摘要:

摘要:针对园区综合能源系统调节资源短缺导致的运行灵活性不足、经济效益偏低等问题,协调考虑居民用户参与综合需求响应和增建能量存储与转换设备两种措施,提出一种园区综合能源系统经济性优化方法。首先,在考虑空调、燃气供暖等设备调节能力的基础上,建立包含价格型与激励型负荷的综合需求响应模型;然后,分析居民用户参与需求响应的行为特性,建立室温偏差与用户参与度的相关性模型;最后,构建计及综合需求响应与设备增建的园区综合能源系统经济性优化模型。算例分析表明,提出的经济性优化方法,充分考虑居民用户参与综合需求响应,调节资源和优化配置增建设备容量,有效地提升了园区综合能源系统的经济性。

摘要:为提升多能互补能源互联网的高效经济运行,考虑多能流设备之间的协同运行、约束条件及分时电价因素,以经济、环保综合效益为多目标函数,提出3种不同运行优化控制策略下的优化调度模型。文中对含风光发电单元、冷热电联供单元、储冷/热单元和储电单元的数学模型进行研究,并利用自适应小生境遗传算法通过优化获得模型参数,再根据二级对比原则,基于模型对三种不同运行方式下的综合效益进行对比。最后将该系统调度优化模型应用于某产业园区夏季典型日中。仿真结果表明,在并网售电状态下,园区的综合效益达到最优。

摘要:为提高能源供需平衡、降低能源消耗,提出“双碳”背景下能源互联网数字孪生系统设计。通过物理感知层、传输交互层、数据共享层、应用服务层以及虚拟空间和安全防护构成能源互联网数字孪生系统的整体框架。从二氧化碳排放量和容量投资成本这2个目标出发,构建目标函数,在相关约束条件的基础上,采用和声搜索算法求解目标函数,实现能源互联网的规划,完成能源互联网数字孪生系统的设计。实验结果表明,所设计系统的燃气、水和电消耗量均较低,且蓄电池容量高、能源供需平衡。

摘要:针对储能平抑风电成本过高的问题,提出一种考虑置信水平的混合储能平抑风电波动新方法。首先对比在不同时间常数下混合储能对典型日风电出力波动的平抑效果,得到储能参考功率,采用经验模态分解(EMD)将储能参考功率分解成一系列本征模态函数(IMF);然后利用瞬时频率—时间曲线混叠最少将储能参考功率划分为功率型高频储能配置和能量型低频储能配置,基于储能成本对其进行合理选型;最后对湖南某风电场实际运行工况进行算例仿真,仿真结果表明:考虑置信水平后,储能平抑风电波动所需要的容量和功率明显降低。

摘要:配电网中单相负荷的大量接入导致三相负荷不平衡,为解决配电网中三相负荷不平衡带来的一系列危害,首先提出一种配变三相不平衡负荷自动均衡控制方法,以降低配变的三相不平衡度;然后系统地分析换相式不平衡负荷自动均衡控制系统的结构,设计控制流程及其换相策略,并详细说明基于复合式开关的换相单元的断路器和晶闸管的控制流程;最后建立配变三相不平衡的仿真模型,验证控制策略和流程的正确性。

摘要:针对直流微电网中多个储能单元在补充或吸收系统功率的过程中,由于自身初始荷电状态(SOC)不同而出现的过充过放问题以及传统下垂控制法不能实时合理分配储能系统负荷电流的不足,为此研究开发一种新的基于蓄电池SOC幂指数的下垂控制方法。与传统方法的不同在于该方法能够根据SOC幂指数的变化实时改变下垂系数,使蓄电池SOC和负荷电流达到均衡状态。通过对SOC控制特性进行分析选出SOC幂指数控制算法的合理参数n=2、p=7。蓄电池充、放电以及负载波动时的自动充放电过程Matlab/Simulink仿真计算结果显示,所提方法能够有效均衡2组蓄电池的负荷电流与SOC,且电压波动幅度控制在允许范围内。

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。在此背景下,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:针对典型场景生成方法存在未能全面考虑风、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。首先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;其次,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;然后,应用基于陆地移动距离(EMD)的方法,进行典型场景提取效果评价;最后,通过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。结果说明所述方法提取的典型场景能更好体现原数据特征。

摘要:电网在换相失败发生期间,会消耗大量的动态无功功率,一旦发生换相失败故障,容易对电网安全运行产生影响。在此背景下,研究如何通过优化交直流混联电网的无功储备,来降低直流换流器换相失败事故扩散的风险。首先,建立交直流混联系统的微分代数方程,在一阶轨迹灵敏度基础上,求取系统的多阶轨迹灵敏度;然后,针对电力系统当前的运行状况,建立含发电机和容抗器的动态无功储备优化模型,求解得到动态无功储备优化的最优解;最后,以某实际系统为模型进行仿真验证,证明该方法的可行性与有效性。

摘要:目前中国特高压直流接入的受端电网大多呈现“强直弱交”的情况。特高压受端换流站发生直流闭锁故障时,系统将发生大规模潮流转移,并可能引发部分线路过载。在此背景下,提出在受端电网中加入晶闸管控制串联电容器(TCSC)装置改善含特高压直流接入受端电网安全稳定问题,并建立了计及N-1安全约束的TCSC装置定容选址双层规划模型。上层规划模型以加装TCSC装置投资成本最小为目标,下层规划模型以N-1约束下最优潮流为目标,下层通过最优潮流求解结果选取给系统造成严重影响的N-1故障返回上层,增加新的约束,上下层通过互相迭代求得最终解。提出规划模型在修改IEEE 39节点系统中得到验证。

摘要:现有方法预测电力短期负荷时忽略了对其进行聚类优化处理,导致预测耗时较长,短期负荷预测精度偏低。为此,提出一种基于改进K-means算法的电力短期负荷预测方法。该方法利用改进后的K-means算法聚类处理电力负荷大数据,使用聚类后获得的训练样本构建循环神经网络RNN拓扑结构,然后通过对RNN神经网络模型设置最优权值,实现电力负荷的短期预测。实验结果表明,所提方法具有高预测效率和高短期负荷预测精准度。

摘要:为促进楼宇节能,实现不同楼宇内分布式能源的协调控制管理,首先搭建包含风电、光伏、储能设备、电动汽车以及柔性负荷的楼宇虚拟电厂框架,并阐述虚拟电厂内能量与信息的流向;然后,构建楼宇虚拟电厂的协调优化调度模型,以净成本最低为目标函数,并考虑不同楼宇间电能的优化共享;最后,以一个包含居民楼、商业楼、办公楼的楼宇虚拟电厂为例,针对不构建虚拟电厂、楼宇虚拟电厂调度楼宇内各单元、楼宇虚拟电厂调度楼宇内各单元及楼宇间电能共享3种场景进行分析,对比3种场景下的调度结果以验证上述模型的有效性。结果表明:该模型可以实现楼宇内以及不同楼宇间电能的协调优化,有效地改善了虚拟电厂的经济性和负荷情况。

摘要:输配电网经常需要通过短时改变拓扑结构来实现故障处理,但保护装置的动作范围受拓扑变化的影响。在此背景下,首先,提出一种基于拓扑结构变化的输配电网自适应保护方法,在拓扑变化的情况下实现保护装置的最佳配置;然后,在传统自适应保护方法的基础上提出一种节点开关拓扑变化追踪技术,该技术主要根据系统结构变化,自适应改变拓扑结构,进而改变拓扑矩阵,自适应修改系统保护参数;最后对所提出的方法进行实例分析,并与传统的自适应保护方法进行比较。结果表明所提方法提高了自适应保护的整定范围和电力系统的保护能力。

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:为解决谐振接地配电网高阻接地故障辨识困难的问题,提出基于多频导纳测量的配电网接地故障辨识方法。首先,建立由配电网中性点处注入特征信号等效回路,通过向配电网注入多频电流信号,测量返回电压信号,测算获得配电网多频导纳参数及阻尼率参数。然后,对由故障过渡电阻产生的增量阻尼率进行叠加,实现故障特征量的有效放大,同时大幅降低干扰的影响,从而有效地辨识高阻接地故障。最后,在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建典型10 kV配电网模型,对不同运行条件下的接地故障进行模拟,算例仿真表明该方法通过叠加多频段特征信号下的系统增量阻尼率,可使接地故障特征得以突显,并具备较高的抗噪声能力,大幅提高了高阻接地故障的辨识能力。

摘要:电转氢技术为解决弃风弃光问题提供了新的思路。针对氢能大规模环保供应的问题,首先提出一种电—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3个功能的基础上,分析一体化站参与主能源与新能源市场的购电策略;然后以一体化站的总运行成本最小为目标函数并考虑一体化站中电—氢系统的功率平衡与约束条件建立考虑市场环境的电—氢一体化站的优化运行模型, 该模型可以运用线性规划求解;最后,算例结果验证了文中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:随着分布式能源、电力电子技术的进步,传统的刚性变电站不再能满足用户的需求,基于柔性变电站的交直流配电技术应运而生,并快速发展。柔性变电站在电网中作为能量传输的节点,可以提升电网安全稳定运行水平。为探究基于柔性变电站的交直流配电技术经济效益,首先综合考虑交直流配电网运行的技术、经济、社会等各方面,构建一套综合评估指标体系,并提出灰色关联聚类分析的指标筛选模型;其次充分考虑决策者的偏好模糊性和客观信息,建立基于模糊层次分析法和熵权法的综合指标赋权模型;然后利用灰色关联改进的TOPSIS法,构建交直流配电网综合评估模型;最后设置不同配电网运行情景进行算例分析。算例结果表明:一方面所建立的综合评估模型能够较好地反映评估方案的真实水平;另一方面,考虑风光等分布式电源的基于柔性变电站交直流配电网相比传统配电网有较大的技术经济优势。

摘要:电压暂降的有效治理对于用户、电网及所在区域均为有利,比较治理电压暂降多种模式的投融资经济性评估具有实际应用价值。在此背景下,首先在用户自承担治理模式中提出以用户性价比最高为目标的优化配置模型;其次在服务费治理模式中提出多重考虑因素的租金模型;然后在PPPO&M模式中引入成本控制因素优化租金模型,基于引入政府方投资的PPP模式纳入区域经济效益与区域环境效益优化投资模型;最后以4种模式为基础,探讨不同治理模式的经济性评估,并在IEEE 30系统中进行仿真模拟,计算各方在各个模型中的净现值,内部收益率及投资回报周期,比较多种模式在同一条件下的经济性。

摘要:近些年电网公司对配电网投资持续加大,但缺乏一套科学合理的配电网项目投资效益评估体系。 在此背景下,首先从装备水平、网架结构、供电能力、新增供电量等方面构建了两级配电网项目投资效益评估指标体系,并使用层次分析法与熵值法分别对评估体系中各指标计算权重,以及使用博弈论方法综合二者权重形成各指标最终权重;最后,采用核主成分分析方法抽取各项目评价指标数据的主成分,再基于主成分综合得分和投资金额对各项目投资效益优劣进行排序。仿真算例表明该方法可以科学合理评价配电网项目投资效益,有效地指导配电网建设与改造。

摘要:针对XLPE电缆绝缘老化影响电力系统稳定运行的问题,以绝缘状态检测项目为基础,提出基于多个特征检测量的偏最小二乘(PLS)老化时间预测模型。首先针对现有的数据样本较小及模型中存在的多重共线性问题,引入最小二乘支持向量回归机(LSSVR)优化模型主成分得分向量;然后利用最新得分向量建立LSSVR-PLS老化时间预测模型;最后利用回归参数T检验法对比检验了模型非线性处理能力,对杭州某区域多根110 kV XLPE电缆样品进行预测分析,结果表明改进模型适用于电缆检测量小样本数据的处理,能够消除原始模型存在的多重共线性问题,并且具有更高的预测精准度,对电缆的运维及电网改造具有重要的指导意义。

摘要:随着城市的发展与供电需求的增大, 架空线—电缆混合线路以其结构灵活等优点得到越来越广泛的应用,混合线路的合闸操作所引起的过电压已成为系统安全可靠运行的重要影响因素。在此背景下,采用PSCAD仿真软件对某地区220 kV超高压架空线—电缆混合线路合闸过电压特性进行研究,通过建立过电压仿真模型,仿真分析混合线路合闸操作时产生的合闸过电压特性,探讨影响合闸过电压的影响因素。结果表明:考虑三相不同期性时,合闸过电压比三相同期合闸过电压幅值增加了10%~20%;合闸过电压与合闸相角有关,且合闸过电压幅值与合闸电阻大小呈反比关系;通过合闸时间的配合,合闸电阻分级投入,使能量逐级释放,在此基础上发现采用多级合闸电阻可更有效地限制操作过电压。研究工作为超高压架空线—电缆混合线路的设计提供了参考依据。

摘要:为研究分裂导线阻力系数随风攻角与分裂间距的变化规律,采用CFD数值模拟方法研究了不同分裂数与分裂间距下的低风压导线阻力系数随风攻角的变化规律。通过在边界层风洞中开展90 cm长的导线节段模型试验,获得了低风压导线不同风攻角条件下导线阻力系数随雷诺数、尾流干扰的变化规律,并与数值模拟结果进行对比。研究结果表明:多分裂导线阻力系数干扰效应明显,随着分裂数的增加,平均阻力系数可降低20%以上;多分裂导线阻力系数随风攻角变化明显,在风偏的情况下将出现风阻系数峰值:二分裂导线在风攻角为18°~24°出现峰值,四分裂导线在风攻角为22.5°~30°出现峰值;分裂导线风荷载设计应考虑风偏下的不利影响,以及干扰效应影响。

摘要:无线电能传输技术基于其安全可靠的优点被应用于机器人的充电系统中,为提高系统的耦合性能和减小对线圈周围的电磁辐射,提出一种新型半包围磁芯结构的磁耦合谐振式无线充电系统。首先建立圆盘磁芯的磁路模型,推导系统耦合系数的磁路表达式,为磁芯设计提供依据,通过在发射端圆盘磁芯外边沿增加一定高度磁环来减小互耦区磁阻,同时在发射端磁芯中心挖空来增大自耦区磁阻;其次建立新型半包围磁芯的磁路模型,推导新型磁芯系统的耦合系数表达式,得到影响系统性能的3个结构参数(磁环壁厚度,磁环高度,磁芯内环半径);然后基于Ansys Maxwell 建模仿真分析3个参数对系统耦合系数和电磁辐射的影响,并通过参数扫描优化磁芯结构参数;最后,通过搭建实验平台验证仿真结果的正确性。结果表明,新型半包围磁芯结构较圆盘磁芯的耦合系数最大可提高5.1%,线圈下方屏蔽效果提升了1.46倍。

摘要:为解决35 kV输电线路普遍存在的雷害问题,提出一种新型灭弧防雷间隙(NALPG)装置。首先,为验证装置的可行性,论述装置的熄弧原理,研究电弧发展和熄灭的机理,并借助电磁暂态计算软件(EMTP)搭建雷击35 kV输电线路模型来分析装置熄弧之后的暂态运行过程。通过仿真得知NALPG具有降低雷击过电压和削减谐波分量的能力。紧接着构建试验电路进行工频电弧截断试验,得到整个熄弧时间仅需4.0 ms,且一段时间内电弧未重燃。防雷改造NALPG的实际挂网运行效果优异。

摘要:近些年,外部短路冲击导致的瓦斯保护误动事件频繁出现,在此背景下,对变压器的运行效率造成威胁。为探究外部短路故障时管道内的油流特性,在电力变压器上建立瞬态油流测量系统,开展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,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,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。