《中国电力》2024年第10期详览

专稿

摘要：直流微电网中，为了补偿恒功率负载的负阻抗特性，须加快混合储能系统响应速度，充分发挥其性能。针对微电网的储能变流器，提出了一种基于混合势函数理论的线性自抗扰控制参数整定方法。首先，推导储能变流器的自抗扰传递函数。接着，对含混合储能系统、恒功率负载的直流微电网进行稳定性分析，得到考虑扩张状态观测器带宽ω0的混合势函数判据，为储能变流器自抗扰控制的线性扩张状态观测器带宽和状态误差反馈控制参数的整定提供了重要依据。实验结果表明，所提方法响应速度快，抗扰性强，能够补偿恒功率负载的负阻抗特性，保障了直流微电网系统的稳定性。

摘要：电力电子柔性化和分布式发电（DG）消纳是配电网研究的2个热点问题，揭示了配电网柔性度对DG消纳的影响规律和机理。首先，介绍了配电网柔性度的概念，并改进了柔性度的定义。然后，以典型接线模式和IEEE RBTS-Bus4扩展算例为研究对象，观察随柔性度升高时DG消纳率的变化，并分析规律和机理。研究发现，配电网柔性化并非都能提升DG消纳，存在一个起效条件：智能软开关（soft open point，SOP）某一侧馈线存在DG相对负荷的盈余，同时另一侧存在DG缺额。然而满足起效条件后，消纳率和柔性度之间的规律性仍未显现。提出分析消纳提升限制条件和按SOP安装次序观察的2种方法，发现了隐藏的规律：当存在消纳提升可用空间且无SOP容量限制下，或者同一SOP安装次序下，柔性度和消纳率才具有正相关关系。发现的规律机理为指导配电网的柔性化发展和DG消纳提供了新的理论依据。

摘要：分布式电源规模化并网引入了下垂控制等非光滑本地控制约束，易导致传统基于前推回代法的潮流计算方法收敛失败，且由于分布式电源并网改变系统潮流方向，导致传统等值电阻法、压降法等理论线损计算方法不再适用。为解决上述问题，提出计及有载调压变压器调压、分布式光伏下垂控制的光滑化模型，构建了基于数据物理融合驱动的三相配电网线性化理论线损快速计算模型。在传统基于稳态运行特性线性化、一阶泰勒展开线性化的基础上，利用偏最小二乘法补偿线性化误差。相比纯物理驱动线性化，在负荷重载条件下仍具有较高精度；相比于纯数据驱动线性化，能够保留支路拓扑信息，适用于开关状态变化场景。所提模型仅对线性化误差进行拟合补偿，在保证线性化精度的前提下，极大地提高了潮流模型的收敛性与计算效率，且能够适应不同负荷水平实现精确误差补偿。基于实际42节点三相配电网系统仿真，验证了所提模型具有较高精度，且能够实现配电网理论线损鲁棒、快速计算。

摘要：针对不同资源禀赋下分布式智能电网建设策略难以精准投资的问题，提出了一种融合群体智慧的分布式智能电网高效发展管理策略。首先，依托海量分布式智能电网发展规划数据，利用Ward凝层聚类，从运行、规划及发展3个方面构建分布式智能电网发展最优指标集；其次，结合指标类型拟合其概率分布函数，确定各指标阈值区间，实现指标的客观打分；然后，构建基于群体智慧的分布式智能电网发展精准投资评估体系，利用指标横纵差异度驱动群体智慧重新赋权，实现分布式智能电网建设策略的合理评估；最后，通过计算发展规划投入产出比形成闭环反馈，实现分布式智能电网高效发展管理。通过对某省10000组发展规划数据的分析评估，验证了所建体系的合理性。

摘要：为了评估电力系统中各发用电主体的成本及效益，需要对经济调度问题的博弈论均衡点开展研究与分析。随着新能源机组的大量接入以及用户绿色用电意识逐步提升，电力系统的发、用双侧均呈现新特征。首先，新能源机组的低边际成本特征、系统运行风险防控需求和用户侧的绿电需求都将对经济调度问题的数学形式产生影响。同时，传统解析方式在求解非线性均衡问题时也面临变量多和求解难等问题。为解决上述难题，首先提出了考虑绿电生产与消纳的电力系统风险防控经济调度数学模型，然后提出了基于最优响应法的博弈论均衡求解算法。通过算例分析，评估了可再生能源产消情况下的经济调度问题博弈论均衡情况，并对电力系统发电侧的投资规划提出了相关建议。

摘要：针对谐振接地系统单相接地故障特征微弱，基于故障特征的选线方法灵敏度和可靠性降低的问题，提出一种主动注入信号辨识的故障选线方法。首先，推导了注入电流受线路对地导纳影响下的分布特性，利用此分布特性构造选线判据。然后，从不同角度分析了注入信号对系统运行的影响，选择适宜参数的注入信号。考虑降低注入频率能够提高主动注入式选线方法的耐过渡电阻能力，故选择注入低频信号。测量注入信号后各条馈线的零序电流，选择稳态零序电流时间窗，利用Prony算法辨识各条线路零序电流中25 Hz电流幅值完成故障选线。最后，Pscad仿真和现场实测波形验证结果表明，该方法在不同故障场景下均能准确实现故障选线，且具有良好的耐过渡电阻能力。

摘要：含联络开关的有源配电网网架结构复杂、运行方式变换频繁，给依赖于静态网络拓扑和固定运行方式的传统电流保护正确动作带来很大影响。对此，提出了一种电流速断保护定值优化方案，由配电终端实时监测开关量信息，上传主站获取拓扑关联矩阵，并结合光伏电源输出特性，自适应调整保护定值。该方案可以在考虑逆变型电源出力波动性的前提下，有效增强保护应对不同网络拓扑变化的能力，通信压力小。仿真结果表明：所提方案能有效增加I段保护范围，受分布式发电（distributed generator，DG）出力影响小，可以适应配网拓扑结构变化。

摘要：受光伏逆变器控制策略影响，光伏场站呈弱馈性和电流相位受控特性，导致送出线路光伏侧距离保护的测量阻抗无法正确反映故障所在位置，抗过渡电阻能力大大下降。根据送出线路系统的故障分量序网图推导出线路短路阻抗的求解方程组，同时基于光伏场站直流母线接入的超导磁储能（superconducting magnetic energy storage，SMES）改变传统的低电压穿越控制策略，通过控保协同消除方程组中的未知量，进而对线路短路阻抗进行求解，提出了基于超导磁储能的光伏场站送出线路距离保护方案。与现有推导线路短路阻抗的方法相比，该方法不存在近似计算，计算准确度得到很大提升；且相比于其他控保协同方案，该方案在保证距离保护可靠动作的同时也兼顾了故障期间光伏场站对于电网的无功支撑，其低电压穿越能力不仅没有被削弱，反而得到一定的提升。

摘要：随着电力系统可再生能源占比不断提高，系统的惯量水平逐步降低，通过配置储能使光伏发电提供惯量与一次调频支撑成为应对频率稳定性问题的有效手段。过小的频率支撑参数无法充分利用光储系统的调频能力，而过大的参数将导致暂态过程中储能或变流器功率越限，引发设备损坏风险。为此，提出了一种考虑容量限制的光储系统惯量与一次调频参数优化配置方法。首先，基于构网型光储系统的控制方程建立了频率偏差、频率死区、一次调频系数与变流器出力间的解析关系，从而推导出保证变流器和储能出力不越限的一次调频系数的可行边界。其次，以光储系统容量限制和其参与暂态频率支撑的动态方程为约束，建立了最大化频率最低点的光储系统频率支撑优化模型，以确定最佳的虚拟惯量系数。最后，仿真分析验证了该方法可在多种场景下充分利用光储系统的暂态频率支撑能力，并满足容量限制。

摘要：针对不合理虚拟惯性控制参数引发的直流微电网高频振荡失稳问题，提出了低通滤波器等效建模方法，建立了直流微电网的降阶模型及其电压闭环传递函数。从保证直流微电网小扰动稳定性角度出发，定义了以下垂系数和低通滤波控制带宽为参数空间的虚拟惯性参数可行域概念。基于电压闭环传递函数得到的零极点，提出了虚拟惯性参数可行域求解方法，该可行域为直流微电网的虚拟惯性控制参数设计提供了切实可行的指导依据。最后，利用PLECS软件搭建了基于开关模型的直流微电网仿真算例，多组仿真结果均验证了降阶模型和虚拟惯性控制参数可行域的有效性。

摘要：单相接地故障（single-phase-to-ground fault，SPGF）是配电网中最常见的故障，严重影响配电系统的可靠性和安全性，准确辨识SPGF可以提高配电网接地故障处理的精细化水平。首先，从故障波形中提取能有效反映不同接地故障原因的多域特征组成候选波形特征集，通过多元方差法分析波形特征与接地故障原因的相关性，筛选识别接地故障原因的有效特征；然后，分别设计基于极限学习机和支持向量机的故障原因辨识模型，利用Dempster-Shafer（D-S）证据融合理论对模型的识别结果进行融合，建立了接地故障原因综合辨识模型；最后，基于现场数据对所建立的综合辨识模型的有效性进行了验证，结果表明综合辨识模型优于任何单一辨识模型，验证了该模型的优势和可行性。

摘要：为提升新型电力系统的非常规安全防御能力，提出了计及新能源场站黑启动时空支撑能力的分区目标网架优化方法。首先，基于新能源场站黑启动时空支撑能力定义了扩展黑启动电源；其次，以最小化分区内电气距离之和和分区间联络线数目为优化目标，将扩展黑启动电源转化为分区数量约束，并同时计及功率平衡、分区连通性、灵活性资源等约束，建立了计及扩展黑启动电源的分区目标网架整数线性规划模型；最后通过仿真系统验证了所提方法有助于新能源场站黑启动分区恢复决策。