电力系统负荷建模研究综述与展望

负荷建模研究是电力系统运行与控制中的基础性问题,既具有非常重要的理论意义,又具有 十分显著的实用价值。 在回顾已有负荷建模成果的基础上,归纳了负荷模型结构和模型参数的获 取方法,整理了负荷模型应用现状,并总结了现有负荷建模方法的不足;然后分析了负荷建模的发 展趋势,包括负荷特性重大变化对建模工作的新挑战、电网结构变化对建模工作的新需求和大数 据、人工智能快速发展带来的新机遇;最后将未来负荷建模工作总结为解决模型结构的“定性正 确冶和模型参数的“定量准确冶两步走问题,提出建立考虑主动负荷的广义综合负荷模型,并借助人 工智能技术,综合采用多种在线建模方法,构建“分类分时冶负荷模型数据库,建立负荷建模的长效 机制。     

1000kV干字型铁塔风振系数研究

针对福州-厦门1 000 kV干字型耐张铁塔的结构抗风性能,在ANSYS软件中建立杆梁混合模型,由AutoCAD铁塔组装图计算挡风面积,采用AR法模拟风速时程并计算风荷载,通过时域法完成铁塔风振系数计算.仿真结果表明:与建筑规范相比,干字型铁塔的风振系数随高度增加而呈非线性、曲折形增长,其分布特性与铁塔质量和挡风面积的比值有关;由AutoCAD铁塔组装图计算挡风面积与填充系数为0.192 5时的经验公式计算结果较为接近,但是在横隔面处二者面积计算值差异比较大,也导致两种方法所得到的风振系数在横隔面处存在较大差异.     

飞行器表面沉积静电分布仿真

研究飞行器表面沉积静电分布规律对于评估其在飞行过程中的静电安全性具有重要意义.结合某型实体飞机开展1:1仿真建模与计算.通过仿真计算,得到了飞机在飞行状态下的电容,对比分析了模型结构、沉积电荷量对飞机表面电荷密度和电场分布的影响规律.结果表明:在飞行状态下飞机的电容约为460.5 pF;模型结构对飞机机头处的静电场有影响,驾驶舱、机舱舷窗等结构使得机头处的静电场变化约20％,而对其他位置处的静电场影响较小;不同沉积电荷量下飞机各放电刷处的静电场强度呈线性变化规律,飞机各放电刷处静电场强度不同,其中放电刷静电场强度最高处比最低处高约97％.     

基于干扰观测器的含风电互联电网频率稳定控制

为解决含风电互联电网中风功率预测与实际风功率之间存在的风功率偏差,以及负荷突增所造成的电网负荷频率波动的问题,研究并比较了现有解决方案,提出了一种干扰观测器与反馈控制器复合控制算法.该算法将风功率偏差以及负荷突增等视为集总干扰,设计干扰观测器估计集总干扰,并通过反馈控制器的设计抵消集总干扰的影响,并基于分离原理与线性矩阵不等式求取了观测器以及控制器设计参数,提出了算法定理并验证了稳定性.将所提算法与常用的比例积分微分(proportion intergration differentiation,PID)控制算法进行仿真比较,负荷控制算法对风功率偏差与负荷突增构成的集总干扰有着较强的抑制作用,且收敛速度更快,表现出较强的控制性能与鲁棒性.最后通过半物理实验进一步验证了所提算法的有效性与实用性.     

线性加荷情况下非饱和土层一维固结特性分析

基于Fredlund非饱和土一维固结理论, 得到了线弹性和黏弹性两种地基在线性加荷情况下, 顶面透水透气、底面不透水不透气的单层非饱和土一维固结超孔隙水压力、超孔隙气压力和沉降的半解析解. 通过典型算例, 分析了不同水、气渗透系数比以及不同土层深度下超孔隙水压力、超孔隙气压力和固结度随时间的变化规律,并对线弹性和黏弹性两种地基的计算结果进行了比较分析. 得到的结论对于非饱和土固结特性的研究及线性加荷下的固结工程具有一定的参考价值.     

冬季海水养殖水域环境因子的变化对养殖海参的影响研究

2016年和2017年两个结冰期内对渤海某海水人工养殖池塘冰厚度的变化和冰盖下水体的温度、盐度、p H和溶解氧进行连续观测。冰厚采用超声测距仪定时测量,冰温、水温、盐度、溶解氧和p H分层观测。研究发现,盐度的变化与冰的生长密切相关,而冰厚度的变化主要受气温的控制,p H和溶解氧的变化与水温和光合作用相关,冰融化时p H和溶解氧变化浮动较大,冰融水起到了稀释作用,溶解氧浓度降低。可见,气温影响冰厚和水温,进而间接影响了盐度、p H和溶解氧。观测的养殖池塘水体溶氧含量一直大于8 mg·L-1,没有出现缺氧的情况。p H范围在7. 7～9. 0之间,没有出现异常。养殖池塘内的海参对盐度的耐受范围是20～35,而其栖息的水体底层的盐度,主要是在29. 022 7～34. 028 6间,仅当冰融化时,盐度最低值降到21. 074 8,但在之后再3～5 d内上升至29,可见,盐度的变化是在其可承受范围内。综上分析,温度是决定冬季海水养殖生物存活率的限制因素。     

基于大数据的分布式中压配电网空间负荷分配方法研究

分布式中压配电网空间负荷分配涉及的数据量较大,当前分配方法通常为经验法或简单类比法,分配结果不可靠,无法达到用户要求。为此,提出一种新的基于大数据的分布式中压配电网空间负荷分配方法,在GIS平台上完成对空间信息的提取,将经数字化处理后的配电网空间地图分割为若干层,针对各子空间求出用户密度因素。对规则条件进行判断,选择能够使规则产生最佳效应的规则推理,针对能够被添加至当前规则集合中的所有节点,求出启发式函数的值,对全部路径节点信息素浓度进行更新,以获取配电网电力负荷元胞转换规则,确定各空间适于发展各类负荷的程度。以大数据为基础,通过全局最优分配法实现分布式中压配电网空间负荷分配。实验结果表明,所提方法分配结果佳,能够满足用户要求。     

1000 MW机组功率负荷不平衡保护误动原因分析及仿真优化

针对某电厂的机组跳闸事件,对于功率负荷不平衡的逻辑保护异常动作进行仿真分析研究。首先对于机组甩负荷试验时的超速逻辑保护动作记录数据进行分析。其次应用电力系统仿真软件对几种典型的故障进行仿真分析,为功率负荷不平衡保护的转速闭锁定值提供整定依据。最后针对不投入功率负荷不平衡保护的三种模式系统故障下,对于发电机功率、汽轮机功率以及发电机转速进行仿真模拟,得到仿真曲线。分别对三种仿真结果进行对比分析。分析结果表明:采用3 030 r/min作为功率负荷不平衡保护的转速,闭锁定值可以躲过系统的典型故障,同时对于甩负荷时机组超速控制影响也不大。     

大跨越输电线路导地线力学计算软件研究

大跨越输电线路杆塔高、档距大,导地线各点高度不同,各点的风压也不同,当气象条件发生变化时,温度、荷载的改变将引起各档应力、档距改变。若采用常规的平均高度法和代表档距法计算大跨越导地线力学特性,将导致较大误差．本文采用积分法计算大跨越耐张段导地线各档风荷载,进而精确计算各气象条件下的应力和档距改变量,以VisualBasic6．0作为软件开发工具,Access2003作为软件的数据源,开发了一套完整的大跨越输电线路导地线力学计算软件．软件不仅可以完成复杂的导地线力学计算,而且大大提高了计算效率和准确性．     

基于离散元法的杆系结构几何非线性大变形分析

提出应用离散元法(DEM)来求解二维、三维杆系结构的几何非线性大变形问题.基于简单梁理论,推导了适用于杆系结构分析的弹簧接触刚度系数计算公式,给出了时间步长临界值估算方法,并用实例对其进行了正确性检验.DEM方法本质上是求解结构的动力行为,对于需要计算静力解的问题,综合考虑数值精度和计算效率,建议阻尼系数取为0.7.列出了3个典型数值算例,即2个平面框架和1个空间网格结构,分别对其静力和动力大变形行为进行了模拟,并将结果与其他计算方法的结果进行比较,两者吻合良好.利用DEM方法处理几何非线性问题时无需组集刚度矩阵,也无需迭代求解非线性方程,故该方法适宜于处理杆系结构的大变形问题.