新方法具有较好的适应性。3)分析了PV接入对线路电流保护的影响,研究了含PV配电网线路反时限距离(inverse-time distance,ITD)保护方案。新方案利用反时限动作特性方程设定保护动作时间,可同时满足PV故障穿越和保护选择性的要求;采用相邻保护装置交互信息计算过渡电阻的方法可降低过渡电阻的影响。上述所提方法和方案可进一步丰富有源配电网的故障分析和保护研究。
陈星[10](2020)在《基于直接法的交直流混联电力系统暂态稳定评估方法研究》文中研究指明随着直流输电技术的发展和交直流联网的逐步形成,准确的电力系统暂态稳定评估对大规模交直流系统安全运行提供了有力的保障。直接法作为暂态稳定分析的主要方法之一,将其应用于大规模的交直流混联电力系统的暂态稳定分析不仅能够快速定量判定系统暂态稳定性,还能够提供系统稳定裕度的信息,方便系统针对事故稳定程度的排序给出控制决策。然而,多区互联交直流系统规模的巨大增加了系统建模和能量函数计算的复杂程度;同时,直流系统暂态能量对系统响应轨迹的依赖性也给直流暂态能量的计算带来了挑战。为此,本文开展了如下研究工作:(1)推导了无损-结构保留模型下交流系统的能量函数。基于二阶发电机模型、恒功率负荷模型和交流系统网络模型,对无损-结构保留模型下的交流系统能量函数构建机理进行推导和梳理,为后文中交直流系统能量函数的构建提供理论依据;对交流系统能量函数沿系统故障后轨迹的非正定性质进行数值研究与分析。通过算例验证了该能量函数满足成为能量函数的条件,且能够有效地对交流系统暂态稳定性进行评估。(2)提出了一种基于直流端口能量对多区互联交直流系统暂态稳定的快速评估方法。基于端口能量法,将直流系统暂态能量用注入直流系统端口的能量表示,建立了直流系统的端口暂态能量函数。进一步,对于可解耦的多区互联交直流系统,构建了含直流端口能量各个区域系统的暂态能量函数,分别对各区域系统进行暂态稳定分析。算例分析表明,与时域仿真法相比本文方法对整个互联系统稳定性判定的准确度均在90%以上,具有较高的评估准确度;同时能够为各区域系统分别提供反映其稳定程度的信息。(3)提出了考虑系统响应轨迹的交直流电网暂态能量计算方法。通过对交直流混联系统等值模型仿真得到系统近似故障响应轨迹,根据直流端口电压、相角以及直流电流在系统轨迹上的取值确定直流端口等效功率,进而对直流端口功率进行积分计算直流系统能量函数值,提升了对交直流系统暂态能量计算的准确性。算例分析表明,在系统稳定和失稳情况下,本文方法相比梯形近似法和线性路径法能够得到更准确的计算结果,可用于对实际交直流混联电力系统的暂态稳定进行评估。本文所提出的基于直接法的交直流混联电力系统暂态稳定评估方法能够为大规模交直流系统暂态稳定性研究提供理论参考。
二、浅谈电力系统复杂故障计算方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、浅谈电力系统复杂故障计算方法(论文提纲范文)
(1)高渗透率风电系统直流外送稳定运行及主动防御研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 特高压直流送端电网频率稳定研究现状 |
1.2.2 特高压直流送端电网电压稳定研究现状 |
1.2.3 特高压直流送端电网防御体系研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
1.3.1 论文研究框架 |
1.3.2 论文主要工作 |
第2章 多能源交直流混联系统暂态稳定分析数学模型 |
2.1 多能源交直流混联系统模型架构 |
2.2 多能源发电系统模型 |
2.2.1 火力发电机模型 |
2.2.2 风力发电机模型 |
2.2.3 核电发电机模型 |
2.3 交直流混联系统潮流计算模型 |
2.3.1 特高压直流输电系统模型 |
2.3.2 交直流混联系统潮流计算模型 |
2.4 交直流混联系统综合频率响应模型 |
2.4.1 频率稳定动态模型 |
2.4.2 频率响应分析模型 |
2.5 交直流混联系统电压稳定分析模型 |
2.5.1 静态电压稳定分析数学模型 |
2.5.2 动态电压稳定分析数学模型 |
2.6 本章小结 |
第3章 特高压直流送端电网频率特性分析与控制方法 |
3.1 特高压外送型电网频率特性分析 |
3.1.1 直流系统故障方式高频特性分析 |
3.1.2 损失重要电源方式低频特性分析 |
3.1.3 高渗透率风电系统频率特性分析 |
3.2 特高压外送型电网频率综合控制方法 |
3.2.1 频率控制回路 |
3.2.2 含LFC参与系数的频率控制方法 |
3.3 特高压外送型电网频率稳定评价体系 |
3.3.1 频率稳定评价标准 |
3.3.2 频率稳定评价指标 |
3.3.3 频率稳定评价结果 |
3.4 “火-风-核-直流”耦合模式频率优化控制方法 |
3.4.1 基于粒子群算法的多源耦合频率优化控制方法 |
3.4.2 仿真验证 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于改进型模型预测控制频率主动防御策略 |
4.1 基于前馈与反馈控制改进型MPC控制架构 |
4.2 多约束非确定性系统综合频率优化模型 |
4.2.1 出力速率与死区约束 |
4.2.2 控制信号延时约束 |
4.2.3 非结构化不确定性约束 |
4.3 含虚拟权重的风/火联合调频主动防御策略 |
4.3.1 风/火联合运行模式调频特性分析 |
4.3.2 风/火联合系统虚拟权重系数定义 |
4.3.3 风/火联合调频主动防御策略设计 |
4.3.4 仿真验证 |
4.4 本章小结 |
第5章 特高压直流送端电网电压特性分析与无功优化方法 |
5.1 特高压外送型电网电压特性分析 |
5.1.1 交直流系统故障方式暂态电压特性分析 |
5.1.2 高渗透率风电系统电压稳定特性分析 |
5.2 特高压直流送端电网电压稳定协调控制架构 |
5.2.1 电压稳定控制域 |
5.2.2 电压稳定控制架构 |
5.3 特高压外送型电网综合无功优化控制策略 |
5.3.1 考虑交直流互济的潮流解耦方法 |
5.3.2 静态电压稳定灵敏度解耦计算方法 |
5.3.3 考虑灵敏度矩阵多目标无功优化模型 |
5.3.4 基于人工神经网络无功优化方法 |
5.3.5 仿真验证 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(2)风电并网系统可用输电能力快速评估研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.1.1 风能发展历史概况 |
1.1.2 国内外风电发展现状 |
1.1.3 电力市场环境下可用输电能力的作用 |
1.2 课题研究意义 |
1.3 课题研究现状 |
1.3.1 大型风电场模型的研究现状 |
1.3.2 风电并网系统的ATC研究现状 |
1.4 本文主要研究内容及章节安排 |
第2章 可用输电能力的基本概念 |
2.1 引言 |
2.1.1 ATC定义 |
2.1.2 ATC计算原则 |
2.2 ATC的基本计算模型 |
2.2.1 确定性ATC算法 |
2.2.2 概率性ATC算法 |
2.3 CPF计算与OPF计算理论对比 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于高斯混合模型的风电场概率模型 |
3.1 引言 |
3.2 常用风电场建模 |
3.2.1 服从Weibull分布的风速概率模型 |
3.2.2 服从t-location scale分布的风速概率模型 |
3.3 基于高斯混合模型的风电场功率建模 |
3.3.1 高斯混合模型 |
3.3.2 概率密度函数 |
3.3.3 高斯混合模型的线性组合 |
3.3.4 EM算法求解参数 |
3.3.5 基于高斯混合模型的风电出力的不确定性表征 |
3.4 算例分析 |
3.4.1 GMM对风电出力预测误差的拟合效果 |
3.4.2 子高斯个数表征方法的影响分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于低秩近似的概率可用输电能力计算 |
4.1 引言 |
4.2 基于最优潮流的ATC计算模型 |
4.3 基于MCMC的概率ATC计算 |
4.3.1 基于MCS的ATC计算方法 |
4.3.2 基于MCMC的ATC计算方法 |
4.3.3 MCMC法ATC计算流程 |
4.4 基于LRA的概率ATC计算 |
4.4.1 计算框架 |
4.4.2 函数的低秩近似 |
4.4.3 待定系数求解 |
4.5 算例分析 |
4.5.1 概率ATC计算结果评价指标 |
4.5.2 LRA构造参数选择 |
4.5.3 LRA概率ATC计算结果评估 |
4.6 本章小结 |
第5章 风电并网系统可用输电能力快速评估 |
5.1 引言 |
5.2 ATC评估 |
5.2.1 评估指标的建立 |
5.2.2 ATC评估流程 |
5.3 算例分析 |
5.3.1 不同容量风电场并网对ATC计算的影响 |
5.3.2 不同风电场接入位置对系统ATC计算的影响 |
5.4 本章小结 |
结论及展望 |
参考文献 |
致谢 |
(3)具备故障阻断功能的直流潮流控制器及其优化运行研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 直流电网关键设备的拓扑结构现状 |
1.2.2 直流故障阻断装置的优化配置现状 |
1.2.3 直流潮流控制器的优化运行现状 |
1.3 论文主要研究工作 |
第2章 具备故障限流功能的双端口线间直流潮流控制器研究 |
2.1 引言 |
2.2 基于MMC的双端口线间直流潮流控制器 |
2.2.1 拓扑构建与稳态工作原理分析 |
2.2.2 稳态控制策略设计 |
2.2.3 子模块电容电压分析 |
2.3 双端口潮流控制器的故障限流策略 |
2.3.1 实现限流功能的拓扑改造 |
2.3.2 故障限流机理分析 |
2.4 仿真验证 |
2.4.1 潮流控制验证 |
2.4.2 故障限流验证 |
2.5 经济性分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 具备故障切除功能的多端口线间直流潮流控制器研究 |
3.1 引言 |
3.2 基于MMC的多端口线间直流潮流控制器 |
3.2.1 拓扑构建与稳态工作原理分析 |
3.2.2 稳态控制策略设计 |
3.3 多端口潮流控制器的切除策略 |
3.3.1 实现切除功能的拓扑改造 |
3.3.2 故障切除机理分析 |
3.3.3 转移支路电容参数设计 |
3.4 仿真验证 |
3.4.1 潮流控制验证 |
3.4.2 故障切除验证 |
3.5 经济性分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 含直流潮流控制器的直流电网限流设备参数优化配置 |
4.1 引言 |
4.2 不同限流设备的限流特性分析 |
4.2.1 直流电抗器 |
4.2.2 直流潮流控制器 |
4.3 含直流潮流控制器的直流电网故障电流计算 |
4.4 直流电网中限流设备的优化配置 |
4.4.1 多目标优化模型 |
4.4.2 优化模型求解 |
4.5 仿真验证 |
4.5.1 故障电流计算准确性验证 |
4.5.2 含潮流控制器的优化配置方法验证 |
4.6 本章小结 |
第5章 含直流潮流控制器的交直流混合系统概率最优潮流计算 |
5.1 引言 |
5.2 含直流潮流控制器的交直流混合系统潮流计算 |
5.2.1 交直流混合系统的潮流计算模型 |
5.2.2 基于交替迭代的潮流计算方法 |
5.3 具有相关性的光伏-负荷的概率建模 |
5.3.1 基于自适应非参数核密度估计的单变量概率模型 |
5.3.2 光伏-负荷的联合概率模型 |
5.4 含直流潮流控制器的交直流系统概率最优潮流计算 |
5.4.1 多目标概率最优潮流模型 |
5.4.2 概率最优潮流求解 |
5.5 仿真验证 |
5.5.1 光伏与负荷的概率分布模型 |
5.5.2 概率潮流计算准确性验证 |
5.5.3 交直流混合系统概率最优潮流计算 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文及其他成果 |
致谢 |
个人简介 |
(4)含MMC的交直流系统建模与稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 MMC建模方法研究 |
1.2.2 MMC-HVDC接入弱交流电网研究 |
1.3 本文主要工作 |
第2章 MMC电气模型建模方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 MMC电气模型建模方法架构 |
2.3 MMC运行原理及建模基础 |
2.3.1 MMC开关函数模型 |
2.3.2 MMC内部耦合特性分析 |
2.3.3 MMC控制系统 |
2.3.4 MMC动态相量模型 |
2.4 机电暂态时间尺度的MMC动态相量模型 |
2.4.1 保留直流动态的MMC降阶动态相量模型 |
2.4.2 MMC简化二阶模型 |
2.4.3 与二电平VSC的区别 |
2.4.4 模型验证 |
2.5 考虑内部耦合特性的MMC稳态相量模型 |
2.5.1 模型推导 |
2.5.2 等效电路 |
2.5.3 换流器内部变量计算 |
2.5.4 模型验证 |
2.6 本章小结 |
第3章 MMC电气模型建模方法在实时仿真中的应用 |
3.1 引言 |
3.2 RTDS中MMC实时仿真实现方法 |
3.3 基于开关函数模型的串联子模块组模型 |
3.3.1 存在问题 |
3.3.2 改进串联子模块组等效模型 |
3.4 MMC闭锁状态仿真方法 |
3.4.1 存在问题及解决方案 |
3.4.2 桥臂电抗的积分算法 |
3.4.3 二极管等效模型 |
3.5 基于CBuilder工具箱开发桥臂模型 |
3.6 仿真与分析 |
3.6.1 闭锁状态自定义建模仿真方法研究的必要性说明 |
3.6.2 仿真资源占用及最大仿真规模 |
3.6.3 与PSCAD/EMTDC模型对比验证 |
3.6.4 录波对比测试 |
3.7 本章小结 |
第4章 MMC-HVDC接入弱电网的功率输送能力 |
4.1 引言 |
4.2 MMC自身工作极限与稳态运行区域边界计算 |
4.2.1 MMC稳态运行区域边界确定方法 |
4.2.2 环流控制模式对MMC稳态运行区域的影响 |
4.2.3 换流站参数对MMC稳态运行区域的影响 |
4.2.4 电流约束对MMC稳态运行区域的影响 |
4.3 考虑控制及耦合特性的MMC-HVDC接入弱电网输送功率极限 |
4.3.1 考虑锁相环的MMC-HVDC接入交流电网模型 |
4.3.2 MMC-HVDC经锁相环接入交流电网的静态稳定性分析 |
4.3.3 临界短路比与边界短路比 |
4.3.4 MMC-HVDC输送功率极限 |
4.4 仿真验证及算例分析 |
4.4.1 MMC稳态运行区域边界计算方法验证 |
4.4.2 MMC-HVDC输送功率极限计算方法验证 |
4.5 本章小结 |
第5章 MMC-HVDC接入弱电网大扰动稳定性分析 |
5.1 引言 |
5.2 MMC-HVDC接入弱电网的动态特性 |
5.2.1 MMC-HVDC接入交流电网的大信号模型 |
5.2.2 MMC-HVDC接入交流电网的平衡点 |
5.2.3 交流侧故障影响 |
5.3 MMC-HVDC接入弱电网的稳定域与稳定域边界 |
5.3.1 稳定域和稳定边界 |
5.3.2 锁相环阻尼比对稳定域的影响 |
5.3.3 MMC-HVDC接入电网系统惯量对稳定域的影响 |
5.4 稳定域估计和系统强度评估 |
5.4.1 直接法稳定域估计 |
5.4.2 基于临界能量的系统强度评估指标 |
5.5 仿真验证及分析 |
5.5.1 大扰动稳定性分析 |
5.5.2 稳定域估计准确性与保守性分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
附录A: 基准值系统 |
附录B: MMC稳态相量模型矩阵参数 |
附录C: P-Q曲线族包络线与雅克比矩阵奇异等价性证明 |
附录D: MMC-HVDC接入交流电网静态稳定分析 |
附录E: MMC-HVDC接入交流电网的临界短路比 |
攻读博士学位期间发表的论文及成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(5)多回LCC-HVDC馈入系统分区运行方式研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.1.1 碳中和背景下我国电网的发展方向 |
1.1.2 特高压直流大规模建设对我国电网的挑战 |
1.1.3 课题的提出 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 评价多馈入系统强度的指标 |
1.2.2 多馈入系统分区方法 |
1.2.3 柔性直流在分区中的接入位置确定方法 |
1.2.4 直流电网和柔直换流站协调控制 |
1.3 本文研究内容 |
第2章 基于局部拓展理论的直流多馈入系统分区方法 |
2.1 引言 |
2.2 分区可开断线路集合 |
2.2.1 以N-1预想事故初步确定可开断线路集合 |
2.2.2 剔除高负载率线路 |
2.3 基于电压/无功灵敏度的分区方法 |
2.3.1 考虑PV节点和传统直流的电压/无功灵敏度矩阵 |
2.3.2 基于局部拓展理论的分区方法 |
2.3.3 分区方法 |
2.4 算例分析 |
2.4.1 分区结果 |
2.4.2 分区结果验证 |
2.5 实际电网算例分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 多馈入系统分区内柔性直流互联位置的确定方法 |
3.1 引言 |
3.2 雅克比转移矩阵法 |
3.2.1 交流系统建模 |
3.2.2 直流系统建模 |
3.3 基于运行阻抗的短路比计算 |
3.3.1 系统拓扑 |
3.3.2 基于阻抗的短路比 |
3.3.3 传统直流和柔性直流的微增量模型 |
3.3.4 基于雅克比转移矩阵的全系统微增量建模 |
3.4 柔直接入位置对IESCR的影响分析 |
3.4.1 分析过程简化处理 |
3.4.2 接入位置与柔直传输功率和IESCR的关系 |
3.5 柔直接入位置的确定方法 |
3.5.1 柔直接入位置评价指标 |
3.5.2 评价模型搭建及计算流程 |
3.5.3 算例分析 |
3.5.4 实际电网算例 |
3.6 本章小结 |
第4章 适用于弱分区互联的直流电压同步控制 |
4.1 引言 |
4.2 直流电压同步控制 |
4.2.1 功率同步控制的基本原理 |
4.2.2 直流电压同步控制的原理 |
4.3 直流电压同步控制微增量模型的搭建 |
4.3.1 ΔV_(dc)和ΔP_v之间的关系 |
4.3.2 Δθ和ΔP_v之间的关系 |
4.3.3 直流电压同步控制的微增量模型 |
4.4 直流电压同步控制的动态特性分析和仿真验证 |
4.4.1 接入不同交流系统时的动态特性 |
4.4.2 仿真分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 多馈入系统分区之间以直流电网互联的自律分散控制 |
5.1 引言 |
5.2 柔性直流电网拓扑及自律分散控制 |
5.3 自律分散控制的系统级控制 |
5.3.1 通信可靠性和时间延迟 |
5.3.2 直流电网的最优潮流优化模型 |
5.4 自律分散控制的站控级控制 |
5.4.1 直流电网的简化方法 |
5.4.2 基于虚拟电阻的P-V下垂系数计算方法 |
5.5 以直流电网互联各分区的仿真分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(6)基于电热耦合理论的牵引网潮流计算及动态增容研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 电热耦合理论研究现状 |
1.2.2 牵引网潮流计算研究现状 |
1.2.3 动态增容技术研究现状 |
1.2.4 牵引网导线载流量预测研究现状 |
1.2.5 系统可靠性研究现状 |
1.3 存在的问题 |
1.4 主要研究内容及论文结构 |
1.5 本文创新点 |
2 牵引网导线电热耦合理论 |
2.1 引言 |
2.2 牵引网导线电热耦合关系 |
2.3 牵引网导线热平衡方程 |
2.3.1 动态热平衡方程 |
2.3.2 静态热平衡方程 |
2.3.3 对流散热功率 |
2.3.4 辐射散热功率 |
2.3.5 太阳辐射吸热功率 |
2.3.6 焦耳热功率 |
2.4 气象参数取值 |
2.5 牵引网导线电阻的计算 |
2.5.1 计算流程 |
2.5.2 算例分析 |
2.6 小结 |
3 考虑电热耦合影响的牵引网潮流计算 |
3.1 引言 |
3.2 牵引网等效电路模型及参数计算 |
3.2.1 牵引网的主要供电方式 |
3.2.2 牵引网等效电路模型 |
3.2.3 牵引网参数计算 |
3.3 动态潮流计算方法及其实现 |
3.3.1 考虑电热耦合影响的动态潮流计算模型 |
3.3.2 动态潮流计算方法的实现 |
3.4 算例分析 |
3.4.1 算例条件 |
3.4.2 牵引网及导线参数计算结果 |
3.4.3 潮流计算结果分析 |
3.5 小结 |
4 牵引网动态增容及导线匹配 |
4.1 引言 |
4.2 接触网导线电流分配 |
4.3 牵引网动态增容 |
4.3.1 导线载流量计算 |
4.3.2 接触网综合载流量计算 |
4.3.3 短路载流量计算 |
4.3.4 接触网允许过载时间的计算方法 |
4.4 接触网导线匹配方法 |
4.4.1 接触网导线容量利用率 |
4.4.2 不同情形下的接触网导线匹配 |
4.5 算例分析 |
4.5.1 电流分配系数 |
4.5.2 载流量计算结果 |
4.5.3 接触网导线匹配分析 |
4.5.4 过载时间的计算 |
4.6 小结 |
5 牵引网导线载流量预测方法 |
5.1 引言 |
5.2 基于GM(1,1)模型的导线载流量预测 |
5.2.1 预测方法的选择 |
5.2.2 GM(1,1)预测模型 |
5.2.3 预测精度评价 |
5.2.4 牵引网导线载流量预测途径选择 |
5.3 GM(1,1)模型的改进 |
5.3.1 原始数据平滑处理 |
5.3.2 背景值参数修正 |
5.3.3 残差修正 |
5.3.4 灰色关联度加权改进 |
5.3.5 新陈代谢数据更新方法 |
5.4 预测方法的实现 |
5.4.1 总体实现流程 |
5.4.2 各分模块的实现流程 |
5.5 算例分析 |
5.5.1 算例条件 |
5.5.2 历史载流量计算及数据处理 |
5.5.3 牵引网导线载流量预测结果 |
5.5.4 GM(1,1)模型改进方法的比较分析 |
5.6 小结 |
6 考虑增容影响的牵引供电继电保护系统可靠性分析 |
6.1 引言 |
6.2 牵引供电继电保护系统配置分析 |
6.3 可靠性评价方法 |
6.3.1 可靠性评价模型 |
6.3.2 影响因素归一化 |
6.3.3 影响因素专家评判方法 |
6.3.4 可靠性评分计算与等级评价 |
6.3.5 可靠性评价方法的实现 |
6.4 动态增容对继电保护的影响算例分析 |
6.4.1 算例条件 |
6.4.2 各级指标评分计算 |
6.4.3 单个影响因素变化对继电保护系统的影响 |
6.5 小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 地理气候以及导线参数 |
攻读学位期间的研究成果 |
(7)含分布式电源的配电网短路计算(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 分布式电源的短路电流特性 |
1.2.2 分布式电源的故障等效模型 |
1.2.3 含分布式电源配电网的短路电流计算方法 |
1.3 本文研究内容 |
第二章 逆变型分布式电源的输出特性研究 |
2.1 典型逆变型分布式电源 |
2.1.1 光伏发电 |
2.1.2 直驱永磁风力发电 |
2.2 网侧逆变器的控制方法 |
2.3 基于无功电流支撑的低电压穿越策略分析 |
2.4 带低穿越特性逆变型分布式电源暂态特性仿真 |
2.4.1 仿真模型及参数 |
2.4.2 短路位置对DG输出特性的影响 |
2.4.3 故障类型对DG输出特性的影响 |
2.4.4 DG接入对母线电压的影响 |
2.5 本章小结 |
第三章 配电网各元件计算模型 |
3.1 逆变器并网式分布式电源故障计算模型 |
3.2 电机类并网式分布式电源故障计算模型 |
3.3 配电线路模型 |
3.4 配电变压器模型 |
3.5 配电负荷模型 |
3.6 故障模拟 |
3.7 配电网电源故障计算模型 |
3.8 本章小结 |
第四章 含DG配电网短路计算原理及流程 |
4.1 含分布式电源配电网潮流计算 |
4.2 多端口配电网的等值 |
4.3 电网通用故障电流计算方法 |
4.4 含DG配电网通用故障电流计算方法及流程 |
4.4.1 电机类并网式分布式电源故障电流计算方法 |
4.4.2 逆变器并网式分布式电源故障电流计算方法 |
4.4.3 通用分布式电源故障电流计算方法 |
4.5 本章小结 |
第五章 含DG配电网短路计算算例分析 |
5.1 引言 |
5.2 算例参数 |
5.3 算例结果及分析 |
5.3.1 三相短路计算及分析 |
5.3.2 两相短路计算及分析 |
5.3.3 算法性能验证及分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
(8)含大规模风电的发—输—配电系统充裕性优化决策研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 发电充裕性评估模型 |
1.2.2 发电充裕性优化模型 |
1.2.3 输电系统可用输电能力决策 |
1.2.4 配电系统充裕性评估 |
1.3 研究内容及结构 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究结构 |
1.4 论文的主要创新点 |
第2章 相关基础理论研究 |
2.1 发电充裕性评估理论 |
2.1.1 发电充裕性指标概述 |
2.1.2 发电充裕性指标的计算 |
2.1.3 基于蒙特卡洛法的发电充裕性评估 |
2.2 拟蒙特卡洛法 |
2.3 随机优化与场景分析理论 |
2.3.1 随机优化的基本概念与模型 |
2.3.2 场景分析理论 |
2.4 相关性分析理论 |
2.4.1 相关系数 |
2.4.2 Copula理论 |
2.4.3 藤Copula理论 |
2.5 风险度量 |
2.5.1 风险与风险度量概述 |
2.5.2 VaR和CVaR的定义及性质 |
2.5.3 VaR和CVaR的计算方法 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于需求响应的含风电系统发电充裕性评估模型 |
3.1 发电机组特性建模 |
3.1.1 发电机组出力特征建模 |
3.1.2 发电机组的可靠性模型 |
3.2 用户负荷特征建模 |
3.2.1 刚性负荷 |
3.2.2 可中断负荷 |
3.2.3 可转移负荷 |
3.3 用户参与需求响应策略分析 |
3.3.1 前景理论中的价值函数 |
3.3.2 用户主观效用值的计算 |
3.3.3 基于改进Roth-Erev算法的用户行为意愿模型 |
3.4 考虑大规模风电消纳的需求响应调度模型 |
3.5 发电充裕性评估模型 |
3.5.1 发电充裕性指标的计算 |
3.5.2 发电充裕性评估模型 |
3.6 算例分析 |
3.6.1 测试系统与基本数据 |
3.6.2 发电充裕性评估结果及分析 |
3.6.3 对比分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 基于Glue-VaR的大规模风电并网系统发电充裕性调度优化模型 |
4.1 基于Sobol序列改进拉丁超立方抽样的随机场景生成方法 |
4.1.1 风速预测误差的非参数分布模型 |
4.1.2 基于D-vine Copula的风速预测误差相关性分析模型 |
4.1.3 Sobol序列改进的拉丁超立方抽样方法 |
4.1.4 基于SaLHS的随机场景生成方法 |
4.2 基于Glue-VaR的发电充裕性评估指标 |
4.3 考虑发电充裕性风险的调度优化模型 |
4.3.1 目标函数 |
4.3.2 约束条件 |
4.3.3 基于熵权-加权聚合和积评价的多目标求解方法 |
4.4 算例分析 |
4.4.1 基于SaLHS的风速预测误差场景生成 |
4.4.2 多目标日前随机调度结果及分析 |
4.4.3 对比分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于期望分位数的含风电系统可用输电能力的决策模型 |
5.1 考虑大规模风电消纳的可用输电能力决策问题分析 |
5.1.1 可用输电能力评估框架 |
5.1.2 考虑相关性的多风电场联合出力不确定性建模 |
5.1.3 考虑大规模风电消纳的可用输电能力评估模型 |
5.2 基于联合累积量的可用输电能力概率评估模型 |
5.3 基于期望分位数的风险可用输电能力决策模型 |
5.3.1 期望分位数 |
5.3.2 基于期望分位数的风险可用输电能力评估指标 |
5.3.3 基于期望分位数的风险可用输电能力决策步骤 |
5.4 算例分析 |
5.4.1 测试系统与基本数据 |
5.4.2 可用输电能力评估结果及分析 |
5.4.3 对比分析 |
5.5 本章小结 |
第6章基于相对鲁棒GVaR的配电系统风电接入充裕性优化模型 |
6.1 基于相对鲁棒GVaR的风电接入充裕性指标 |
6.1.1 风电接入充裕性 |
6.1.2 相对鲁棒GVaR风险评估模型 |
6.1.3 基于相对鲁棒GVaR的配电系统风电接入充裕性指标 |
6.2 风电-负荷分级功率模型 |
6.3 考虑风电接入充裕性的随机-鲁棒混合优化模型 |
6.3.1 目标函数 |
6.3.2 约束条件 |
6.4 随机-鲁棒混合优化模型转换与求解 |
6.5 算例分析 |
6.5.1 测试系统与基本数据 |
6.5.2 优化结果及分析 |
6.5.3 对比分析 |
6.6 本章小结 |
第7章 研究成果与结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(9)含分布式光伏电源配电网故障分析和保护研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 含DG配电网故障分析研究现状 |
1.2.2 含DG配电网线路保护研究现状 |
1.3 本文主要内容及创新点 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 主要创新点 |
第二章 并网运行的PV及其输出特性 |
2.1 PV及其结构 |
2.2 光伏电池的数学模型及其输出特性 |
2.2.1 光伏电池的数学模型 |
2.2.2 光伏电池的输出特性 |
2.3 PV控制策略及其输出特性 |
2.3.1 MPPT控制策略及PV输出特性 |
2.3.2 PQ控制策略及PV输出特性 |
2.4 本章小结 |
第三章 含PV配电网的故障分析 |
3.1 故障计算中的PV模型 |
3.2 常规故障计算方法与问题分析 |
3.2.1 常规方法 |
3.2.2 问题分析 |
3.3 基于改进前推回代法的故障计算方法 |
3.3.1 前推回代法的基本原理 |
3.3.2 基于改进前推回代法的故障计算方法 |
3.3.3 算法流程 |
3.3.4 算法收敛性和计算速度 |
3.4 算例分析 |
3.4.1 辐射网故障计算 |
3.4.2 弱环网故障计算 |
3.4.3 算法收敛性验证 |
3.4.4 算法计算时间验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 含PV不对称配电网的故障分析 |
4.1 相分量模型中的PV故障等值模型 |
4.2 含PV不对称配电网的故障计算新方法 |
4.2.1 诺顿等值网络 |
4.2.2 规范化的故障分析方法 |
4.2.3 含PV不对称配电网故障计算方法 |
4.3 算例分析 |
4.3.1 不同故障位置验证 |
4.3.2 不同故障类型验证 |
4.3.3 电阻性故障验证 |
4.3.4 算法收敛性验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 含PV配电网的线路保护研究 |
5.1 PV接入配电网后对线路保护的影响 |
5.1.1 不同位置短路对线路保护的影响 |
5.1.2 PV接入配电网给线路保护带来的挑战 |
5.2 含PV配电网的线路保护方案 |
5.2.1 PV故障穿越要求 |
5.2.2 ITD保护原理及动作特性 |
5.2.3 含PV配电网ITD保护方案 |
5.3 仿真分析 |
5.3.1 测试系统 |
5.3.2 仿真结果 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
(10)基于直接法的交直流混联电力系统暂态稳定评估方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 电力系统暂态稳定及其分析方法 |
1.2.1 暂态稳定的基本概念及定义 |
1.2.2 暂态稳定分析方法的研究现状 |
1.3 直接法的研究现状 |
1.4 论文主要工作 |
2 交流系统能量函数构建与暂态稳定分析 |
2.1 交流系统数学模型 |
2.1.1 发电机模型 |
2.1.2 交流系统网络模型及负荷模型 |
2.2 交流系统能量函数构建与分析 |
2.2.1 无损-结构保留模型下的交流系统能量函数 |
2.2.2 李雅普诺夫函数与能量函数的分析与讨论 |
2.3 算例分析 |
2.3.1 能量函数满足条件的验证 |
2.3.2 能量函数法的有效性及误差分析 |
2.4 本章小结 |
3 多区互联的交直流系统暂态稳定快速评估方法 |
3.1 交直流系统数学模型 |
3.1.1 直流功率静态模型 |
3.1.2 系统网络模型和负荷模型 |
3.1.3 发电机模型 |
3.2 端口能量在多区互联交直流系统暂态稳定评估中的应用 |
3.2.1 惯量中心坐标下的交直流系统能量函数 |
3.2.2 端口能量及求解方法 |
3.2.3 基于端口能量的多区互联系统暂态稳定评估 |
3.3 算例分析 |
3.3.1 直流系统端口能量有效性的验证 |
3.3.2 三机两区交直流混联系统算例 |
3.3.3 修改的IEEE-39节点系统算例 |
3.4 本章小结 |
4 考虑系统响应轨迹的交直流电网暂态能量计算 |
4.1 直流系统模型梳理 |
4.1.1 LCC-HVDC系统模型 |
4.1.2 VSC-HVDC系统模型 |
4.2 偏微分方程形式的直流系统暂态能量函数 |
4.3 考虑系统响应轨迹的直流系统暂态能量计算 |
4.3.1 直流系统暂态能量计算思路 |
4.3.2 考虑响应轨迹的直流系统暂态能量计算方法 |
4.4 直流系统暂态能量计算方法的讨论 |
4.5 算例分析 |
4.5.1 修改的IEEE-39节点系统算例 |
4.5.2 修改的山东电网三区交直流系统算例 |
4.6 本章小结 |
5 结论 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
四、浅谈电力系统复杂故障计算方法(论文参考文献)
- [1]高渗透率风电系统直流外送稳定运行及主动防御研究[D]. 王超. 沈阳工业大学, 2021(02)
- [2]风电并网系统可用输电能力快速评估研究[D]. 陈路. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]具备故障阻断功能的直流潮流控制器及其优化运行研究[D]. 边竞. 东北电力大学, 2021
- [4]含MMC的交直流系统建模与稳定性分析[D]. 王洁聪. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [5]多回LCC-HVDC馈入系统分区运行方式研究[D]. 曹昕. 华北电力大学(北京), 2021
- [6]基于电热耦合理论的牵引网潮流计算及动态增容研究[D]. 孙立军. 兰州交通大学, 2021(01)
- [7]含分布式电源的配电网短路计算[D]. 李武君. 西安石油大学, 2021(09)
- [8]含大规模风电的发—输—配电系统充裕性优化决策研究[D]. 马泽洋. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [9]含分布式光伏电源配电网故障分析和保护研究[D]. 王德明. 西安石油大学, 2021(09)
- [10]基于直接法的交直流混联电力系统暂态稳定评估方法研究[D]. 陈星. 北京交通大学, 2020