摘要:随着越来越多波动性强的分布式电源接入电网,大规模电动汽车无序充电将对配电网安全稳定运行产生负面影响。在此背景下,首先阐述一种面向“光伏—充电站”交易场景的智能合约的概念,并分析其技术路线;然后以光伏用户收益最大和充电站成本最小为目标,构建双方基于智能合约直接进行电能交易的互动模型;最后对提出的互动模型进行验证,仿真结果表明:光伏用户与充电站进行直接交易时,双方经济效益均得到提高,充电站通过合理地制定充电策略有助于提升光伏的就地消纳率,减小与电网交互功率的波动,有利于电网安全稳定运行。

摘要:能源行业在碳排放中所占比重较大,是节能减排的主力军,为保证系统的可持续发展,有必要将碳排放考虑到综合能源系统规划。为此建立一种考虑碳排放惩罚因子的综合能源系统规划模型,首先,针对某园区的热、电负荷特征,提出4种规划方案,以净现成本最小为优化目标得到4种规划方案在考虑碳排放惩罚因子场景下的最优容量配置;其次,从经济效益与环境效益两方面对比分析4种规划方案优劣势,并分析综合能源系统的热电供需平衡; 最后,针对碳排放惩罚因子进行灵敏度分析。结果表明,考虑碳排放惩罚因子可以减少综合能源系统的碳排放,且可再生能源、储能装置以及燃气轮机都可以减少碳排放,提升环境效益。

摘要:准确的电动汽车充电负荷时空分布预测模型是解决电动汽车并网造成的影响和研究充电设施规划的重要基础。为解决现有充电设施数量有限、布局不合理等因素造成的历史充电数据不能正确体现电动汽车实际充电需求的问题,提出一种基于网格划分的电动汽车充电负荷预测方法。首先对预测区域进行网格划分,再结合电力系统负荷预测方法,以网格为空间预测单元,利用含充电设施网格的预测指标和充电负荷的历史数据,通过贝叶斯正则化 BP神经网络算法建立电动汽车充电负荷和影响因素之间的关系,以最终预测不含充电设施网格的充电需求。最后以北京市海淀区为例对提出的预测方法进行验证分析。仿真结果表明,该预测方法能够较准确地对电动汽车充电负荷进行时空分布预测。

摘要:为提高综合能源系统对新能源的消纳能力,降低系统运行成本。以工业园区综合能源系统为研究对象,提出一种考虑综合需求响应的优化调度模型。首先,建立包含 CHP机组、燃气锅炉、电锅炉等耦合设备的园区综合能源系统基本结构,并将系统需求侧柔性负荷分为可转移、可中断、可替代负荷3种,其中可替代负荷实现了多类能源之间的协调互动。其次,讨论需求侧灵活资源电动汽车的可调度价值,结合系统分时电价以及负荷曲线,有序引导电动汽车充放电以参与综合能源系统的优化调度。最后,进行实例分析,验证所提模型在运行成本、消纳新能源以及“削峰填谷”等方面的优势。

摘要:在“碳达峰、碳中和”发展背景下,电动汽车的推广为实现双碳目标提供有力的支撑。为研究电动汽车对碳排放的影响,首先分析电动汽车规模、区域能源构成及车网互动技术与碳排放之间的耦合关系;然后根据清洁能源发展规律构建区域清洁能源发展路径;最后基于系统动力学原理建立考虑清洁化能源变化下,电动汽车入网对区域碳排放演化的动力学反馈模型。最后,以中国西南某城市的数据为例进行动力学演化仿真,其中以电动汽车的发展规模及清洁能源的发展路径为主要变量,分析多种场景下电动汽车入网对区域碳排放的影响。此外,还通过灵敏度试验验证电动汽车入网具有一定的碳减排效益。上述仿真结果表明,清洁能源的发展对碳减排的影响最显著,且电动汽车车网互动技术具有巨大的碳减排潜力。

摘要:针对风速兼具随机性和模糊性的多重不确定特征,提出一种主动配电网分布式风电容量配置的随机模糊机会约束双层规划模型。通过随机模糊模拟描述分布式风电出力不确定性,并考虑其时序特征建立风电出力时序性随机模糊模型,结合随机模糊模拟及潮流分析获取节点电压、支路功率及系统倒送功率等系统静态安全指标的随机模糊机会测度,采用兼顾随机性和模糊性的可信度作为评价分布式风电容量配置方案的指标;进而考虑系统功率平衡、静态安全指标机会测度约束及主动管理措施,以年利润随机模糊期望值最大为上层优化目标,以通过主动管理使分布式风电有功削减随机模糊期望值最小为下层优化目标,通过判断上层方案静态安全指标是否满足随机模糊机会约束的置信水平进行上下层规划协同,从而构建一种分布式风电容量配置随机模糊机会约束双层规划新模型; 最后提出结合随机模糊模拟、前推回代潮流计算和遗传算法对模型求解。IEEE14节点算例仿真过程及结果表明模型和算法的有效性和优越性。

摘要:间歇性分布式光伏电站的大量接入,增加了配电网运行的不确定性,给配电网的运行灵活性带来很大的冲击。首先分析配电网中,与主网联络点、储能和需求响应负荷所能够提供灵活性大小的计算方法;然后,建立考虑灵活性的含分布式光伏配电网双层优化调度模型,上层模型求解在某一光伏电站出力场景下最小化配电网运行费用的调度方案,而下层模型则求解光伏电站出力波动范围内最严峻的出力场景;其次,为解决满足极端场景的灵活性要求往往需要付出较大的经济代价的问题,引入直觉模糊规划,将原优化调度模型转化为直觉模糊规划模型以得到综合最优的调度方案;最后,以某个实际含光伏配电网为算例,计算结果验证所提出方法的正确有效性。

摘要:随着可再生能源、储能在配电网中的应用越来越广泛,亟需开展计及源端、荷端不确定性的配电网扩展规划研究。在此背景下,提出包含三级层次的配电网扩展规划流程和配电网扩展规划随机期望值模型。首先建立以综合新建成本为优化目标,连通性、可靠性、潮流限制等为约束条件的网架扩展规划模型,确定规划新建站点的接入方案和储能配置容量;其次构建运行优化模型,计算正常运行方式下合理的开关组合;最后采取针对性的局部补强措施,结合实际算例系统验证模型的有效性。

摘要:针对当前社区负荷在夏季高峰时段偏高,峰谷差较大的问题,通过调用需求响应资源对社区负荷进行调控。 主要研究社区能源平台中的可控电力负荷(居民、商业)调度策略,重点分析电动汽车和空调这两类负荷,在满足用户舒适度的前提下,构建用电成本最低与社区负荷峰谷差最小的多目标负荷优化调度模型。其中对居民变频空调和商业中央空调分别采取温控和轮控调控方式,电动汽车则采取有序充电模式,并采用改进粒子群算法对模型进行求解。仿真结果表明,通过对电动汽车、空调负荷以及储能设备的合理调控,可以明显地降低用户的用电成本,改善社区负荷曲线特性。

摘要:中长期合同电量交易是中国新一轮电改初期主要的交易形式。由于风电的不确定性,中长期合同电量分解面临着巨大的挑战。在此背景下,提出考虑风电不确定性的中长期合同电量分解算法,建立发电成本、电量偏移和碳排放最小的日前电量分解优化模型,并通过归一化加权法将其转化为单目标模型,再通过修正算法解决实际发电量与计划电量的偏差问题。算例表明,该分解算法可在实现节能减排、电量偏差最小的同时,保证分解结果公平可行。

摘要:冰蓄冷空调优化控制方法中,基于智能算法的控制方法建模及求解复杂,可行性差,而工程常用的控制方法经济效益不佳。为解决上述问题,首先,以机组工况容量、蓄冰容量为约束条件,以日运行费用最小为目标函数,构建冰蓄冷空调优化运行的数学模型。然后,提出一种基于直接供冷电费贯序削减的冰蓄冷空调趋优控制方法,根据电价及直接供冷电费的排序安排制冰及融冰的时段,经迭代计算可寻得优化解。最后,与 GAMS软件优化结果相比较,验证该方法的有效性,与工程常用的控制方法相比较,验证所提的方法的经济性和可行性。

摘要:为提高微电网中光伏逆变器的功率控制性能,改善光伏发电的并网电流质量,首先建立光储微电网中光伏主电路的状态空间模型,基于此模型,提出一种“嵌入式”的鲁棒重复控制模型,改进传统重复控制中的内模结构,并加入鲁棒补偿器,通过线性矩阵不等式法求得最优配置,以提高控制系统的稳定性能和跟踪精度。然后结合准比例谐振(QPR)控制良好的滤波效果,提出一种基于改进鲁棒重复控制与 QPR 并联的光伏电流控制策略。最后在 RTDS仿真平台上对所提策略进行验证,仿真结果表明,该策略可以有效地提高光伏逆变器的电流跟踪性能和谐波抑制能力,从而验证该策略的有效性和工程应用价值。

摘要:针对超稀疏矩阵变换器(USMC)电压传输比较低的问题,提出一种含 Boost升压电路的 USMC新型拓扑结构。首先,在 USMC的直流环节增加 Boost电路,提高直流环节的输出电压,使得逆变级能够输出更高电压,从而拓宽电压传输比范围。然后,结合SVPWM 调制策略,推导出新型 USMC 拓扑结构的电压传输比以及输出功率因数范围,为 USMC的应用奠定理论基础。最后,Matlab/Simulink仿真结果验证该拓扑结构的可行性和有效性。

摘要:由于弱电网中电网阻抗的存在,采用电压前馈控制会对逆变器系统的稳定性产生不利影响。为保留电压前馈控制的优点,首先根据阻抗稳定性分析的方法,分析弱电网中电网阻抗变化时采用电压前馈控制出现的问题,并指出失稳原因和不稳定区域。其次,提出相位超前补偿的方法,增大逆变器输出阻抗的相角,减小由电压前馈控制引起的不稳定区域,保证当电网阻抗变化时,该系统仍具有较强的鲁棒性。最后在 Matlab/Simulink进行仿真,仿真结果验证该方法的有效性和可行性。

摘要:终端通信接入网是电力骨干通信网向用户侧延伸的末梢神经网络。随着通信技术的飞速发展,适用于终端通信接入网的技术呈多样化趋势,为不同电力终端通信业务匹配最适应的通信接入技术是提高通信效率、保证通信服务质量的前提。对终端通信接入网可用的通信技术及其业务需求做深入分析,并基于主观偏好和客观数理分析设计了基于主客观因素的通信技术最优匹配算法,算法权衡业务对属性的偏好和各属性自身的重要程度,最终得出不同电力通信业务最适配的通信技术,从根本上提升终端通信接入网的效能。

摘要:复合绝缘子憎水性检测是保障绝缘子安全可靠运行的重要手段,其中从憎水性图像中有效去除噪声并保持边缘信息是进行绝缘子憎水性识别的重要前提。使用思路简单,运算复杂度低且滤波过程能有效克服梯度反转问题的引导滤波算法进行憎水性图像处理。在此背景下,首先分析了引导滤波的原理;然后结合憎水性图像本身的特点,将引导滤波引入憎水性图像去噪处理中;最后通过滤波实验和定量实验结果分析验证引导滤波算法在憎水性图像边缘提取预处理中的良好效果。

摘要:在大电流开关柜运行时,涡流损耗所产生的发热现象严重。为研究开关柜中的涡流损耗,首先推导涡流损耗的计算方法,然后借助SolidWorks三维画图软件,根据图纸和现场测量建立开关柜磁场的简化计算模型。其次通过有限元仿真计算软件,分别计算母排在交直流加载条件下的损耗,指出集肤效应和邻近效应对母排发热的影响, 并对整个开关柜进行涡流场仿真计算,得到整个柜体的涡流损耗。最后根据计算结果提出优化建议。研究发现,开关柜柜体涡流损耗很大,总值达到3831.66 W,在开关柜的温升计算中是不可忽略的。

摘要:为合理确定变电站跳通段设备雷电冲击绝缘耐受水平,在电磁暂态计算程序 EMTP中建立计及工频电压和感应电压的仿真计算模型,仿真计算跳通段绕击、反击侵入波大小,研究雷电流模型、感应电压和绝缘子串闪络模型对跳通段设备雷电过电压的影响。仿真结果表明,校核跳通段设备绝缘耐受能力时应考虑最大绕击雷电流下的侵入波过电压,适当提升设备绝缘设计水平;建模时考虑一定的线路波阻抗电阻可消除电气回路中不合理高频振荡引入的侵入波幅值偏差;雷电流模型、感应电压和绝缘子串闪络模型对跳通段雷电过电压仿真结果有较大影响,校核跳通段设备的绝缘耐受水平时,宜偏严格选取合适的仿真模型,研究结果可供相关人员参考。

摘要:电力线为传输电能而设计,复杂的配电网拓扑结构使得电力线通信信道环境恶劣,信道特性变化规律复杂,严重影响信号传输的质量和效率。为应对上述问题,利用传输线二端口网络,建立电力线信道的数学模型,进而仿真分析电网结构及网络参数对信道电压幅频特性以及网络输入阻抗特性的影响。通过分析发现,信号衰减峰谷值的位置受主线路长度的影响较小,分支线路长度影响信号衰减峰谷个数。并且,信道电压传输幅频特性的衰减峰频率处,网络的输入阻抗值相等。

摘要:数据驱动的用电异常检测一般根据设置的特征指标项,对用户用电行为进行分类或聚类分析来识别用电异常,受不同行业用电行为多样性影响,实际应用中往往存在误报率偏高的问题。在此背景下,利用同类细分行业用户具有类似用电行为规律的特点,提出基于行业性用电特性提炼特征指标项进行用电异常检测的方法。基于路灯专变用户的实际负荷数据,首先分析路灯专变用户的负荷构成和用电行为特性,进而建立能准确刻画路灯专变用户用电行为的特征指标项;其次根据特征指标项的统计特性分析,采用直方图双峰法设置了用电异常路灯用户的判定阈值,识别实际电网中特征指标项超阈值的用电异常路灯专变用户;最后验证所提方法的有效性,并分析总结用电异常路灯专变用户在地域分布上的一般性规律。

摘要:变电设备状态评估是掌握设备运行状态的重要手段,能及时发现设备问题及潜在风险并采取有效的检修措施预防故障和事故发生。在此背景下,提出基于模糊综合评判的变电设备评估方法,该方法根据各项检测指标对变电设备进行综合评估,并进行运行状态分级,对电网设备进行全面评估与动态管控。常规评估方法往往采用单项打分的办法,而模糊评判的设备评估方法,可以实现从多层面对变电设备更有效的全面的评估。通过具体算例,举例说明用模糊评判进行变电设备评估的具体流程与分级方法。采用该方法后,北京电网变电设备状态管控水平有较大提升,设备故障率呈现逐年下降的趋势。

摘要:为解决智能变电站电量计量不平衡问题,针对数字化跨间隔电能计量系统涉及环节较多、实验室测试存在盲区、现场检测手段匮乏等特点,提出一种用于变电站现场实施的跨间隔电能计量多维测试技术。分析数字化跨间隔计量异常的主要原因,提出基于无线传输的间隔化注入测试方法及其实现方案,对分布式终端同步、被动采样的精确触发及采样曲线拟合等关键技术进行描述。由实验结果可知,该测试方法在保持被测系统架构完整性的前提下,实现跨间隔电能误差定位及相关性能检测,有助于提升数字化计量专业的现场调试检修能力。

摘要:为从卫星影像中提取出输电走廊的信息,提出一种基于高分二号遥感影像的输电走廊信息提取方法。首先基于低分辨率多光谱影像进行加权灰度变换并实现影像二值化,利用影像边缘检测和直线检测方法提取输电线路和杆塔的信息。然后,利用最小距离法对融合后的高分辨率影像进行植被精细识别,并计算植被覆盖指数。最后, 在植被分布影像中重构输电线路,并结合植被覆盖指数对植被威胁区域进行预警。仿真结果表明:利用边缘检测对二值化影像进行杆塔提取识别率达到100%,融合后的植被分布影像轮廓清晰,对地物植被覆盖区域识别精度达到了90%以上,结合植被覆盖指数给出的预警区存在植被生长茂密,威胁输电线路运行的情况。该方法实现输电走廊植被生长预警,能够运用于电力行业的输电安全在线监测。

摘要:电网作业常处于高空、高压等危险环境,此类环境常常为电力作业人员的安全带来威胁。仅靠人力监管常会出现监管不力的情况,现有的目标检测算法也只能进行简单的安全识别,无法根据特定的电力作业场景识别违规操作行为。针对这一问题,提出一种基于 YOLOv3的特定电力作业场景下的违规操作识别算法,选用 YOLOv3算法进行目标检测,同时融入场景识别机制,并引用交并比设定逻辑判断函数,检测特定场景下电力作业的违规操作行为。以电焊作业场景为例进行实验验证,实验结果表明,该模型的检测精确率为82.15%,证明了该方法的有效性,同时也对后续优化该模型提出了几点建议。

摘要:为有效识别有载分接开关的弹簧储能故障,提出一种基于神经网络响应面模型的有载分接开关弹簧储能故障的识别方法。首先,采用有限元法建立有载分接开关的故障仿真模型;然后,基于仿真试验和均匀试验设计生成响应面模型的训练样本,通过样本训练构建神经网络响应面模型;最后,采用意愿函数构造的多目标识别算法对表征弹簧储能不足的力学参数进行识别,通过仿真对 UCL 型有载分接开关弹簧储能不足故障的识别结果进行验证。 研究表明,基于神经网络响应面模型能够有效识别弹簧储能不足故障,识别结果与参考值的最大相对误差为 3.93%,验证该方法的有效性。