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    摘要:
    针对电—气互联下燃气压力和流量变化对电力系统小干扰稳定影响问题,建立考虑天然气传输延迟和天然气管道、燃气发电机组动态特性的电气互联系统小干扰稳定模型;提出了天然气传输延迟下燃气压力、流量变化与相关特征值的数学关系,从而揭示燃气状态对电力系统小干扰稳定影响机理;通过获取燃气变化影响相关振荡模态的参与因子,从而定量评估燃气流压力和流量对系统小干扰稳定的影响程度。天然气发电CHP接入无穷大电网和含2台CHP的改进IEEE 9节点系统算例仿真结果表明,该文提出的模型和方法正确有效。
    摘要:
    园区综合能源系统是目前中国综合能源示范项目重要的物质载体。园区综合能源系统优化调度往往兼顾多个量纲与数量级不同的目标。基于同里综合能源服务中心的实际工程建设,建立了考虑综合能源总体能效、综合能源成本和可再生能源协同消纳为目标的园区综合能源多目标优化调度模型。同时,利用标幺化后的目标函数固定步长求取Pareto平面的解集,插值拟合绘制Pareto平面后使用近理想解排序法选取理想解。最后,以同里园区为案例对上述模型进行了仿真验证,在Pareto平面上根据实际工程要求选取了理想解作为最优解,分析了园区各设备的运行,为园区综合能源系统的未来建设和发展提供理论与技术支持。
    摘要:
    随着综合能源系统的发展,能源耦合程度不断加深,尤其在售能侧将形成多能耦合的价格机制。针对具有多能耦合价格机制的综合能源系统,提出一种基于非合作博弈的能量管理优化策略。首先,根据综合能源系统能源耦合价格机制建立基于条件风险价值(CVaR)的用户用能成本模型。随后,建立综合能源系统中用户之间的非合作博弈模型,通过构建势函数将原问题转换为单目标二次规划问题,并证明纯策略博弈均衡存在且唯一。最后,通过算例分析显示用户的用能均有所下降,从而验证所提模型与方法的有效性。
    摘要:
    针对能源路由器的多时间尺度问题,考虑能源路由器在优化时信息物理交互的影响,建立了基于信息物理系统的能源路由器模型并设计了计及多时间尺度能源的多能源路由器优化调度方法。首先考虑能源路由器信息和物理因素的关系建立其物理信息模型,该模型能够准确反映各约束变量之间的关系,为后续优化决策提供依据。然后基于奇异系统理论,提出了一种垂直结构的多时间尺度能源路由器数据分析方法,该方法可有效消除数据时间尺度差异性所带来的影响。进而针对互联的能源路由器提出了基于多智能体粒子群算法的分布式能源路由器多目标优化方法。最后通过仿真验证了所提出方法的有效性。
    摘要:
    针对含风电和能量枢纽主动配电网负荷峰谷波动加大及弃风问题,提出一种需求侧能量枢纽和储能协同平抑负荷峰谷及提升风电消纳模型。在分析需求侧源荷储模型基础上,分析其对弃风和峰谷差影响,获取等效负荷曲线;提出跟随各时段负荷变化和风电穿透率制定风电供冷热电权重系数,改进能量枢纽进冷/热电耦合运行模式,横向通过多能互补提升风电消纳水平;同时协同能量枢纽(EH)改进耦合运行模式,确定储能跟随主动配电网状态的充放电控制策略,纵向转移电量平抑峰谷且提升风电消纳水平,从而给出一种能量枢纽和储能协同平抑峰谷和提升风电消纳的模型。最后采用改进的IEEE 33节点配网系统算例仿真,结果表明文中模型能有效提高主动配电网风电消纳,且对削峰填谷作用明显。
    摘要:
    独立微电网是解决偏远地区供电问题的有效途径,但独立微电网缺少大电网支撑,调频能力和频率稳定性相对较弱,需要在微电网规划时考虑调频问题。在此背景下,从系统调峰调频双重需要出发,提出兼顾混合储能调频需求的独立微电网投资优化方法。研究满足调频、调峰需求的源/储配置参数关联机理和逻辑关系,建立以系统投资总成本最小为目标,以弃风弃光率、负荷缺电率为主要约束条件的独立微电网优化配置投资模型并利用遗传算法对模型求解。以某海岛微电网为背景进行算例分析,结果表明该方法能够有效兼顾调频调峰需求,实现源/储综合优化配置。
    摘要:
    针对开放电力市场环境下存在的多主体利益博弈规划问题,提出一种基于博弈论的“源—网—荷”多主体利益协调互动的主动配电网(ADN)分层规划模型,结合迭代搜索法和改进的粒子群算法来对模型进行求解。模型上层从规划层面上考虑源、网、荷三方各自的决策,以每一个利益主体效益在博弈模式中达到均衡为目标;下层从主动管理层面考虑分布式电源(DG)削减和有载调压变压器(OLTC)调节等策略,以DG年切除量期望值最小为目标。在上层中运用迭代搜索算法搜索多方均衡解,在上层中的每一方主体决策寻优过程以及下层决策寻优过程中运用改进的粒子群算法。通过改进的IEEE 33节点算例,验证所提模型的可行性,为电力市场开放环境下存在多决策主体利益博弈的ADN规划问题提出思路和建议。
    摘要:
    新能源高渗透率送端电网在中国分布广泛,同时存在难以忽略的风险,但是目前没有针对新能源高渗透率送端电网风险评估的模型和指标体系,传统风险评估方法也难以对其进行定量风险评估。构建较为完整的新能源高渗透率送端电网风险评价指标体系,提出基于熵权法的新能源高渗透率送端电网风险模糊综合评价方法,利用熵权法确定各指标权重,采用改进三角梯形隶属函数确定隶属度,通过模糊综合评价得到综合评价结果。针对某新能源高渗透率送端电网实例进行分析,分析结果表明提出的方法可有效评估新能源高渗透率送端电网风险程度,为电网实际运行提供依据和参考。
    摘要:
    家庭微电网中包含光伏和电动汽车等不确定性电源和负载,没有合理的能源管理策略容易导致家庭微电网失稳。在V2G系统中构造了一个同时考虑电动汽车、住宅、电池和可再生能源发电系统的模型。在电动汽车充放电的约束条件下,制定了住宅与微型燃气轮机的发电计划,提出了一种动态能源管理方法。最后通过仿真对所提家庭微电网能源管理策略进行验证,通过对比电动汽车随机充电和有序充放电情况下微电网的等效负荷以及储能运行情况,验证了约束电池的充电状态前提下的能源管理方案的合理性。
    摘要:
    短期负荷预测对于电力系统的经济调度和稳定运行具有重要意义。为了提升短期负荷预测的精度,提出基于K折交叉验证和Stacking融合的短期负荷预测方法。首先,基于皮尔逊相关系数对影响短期负荷的多个特征进行筛选,剔除冗余特征。其次,利用K折交叉验证法训练第一层的各个子模型,并将各个子模型的预测结果作为新特征用于训练第二层模型。接着,将子模型的结果进行Stacking融合,使用第二层的模型得到短期负荷的预测结果。最后,采用新英格兰的实际数据验证所提方法的有效性。仿真结果表明,所提的K折交叉验证法能够有效地提高模型的泛化能力,Stacking融合不仅可以提升预测的平均精度,还可以减小最大的预测误差,比单一模型预测更具优势。
    摘要:
    随着电动汽车保有量的迅速增长,针对当前直流充电站运维工作的粗略性和低效性,提出基于风险评估的电动汽车直流充电站运维方法。首先建立充电站运维体系,定义充电桩故障事件给用户造成的后果为最小时间损失(LOT),结合故障参数建立风险评估模型,实现系统风险量化;通过缺供电量(ENC)对充电站进行风险追踪,评估各站风险水平并确定运维次序。其次,建立用户行驶与充电模型,采用动态交通模拟计算相关风险指标。最后,构建以经济性与可靠性为目标的直流充电站优化运维模型,确定各站运维时长。算例结果表明,相较于当前运维工作,该策略在满足运维要求的同时又能够显著提高系统的可靠性,提高了整体运维效益。
    2021(1):106-116, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.012
    摘要:
    电动汽车和风光储技术的快速发展对配电网规划起到关键作用。首先基于车配电池组的需量来分析充电需求,并通过充电站截获的交通流量将电动汽车负荷功率计入网络中,提出一种考虑储能优化策略的配电网多目标规划模型。该模型以规划成本最小、配电网电压水平最优、交通网络满意度最佳来构造多目标函数,对风光储及充电站相关设备布点定容,并采用嵌入NDX交叉算子的改进NSGAII算法进行求解。最后以耦合了交通网络的33节点配电系统为例,对所研究的模型和方法进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法能有效改善配网规划相关指标,提升规划综合效益。
    2021(1):117-126, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.013
    摘要:
    配电网中存在大量低压接入的分布式小容量光伏电源,其规模庞大且实时通信条件有限,在线调节的经济性和可操作性没有保障,因此难以有效利用这些无功资源进行配电网辅助调节。在此背景下,为发挥低压光伏无功调节潜力,提出一种按集群进行模式预设、在线自律运行的低压光伏参与中压电网无功运行模式优化策略。首先,以配变台区为无功集群单元进行平台化管理,以补偿馈线无功需求为目标进行日前无功匹配优化;其次,设计5种集群无功运行模式,构建日前预测运行场景并依据场景特征建立综合考虑馈线无功平衡度最优和集群间无功流动最小为目标的集群无功运行模式及参数优化模型,运用改进粒子群算法进行优化求解,使集群在各时段的运行模式组合方案能够最佳匹配馈线的无功需求并抑制无功不合理流动。最后,算例验证了该方法的有效性。
    2021(1):127-136, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.014
    摘要:
    将现有电缆与新增电缆并联运行,可充分利用已有电缆的输电容量,是实现低成本扩容的有效方法。但由于并联电缆回路之间耦合影响的差异,可能导致负荷电流在并联电缆间出现不均匀分配,进而降低负载容量利用率。在此背景下,该文从电缆芯线与金属护套构成的多回路电磁耦合基本方程出发,提出一种并联电缆负荷分流的计算方法;并以此为基础,对不同布置形式和相序排列方式下的并联电缆负载容量利用率进行分析,给出并联电缆相序优化排列的应用建议;最后通过数字仿真,验证分析结论的正确性。研究表明,通过合理的相序排列,可有效提升并联电缆负载容量利用率,更好地发挥其输电能力。
    2021(1):137-144, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.015
    摘要:
    黑启动初期小系统频率能否保持稳定是判断黑启动方案可行性的主要标准之一。当黑启动电源为水电机组时,“水锤效应”的反调作用会给频率稳定带来较大的不利影响。优化调速器参数是一种减小该影响的有效方法。基于水电机组及其调速器的特性,筛选出主要影响系统频率稳定性的调速器参数。构建了黑启动方案的多场景分析模型,以提高优化后调速器参数的适用性;引入多目标多元宇宙优化算法对调速器参数进行全局优化,得到Pareto最优解集;采用模糊熵权法和基于灰关联模型的多属性决策获得最满意的调速器优化参数。以中国西南某省级电网为例,验证所提方法的有效性和适用性。
    2021(1):145-151, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.016
    摘要:
    为了解决配电网中三维空间故障检测传感器节点的优化配置问题,提出了基于物联网传感器和改进的人工鱼群算法,解决配电网中三维空间故障检测传感器节点的优化布置问题,实现空间检测传感器节点的有效优化布置。首先采用MSP 430F 149微处理器芯片构建空间传感器节点,与监控计算机组成配电站温度监控系统,实现配电站温度检测数据的有效采集、传输和处理。其次,通过人工鱼群的初始化和改进梯度下降法改进传统的人工鱼群算法,增大视野和提高算法的收敛精度,最后应用改进的人工鱼群算法优化检测传感器节点的配置。实验证明基于物联网传感器和改进的人工鱼群算法可以对变电站进行有效的空间优化监控。
    2021(1):152-159, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.017
    摘要:
    固态变压器(SST)是能源互联网中配电网的核心设备,对电力网络能量流主动控制。提出一种级联H桥(CHB)型SST的新型电压与功率均衡控制策略,并阐述其作用机理。首先,针对输入级CHB直流侧电压不平衡问题,提出利用有功和无功占空比同时修正的电压与无功均衡控制策略。该方法不但消除了平衡控制器和系统控制器之间的耦合效应,而且CHB各电容电压和无功达到平衡状态。其次,利用输入级有功占空比分量作为隔离级功率均衡控制的反馈量,并对其进行修正以解决因参数差异导致各双有源全桥DCDC变换器,传递功率不均衡问题。此外,综合分析前后级控制器的协调控制以提高系统的瞬态性能。最后,通过仿真验证了该控制策略的可行性与有效性。
    2021(1):160-168, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.018
    摘要:
    针对交—直互联系统的次同步振荡问题,利用复转矩系数法研究含串联电容线路的风电场经VSCHVDC系统并网的次同步振荡机理。首先,利用小信号模型推导了转速变化对发电机电磁转矩的变化量;然后基于直流输电的控制参数、控制策略、直流线路长度等方面来研究系统次同步振荡影响因素,利用测试信号法得到系统阻尼特性;最后,利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行时域仿真验证。研究表明,比例系数越大,时间常数越小,系统越容易发生次同步振荡;在抵御系统次同步振荡能力方面,直流输电送端采用定交流电压控制方式要强于定无功功率控制方式;直流线路越长,为系统提供正阻尼越大,直流电压波动越小。
    2021(1):169-176, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.019
    摘要:
    针对传统的统一电能质量调节器(UPQC)控制策略存在控制性能不佳的问题,提出无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制策略,建立统一电能质量调节器的欧拉—拉格朗日(EL)模型。为加快误差能量收敛,采用注入阻尼的方法,设计电流内环无源控制器。利用非线性PI控制,设计电压外环控制器来获得较为准确的期望电流,有效地抑制了静态误差,使系统具有良好的动静态性能。在Matlab/Simulink搭建统一电能质量调节器的仿真模型。基于该模型的仿真结果验证了提出的控制策略的可行性。
    2021(1):177-184, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.020
    摘要:
    双馈电机驱动的飞轮储能多功能柔性功率调节器(FPC)中的电机可看作转动惯量很大且不带机械负载的双馈电动机或不带原动机的双馈发电机,能快速调节有功功率和无功功率,从而提高电力系统稳定性。在分析其启动和运行控制策略的基础上,设计一套额定容量为10 kV·A FPC励磁控制系统。对所提控制方法进行实验研究,实验包括对系统的启动特性、稳定运行后稳态和动态性能等,结果表明,该系统能够实现软启动,输出有功、无功功率可以独立调节,适合于带飞轮储能的双馈电机励磁控制系统。
    2021(1):185-191, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.021
    摘要:
    合理利用用户侧蓄能环节可以提高电力系统的调峰能力,加强电力系统消纳间歇性可再生能源的能力。针对蓄热电锅炉在弃风电量消纳过程中的应用,围绕可消纳电量(总量),消纳功率(强度),消纳速度(速度)3个方面,涉及日前、日内小时级以及日内实时3个层面,建立了一套评估指标集。该评估指标集为蓄热电锅炉消纳指令的下发提供数据支撑,为运行控制人员实时掌握系统运行状态提供数据保障,是蓄热电锅炉消纳弃风电量的关键。通过介绍蓄热消纳系统的组成,对该评估体系的使用方法进行了说明,并使用案例仿真验证了该消纳能力评估指标集的有效性。
    2021(1):192-198, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.022
    摘要:
    地铁杂散电流会由土壤中的接地网流经变压器中性点从而引发变压器直流偏磁现象。为研究地铁杂散电流对变压器直流偏磁的作用机理,从地铁牵引电流、“钢轨—排流网—大地”杂散电流泄露路径、直流偏磁电流回路三方面等效考虑,搭建杂散电流引起变压器直流偏磁的电阻模型,建立变压器中性点电流随时间、地铁位置变化的动态方程,以LU分解求解得到地铁沿线流经变压器中性点的杂散电流。利用CDEGS搭建地铁运行与变压器仿真模型,对比分析变压器中性点电流的仿真结果与所提建模方法的计算结果,所搭模型误差小,能够准确计算流经变压器中性点的杂散直流量,可有效应用于变压器受地铁杂散电流引发直流偏磁的影响分析。
    2021(1):199-205, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.023
    摘要:
    高铁长距离电力线路已逐步实现全电缆化,而部分高铁供电系统仍采用小电流接地方式。因此,当系统单相接地时常伴随着间歇性电弧接地现象,造成了部分电压互感器(PT)的损坏。为解决长电缆线路PT损毁现象,在不改变中性点接地方式和线路结构的前提下,分析高铁长电缆线路PT烧损的主要原因;通过构建仿真模型,指出铁路长距离电缆线路小电流接地系统除应按照不接地系统进行电气设备选型及绝缘配合设计外,宜选用励磁特性饱和点较高的电磁式PT,PT额定电压因数宜大于2.2 p.u.;并将该方案应用在以无锡东为例的多个高铁长电缆线路配电所内,均取得良好效果,验证了该方案的可行性。
    2021(1):206-215, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.024
    摘要:
    随着电力市场的逐步放开,省外低价电的注入给受端电网购电决策带来了巨大的挑战。为此,对计划、市场不同购电渠道的购电成本进行分类和梳理,分析跨省区购电所需遵循的一系列约束,提出计划-市场协调的跨省跨区月度交易决策框架,并建立省级受端电网跨省跨区月度购电决策模型。以总购电成本最小为目标,考虑省内潮流安全约束、特高压直流联络线约束以及省间传输通道约束。以湖南电网为例,探讨计划—市场协调环境下跨省区购电约束对省级电网购电结果的影响,验证所提模型的有效性。
    2021(1):216-217, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2021.01.025
    摘要:
    在西北经济走廊地区,为了最大程度的节省占地面积,提高经济效益,高压输电线路下存在低穿且并列运行的低压配电线路。当低压线路进行停电检修时,由于同塔多回高压输电线路的静电与电磁耦合产生的感应电压,感应电流会危害到检修人员的安全。因此,以西北地区罗山—灵州330 kV输电线路正常运行时的情况为例,利用电磁仿真软件ATPEMTP搭建模型,从线路长度、电流大小、呼称高度以及偏离杆塔中心的距离4个方面分析对比其平行运行的380 V线路上的感应电压、感应电流的变化情况,计算不同作业方式下流过人体电流的数值。研究结果表明:静电感应电压主要与偏离杆塔中心距离和呼称高度有关,静电感应电流主要受低穿并列运行线路长度和呼称高度影响;电磁感应电压电流与低穿并列运行线路的长度、运行电流的大小、杆塔偏离中心距离这3个因素都有关;在检修作业时,综合考虑各项人体生理效应推荐值,建议选取方式2进行安全作业。
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    摘要:
    目前在电网扩建规划仿真中,新规划元件零序参数的取值范围比较宽泛,具体取值缺乏依据,影响单相短路电流计算结果的可信性。提出了一种基于PSD-BPA平台用于电网扩建规划的零序参数取值方法。以某地方电网各个分区为典型场景,分析典型场景中BPA暂态稳定程序中500kV主变零序参数XO卡、220kV线路零序参数LO卡、220kV主变高压侧母线下级等值零序参数XR卡值的变动对500kV变电站220kV侧母线单相短路电流的影响,通过误差分析找出关键影响因素,再按照计算误差的要求,抓住主要忽略次要,给出对应零序卡的取值方法建议。实例分析表明所提方法能够便捷、有效地评估规划年某地方电网500kV变电站220kV侧母线单相短路电流,可应用于工程实际。
                                                                                                                   
    摘要:
    对社区综合能源系统需求侧潜在的大量可控负荷,提出了考虑需求侧可控负荷的含储能社区综合能源系统优化调度模型。首先,分析了综合能源系统的框架并以此建立了包含能源生产、转换、存储等模块的数学模型。其次,根据需求侧电、热可控负荷的响应类型建立了三类负荷响应模型。最后,以社区综合能源系统在一个调度周期内综合运行成本最小为目标,构建考虑可控负荷的社区综合能源系统优化调度模型。通过算例仿真结果表明,可控负荷及储能设备的参与对提高系统经济性具有积极的影响并能有效减小系统负荷的峰谷差值,验证了文中所提模型的合理性。
                                                                                                                   
    摘要:
    当前,季节性、时段性电力供需矛盾日益凸显,通过避峰、错峰、限电等措施开展的有序用电在一定程度上能够缓解电力供需紧张局势,更好地保障电力系统的平稳运行。首先,本文克服单一常权重对异常指标不能灵敏反应的缺陷,提出将信息熵与灰色关联度结合,引入变权重的方法应用于用户参与有序用电潜力的综合评估,以此确定企业参与有序用电优先级。然后,针对传统人为编排有序用电方案造成电网公司收益损失,提出了基于MATLAB实现的有序用电辅助决策方法,仿真模拟用户避峰、错峰等操作。以长沙市黑石线2020年迎峰度夏运行方案为例,结果表明,所提出的基于信息熵-灰色关联变权重的有序用电辅助决策方法,能够缓解高峰期电网调峰压力,具有一定的经济与实际工程价值。
                                                                                                                   
    摘要:
    智能电网的发展需要为变电站提供多种通信协议映射方法,且对通信性能提出更高要求。目前大多数变电站的通信是基于IEC 61850标准,变电站通信直接转为轻量级协议较为困难。本文提出了一种多规约的通信映射方法,结合简明二进制对象表示(CBOR)格式,将IEC 61850映射到受限应用程序协议(CoAP)。与现有的如WS-SOAP和HTTP映射方案相比,CoAP+CBOR只需要44%和18%的信息大小,71%和85%的通信时间,这缓解了电网中设备和网络资源受限的问题。此外,CoAP具有基于具象状态传输(REST)体系结构,它通过统一的标识和交互支持系统集成,具备互操作性。这种方法促进了传统平台与智能变电站以及电网自动化系统等通信兼容和集成。
                                                                                                                   
    摘要:
    为实现配电网继电保护策略的自适应优化,根据继电保护故障处理流程,将保护分为故障辨识环节以及出口决策环节,并提出基于运行方式与故障信息融合的配电网继电保护策略两级优化方法。首先依托运行方式跟踪,实现故障辨识环节的保护动作定值整定;故障辨识环节产生故障信息,故障信息开放给出口决策环节,从而实现出口决策环节的优化整定。着重研究了融合故障信息的出口决策环节优化方法,通过故障拓扑分析、保护出口配合分析以及重合闸效益分析,给出了配电网继电保护在应对不同故障场景下保护出口决策的隔离动作选择、出口定值整定与重合闸策略选取,有效提升了保护的灵活性。
                                                                                                                   
    摘要:
    直流微网线路发生故障时,故障电流的迅速飙升对系统供电的可靠性极其不利,因此快速检测并切除故障对其可靠运行至关重要。传统电流差动保护具有良好的速动性和选择性,但其灵敏度受短路阻抗影响较大,在高阻短路故障时可能出现拒动问题。文中针对放射形直流微电网,根据故障点两端电流变化特性,引入低制动系数实现对高阻故障的检测,并在PSCAD/EMTDC中搭建直流微网模型对保护方案进行了仿真验证,结果表明被保护线路发生不同短路阻抗故障时,改进的保护方案均能够准确识别并切除故障。
                                                                                                                   
    摘要:
    新能源大规模并网下,区域电压合格率降低的问题越来越显著,其主要原因是新能源自身不稳定性和有待改进的控制策略。本文以提高区域电压精度和稳定性为目的,详细计算了DFIG无功限度,并考虑过电流因素,进一步更正了DFIG无功下限。改进了DFIG机组控制结构,将GSC无功容量计入DFIG无功补偿中,使风电场在保留最大有功的同时,深度发掘无功潜能,提高风电场无功补偿能力,并结合SVG设计出协调控制策略,既能保留SVG灵活补偿能力,又可使风电场提供无功支撑,分担SVG补偿负担。最后通过分析灵敏度、无功裕度等参数,设计区域无功调配策略,进一步完善电压精细化控制策略,并通过两区域并网系统验证整套控制理论。
                                                                                                                   
    摘要:
    电转氢技术为解决弃风弃光问题提供了一种新思路。本文针对氢能大规模环保供应的问题,提出了一种电-氢一体化站的构建思路,在确定一体化站的削峰填谷、可再生能源消纳与氢能供应的三个功能的基础上,分析了一体化站参与主能源与新能源市场的购电策略;接着建立了考虑市场环境的电-氢一体化站的优化运行模型,以一体化站的总运行成本最小为目标函数,并考虑了一体化站中电-氢系统的功率平衡与约束条件,运用线性规划工具求解该模型。算例结果验证了本文提出的一体化站可以有效地提高电网削峰填谷能力以及可再生能源的消纳能力。
                                                                                                                   
    摘要:
    在传统电力系统状态估计中,状态修正方程的迭代步长一般选取固定值,从应用效果看,该方法常因数据质量低、网络条件复杂而不能有效收敛。为解决该问题并提高状态估计的适配性,本文对经典逻辑函数进行重构,找到了在图像上与状态估计高质量数值迭代具有天然适配性的母函数,并将其作为步长控制因子;设定母函数的形状控制参数并使部分参数可通过“迭代效果”进行实时微调,母函数会自动进行状态估计适应性调整;此外,引入权因子函数,使算法在迭代过程中执行变权操作,可降低不良数据的影响。因所提方法的步长调整机制直接由迭代效果控制,无需电网数学模型的直接“介入”,相对于传统采用解析方法调整步长的策略,该方法具有对模型耦合性较低、可移植性强的特点。基于IEEE30节点系统的研究显示,在量测出现不良数据和网络准病态、病态的条件下,本文所提方法的数值稳定性、运算效率和估计质量均明显优于传统固定步长方法。
                                                                                                                   
    摘要:
    山区电网状态估计数据常达不到实时控制的要求。现有的AVC区域优化控制方法依赖状态估计数据,在山区电网无法正常实施。本文提出了一种依托AVC系统的山区电网电压无功区域优化控制方法,无需依赖状态估计数据,按山区电网AVC控制目标优先级给出了对应的优化控制策略。还提出了10kV母线电压控制目标值精确选取方法。通过在一个典型的山区电网中应用表明,所提方法在不依赖状态估计数据的前提下,显著提升了电压合格率。
                                                                                                                   
    摘要:
    特高频(UHF)法局部放电检测已经成为高压GIS及变压器等设备常用的运维检测手段,但由于该方法是通过测量电磁波间接检测局部放电强度,使得基于该方法的局部放电模式识别技术准确率不高,而且一直没有得到很好的解决。本文引入TEm1模截止频率作为PD UHF信号时频分布图的分割依据,对单一绝缘缺陷激发的PD UHF信号进行预处理、时频分布图分割、特征参数提取和选择、PSO-ELM识别等操作,最终准确地判断出PD信号类型,提高了GIS绝缘缺陷类型的识别准确率。这种分割方法增强了图谱特征的空间分布信息,对改善特高频法识别局部放电的准确率具有实际应用价值。
                                                                                                                   
    摘要:
    电能计量器具的物流配送问题包括需求量预测、配送中心选址以及客户分配等多个问题,本文提出了一种基于改进免疫遗传算法和Holt-Winters模型的电能计量器具配送网络优化策略。采用Holt-Winters模型来预测未来一年的月度需求量,黄金分割法可用于搜索最优平滑系数,提高预测的准确性。采用高斯投影法将客户的经纬度转换为平面直角坐标,建立配送运输成本最小的目标函数,基于种群的相似性和矢量距,对免疫遗传算法的抗体浓度进行改进。以某省网计量中心-配送中心-客户二级电能表配送问题为例,采用改进免疫遗传算法求解目标函数,筛选最优的配送中心位置和客户分配方案。结果表明,改进免疫遗传算法具有更高的收敛效率和避免局部收敛的能力,本文所提的电能计量器具配送网络优化策略对减小配送成本具有一定的参考价值。
                                                                                                                   
    摘要:
    针对噪声环境下暂态电能质量扰动检测困难的问题,文中提出了一种基于小波模极大值(Wavelet Modulus Maximum,WMM)与分层自适应阈值函数(Hierarchical Adaptive Threshold Function,HATF)相结合的检测方法(WMM+HATF)。首先为了有效对扰动信号降噪,即保证降噪后信号的平滑度以及保留突变点信息,采用自适应调节的HATF,该函数在阈值处和小波域内均可导,避免了传统与其他改进阈值函数不能或过度降噪的缺陷。其次,基于WMM通过细节系数的模极大值点位置对降噪后的暂态电能质量扰动进行定位。基于含噪的单一和复合扰动信号仿真及对比分析可见:HATF降噪优势明显,WMM+HATF通用性好,定位准确率高。
                                                                                                                   
    摘要:
    BP神经网络作为人工神经网络中的典型网络模型,在配电网故障诊断中也有广泛的应用,但由于其初始权值和初始阈值的随机性,应用中存在诊断精度不高等问题。本文提出一种基于遗传算法优化的BP神经网络的配网故障诊断方法,利用遗传算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化,并在算例中与传统神经网络进行故障诊断结果对比,最后分析两者仿真误差值,验证其可行性。结果表明:利用遗传算法可得到BP神经网络较为理想的初始权值和阈值,可有效降低运行结果的误差,使诊断结果更加准确。
                                                                                                                   
    摘要:
    配电自动化系统建设与电网扩容需要大量资源,需对其进行长期规划。配电自动化系统规划与电网扩容规划之间存在耦合关系,为了处理这一复杂的规划问题,本文提出了一种新的综合规划方法。首先考虑配电系统的主要软硬件基础设施,建立了混合整数非线性规划(MINLP)模型。规划模型的目标函数是在规划时间范围内最大化电网公司的利润。然后利用遗传算法求解考虑电网扩容后的配电自动化系统规划问题,确定电网扩容以及自动化系统建设的最佳方案和时间表。在24节点系统上对提出的方法进行了测试,并对比了先进行电网扩容规划再进行配电自动化系统规划的方法,所提出的方法可在少量减少收入的情况下大幅提高电网公司的利润。
                                                                                                                   
    摘要:
    浙江省首座电网侧铅碳电池储能电站在浙江长兴投运,在夏季迎峰度夏时段充分发挥电池储能系统调峰、调频、应急响应的作用,解决了湖州长兴地区夏季负荷供电缺口,有效增加了电网的调节手段和调节能力,有助于电网安全稳定运行。为了增加浙江电网调节的灵活性,该储能电站不仅具备全站AGC控制能力,还首次配置了储能单元AGC控制功能。本文重点介绍浙江电网侧储能电站全站及储能单元AGC控制策略,并在考虑电池能效的基础上对其AGC控制策略进行优化,最后开展了电化学储能电站AGC现场试验,试验结果证明该电站的AGC控制策略是可行的。
                                                                                                                   
    摘要:
    电动汽车在不同类别规划用地间的移动及停放具有一定规律,基于居民区、工业区、商业区不同的停车充放电需求建立了电动汽车移动储能模型。此外,为更好地体现电动汽车移动储能在负荷管理上的优势,综合考虑电网、车主、停车充放电场所这三方,以负荷标准差最小和经济利益最大为目标构建了电动汽车充放电的多目标优化模型。通过快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)解得帕累托(Pareto)最优前沿面,采用模糊隶属度法求折中最优解。最后对包含三个居民区、一个工业区、一个商业区的电动汽车移动储能充放电案例进行仿真,验证了所提模型及策略的有效性。
                                                                                                                   
    摘要:
    针对在噪声干扰下多重扰动识别正确率不高的问题,提出了一种新的基于深度置信网络的电能质量扰动分类方法。首先,对电能质量扰动信号进行平稳小波多尺度变换,再利用软阀值函数处理估计小波系数重构原始信号,从而实现了对电能质量扰动信号的去噪。进一步,提出利用深度置信网络对重构后的单一扰动信号和多重扰动信号进行分类识别,仿真结果表明该方法对7种单一扰动和13种多重扰动信号的识别正确率均较高,即使在20dB噪声干扰下,其分类正确率高达到93%以上,证明了该方法抗噪声干扰的能力较强。
                                                                                                                   
    摘要:
    大规模分布式电源的接入给配电网运行可靠性带来挑战,导致传统电网故障诊断方法难以满足含分布式电源配电网安全运行要求。文章从提高配电网综合可靠性目标出发,分析了含逆变型分布式电源 (Inverter Interfaced Distributed Generation, IIDG) 的配电网因控制器的快速响应导致其故障电流变化大的问题。针对传统故障分析方法进行扩展,使得在配电网故障分析中能够准确计算来自IIDG的故障电流和电网检测的电流的均方根值 (Root Mean Square, RMS)。通过IEEE标准配电网上的算例分析,证明该方法在不同故障情况下计算故障电流的准确性。研究成果为提高配电网运行稳定性、可靠性,及全面提升配电网自动化水平提供了参考依据。
                                                                                                                   
    摘要:
    为了更全面准确地对电能计量装置运行状态进行评估,提出了一种基于模糊层次分析法的电能计量装置状态评估方法。通过物联网传输电能计量装置的各状态量数据,构造模糊判断矩阵并进一步求解各层元素的权重,再由权重和各层次指标评分通过加权求和计算出评估目标的最终得分,由得分所在的区间段来判断电能计量装置各个部分是否正常运行,通过定性与定量综合分析,能够系统有效地分析最终评估目标和各层次之间的关系,最终通过实例分析验证了该方法的有效性和准确性。
                                                                                                                   
    摘要:
    大多数输电线路的额定容量设计基于高温低风速等保守的气象条件,而且额定容量为定值,这种保守的方法往往导致线路容量利用率不足。动态调整线路容量的方法是利用当地的风向风速等气象参数和电网负荷,自适应地计算线路的可用容量。本文基于流体力学计算对当地风场进行了建模,并将风场建模的结果与气象站数据相结合,来进行线路可用容量估算。在沈阳市郊区架空线对所提出的方法进行了测试。结果表明,线路计算可用容量在76.6%的研究时间内高于季节性静态额定容量的情况,比季节性静态额定容量增加了22%,验证了所提出方法的有效性。
                                                                                                                   
    摘要:
    为了提高负荷建模准确性以满足电力系统仿真计算准确度的要求,本文从总体测辨法的角度提出了一种基于灰狼算法(GWO)的负荷模型参数辨识策略。该负荷模型参数辨识策略以电网发生扰动时变电站母线电压、电压相角为输入,选取感应电动机并联ZIP负荷的经典负荷模型,通过灰狼算法实现对目标函数的迭代优化获得一组最优的负荷模型参数,使得模型响应能较好拟合样本功率曲线。GWO算法具有较强的快速收敛能力和全局搜索能力,将其运用于负荷建模参数辨识实践中,可以有效提高辨识精度。通过在PSD-BPA软件中建立电力系统仿真模型,以变电站母线处的扰动数据作为负荷建模的输入数据样本,两个算例仿真结果表明,GWO相对于常用的粒子群算法在计算精度、收敛速度等方面都具有明显优势。
                                                                                                                   
    摘要:
    近年电网公司对县域配电网投资持续加大,但缺乏一套科学合理的县域配电网投资效益评估体系。首先,从装备水平、网架结构、供电能力、降损增供等方面构建了两级县域配电网投资评估指标体系;接着,综合层次分析法、熵值法计算各评价指标权重,采用主成分分析方法降低各评价指标相关性;最后,采用TOP SIS对各评估单位配电网投资效益优劣进行排序。该方法可对县域配电网投资效益进行科学合理评价, 进而有效地指导配电网建设与改造。
                                                                                                                   
    摘要:
    文章以虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)作为分布式可再生能源的管理手段,提出了一种同时考虑电动汽车(Electric Vehicle,EV)碳足迹与分时电价的VPP协调优化调度模型,模型中为了进一步调动VPP聚合单元内的EV用户参与碳减排的积极性,以燃油车的单位行驶里程碳排作为参考,考虑EV用户能够将行驶同里程下电动汽车相比燃油车省下的碳排量以碳配额的形式通过在碳交易市场进行交易来获取利益,使其在降低用户成本的同时充分发挥EV的节能减排能力。模型以VPP日运行收益最大作为优化目标,并将计及碳配额收益基础上的电动汽车充电成本与分时电价考虑进模型中,最后通过算例分析验证该模型能够有效减少弃风弃光量,为虚拟电厂如何在风光出力随机性前提下接纳更多可再生能源提供了一种解决思路。
                                                                                                                   
    摘要:
    电力变压器故障的准确诊断对于电网的可靠运行至关重要。为此本文提出了一种基于贝叶斯网络和假设检验的溶解气体分析的新型多分类概率诊断模型,该贝叶斯网络模型可嵌入专家知识,从数据中学习数据模式并推断与诊断结果相关的不确定性,并且通过假设检验环节改进数据的选择过程。本文使用IEC TC 10数据集,对比三种传统诊断方法进行了诊断实验,验证了所提出模型的有效性,结果表明本文提出的诊断模型最大诊断准确性为88.9%,相比传统诊断方法有较大提升。
                                                                                                                   
    摘要:
    与电磁式电压互感器相比,电力系统中常用的电容式电压互感器存在诸如耐冲击电压强度高、造价较低以及维护成本及工作量小等优点,但仍存在一些常见问题,例如所占空间大,所需绝缘设计水平高(与高压直接接触),恶劣环境下绝缘失效等问题。针对这些问题,本文设计了一种适用于10 kV及以下电压等级的非接触式耦合型电压互感器。首先基于电磁感应原理,利用电压互感器侧量端与电缆内芯、输电线路、绝缘套管内部引出引入线等形成的耦合电容充当高压端电容,利用电压互感器侧量端与大地间形成的电容充当低压端电容。之后理论分析了电压互感器电容对频率特性的影响,通过有限元仿真计算并优化了耦合式电压互感器测量端与高压输电线之间的电场和电容。最后在单相10 kV电压等级下输电电缆上进行了试验,结果表明所设计的互感器可以准确、实时的测量电压,能够为建立智能电力系统,电网实时在线监测,继电保护现场运行提供新的方法和思路。
                                                                                                                   
    摘要:
    为缓解光伏出力曲线与本地负荷曲线不一致所导致的潮流随机波动和电压越限问题,针对主动配电网中的光-储单元提出了一种分布式功率协调控制策略。该策略首先根据配网PCC处功率参考值与实际值的差值产生光-储单元负荷率变化量的参考值,然后利用牵制一致性算法,分别调节储能和逆变器的有功/无功负荷率,实现功率均分,并保证配网PCC处功率跟踪参考值。然后,引入平均一致性算法计算系统平均SOC,各储能单元结合自身SOC对有功参考值进行修正,实现不同储能单元间SOC的均衡控制。在Matlab/Simulink软件中搭建了包含分布式光-储单元的配电网仿真系统,仿真结果验证了所提方法的有效性。
                                                                                                                   
    摘要:
    通过无功补偿可以优化交直流混联配电网的电压分布,减少网络损耗,增大电网安全裕度,提高供电可靠性。为了实现交直流混联配电网无功功率的定向补偿,直观地刻画系统的电压薄弱点,提出了基于灵敏度分析的交直流混联配电网无功补偿方法。基于交替迭代法进行交直流混联配电网潮流计算,以获取潮流收敛后的雅克比矩阵,据此计算节点电压变化关于无功注入的灵敏度,选择灵敏度最大的点作为无功补偿接入点;并以满足系统功率因数要求为目标,确定接入点的无功补偿容量。对某11节点系统进行算例分析,计算结果与和声算法相比,本文方法计算耗时更短,补偿效果更优。结果表明本文方法能以最小的补偿容量最大程度地提升系统电压水平,有效降低系统网损。
                                                                                                                   
    摘要:
    天然气分布式能源正成为清洁能源利用的新的重要领域,因地制宜进行开发是成功的关键,当前亟待建立用以分析地区天然气分布式能源开发环境的指标体系,并开展不同地区的评价和对比研究。本文首先识别天然气分布式能源项目开发的影响因素,从中归纳出地区天然气分布式能源开发的资源条件、能源环境、经济环境和社会环境4个维度的16个可量化指标,并建立评价指标体系;进而,应用所建指标体系采用主客观组合赋权法对全国31个省级行政区的开发环境进行评价。依据评价结果对不同地区聚类分析,将天然气分布式能源发展的地区环境划分为五类,针对五类地区的不同环境特征,提出相应的发展策略建议。
                                                                                                                   
    摘要:
    营配调一体化能够实现营销、生产、调度等多层次工作的有效集中,但与此同时在营配调一体化情形下供电系统面临的综合风险也会随之增加。为提升系统的综合风险预警能力,提出了一种新的营配调一体化风险评估模型。首先根据营配调一体化系统的特点构建了供电风险评价指标体系,并提出了一种以AHP和DEA为辅助模型的指标赋权方法,以降低传统物元可拓模型赋权过程中由于人为因素造成的主观误差;其次通过构造供电综合风险物元、划定供电风险评级,建立了营配调一体化的综合风险评估模型。最后以某地区为例分析了其供电风险情况和影响因素,验证了该营配调综合风险评估模型的科学实用性。
                                                                                                                   
    摘要:
    近年来电网调峰容量不足、弃风问题日益凸显,而大量燃煤自备电厂的调控潜能没有得到利用和重视。以现有市场政策为背景,针对热电联产自备电厂参与交易、促进风电消纳,设计自备电厂参与短时间尺度发电权交易模式,即在中长期电量交易基础上,发电权交易量、交易单价以小时为时间尺度,结算以天为时间尺度;在自备电厂内部,利用电加热装置消纳风电参与联合供热,解耦机组热电耦合约束,降低机组电出力;以自备电厂运行成本最低为目标,构建风电厂清洁替代热电联产自备电厂调度模型。仿真结果表明,该方法有效提升风电消纳水平,降低自备电厂运行成本,减少燃煤消耗,实现电能清洁替代。
                                                                                                                   
    摘要:
    本文研究了一种高频高压激励电源,利用高频电场下覆冰的有损电介质热和电流集肤效应焦耳热进行融冰。输入侧采用基于空间矢量(SVM)调制技术的PWM可控整流器,降低谐波含量和调节功率因数;逆变模块端采用变流器串联实现大功率输出,利用载波相移(CPS-SPWM)调制技术产生触发信号控制电路,以降低开关工作频率;采用电压电流双闭环加重复PR控制来获得稳定的电压输出,提高系统抗周期性干扰性能。仿真实验表明,该高频激励源输出频率可达到1 kHz,电压输出波形好,谐波含量低,为高频融冰装置实用化研发提供参考。
                                                                                                                   
    摘要:
    电流产生的热效应是影响电缆使用寿命和老化故障的主要原因。因此,建立电缆温度特性模型极其重要,电力企业应能够正确估计配电网电缆的相关老化故障率。目前,现有的电缆故障率的估计是在额定温度下进行计算,并没有考虑实际运行中温度变化的影响。因此,本文采用一种基于人工神经网络的方法来估计电缆的最高温度,该温度变化满足一定的日负荷曲线。人工神经网络只需要四个容易获取的输入变量,利用电缆绝缘组合电热寿命模型,对预测温度曲线各阶段的寿命损失进行了估计。最后,利用该寿命模型和概率失效模型预测未来一段时间内电力电缆的故障率。结果表明,失效概率的估计与实际结果一致性好,说明所估算的电缆温度三级逐步变化曲线能够真实反映电缆瞬态温度变化。
                                                                                                                   
    摘要:
    油纸绝缘局部放电问题受到业内普遍关注,为探究在交直流复合电压下的局部放电特征,本文在对此问题的研究过程搭建了测量平台,并设计了气隙放电、悬浮放电、柱板沿面放电和针板放电四种油纸绝缘典型缺陷的放电模型。结合这四种局部放电的的实验结果,经分析后发现:四种典型缺陷局部放电会在不同的复合电压比例下发生不同的变化,前三种缺陷起始阶段平均放电量与直流分量呈现负向变化的特征,与局放起始电压的关系是正向变化特征。与其他三种典型缺陷相比较,悬浮绝缘放电模型在交直流混合电压下局部放电的起始电压明显增加,交流电压下的平均放电量降低。所得结果为利用局部放电试验判别换流变缺陷类型和电压形式对局放的影响提供了基础数据。
                                                                                                                   
    摘要:
    为解决典型场景生成方法未能全面考虑风、光、负荷等不确定因素间的耦合关系、传统聚类方法在高维数据集上表现较差、提取的典型场景不能很好体现原数据特征等问题。在改进核函数的基础上,结合贝叶斯公式和多元高斯分布,利用高斯过程回归(GPR)对电力系统中的多种不确定因素的耦合关系进行建模,生成模拟运行数据;采用时序分段典型场景提取方法,划分总调度区间为若干子区间并分别进行中心点聚类,得出子区间带权典型场景并用笛卡尔积连接,生成全调度区间典型场景集;应用Earth Mover’s Distance (EMD)方法,进行典型场景提取效果评价;算例验证了提取的典型场景能更好保留原始基础场景集合的概率分布特性,充分体现原始数据集合中不确定因素之间的耦合关系;验证了所述方法提取的典型场景能更好体现原数据特征。
                                                                                                                   
    摘要:
    在配电系统中使用光伏、电池储能系统等分布式电源可实现灵活高效的无功补偿。本文提出了一种考虑分布式能源的配电网无功调度和储能优化的分析方法。该方法以运行成本为目标函数,结合前推回代算法和近似拟合法对分布式电源的无功调度和储能方法进行优化。用实际太阳辐照数据和系统运行数据在两种配电系统对该方法的有效性进行了验证。该方法消除了对初始解和参数整定的依赖,求解速度比现有常用算法快50倍以上,可用于实时调度。
                                                                                                                   
    摘要:
    针对充电桩数量不足,各充电桩运营商平台相互独立的问题,文章提出基于区块链的电动汽车充电桩共享平台策略研究。首先分析采用区块链搭建平台的可行性,建立基于区块链的电动汽车充电桩共享平台,设计交易平台的工作流程。然后构建三层寻找充电桩策略,以不同时段用户的不同成本需求最低为目标函数,运用粒子群算法求解,为电动汽车用户寻找最优充电桩。最后,利用MATALAB平台仿真,仿真结果表明采用区块链可提高平台的安全性;三层寻找充电桩策略能根据用户的不同需求匹配最优充电桩,降低用户充电成本,提高充电桩利用率,降低晚间电动汽车集体充电数。
                                                                                                                   
    摘要:
    为了提高配电网检修计划的合理性与经济性,提出了一种基于改进粒子群算法配电网检修计划优化方法。首先,以检修成本、供电损失和故障损失最小为目标,并考虑检修资源、电网安全、检修关系等多种约束条件,建立了配电网检修计划优化模型。然后,针对模型约束条件多且繁杂的特点,提出对不同类型的约束采取相应的预处理方法;在自适应粒子群算法的基础上融入自然选择的思想,对种群中的粒子采取“优胜劣汰”的处理以提高种群的整体质量。最后,将改进的粒子群算法应用于具体算例的求解,结果表明,本文提出的模型和算法具有很好的可行性与合理性。
                                                                                                                   
    摘要:
    基于DGA数据的智能变压器故障诊断方法准确率易受输入特征影响以及极限学习机参数选择困难的问题,提出基于邻域粗糙集与自适应变异粒子群极限学习机算法的变压器故障诊断方法。首先,结合各DGA故障诊断标准建立变压器故障初始特征集,采用邻域粗糙集分析后获得属性重要度高的关键特征指标;其次,针对粒子群算法优化极限学习机参数时容易早熟、陷入局部最优的缺陷,提出带有早熟自检变异机制的改进粒子群算法优化极限学习机;最后,通过变压器DGA数据实例诊断,将之与IEC三比值法以及不同组合的极限学习机诊断性能进行比较,表明所提方法诊断精度更高。
                                                                                                                   
    摘要:
    高压电网在电压过零点附近或过渡电阻较大的情形下发生故障时,产生的故障暂态信号微弱,衰减明显,波头检测困难,传统故障测距方法易失效。针对该问题提出一种考虑故障暂态信号衰减特性的分布式行波测距方法。首先,根据电流行波随传输距离的指数衰减规律,确定电流行波测量单元的最大布置间距;其次,基于电流行波首波头各频率分量幅值衰减特征,利用故障区间和非故障区间两端频率分量幅值比差异实现故障区间辨识;最后,基于故障区间两侧三个测点的电流行波到达时刻进行故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中建立了IEEE30节点系统的仿真模型,仿真结果表明:所提方法不受故障类型、故障电阻、故障初相角的影响,且定位精度高、可靠性好。
                                                                                                                   
    摘要:
    电动汽车充电站的规划布局与电动汽车充电负荷的出行特性密切相关,因而合理预测充电负荷需求才能得到有效的充电站规划结果。为此,本文首先定义了多个维度下的电动汽车充电负荷状态空间,在此基础上建立充电负荷状态转移概率矩阵,进而提出一种基于电动汽车多维状态空间的马尔科夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo, MCMC)负荷预测模型,结合车辆实际出行实时样本数据得到充电负荷时空预测分布。其次,建立考虑企业建站经济效益及用户满意度的双层规划模型,通过变权重粒子群算法进行求解,得到充电站的最优站址和规模。最后通过算例仿真,验证了所提方法的合理性和有效性。
                                                                                                                   
    摘要:
    单芯电力电缆的很多绝缘故障都和金属护层有关,只研究电缆导芯的简化结构模型不能进行护层相关故障的测距。基于分布参数模型,提出一种考虑电缆金属护层的新型故障测距方法。首先,使用分布参数理论分析计及金属护层的故障电缆等效分布参数电路,建立电压、电流方程;然后,通过边界条件求解电压、电流方程中的未知参数,得到故障点前、后的电压、电流值;最终,通过构建测距方程迭代搜索得到故障距离。该方法将复杂的相网络转化为相互独立的序列网络,使得该算法变得简单有效。大量仿真结果表明,该算法能实现护层相关故障(护层对地故障、芯-护层故障和芯-护层对地故障)的精确测距,测距误差基本不超过1.5%,且定位结果不受故障发生位置、故障类型以及过渡电阻的影响。
                                                                                                                   
    摘要:
    对故障元件进行快速、准确地诊断,是实现电网在线调控运行的重要前提之一。基于Petri网的电网故障诊断方法因其建模清晰、逻辑缜密,得到了研究人员的广泛关注。但目前的方法大多针对开关量分析,对电气量的关注度相对较少,而电气量在准确性、容错性等方面比开关量都更具优势。基于此,提出了一种计及电气量和开关量的电网Petri网故障诊断方法。首先利用希尔伯特-黄变换对元件的故障电流进行特征提取,通过模糊逻辑分析和模糊逻辑Petri网推理得到元件的故障概率表征;其次针对开关量进行分析,建立元件的Petri网模型,对故障时序信息进行约束检查和挖掘分析,经模糊推理计算得到故障概率表征。最后利用D-S证据理论对故障概率表征进行决策层融合,得到元件最终的故障概率。通过对新英格兰10机39节点系统的多组故障案例进行诊断测试,结果表明该方法能快速诊断故障元件,改善了基于单一故障源和单一诊断方法的局限性,能有效提高故障诊断的准确性和容错性。
                                                                                                                   
    摘要:
    变压器一直是电网中的重要设备,这类关键设备的任何故障都将严重影响电力系统的可靠性和稳定性。作为变压器的主保护,瓦斯保护动作的可靠性一直备受关注。近些年,外部短路冲击下瓦斯保护误动的事故屡次发生,严重威胁变压器运行效率。为了探究外部短路故障时管道内的油流特性,本文在电力变压器上建立了瞬态油流测量系统,开展了外部短路故障测试试验。试验结果证实,短路电流引起的变压器绕组变形和振动会导致油流涌过管道。由于液体惯性,本文试验所测得的油流动作出现的时间延迟长可达数百毫秒。实际运行中的瓦斯保护误动时间滞后于外部故障的时间也长达数百毫秒,这与油流动作的延时现象相符。试验还表明,故障的严重程度和位置都会对油流动作产生影响。最后,本文给出的油流动作延迟结果可以为进一步研究油流冲击和瓦斯保护误动的机理提供重要的参考。
                                                                                                                   
    摘要:
    继电保护设备数量繁多、种类庞杂,针对传统的纸质记录与人工管理相结合的继电保护设备运维方式存在工作量大、易出错等问题。本文分析了二维码技术在继电保护设备管理中的应用价值,利用二维码具有的容量大、尺寸小、识别率高的特点,将其运用于二次设备运维、资产信息的存储中。通过记录每台继电保护设备在安装、投运、缺陷、退运等不同阶段的信息,实现了对继电保护设备的全寿命周期管理。以具体的二次设备为例,通过二维码技术实现了对设备缺陷、资产信息的存储。结果表明,二维码技术很好的解决了人工管理存在的账实不符、效率低下的问题,对提高继电保护现场运行维护和检修效率具有重大意义。
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    [摘要] (347) [HTML] (0) [PDF 1.09 M] (481)
    摘要:
    电动汽车充电站的无序规划及不合理配置会对配电网运行的稳定性、安全性和经济性产生严重的影响。为解决这一难题,构建基于配电网电压稳定指标的电动汽车充电站最优规划模型。此模型同时兼顾了充电站建设投资的经济性和配电网运行的经济性以及供电电能质量,充分考虑电动汽车的充电需求和便利性。为求解模型内含多约束的非线性优化问题,采用具有收敛速度快、寻优精度高的改进的自适应粒子群优化算法。最后,基于IEEE 33节点系统的仿真结果验证该文所提方法的有效性。
    摘要:
    换流站阻抗模型的准确性直接影响柔性直流输电系统的小干扰稳定性分析,然而模型越精确其阶数也越高,从而增大分析的复杂度。为分析锁相环对换流站阻抗特性的影响,首先建立d-q坐标下考虑和不考虑锁相环2种情况下换流站交流侧导纳矩阵,进而建立静止坐标下换流站的同序和镜像导纳,通过对比考虑和不考虑锁相环的输入导纳,得出锁相环对输入导纳值影响与锁相环传函的截止频率直接相关的结论。最后,在PSCAD软件中建立仿真模型,利用信号注入法获得换流站的同序和镜像导纳验证理论分析的正确性。
    [摘要] (141) [HTML] (0) [PDF 1.01 M] (371)
    摘要:
    随着智能电网的建设,电网公司逐渐采用无人机(UAV)代替人工去巡视输电线路。提出一种对UAV拍摄到的输电线路绝缘子串航拍图像进行处理的方法。首先,利用色彩模型中RGB各分量阈值和范围分割出目标和背景区域;然后,用数学形态学和不重叠窗口纹理特征的方法粗略标记目标区域;最后,生成最小外接水平矩形框,并对所有最小外接水平矩形框内的图案进行纹理特征识别,定位出绝缘子串航拍图像的最小水平矩形区域。该文用2幅图像进行算法验证,并与文献算法进行对比,结果显示该文算法能更好地识别出绝缘子串位置。
    摘要:
    为理解振荡波电压法对电缆不同缺陷的测试结果,该文从电场角度分析振荡波对电缆界面和内部缺陷的表征效果。首先,在实验室搭建振荡波试验平台对人工制作的刀痕、外半导搭接不良2种缺陷进行局部放电测试;然后,通过起始放电电压(PDIV)与局部放电相位谱图(PRPD)初步分析振荡波对2种缺陷的激发特征;进而利用有限元仿真软件对2种缺陷进行三维电场仿真,以缺陷的不同尺寸表示现场缺陷的多样性,并从缺陷处的电场畸变情况解释2种缺陷的放电特征。试验和仿真结果表明:内部缺陷类的刀痕缺陷由于硅脂填充的影响难以被振荡波电压法检测出来,而界面缺陷类的外半导搭接不良缺陷具有较好的表征效果。
    ,35(4):107-113, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.014
    摘要:
    在储能系统作为主电源的微网中,储能系统的输出特性直接影响微网的电能质量。当储能系统输出不能快速调节时,将出现微网电能质量不满足要求的问题。传统的V/f控制策略采用无功-电压下垂控制策略,在孤岛运行时存在电压偏移,会影响微网整体的电能质量,且在下垂控制中下垂系数参数选取难免会出现误调节问题。为解决这些问题,该文探讨逆变器直流侧和交流侧电量的关系,在实施储能逆变器控制策略的基础上加入直流电流控制,解决电压偏移以及误调节问题,达到微电网无幅差控制的目的。最后,使用PSCAD软件搭建风光储微网模型进行仿真检验,证明控制策略的有效性。
    [摘要] (106) [HTML] (0) [PDF 1.60 M] (344)
    摘要:
    小电流接地系统单相接地故障定位一般由主站综合计算多个不同的电气量来实现。该方法计算量大且复杂,易产生较大误差,难以适用于结构复杂的配电网。对此,提出一种基于三相电流幅值分析的小电流单相接地故障定位方法。通过分析单相接地故障电流得出,故障路径上2个非故障相的相电流变化量近似相等,且小于故障相的相电流变化量;非故障路径上2个非故障相的相电流变化量近似相等,且与故障相的相电流变化量近似相等。根据三相故障电流故障前后幅值变化量设置判据以判断故障相并实现故障区段定位。ATP仿真结果验证该定位方法在不接地系统和经消弧线圈接地系统的可行性。该方法可实现就地定位,定位判据简单,降低了主站的计算复杂度。
    ,35(4):147-153, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.020
    摘要:
    在同相供电系统中负载突变时,传统检测方法在检测基波有功电流及无功电流时存在一个时间缓冲,这影响电网侧基波有功电流及无功电流的检测效果,可能导致无法及时对负载侧的无功与谐波电流进行补偿。基于上述问题,提出一种Scott平衡变压器结合平衡变换装置的同相牵引供电系统工作模式。通过两相平衡变压器特有的供电方式分析两相电压与电流,采用两相电路瞬时无功功率理论对整个单相基波有功与无功电流信号进行功率检测。通过对整个单相电路的有功电流进行功率分解,得到在基波突变情况下的负序量,再结合基波稳定下的正序量,使其在负载突变时的动态检测性能明显提高。仿真与理论的综合分析验证了该方法的合理性。
    ,35(4):176-181, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.024
    摘要:
    多数配电自动化系统仅具备相间短路故障自愈功能,对单相接地故障缺乏有效的处理手段。在此背景下,针对中性点非直接接地的配电网提出将小电流故障选线装置接入配电自动化系统,在发生单相接地故障时,通过线路上智能开关的分合控制及单相接地报警信号的时序逻辑来判断故障区间,并通过配电自动化系统隔离故障区域,恢复非故障区域供电,实现配电网单相接地故障自愈。最后通过试验验证策略的有效性和必要性。
    ,35(4):128-132, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.017
    摘要:
    LLC谐振变换器可以在高频运行的同时实现软开关,对于提高开关电源的功率密度和效率意义重大。基波近似法和运行模态分析法是现阶段研究LLC谐振变换器的2种经典方法,但目前缺乏针对二者在电压增益精确性、效率、应用场合等方面的研究。该文首先分析这2种方法的原理;然后,在PSIM环境下对LLC谐振变换器工作模态进行仿真分析;基于LLC运行模态,在仿真电路中对比2种方法下的电压增益精确性;最后,基于峰值电压增益选择谐振参数,搭建1.5 kW/28 V输出等级的实验样机。实验结果表明,在下谐振区,基波近似法的电压增益比实际低10%~15%,而运行模态分析法迭代出的电压增益在全频率范围内与实际增益具有高度一致性,且基于运行模态分析法得到的谐振参数应用于样机时具有更高的效率。
    [摘要] (124) [HTML] (0) [PDF 1.03 M] (326)
    摘要:
    为了深入研究变压器油纸绝缘老化状态与极化/去极化电流的内在联系,提出一种基于鸡群优化BP神经网络的变压器中油纸绝缘系统老化程度的预测方法。首先研究聚合度与扩展Debye模型的参数之间的关系。针对环境温度改变时,极化/去极化电流发生变化导致扩展Debye模型参数不能正确地反应油纸绝缘的老化状态的问题,训练BP神经网络拟合去极化电流和油纸聚合度间的关系,以消除环境温度变化带来的误差,实现不同温度下的油纸绝缘老化预测。然后针对BP神经网络收敛速度慢、预测效率低问题,采用鸡群算法优化BP神经网络的权值和阈值。此方法不仅加快网络的收敛速度,而且有效避免了算法寻优时易陷入局部最优解的现象。最后,针对此方法进行仿真分析。仿真结果证明,此方法能够校正环境温度误差对极化/去极化电流的影响,实现油纸聚合度的预测,具有较高的准确性。
    ,35(4):133-140, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.018
    摘要:
    针对目前变压器状态评估缺乏考虑多阶段信息的动态性、变化趋势的现状,提出一种基于区间灰数动态灰靶的变压器状态评估方法。首先,对效益型和成本型指标数据进行归一化处理;其次,引入区间灰数的方差和均差来衡量区间指标数据的波动性,进而赋予指标最佳权重;然后,综合考虑变压器多维时间阶段信息集结和指标的阶段间动态变化,提出一种基于区间灰数动态灰靶的变压器状态评估方法,求取靶心度作为状态评估的依据;最后,通过算例分析某变电站多台变压器多阶段的运行数据,验证了该状态评估方法的客观性和有效性。
    摘要:
    为提高配网包括绝缘渐损接地在内的单相接地选线定位的可靠性,仿真观察绝缘渐损接地在不同阶段的电流波形。首先,根据这些电流波形及发展变化的共有规律,选择接地相的次暂态锯齿波增量电流和健全相与之对应时刻的增量电流作为配网绝缘渐损接地自举选线定位的判据信号源,分析锯齿波电流反映所有接地电流的通用性特点,并研究设计锯齿波标量和矢量相位差的计算方法;然后,仿真研究并比较包括锯齿波在内的单相接地电流与操作性、诱发性扰动电流的波形特征,为辨识真伪单相接地找寻判别基准,并以此为依据,研究设计包括绝缘渐损在内的配网单相接地防误辨识和选线定位方法;最后,采用所制作的接地定位器在低压配网模型的合环运行线路上验证所设计方法的正确性。
    摘要:
    风火打捆外送电可以用火电来平抑风电的波动,提高线路的利用率,是大规模消纳风电的重要途径, 所以风火打捆外送电线路和配套火电的选择至关重要。而外送电线路可输送的容量又与其截面和环境温度有关。考虑线路热载荷能力即考虑环境温度影响,提出风火打捆外送电线路截面和火电容量联合优化的方法。该方法综合考虑送出风电及火电的收入、火电的总成本、线路投资成本和风电弃风成本对社会效益的影响。算例表明:该法与不考虑热载荷能力的方法相比能充分发挥线路的输电能力,增加社会效益。
    摘要:
    三相负荷不平衡问题严重危害配电网的安全经济可靠运行。在此背景下,提出一种晶闸管无缝换相装置控制策略,实现三相负荷的的均衡分配。首先,建立基于无缝换相装置的配电台区三相负荷不平衡治理系统的数学模型;基于该数学模型,采用向量基因遗传算法求解实现三相不平衡负荷治理,获得台区负载的最佳相别分配方案,通过仿真验证算法可行性;最后,在低压配电台区安装无缝换相装置,通过实验验证了该控制策略的正确性和可行性。
    摘要:
    随着国家在2017年提出"乡村振兴"策略,农村电网势必又将面临新一轮的升级改造。如何平衡农网投资效益与风险将会是今后重要的研究课题。在传统配电网投资效益分析的基础上,本文将环境影响、辅助服务与农网投资效益进行统筹,提出包含项目效益、管理效益、节能减排和增值服务的新型农网投资评价体系,同时考虑到投资体量大、资金收回周期长等因素,引入农网投资风险评价体系,并基于TOPSIS-灰色关联度模型,对数据样本的优劣性进行排序。为体现评价体系的完备性与评价方法的适应性,选择不同供电公司进行实例验证。综上所述,该文为电网投资决策者提供基于多方风险下不同投资方案的对比,以更好地实现收益最大化。
    摘要:
    在传统电磁暂态仿真中,静止无功补偿器(SVC)和晶闸管控制串联电容器(TCSC)的求解速度较慢。为克服这一不足,提出一种快速模拟SVC和TCSC电磁暂态过程的新方法。首先,根据晶闸管控制电抗器(TCR)支路通、断状态不变时SVC和TCSC的状态方程不变这一特点,建立分时段不变状态方程;通过引入辅助变量,将模型由非齐次转化为齐次线性方程组,得到各工况下统一的表达式。然后,采用缩放平方法计算矩阵指数,得到模型的输出响应。最后,与传统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC的计算结果进行对比,验证所提方法的合理性和高效性。
    ,35(4):141-146, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.019
    摘要:
    孤岛检测是光伏并网发电系统的重要功能。为了减小孤岛检测装置检测盲区及其对电能质量的影响,在对传统的滑模频率偏移(SMS)研究的基础上,提出一种改进的SMS算法,并对该算法的工作原理、检测盲区进行分析,在数字信号处理(DSP)环境下应用,并在单逆变器和多逆变器并联运行情况下进行仿真研究。仿真结果表明该方法既能保证检测时间短,又能减少对电网电能质量的影响,从而验证了该方法的有效性和实用性。
    ,35(4):181-182, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.025
    摘要:
    基于视在功率推导的静态电压稳定极限解析表达式,给出判别静态电压稳定薄弱点的指标,并提出一种关于静态电压稳定极限的工程改进计算方法。工程中主要采用电力系统仿真软件来计算静态电压稳定。该方法在稳定计算程序中模拟负荷增长,解决普通潮流算法中存在的静态电压稳定极限附近运行点潮流不易收敛造成的极限误判问题;在潮流计算程序中将区域内发电机PV节点修改为PQ节点,解决稳定计算程序由于计及发电机动态调节特性造成的无功出力超发问题。最后,以北京某分区电网为例,验证该计算方法的适应性。
    ,35(4):114-121, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.015
    摘要:
    随着电力系统的不断发展,大规模互联电网在极大提高能源资源配置的同时,也给电力系统同步运行带来了新的问题。大电网局部故障可能传播至整个网络,导致电力系统连锁故障的发生,而电力系统连锁故障一般伴随着线路有功功率的大规模转移。鉴于此,针对节点移除后的电网潮流转移情况,给出节点潮流转移度的概念;考虑到节点移除后可能会造成系统不连通的现象,提出节点位置重要度的概念;同时,基于此2个指标, 并借用电气耦合连接度的概念,结合多属性决策方法给出关键节点综合性指标的排序方法。最后,通过对特定网络结构制定薄弱节点分裂运行的主动防御策略,防止连锁故障发生或抑制连锁故障大规模传播。针对华中电网某省系统,应用该文所提识别方法和主动防御方案,仿真结果验证了该方法和策略的有效性。
    摘要:
    在不影响行波检测精度的前提下,提出一种基于电场探针的行波检测方法以降低检测成本。该方法根据输电线路周围的空间电场情况,利用镜像法理论对输电线路附近的电场分布进行分析,选择恰当的检测位置安装探针以检测空间电位。探针不与输电线路直接接触,可在不停止运行的情况下进行安装与检修,通过接地线得到该电位产生的感应电流,再利用固有时间尺度分解方法分析感应电流信号以提取故障行波信号。仿真结果表明,利用探针感应电流表征输电线路上的电压信号的方法是可行的。此外,该方法定位误差较小,精度高,能够实现跨度较长输电线路的故障检测。

杂志简介

电力科学与技术学报主要刊载电力系统自动化理论、技术及其应用、电网技术、高电压技术、电力市场与电力系统运行管理、

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