有限电网容量下大功率变换器的测试方法

1

作者 王晗 王鹏 +1 位作者 张建文 蔡旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期80-86,共7页

基于三相电压源PWM变换器并联拓扑,提出一种对推变流器。通过控制策略使得电流只在对推变流器之间流动,而与电网交互功率几乎为零,从而实现了在有限电网容量下对大功率变换器的测试。建立了对推变流器的数学模型,分析了对推变流器的内... 基于三相电压源PWM变换器并联拓扑,提出一种对推变流器。通过控制策略使得电流只在对推变流器之间流动,而与电网交互功率几乎为零,从而实现了在有限电网容量下对大功率变换器的测试。建立了对推变流器的数学模型,分析了对推变流器的内部电流通路,得出其内部电流在本质上属于基波环流这一结论。在分析了LCL滤波器对对推变流器控制稳定性的影响以及不同PWM调制方法对对推变流器电流谐波的影响的基础上,给出了对推变流器的控制策略。仿真和实验结果表明了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 电压源PWM变换器 对推变流器 LCL滤波器 环流 调制方式

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三电平NPC整流器控制及中点电位平衡控制技术 被引量：29

2

作者 窦真兰 程孟增 +2 位作者 李素英 凌志斌 蔡旭 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期32-37,共6页

通过分析三电平中点箝位式整流器工作原理,建立了基于开关函数的三电平整流器的数学模型,提出了一种基于dq轴解耦的控制策略,对解耦后的电流以及电压进行双闭环控制系统设计,实现了有功电流和无功电流的无差调节以及直流侧电压的稳定。... 通过分析三电平中点箝位式整流器工作原理,建立了基于开关函数的三电平整流器的数学模型,提出了一种基于dq轴解耦的控制策略,对解耦后的电流以及电压进行双闭环控制系统设计,实现了有功电流和无功电流的无差调节以及直流侧电压的稳定。在简化三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法的基础上,提出了一种根据三相输入电流和中点电位的波动,优化小矢量作用时间的组合控制策略,减小中点电位波动。最后通过实际系统实验,验证了整流器控制策略的正确性以及中点电位控制策略的优异性。 展开更多

关键词 整流器 三电平中点箝位整流器 数学模型 dq轴解耦 空间矢量脉宽调制 脉宽调制 中点电位平衡控制

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基于LCL的风电并网逆变器无传感器控制 被引量：11

3

作者 王晗 窦真兰 +1 位作者 张建文 蔡旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期188-194,共7页

基于LCL滤波器的风电并网逆变器(LCL-GCI)需要增加传感器去检测电容电压或者电容电流来抑制LCL滤波器存在的固有谐振问题,提高了系统的控制成本,降低了系统的运行可靠性。鉴于此,在分析虚拟磁链观测思想和LCL-GCI数学模型的基础上,提出... 基于LCL滤波器的风电并网逆变器(LCL-GCI)需要增加传感器去检测电容电压或者电容电流来抑制LCL滤波器存在的固有谐振问题,提高了系统的控制成本,降低了系统的运行可靠性。鉴于此,在分析虚拟磁链观测思想和LCL-GCI数学模型的基础上,提出了LCL-GCI的无电网和无电容电压传感器控制技术,只检测变换器侧电流和直流母线电压,通过状态重构的方法设计电网电压观测器和LCL电容电压和电流观测器。利用观测器输出的电容电流进行前馈控制,从而实现了LCL-GCI的有源阻尼控制。采用低通滤波器来代替纯积分器来设计观测器,使得系统具有较强的抗干扰、抗负载扰动能力。实验结果表明,LCL-GCI的无传感器控制技术能够减少传感器数量,降低系统的控制成本,具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 LCL滤波器 风电并网逆变器 无电压传感器控制 虚拟磁链观测

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基于复合控制的并联有源滤波器的仿真研究 被引量：8

4

作者 吕敬 高宁 蔡旭 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期81-85,共5页

并联有源滤波器是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段。针对PI控制器在并联有源滤波器中的局限性,将重复控制和PI控制器并联用于并联有源滤波器输出电流波形的控制。笔者在给出并联有源滤波器主电路结构的基础上,介绍了一种... 并联有源滤波器是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段。针对PI控制器在并联有源滤波器中的局限性,将重复控制和PI控制器并联用于并联有源滤波器输出电流波形的控制。笔者在给出并联有源滤波器主电路结构的基础上,介绍了一种基于瞬时无功功率法的谐波检测方法及基于重复控制和PI控制的复合控制策略。最后,通过MATLAB/Simulink对所提控制策略进行了仿真验证。仿真结果证明了该控制策略的有效性。 展开更多

关键词 并联有源滤波器 重复控制 PI控制器 电流谐波补偿

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矩阵变换器直接空间矢量调制策略的优化 被引量：13

5

作者 杨兴华 姜建国 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期77-82,共6页

矩阵变换器直接空间矢量调制策略存在开关频率倍频现象,开关频率提高会加大系统的开关损耗,增加换流过程和窄脉冲出现的几率,引起输出电压非线性畸变,恶化矩阵变换器的运行性能。提出一种空间矢量调制策略的优化方法,对每个功率器件的... 矩阵变换器直接空间矢量调制策略存在开关频率倍频现象,开关频率提高会加大系统的开关损耗,增加换流过程和窄脉冲出现的几率,引起输出电压非线性畸变,恶化矩阵变换器的运行性能。提出一种空间矢量调制策略的优化方法,对每个功率器件的驱动信号进行优化分配,降低器件的实际开关频率;为了消除换流延时对输出波形的影响,根据输入电压扇区和输出电流对驱动脉冲进行延时补偿;利用3个零矢量调制消除窄脉冲。实验证明,该方法可以较好地改善低调制比时直接空间矢量调制策略的输出性能。 展开更多

关键词 矩阵变换器 直接空间矢量调制 换流延时 窄脉冲 补偿 优化

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改进的Manchester连锁故障模型在交直流混联电力系统中的应用 被引量：4

6

作者 赵建伟 章渊 +2 位作者 严正 姚建歆 倪东海 《水电能源科学》 北大核心 2013年第10期168-171,246,共5页

针对现有的多种连锁故障分析方法中Manchester模型较符合电力系统实际情况,但却只包含快动态过程、未考虑高压直流输电系统的问题,通过加入直流输电线路的故障判断、交直流潮流计算和系统慢动态过程等环节,对原始Manchester连锁故障模... 针对现有的多种连锁故障分析方法中Manchester模型较符合电力系统实际情况,但却只包含快动态过程、未考虑高压直流输电系统的问题,通过加入直流输电线路的故障判断、交直流潮流计算和系统慢动态过程等环节,对原始Manchester连锁故障模型的计算流程进行了改进,使之适用于交直流混联电力系统,扩大了使用范围。算例分析结果表明,改进后的模型可用于判断多种元件突发故障情况下交直流混联电力系统的连锁故障模式和结果,可为连锁故障的预防和电力系统的安全运行提供参考依据。 展开更多

关键词 交直流混联 电力系统 连锁故障 Manchester模型

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电力系统静态电压稳定性的支路阻抗裕度指标 被引量：1

7

作者 李诗旸 张健 +4 位作者 宋越 李柏青 程浩忠 孙全才 杨堤 《水电能源科学》 北大核心 2013年第6期228-232,共5页

针对电力系统静态电压稳定性负荷裕度指标的缺陷,提出了基于支路阻抗参数空间中最近崩溃点的支路阻抗裕度指标模型及其求解算法,在3节点至3012节点12个算例系统上验证了模型及算法的有效性,并通过对比分析指出该指标能在一定程度上弥补... 针对电力系统静态电压稳定性负荷裕度指标的缺陷,提出了基于支路阻抗参数空间中最近崩溃点的支路阻抗裕度指标模型及其求解算法,在3节点至3012节点12个算例系统上验证了模型及算法的有效性,并通过对比分析指出该指标能在一定程度上弥补负荷裕度指标的天然缺陷并与之互补,在指示静态电压稳定关键支路、估计N-1故障后稳定性等方面具有独特的价值及良好的应用前景。 展开更多

关键词 电力系统 电压稳定 电压稳定性指标 负荷裕度 支路阻抗裕度 支路阻抗空间

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基于三电平变换器励磁的双馈感应发电机低电压穿越性能研究 被引量：1

8

作者 程孟增 窦真兰 蔡旭 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期14-19,共6页

采用三电平拓扑结构变换器对高压大功率双馈感应发电机进行励磁,研究其低电压穿越性能。在电网电压跌落时,提出用于低电压状态下的基于比例电压的控制方案,同时控制电机侧变换器和网侧变换器。仿真结果表明,采用三电平拓扑结构变换器,... 采用三电平拓扑结构变换器对高压大功率双馈感应发电机进行励磁,研究其低电压穿越性能。在电网电压跌落时,提出用于低电压状态下的基于比例电压的控制方案,同时控制电机侧变换器和网侧变换器。仿真结果表明,采用三电平拓扑结构变换器,可以对高压大功率的双馈感应发电机进行低电压穿越控制,而且提出的基于比例电压的控制策略可以避免变换器电流过流和饱和,同时又能快速向电网中注入无功功率,为电网快速恢复提供支撑。 展开更多

关键词 风力发电 变换器 双馈感应发电机 控制 低电压穿越 励磁

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可变速抽水蓄能机组控制系统研究 被引量：15

9

作者 周金邢 姜建国 吴玮 《电气自动化》 2015年第4期1-3,共3页

对循环变流器励磁的可变速抽水蓄能机组控制系统进行了研究,阐述了总体控制方案、发电电动机的控制策略和基于循环变流器的励磁电流控制原理。仿真结果表明,交流磁链机组在电机电动和发电状态下均可以实现变速恒频运行,具有较快的功率... 对循环变流器励磁的可变速抽水蓄能机组控制系统进行了研究,阐述了总体控制方案、发电电动机的控制策略和基于循环变流器的励磁电流控制原理。仿真结果表明,交流磁链机组在电机电动和发电状态下均可以实现变速恒频运行,具有较快的功率响应速度,有功功率、无功功率和转速均可独立调节。搭建实验平台,实现了电机的转子电流控制,结果表明循环变流器可以准确地控制转子的电流。 展开更多

关键词 循环变流器 可变速抽水蓄能 发电电动机控制 相电流控制 变速恒频

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35kV全SiC光伏发电单元中高频隔离变换器的寄生参数影响及抑制方法 被引量：9

10

作者 史方圆 李睿 蔡旭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1787-1800,共14页

光伏发电近年来呈现出大规模中高压接入的发展趋势。发展中压光伏发电单元有利于进一步提升系统效率,降低系统成本。随着效率与功率密度需求的进一步提升,SiC器件的使用成为必然。基于SiC器件的LLC变换器在高频应用中,寄生参数影响软开... 光伏发电近年来呈现出大规模中高压接入的发展趋势。发展中压光伏发电单元有利于进一步提升系统效率,降低系统成本。随着效率与功率密度需求的进一步提升,SiC器件的使用成为必然。基于SiC器件的LLC变换器在高频应用中,寄生参数影响软开关实现。该文针对寄生参数的影响机理,进行系统的分析,针对产生机理,提出2种抑制寄生参数、促进软开关实现的解决方案:方案一通过减小变压器励磁电感,减少变压器二次侧开关寄生参数对变压器原边开关零电压开通实现的影响;方案二通过在变压器二次侧回路串联饱和电感,有效阻隔变压器二次侧开关寄生元件参与变压器原边元件谐振,从而确保变压器原边开关零电压开通。实验验证表明,理论分析与所提出的寄生参数抑制方法真实有效。 展开更多

关键词 光伏发电单元 寄生参数 LLC变换器 ZVS软开关 饱和电感

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零回流功率的LC谐振式双有源桥变频调制方法 被引量：1

11

作者 陈更新 徐诺曼 +1 位作者 蒋宇宁 曼苏乐 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2021年第7期12-14,共3页

在此针对LC谐振式双有源桥功率变换器提出一种零回流功率的变频调制方法。该调制方法与传统变频调制方法相比,可完全消除运行过程中的回流功率,有效地降低导通损耗。同时,该调制方法能够保证所有的开关均实现软开关,从而降低了开关损耗... 在此针对LC谐振式双有源桥功率变换器提出一种零回流功率的变频调制方法。该调制方法与传统变频调制方法相比,可完全消除运行过程中的回流功率,有效地降低导通损耗。同时,该调制方法能够保证所有的开关均实现软开关,从而降低了开关损耗。这里在时域中分析了谐振网络在各个开关状态下的谐振电流和谐振电容电压,并进一步推导出能实现零回流功率调制方法所需的占空比和开关频率条件。最后通过1.5 kW的原型机实验验证了此处理论分析的正确性和调制方法的可行性。 展开更多

关键词 变换器 双有源桥 回流功率

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考虑电池组不一致性的储能系统建模及仿真 被引量：20

12

作者 范刘洋 汪可友 +3 位作者 张宝群 李国杰 翟登辉 王卫星 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期110-115,共6页

在当前电池组建模中,往往忽略内部参数差异,将其简化为单体进行仿真。但是,对于电池储能系统,其规模较大,内部单体参数往往差异明显,需要考虑不一致性建模。通过对电池单体和电池组进行循环寿命测试,研究电池老化过程中参数的变化规律... 在当前电池组建模中,往往忽略内部参数差异,将其简化为单体进行仿真。但是,对于电池储能系统,其规模较大,内部单体参数往往差异明显,需要考虑不一致性建模。通过对电池单体和电池组进行循环寿命测试,研究电池老化过程中参数的变化规律。在此基础上,搭建了适合于储能电站优化设计、控制策略参考的考虑不一致性的电池储能系统的详细模型,并将该模型应用于储能系统平抑风电波动的仿真。仿真结果显示,详细模型能够比简化模型提供更优的控制参考。 展开更多

关键词 电池储能系统 不一致性 风电波动 老化

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基于基波与谐波正负序提取方法的动态电压恢复器补偿策略 被引量：14

13

作者 陈国栋 张亮 蔡旭 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期87-91,101,共5页

提出一种新型补偿策略应用于动态电压恢复器(DVR)。该策略以瞬时无功理论为基础,采用含分离模块的多坐标系旋转变换(多dq旋转变换)来提取出波形中的基波正负序分量和谐波正负序分量,从而对各个分量进行独立的补偿控制和参数调节。使用... 提出一种新型补偿策略应用于动态电压恢复器(DVR)。该策略以瞬时无功理论为基础,采用含分离模块的多坐标系旋转变换(多dq旋转变换)来提取出波形中的基波正负序分量和谐波正负序分量,从而对各个分量进行独立的补偿控制和参数调节。使用新型补偿控制策略后,DVR的动态响应速度更快,稳态补偿精度更高,dq控制分量波动更小。为验证其有效性,在MATLAB/Simulink下建立级联式DVR仿真模型,并进行了一系列仿真验证,稳态和暂态结果显示,在中压电网电压出现不对称、谐波和系统电压暂降等复杂工况时,DVR皆可以实现较好的补偿。 展开更多

关键词 动态电压恢复器 多dq旋转变换 正序分量 负序分量 电压控制 谐波分析 补偿

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基于FPGA的三电平风电变流器三维空间矢量调制算法 被引量：8

14

作者 高宁 罗悦华 +1 位作者 王勇 蔡旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期227-232,共6页

将三电平变流器拓扑应用于风电系统中可有效提高整机效率,降低电压应力,具有诸多优势。传统三电平空间矢量调制算法计算繁琐,在数字控制系统中需占用大量资源,降低了系统性能。本文针对三电平二极管中点钳位式变流器的三维空间矢量调制... 将三电平变流器拓扑应用于风电系统中可有效提高整机效率,降低电压应力,具有诸多优势。传统三电平空间矢量调制算法计算繁琐,在数字控制系统中需占用大量资源,降低了系统性能。本文针对三电平二极管中点钳位式变流器的三维空间矢量调制算法进行了研究,采用三维坐标系进行矢量计算,避免了传统空间矢量调制算法中烦琐的计算。基于现场可编程门阵列(FPGA)实现了这一算法,实验结果验证了算法的正确性。 展开更多

关键词 风力发电 三电平二极管中点钳位式变流器 三维空间矢量调制 现场可编程门阵列

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基于最小路的配电网可靠性评估开关简化模型 被引量：2

15

作者 王枫 祁彦鹏 傅正财 《水电能源科学》 北大核心 2013年第2期211-213,160,共4页

为分析复杂配电网的可靠性,提出了一种基于最小路的可靠性评估开关简化模型。依据配电网安装大量开关的特点,以开关为核心,建立了配电网可靠性评估的开关简化模型,并依据图论理论最小路的概念与算法,结合配电网运行呈现辐射状的特点,将... 为分析复杂配电网的可靠性,提出了一种基于最小路的可靠性评估开关简化模型。依据配电网安装大量开关的特点,以开关为核心,建立了配电网可靠性评估的开关简化模型,并依据图论理论最小路的概念与算法,结合配电网运行呈现辐射状的特点,将最小路搜索算法与配电网可靠性评估的开关简化模型相结合,提出了一种新的配电网可靠性计算方法,以算例计算验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 配电网 最小路 开关简化模型 可靠性评估

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线圈径向错位及角度偏差对磁耦合谐振式无线充电系统的影响探究 被引量：3

16

作者 吴俊 乔树通 《电气自动化》 2014年第4期31-34,共4页

磁耦合谐振式无线供电系统通常要求收发线圈同轴且平行,但在某些商用及实验环境收发端可能存在的径向错位、角度偏转会对传输性能造成影响。基于互感耦合模型,先从电路角度推导串-串系统效率、功率表达式,利用MATLAB分析效率和功率与线... 磁耦合谐振式无线供电系统通常要求收发线圈同轴且平行,但在某些商用及实验环境收发端可能存在的径向错位、角度偏转会对传输性能造成影响。基于互感耦合模型,先从电路角度推导串-串系统效率、功率表达式,利用MATLAB分析效率和功率与线圈间径向位移和角度偏转关系。随后搭建实际系统,结果验证了分析的正确性。最后提出距离检测、频率跟踪等提升性能的初步方法,为谐振式无线供电的研究提供参考。 展开更多

关键词 无线供电 磁耦合谐振 径向错位 角度偏转 同轴 平行

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中压风电变流器的研究和实现 被引量：1

17

作者 边石雷 王勇 蔡旭 《电源学报》 2012年第6期14-18,共5页

对三电平二极管中点箝位式变流器在风力发电中的应用进行了详细研究,旨在分析该拓扑在风电具体应用中的系统构成、主电路结构、算法实现等关键性问题。完成了中压风电变流器实验平台的设计,并基于DSP+FPGA主从处理器控制平台对关键性算... 对三电平二极管中点箝位式变流器在风力发电中的应用进行了详细研究,旨在分析该拓扑在风电具体应用中的系统构成、主电路结构、算法实现等关键性问题。完成了中压风电变流器实验平台的设计,并基于DSP+FPGA主从处理器控制平台对关键性算法进行了验证。分析比较了不同调制算法对变流器输出的影响。 展开更多

关键词 风电变流器 中压 实验平台设计 调制算法 控制算法

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考虑节点脆弱性的配电网多阶段PMU最优配置 被引量：10

18

作者 王澍 徐潇源 +1 位作者 孔祥瑞 严正 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2019年第7期8-14,共7页

随着配电网的不断发展,同步相量测量装置PMU在配电网中的应用得到了越来越多的关注。本文提出了一种考虑配电网节点脆弱性的多阶段PMU最优配置方法。首先,构建考虑节点权重的多阶段PMU配置模型。其次,将配电网节点度、电气介数、凝聚度... 随着配电网的不断发展,同步相量测量装置PMU在配电网中的应用得到了越来越多的关注。本文提出了一种考虑配电网节点脆弱性的多阶段PMU最优配置方法。首先,构建考虑节点权重的多阶段PMU配置模型。其次,将配电网节点度、电气介数、凝聚度和紧密度作为指标,通过熵权法和层次分析法,结合TOPSIS求得配电网节点脆弱性指标。最终,通过混合整数线性规划求解得到多阶段配置方案。通过对IEEE33节点和PG&E69节点配电网系统进行仿真计算,验证了本文算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 相量测量装置 配电网 拓扑特性 多阶段最优配置 脆弱性指标

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分时电价下居民用户用电需求响应估计方法 被引量：7

19

作者 李昭昱 艾芊 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期121-127,共7页

在组织需求侧资源参与需求响应(DR)的过程中,除了应关注已参加DR的存量资源的管理,还应考虑如何实现对未参加DR的潜在增量用户的潜力分析。针对基于价格的需求响应(PBDR),关注给定价格下用户响应量估计的关键环节,通过支持向量机回归模... 在组织需求侧资源参与需求响应(DR)的过程中,除了应关注已参加DR的存量资源的管理,还应考虑如何实现对未参加DR的潜在增量用户的潜力分析。针对基于价格的需求响应(PBDR),关注给定价格下用户响应量估计的关键环节,通过支持向量机回归模型,建立未参加和参加PBDR用户间用电规律的相似性,解决了DR事件起始和持续时间不固定、未参加PBDR用户自身的历史用电信息无法反映其DR特性等难题,实现在假设施加价格信号下,对未参加PBDR用户的用电响应情况及需求弹性的量化估计。基于伦敦地区智能电表实际数据进行实验以验证所提方法的优越性,结果表明所提方法的估计效果优于基于相似日的方法,可为用户筛选提供一定依据。 展开更多

关键词 需求响应 分时电价 居民用户 需求弹性 支持向量机回归

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基于梯度提升决策树静态电压稳定裕度评估 被引量：14

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作者 肖繁 王涛 +3 位作者 饶渝泽 张宇帆 艾芊 周友斌 《电测与仪表》 北大核心 2020年第20期39-45,共7页

随着特高压直流输电的发展,电网负荷集中地区无功缺乏的问题日益突出,系统电压稳定与无功功率密切相关,有必要研究电压稳定裕度的在线监测问题,以期为无功补偿装置的协调配合提供参考。基于PMU提供的数据资源,提出一种基于梯度提升决策... 随着特高压直流输电的发展,电网负荷集中地区无功缺乏的问题日益突出,系统电压稳定与无功功率密切相关,有必要研究电压稳定裕度的在线监测问题,以期为无功补偿装置的协调配合提供参考。基于PMU提供的数据资源,提出一种基于梯度提升决策树的电压稳定裕度在线监测方法,该方法分为离线运行点数据库的建立以及实时评估两部分。通过模拟负荷的变化,求解最优潮流模型,得到各个发电机出力状态以及对应的电压稳定裕度从而形成离线运行点数据库,并在线下对梯度提升决策树进行训练,在线做出电压稳定裕度的评估。实验结果表明,所提方法对裕度的预测准确度高于基于支持向量机回归模型,且时间可以满足实时性的要求。在测量不确定性场景下,当信噪比大于40 dB时,所提方法应对噪声干扰具有较强的鲁棒性。并且基于梯度提升决策树的特征选择能力,可以为PMU的布点提供一定依据,从而实现系统可靠性和经济性的平衡。 展开更多

关键词 梯度提升决策树 静态电压稳定裕度 最优潮流 无功补偿 测量不确定性 PMU布点

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