基于环节相互作用的多尺度电力系统暂态过程分析方法

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xjtuzhanglei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国新能源发电的大力发展,电力系统逐步发展成新能源高占比和电力电子装置高占比的“双高”电力系统。相互作用是存在于多机电力系统的固有机制,随着电网强度不断下降,多装备间的联系变得更加紧密。传统电力系统动态分析中虽然涵盖了相互作用影响,但相互作用物理机制和规律性的研究没有受到应有重视。当电力系统由同步机主导向电力电子并网装备主导转化后,系统同步机制发生了根本性地改变,系统动态特性也有了新的特征,多装备间的相互作用现象凸显,且机制不明,给电力系统的暂态过程分析带来了严峻挑战。本文以直驱风机为例,从装备内部控制环节着手,基于设备和网络功率内电势幅频演化机理,探索了直驱风机内电势的形成机制,并进一步探索了多机多尺度相互作用机制。提出了联合多尺度模型,以及基于环节激励响应关系的暂态过程分析方法,并结合时域仿真示范多尺度相互作用现象,初步探索了不同因素对相互作用程度的影响,为“双高”背景下的多装备大系统暂态分析提供了参考。具体研究内容分为以下几个方面:(1)介绍了直驱风机的常规控制环节,并根据控制环节背后储能元件大小和动作快慢的不同,分成了电流尺度、直流电压尺度和转子转速尺度三个尺度。说明了在暂态过程中直驱风机的多尺度序贯动作特征,并说明了并网装备控制环节与电力系统动态相互作用的关系。(2)基于设备和网络功率内电势幅频演化机理,总结出直驱风机内电势“功率并行、状态串行”的形成机制,并由此将多尺度相互作用分解为同一装备不同尺度间的串行相互作用和不同装备同一尺度间的并行相互作用,并提出了联合多尺度模型的思路。(3)提出基于环节激励响应关系的暂态过程分析方法。从并网装备特性相较于同步机的变化出发,说明基于环节激励响应研究暂态过程的必要性。并以直驱风机为例,说明了联合多尺度模型下环节激励响应关系的内涵,并解释了基于环节研究暂态过程与研究相互作用的关系,最后从环节激励响应关系分析了多尺度环节相互作用的方式。(4)以两直驱风机并网系统为例,通过数值仿真验证了直驱风机内电势的多尺度特征,并示范了串并行相互作用现象,最后通过仿真对比初步探索了不同因素对串并行相互作用程度的影响。
其他文献
随着全球气候变化与环境问题的日益显现,以清洁低碳为主要特点的能源转型已成为世界普遍共识和一致行动。目前我国电力能源结构的火电体量大、灵活调节容量有限、污染排放高,难以满足由高比例新能源接入带来的频繁、大幅功率调节需求与低碳减排的宏观战略目标。因此,探索科学合理的电力能源低碳化路径、研究具有低碳属性的电力系统运行优化与电源扩展规划对电力工业的可持续发展具有重大的战略意义与现实价值。本文围绕电力系统运
学位
随着我国对能源的需求日益增长,大力发展可再生能源是促进我国能源消费结构转型的必要措施。可再生能源的大规模并网导致现代电力系统逐步由传统的同步发电机主导的电力系统向电力电子化电力系统转型,随之出现了一系列不明机理的振荡事故。三相电压源型变换器作为一种典型的电力电子器件,其稳定性很大程度上影响了电力系统的稳定性。阻抗法由于其可以忽略系统内的结构与参数而直接通过阻抗测量即可判断系统小扰动稳定性的优点,在
学位
在“30·60”目标的推动下,我国正经历着能源结构的深刻转型,以风电、光伏等为代表的分布式电源规模化接入配电网,使配电网的系统结构与运营主体日趋复杂,并逐渐演变成为具备灵活功率调节与主动响应能力的主动配电网。在此背景下,集中式调控方法通信要求高、鲁棒性差等弊端日益凸显,已无法满足配电网的安全稳定运行需求。分布式调控无需调控中枢协调,通过局部通信和并行计算克服了集中式调控在计算及通信效率方面的瓶颈,
学位
随着电力电子技术的进步,受环境保护、经济发展等因素的驱动,电力系统呈现电力电子化趋势,而电压源型变流器(VSC)因为具有灵活可控等一系列优点,在柔性交直流输电、新能源发电等场景应用广泛。并网变流器具有多时间尺度的控制器,使系统的动态行为具有多时间尺度特征。近年来,弱电网情况下并网变流器引发的电流时间尺度的振荡问题显现,威胁了电力系统的安全稳定运行。而三相变流器并网系统实际上是多变量系统,现有研究大
学位
为了应对能源短缺与生态环境恶化、减少碳排放,我国电力工业不断深化供给侧改革,调整电源结构,风电等新能源的并网规模不断增大,然而风电出力的不确定性、反调峰特性增大了电力系统峰谷差,加剧了系统面临的调峰压力。对火电机组进行灵活性改造是目前提升电力系统灵活性、缓解电力系统调峰压力的快捷有效措施之一,而电力系统中不同发电主体之间存在博弈行为,其火电机组灵活性改造决策相互影响,对于单个发电主体而言,如何在博
学位
冗余设计对保证智能变电站继电保护系统的可靠性具有重要意义,而智能变电站通信技术的发展,为集成冗余保护的实现提供了技术条件。本文在分析智能变电站典型冗余结构的基础上,完成了智能变电站保护系统集成冗余方案设计,并对该方案的可靠性进行了研究。针对智能变电站的系统结构,重点分析了“三层两网”的架构体系和过程层组网方式,评价了不同组网方案的特点和适用场景,确定使用“网采网跳”作为站域保护的采样跳闸方式。在典
学位
高温超导电缆相比常规电缆具有容量大、损耗低、结构紧凑、环境影响小等优势,适用于现代化都市高密度供电以及电网大规模输电的应用场景。目前,高温超导电缆已逐渐从试验研究走向工程试点应用。超导电缆在并网运行过程中,由于其运行特性与常规电缆存在着较大的差异,给电网的运行控制带来许多新的问题和挑战。本文以南方电网公司科技项目“适应超导电缆接入的电网运行方式及保护与控制技术研究”为依托,结合工程实际,重点围绕高
学位
从制度形成逻辑看,职务科技成果赋权改革的制度要义是延续了中国国家主义精神,借鉴并超越美国“拜杜规则”和欧洲“教授特权”制度,在前期混合所有制探索基础上发展起来的一种多制度融合和中国创新实践。在实践中,各地采取了具有共识性和相似性的做法,取得了一定改革效果,但也面临着一些新的问题、风险和负面影响。为此,应加快赋权改革试点的总结、复制和推广,推进赋权改革的法治建设,对赋权比例、所有权处置及集体决策提供
期刊
风电出力具有随机性和波动性的特点,因此,大规模的风电并网给电网的安全稳定运行带来了挑战。提前预测风电未来输出功率,并根据预测结果预留消纳空间是提高新能源消纳水平和保障电力系统安全的重要技术手段。功率预测精度直接影响预留消纳空间是否合理。通过建立高准确度风电功率预测系统,并依据预测结果科学制定调度计划、预留合理消纳空间,是提升新能源消纳能力的有效措施之一。本文从特征构建与选择、深度学习建模、样本迁移
学位
我国中低压配电网主要采用中性点不接地方式,并利用消弧线圈对故障电流加以补偿,具有较高的供电可靠性;然而随着电网容量和电缆线路覆盖率的增加,系统对地电容电流不断增大,当其超过消弧线圈补偿容量时,接地电弧无法熄灭,不仅产生弧光过电压危害系统绝缘,还可能因跨步电压导致安全事故。近年来,故障相母线人工接地消弧方式在现场应用范围逐渐扩大,其基本思路是在系统发生单相接地故障后,令故障相母线快速金属性接地,通过
学位