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风电变流技术 多物理场耦合 ★ 5.0

计及系统运行状态转换的含风电电力通信耦合网络连锁故障建模

Cascading Failure Modeling of Wind-Power Integrated Power-Communication Coupled Networks Considering System Operational State Transitions

作者 刘文霞张书宁张艺伟万海洋刘耕铭李承泽
期刊 中国电机工程学报
出版日期 2025年3月
卷/期 第 45 卷 第 3 期
技术分类 风电变流技术
技术标签 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 电力通信耦合网络 连锁故障建模 风电 运行状态转换 鲁棒性
版本:
为揭示新能源接入及电力通信耦合特性对连锁故障的影响,提出一种计及系统运行状态转换的耦合网络连锁故障建模方法。通过分析电力与通信网络的结构耦合与功能依赖关系,构建耦合网络模型;结合连锁故障状态转移过程,建立通信业务失效评估模型及不同运行状态下电力故障与控制措施的仿真模型。考虑通信控制状态与风电出力不确定性,提出预警状态下的过负荷控制策略,并基于源荷不确定性的功率平衡约束,构建紧急状态下的频率优化控制模型。最后,依据故障与控制措施的时序逻辑及其与运行状态的关联,形成完整连锁故障模型。算例分析揭示了五种典型运行状态转换模式及风电不确定性对故障后果的影响,为提升耦合网络鲁棒性提供理论支撑。
为反映新能源以及电力通信耦合关系对连锁故障的影响,提出计及系统运行状态转换的含风电电力通信耦合网络连锁故障建模方法.首先,分析电力网络与通信网络的结构耦合和功能依赖关系,建立耦合网络模型;其次,分析连锁故障的状态转移过程,分别建立通信业务失效评估模型以及各运行状态下的电力故障和控制措施仿真模型.其中,考虑通信控制业务状态和风电出力不可控性,提出预警状态下的过负荷控制过程;同时,计及源荷不确定性的功率平衡约束,建立紧急状态下的频率优化控制模型.最后,根据故障和控制措施的时序逻辑以及与运行状态间的关联关系,建立含风电的耦合网络连锁故障模型.算例给出耦合系统运行状态转换的 5 种典型模式,并分析风电不确定性等因素对连锁故障后果的影响,为提升耦合网络鲁棒性提供理论依据.
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SunView 深度解读

该研究对阳光电源的储能和风电变流器产品具有重要参考价值。研究提出的系统运行状态转换模型可应用于ST系列储能变流器和风电变流器的故障预警与控制策略优化。特别是其过负荷控制策略和频率优化控制模型,可用于完善PowerTitan大型储能系统的电网友好性设计。通信耦合故障分析方法有助于提升iSolarCloud平台的故障诊断能力,并为储能、风电等产品的通信安全防护提供理论支撑。该成果对构建更可靠的新能源电力电子设备具有创新启发,可优化阳光电源产品在复杂电网环境下的运行稳定性。