摘要:2021年中国电力中长期市场重签年度合同的现象,凸显了市场主体考虑风险因素的最优电量组合决策的理论及政策问题。在自主决策批发市场购电量和零售市场电价套餐的前提下,构建售电公司基于条件风险价值 (CVaR)的购、售电业务最优电量比例的决策模型,并进行实例计算及分析。根据目前省级电力市场实际设计售电公司的典型购售电业务情景,提出相应的收入或成本计算方法;以条件风险价值为风险评估指标,以批发市场不同交易品种购电量比例和零售市场不同电价套餐售电量比例为决策变量,以收益最大为优化目标,建立售电公司收益—风险最优决策模型。结合广东电力市场实际数据计算典型购售电业务组合与置信水平对于售电公司购售电电量结构、收益及风险的影响。通过模型构建与模拟计算合理解释和分析重签合同的原因,为包括售电公司在内的市场主体考虑风险管理的购售电量决策和政府年度市场交易方案制定提供依据。

摘要:随着分布式电源接入配电网带来故障电流大小、潮流方向的改变,配网继电保护整定工作愈发艰巨。针对含 DG配网反时限过电流保护定值优化问题,考虑配网故障不确定因素、继电器固有属性与继电保护的“四性”要求, 在粒子群算法(PSO)更新过程中引入“全局历史平均最优解”与动态惯性权重相关概念,提出基于改进粒子群算法 (MPSO)的含 DG配网反时限过流保护定值优化方法。结论表明,MPSO 能有效避免定值求解陷入局部最优困境, 适用于含 DG配网反时限过电流保护定值优化问题。

摘要:提出一种用于电力杆塔缺陷检测脉冲电源拓扑及其样机实现。该脉冲电源的拓扑采用新型开关器件,可满足脉冲快速、可调需求。电力杆塔缺陷检测需要在几十千伏的电压下产生具有亚纳秒上升时间的脉冲电源,为实现这一点,将传统脉冲电源引入固态开关器件。所提出的脉冲电源设计为由多个堆叠的同轴层组成的拓扑结构,其中每层由包含多个开关器件的印刷电路板(PCB)组成。然后,对所提出的脉冲电源进行3D 电磁仿真分析,并设计5 kV 脉冲电源样机,测试样机在2.5kV、50Ω 负载下可实现6ns的脉冲上升时间,验证所提电源能够产生灵活脉冲波形,从而验证所提出设计方法的有效性。

摘要:自然灾害的频发为配电网的供电可靠性、安全性带来严重威胁,在此背景下,为增强中低压配电网故障恢复能力,研究自然灾害场景下考虑用户需求响应的中低压配电网弹性提升技术。首先,综合考虑用户差异化供电可靠性需求以及需求响应的运行特性,建立衡量配电网弹性的指标———停电损失;其次,提出基于供电优先级的需求响应控制策略,并建立计及需求响应的配电网弹性提升优化模型;最后,以IEEE33节点为例,对所述指标和模型进行验证。仿真结果表明:所提弹性提升优化模型可显著降低中低压配电网弹性恢复全过程的停电损失,提升灾害场景下配电网的运行弹性。

摘要:近年森林火灾频发导致重大人员伤亡事故与国民经济重大损失,影响电网的运行安全。发生森林火灾的原因除了雷电、人为等因素外,电力线路树木接地故障引发与否也是事故原因调查时争议很大的问题。以中压线路为主要研究对象,搭建火焰和树线放电试验平台,研究树木临近线路放电、树木因外部因素搭靠线路上放电和线路下方出现火焰时线路放电的故障特征,提出山火引发线路故障与线路树木故障的辨识依据;提出树木接地故障理论模型,预测树木接地时泄漏电流等电气参量幅值,为制定防范电网树线故障引发山火事故措施提供思路。

摘要:分布式电源(DG)大规模接入配电网,其随机出力叠加负荷波动,增加了系统优化运行与控制的复杂程度。 基于“源—荷”时序变化特性分析 DG接入对配电网电压无功分区的影响,提出一种分区方案调整策略。首先,基于电压无功分区原则选取区域无功平衡、区域间耦合度、区域内耦合度以及区域无功储备等指标作为分区评价指标, 建立基于增广电压/无功灵敏度矩阵的模糊聚类分区模型,并通过分析风电、光伏时序出力特性,结合典型日负荷曲线划分“源—荷”典型时序场景;然后,分析在多个“源—荷”场景下四项分区评价指标的变化,进而针对“源—荷”时序变化导致的分区指标变化,提出分区调整方法;最后,利用改进的IEEE33节点系统进行仿真分析。结果表明, “源—荷”的时序出力变化对电压无功分区影响较大,所提分区调整方法可以根据“源—荷”时序变化对分区方案进行动态调整,能较好地将各分区评价指标控制在合理范围。

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,考虑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。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;最后,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: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、工业、商业区不同的停车充放电需求建立电动汽车移动储能模型。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3 个居民区、1个工业区、1个商业区的电动汽车移动储能充放电案例进行仿真,验证所提模型及策略的有效性。

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。首先,定义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(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,通过算例仿真验证所提方法的合理性和有效性。

摘要:大量风、水电站接入山区电网,给山区电网带来了优良的无功资源。传统的自动电压控制(AVC)区域优化控制方法依赖状态估计数据,而山区电网状态估计数据常达不到实时控制的要求。传统的 AVC区域优化控制方法无法在山区电网正常实施,且无法有效发挥这些风水电无功资源的作用,这导致山区电网电压控制困难、电压合格率偏低以及电网功率损耗较高。针对这一问题,依托现有的 AVC 系统,提出一种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,按山区电网不同的电压无功控制目标给出对应的优化控制策略,并按优先级排序;提出10kV 母线电压控制目标值精确选取方法,根据供电区域内台区电压情况定期修正10kV 母线电压控制目标值。 通过典型山区电网的实际应用验证所提方法的可行性和有效性。在不依赖状态估计数据的前提下,所提方法可以显著提升所应用山区电网的电压合格率、降低电网功率损耗并提供大量的无功动态支撑功率。

摘要:行波测距广泛应用于高压输电网,能较好地实现故障定位。但在实际过程中,由于只能给出电气距离,如不考虑档距及弧垂影响,长距离输电线路上测距结果和实际的故障位置将出现较大的偏差;如发生在地形复杂区域, 故障位置误判将极大的影响故障检修效率。基于此,提出一种考虑输电线路档距及弧垂影响的故障精确定位方法, 首先利用 Haversine公式对输电线路的档距进行补偿,然后通过搭建考虑杆塔结构参数和实际温度的悬链线模型, 利用补偿后的档距长度对电气距离进行补偿,最后利用双端行波定位方法得到故障的精确位置。依据实际线路参数,在 PSCAD/EMTDC中搭建500kV 线路模型,并在不同位置设置不同故障。多组实验结果表明,该方法能提升行波定位方法的准确性。

摘要:为解决小电流接地系统中高阻接地故障选线准确率低的问题,从主动调控中性点电压角度出发,提出一种基于零序电流变化量的多判据接地故障选线方法。在特制接地变压器系统侧均匀设置多个接地挡位,系统发生单相接地故障后柔性调节接地档位大小,将故障相电压抑制到故障电弧重燃电压以下。若故障电弧无法熄灭,判断线路发生永久性接地故障,通过降低变压器接地档位,放大故障馈线零序电流、减小非故障馈线零序电流,利用降档前、后各馈线零序电流增减差异进行选线。在过渡电阻较大的情况下,非故障馈线零序电流呈线性变化趋势,故障馈线零序电流呈非线性变化趋势,利用各馈线零序电流非线性畸变程度辅助选线。仿真结果表明,该方法针对瞬时性接地故障能够实现故障电弧快速熄灭,针对永久性接地故障可准确识别十数千欧接地故障馈线,有效提高小电流接地系统高阻故障选线准确率。

摘要:针对当前无源配电网向有源配电网过渡,配电网网架结构发生变化,导致运行检修工作中作业安全风险显著增加,提出一种基于奥迪道克公式的中压有源配电网工作接地线的安全校核方法。将分布式电源分为旋转电机型和逆变型2类,考虑工作人员位于中压侧检修的情况。在此基础上,根据叠加定理计算因误动、装置等原因在工作接地线处产生的短路电流,利用奥迪道克公式初选取接地线截面积,通过计算单相、三相残压对其进行二次校核, 最后根据实际拓扑提供可靠的接地措施。通过实际案例中的应用,验证该方法的可行性和有效性。

摘要:配电信息物理系统(CPDS)利用配电网与信息系统的互通与深度耦合,实现超越传统配电网系统的运行效果和性能水平的同时,也给配电系统运行的可靠性和安全性带来了潜在的负面影响。因此,考虑信息物理交互研究配电信息耦合网络的脆弱性具有重要的意义。借鉴相依网络理论的思想与方法,考虑孤岛电网运行,分析不同攻击策略下信息网络拓扑和耦合模式对 CPDS的影响,探索具有强鲁棒性的 CPDS网络架构。仿真结果表明:高介数节点攻击对 CPDS网络模型具有最强的破坏性,并且具有小世界特性信息网络的 CPDS具有最强的鲁棒性;不同的网络耦合模式面对不同的攻击方式具有不同的脆弱性,相对于随机耦合模式,同配性耦合模式面对随机攻击具有更强的鲁棒性,但对于蓄意攻击方式,同配性耦合具有更差的鲁棒性。

摘要:在配电系统中使用诸如光伏、电池储能系统等分布式电源可实现灵活高效的无功补偿。为此,提出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。最后,在2种配电系统中,采用实际太阳辐照数据和系统运行数据对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法可以消除对初始解和参数整定的依赖,求解速度比现有常用算法提高了50倍,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,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与用户效用函数;然后,构建3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、用户的效用函数;3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:配置储能是解决风电出力反调峰性和随机波动性的有效方式。针对风电场储能配置较少考虑储能的实际使用寿命对储能成本的影响,以及欠缺考虑风电并网的日前、日内阶段调度需求的整体性,考虑电储能的使用寿命损耗特点,建立实际使用寿命年值模型;依据风电日前、日内阶段的调度需求特点,初步确定应用蓄电池和超级电容来满足日前、日内阶段的调度需求;在满足风电并网技术要求下,考虑日前、日内阶段风电调度需求的整体性,以风电场年运行收益为目标进行储能配置,构建计及储能使用年寿命的风电场整体性储能优化配置模型。以某实际风电场为例进行仿真分析,验证所提储能配置方法的有效性。该配置方法可有效利用风电并网过程中日前、日内需求关联的整体性,可为风电实际工程储能配置应用提供一定指导。

摘要:驾驶意图是复合型能源汽车能量分配的重要影响因素,同时考虑到需求功率的低频部分冲击性小,可由蓄电池优先承担,高频部分冲击性大可由超级电容优先承担。提出融合驾驶意图识别的纯电动汽车功率分配控制方法,使得在传统控制策略中只考虑“车”因素基础上,增加考虑“人”的因素。与传统控制策略对比,所提出的策略蓄电池的输出电流更加平滑,功率波动降低了23.72%,超级电容输出功率波动增强,并测算该策略下整车单位里程能量耗损均值为32.61 Wh/km。仿真结果表明,所提策略能更充分利用储能系统的动力特性,有效延长蓄电池寿命。

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,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,然而现有的电缆故障率估计是在额定温度下进行计算的,并没有考虑实际运行中温度变化的影响。采用一种基于人工神经网络的方法估计电缆最高温度,该温度变化满足一定的日负荷曲线。人工神经网络只需4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高,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:天然气分布式能源正成为清洁能源利用的新的重要领域,考虑不同环境特点因地制宜是天然气分布式能源有序推广和健康发展的重要前提,因此,需要建立系统科学的分析指标体系开展不同地区的评价和对比研究。通过文献研究法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等4个维度的16个可量化指标,建立地区天然气分布式能源开发环境评价指标体系。应用所建指标体系采用主客观组合赋权法,开展全国31个省级行政区的天然气分布式能源开发环境评价和综合得分排序。依据评价结果,将天然气分布式能源发展的地区按环境划分为五类,并对比分析五类地区在天然气分布式能源开发资源条件、能源环境、经济环境和社会环境方面的差异。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:考虑智能电网场景下海量电力终端的安全认证需求,针对密钥在电力终端安全便捷的存储、使用问题,提出基于SM9门限签名的电力终端安全认证方案。首先,将无证书标识密码技术应用于电力终端,以解决原有的 PKI 防护体系中证书管理复杂等缺陷;其次,结合门限密码学的思想,对标准的 SM9数字签名算法进行改进,将 SM9私钥进行分割、存储,并在电力终端使用私钥签名过程中,采用电力终端与服务端交互计算后合成签名的方法,再以此方法为基础构建电力终端的安全认证方案;最后,经详细理论推导和分析证明方案的正确性和安全性,并通过实验算例验证方案的有效性。

摘要:针对窄带采集检测到的局部放电缺陷种类少的问题,宽动态范围的有源集成传感系统的研究很有必要。首先,在同轴波导模型下,通过对 GIS内局放电磁传播的衰减分析和 HFSS仿真,得到较长 GIS中有效检测PD信号至少需要40dB的动态范围;其次,通过对比分析,确定通过对数域变换来增加系统的动态范围,选择蝶形天线作为局部放电检测用天线并对尺寸进行优化,其在730MHz~1.05GHz频率范围驻波比小于2;最后,设计宽动态范围的降频模拟电路,开发对数检波技术用于 GIS局部放电检测。该文实现了天线、检波电路、信号调理以及发射高度集成的 UHF局放检测传感系统,其不仅具有优秀的信噪比并且极大地降低了整套采集系统的成本,这对局部放电的检测和精准运维具有现实意义。

摘要:在欧美大麻合法化风潮影响下,国内开始批量出现室内种植大麻的违法现象。在此背景下,利用室内种植大麻需大量消耗电能且用电行为具有规律性的特点,提出一种基于用电功率频域分布相对熵的室内大麻种植检测方法。首先,分析室内种植大麻的用电需求规律特征,并搭建实验室仿真环境进行种植大麻用电数据的模拟产生; 然后,比对居民用户和室内大麻种植用电行为在时域、频域及具体指标项上的差异,并制定根据用电功率频域分布相对熵等指标识别非法大麻种植的检测流程。基于爱尔兰居民用电数据的测试分析表明,所提方法可有效识别和排除正常居民用户,提高大麻种植异常检测的靶向性。

摘要:针对智能变电站配置文件在多端应用中版本不统一、配置文件管控中归档的配置文件与变电站现场装置内运行的配置一致性无法保证、配置文件现场调试工作量大影响电网运行等问题,提出一种智能变电站工程配置的镜像管控技术。首先,设计适用于多端应用的智能变电站工程配置镜像管控系统,并建立智能变电站工程配置文件全过程管理流程;然后,基于循环神经网络算法与马尔科夫聚类算法进行智能变电站工程配置校验比对,基于搭建的系统进行智能变电站工程配置文件镜像调试;最后,以某变电站改扩建工程为例,采用所提方法时可减少改扩建现场传动,缩小停电周期和范围。

摘要:随着变电站的智能化程度不断提升,设备的更新换代越来越快,变电站检修工作的安全风险正逐步加大。 为了降低检修工作中的安全风险,设计可用于变电站检修工作智能手环。首先,对可穿戴手环进行整体功能设计并对涉及到的关键技术进行简要概述;然后,完成手环主控芯片、心率检测模块、跌倒检测模块及近电告警模块等关键功能模块的芯片选型、调试以及软件流程设计;最后,测试手环的各项功能,验证各部分功能的实用性。所设计的可穿戴设备能提升检修作业的安全性,有利于促进变电站安监系统的智能化。