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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。