摘要:高压直流输电系统的换相失败、直流闭锁、近区交流短路故障等会导致送端电网暂态过电压,制约输电能力、威胁系统安全稳定运行。为此,首先梳理换相失败、直流闭锁、近区交流故障3种典型故障下直流送端电网暂态过电压产生机理的异同,明确暂态过电压的主要影响因素;其次,总结现有暂态过电压的抑制策略及其优缺点;最后,针对现有研究尚存的不足,指出剖析不同新能源送出场景的暂态过电压机理、揭示暂态过电压多影响因素耦合规律、构建多时空尺度暂态过电压协同抑制体系等3个方面是未来高压直流输电送端电网暂态过电压研究的重点。

摘要:针对目前采用经验充电电流值的恒流恒压(CC-CV)充电策略导致电池老化严重的问题,提出一种优化充电策略。从电池整个寿命周期角度出发,基于锂离子电池容量衰退模型,以电池最小衰退容量为目标,采用数据库动态规划(DDP)对电池寿命周期进行规划,得到不同循环阶段下对应寻优充电电流分布,并分析充电电流对电池容量衰退的影响。最后,在Matlab/Simulink中与现有恒流恒压充电策略进行仿真分析对比,结果表明,该策略能够有效延长电池循环寿命。

摘要:实际电网的边界波动会激起低频振荡,主振荡路径下的若干线路振荡剧烈将严重影响电网的安全稳定运行,故本文研究电网边界扰动下的主振荡路径识别方法。通过对比电力系统与弹性力学系统的相似性,将电网映射成弹性力学网络,构建映射弹性力学动态模型,以力学视角分析电网的低频振荡现象。根据受迫振动的能量转换机理,分析电力系统功率振荡时的能量转换特性。结合网络能量的交互及分布特征,建立路径振荡指标,提出一种电网主振荡路径的辨识方法。算例仿真结果证明:电力系统与弹性力学系统动态映射的合理性及主振荡路径辨识方法的有效性。本文结论有益于理解电力系统低频振荡的物理过程,且对开展相关抑制振荡措施的研究具有参考价值。

摘要:随着燃气发电技术和电转气技术的发展,电—气互联能源系统扩展规划成为研究的热点问题,同时近年来频发的极端自然灾害威胁着电—气互联能源系统的正常运行。为此,在极端自然灾害场景下,对兼顾弹性提升的城市电—气互联能源系统扩展规划问题展开研究。首先,对系统中的基础元件进行抗灾等级划分,用于描述灾害后的元件损坏情况;然后,以投资成本和失负荷成本之和最小为目标,应用储能蓄电池、分布式燃气发电机、储气罐以及电转气装置等设备,提出一种考虑弹性提升的城市电—气互联能源系统扩展规划的鲁棒优化模型;最后,利用列和约束算法对提出模型进行求解,并采用改进的IEEE 33节点电力系统和比利时20节点天然气系统进行仿真测试,得到一定极端自然灾害预算情况下的规划结果,从而验证所提出的扩展规划模型能够起到提升系统弹性的作用。

摘要:输电网与配电网规划问题均是电力系统规划中的经典问题,而将二者协同考虑能够在投资预算总额固定的情况下获得整体更优的规划方案。为解决输配电网协调规划组合爆炸、求解困难的问题,提出基于配网规划等值曲线的输配电网分层协调规划方法。各配电网分别求解不同新增项目数量下的最优规划方案和最大净收益,得到配网规划等值曲线;将其嵌入输电网规划模型的目标函数即可得到输配电网协调规划方案。该方法可以减少模型中的决策变量数量,提升求解效率。基于Garver’s 6节点输电系统和REDS-135节点配电系统构造的输配电网规划算例验证了所提方法的有效性。

摘要:针对有限投资预算下多个高渗透新能源的配电网项目的经济组合优选问题,考虑不同供电区域可靠性边际效益的差异和项目之间的复杂相关性,提出考虑效益耦合和时序关联特性的配电网规划项目优选模型。考虑不同供电区域可靠性边际效益的差异和项目之间的复杂相关性,提出考虑效益耦合和时序关联特性的配电网规划项目优选模型。首先,建立项目效益耦合方程,提取项目效益耦合特性;其次,根据时序关联规则定义,确定项目时序关联特性,定义配电网规划项目关系,并设计配电网规划项目优化约束。最后以项目最大投资效益为目标建立优选模型,对现有两种方法进行对比验证。结果表明:本文模型优选的配电网规划项目成本低、效益高,可为有限预算下配电网多区域项目优选提供依据。

摘要:针对可再生能源消纳与发电市场的博弈问题,研究不同场景中风电的调度策略,提出基于改进NashQ算法的风电调度策略模型。首先,在市场上博弈环境下建立风电优化调度模型,计及风电上网的预测偏差考核惩罚、风力发电经济效益与环境效益,考虑可再生能源的弃电限制,在这一基础上,对比风电独立运行、风—光、风—储联合运行下的风电调度策略;其次,采用JS散度优化各个智能体的学习率,提高多智能体强化学习的收敛效率;最后,在Matlab中搭建电网模型进行分析,仿真结果验证:改进NashQ方法相较于NashQ、NETRL算法的收敛速度有明显提升,风—车联合运行模式在多主体博弈下有较好吸引力。

摘要:配电网合解环操作能实现不停电转供电,提高供电可靠性。为了保障合环操作的安全性和解环后配电网运行的经济性及电能质量,提出统筹考虑合环、解环全过程的优化调控模型及算法。首先,以无功补偿电容器、变压器分接头以及功率可控的分布式电源为调控手段,以合环前和解环后调控的设备动作总次数最少、合环时环网馈线段的最大负载率最小及解环后网损及电压偏差最小为调控目标,建立合解环综合优化调控数学模型;然后,利用配变的历史负荷推算配电网负荷功率,提高合解环潮流计算的准确性;最后,采用多目标粒子群算法对调控优化模型求解,获得合解环的Pareto最优调控方案集。根据配电网在不同场景下的合解环仿真结果验证所提调控方法的有效性。

摘要:针对综合管廊中电缆运行时存在温度较高导致灾害的问题,开展综合管廊电缆运行时温度场分布及影响因素研究。通过ANSYS建立有限元数值模型,研究管廊电缆温度场分布规律,分析电缆缆芯层间距、支架层间距以及电流对电缆温度场分布的影响。研究结果表明:当电缆、支架层间距大于0.6 m时,对电缆温度场分布影响较小,电缆布置间距建议取为0.2 m,支架层间距亦为0.2 m;管廊电缆温度场影响半径为0.83 m,与电缆电流、电缆间距和支架层间距无关;电缆电通量与电缆运行时温度、电缆缆芯间距呈ExpAssoc函数关系,可通过在线监测电缆温度场分布推算电缆载流量大小,对电缆负荷进行监控,确保电缆安全运行。

摘要:K-means聚类算法因计算速度快、准确率高等优势被应用于大规模配电网数据异常检测,但当聚类数不合适时,可能导致聚类结果不理想。为此,提出一种基于改进elbow method和轮廓系数的聚类数选择算法IES,首先,该算法利用elbow method的聚类评价指标和聚类数上限,确定随数据集不同而自适应变化的阈值,通过自适应阈值求解聚类数下限;其次,在聚类数上下限内计算轮廓系数,并提出“一个极大值”规则避免计算所有轮廓系数,提高算法速度;最后,利用轮廓系数选取合适聚类数,并通过召回率评价异常检测效果,说明为K-means聚类算法选取合适聚类数对异常检测的重要性。算例结果表明:IES算法能在自适应获取最佳聚类数的同时大大削减计算时间,提高K-means算法在线监测的准确率和高效性。

摘要:高比例分布式电源接入配电网易导致电压波动甚至越限,同时增加系统网络损耗。为增大配电网安全裕度,提高供电可靠性,提出基于灵敏度聚类的含DG配电网电压分区控制方法。利用潮流分析得到雅可比矩阵,计算各节点电压对DG出力的灵敏度,得到DG无功电压控制空间矩阵,采用K-means算法聚类,实现DG自适应分区,以灵敏度和分区结果作为调节DG和无功设备出力的依据。所提方法能针对系统电压薄弱点进行定向补偿,实现分布式电源的分区调节。最后采用IEEE 33节点系统作为算例,结果表明该电压控制方法能有效提升系统电压水平,提高电能质量。

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以及PSO-ELM识别等操作,最终可准确判断出PD信号类型,提高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:绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是新能源发电、智能电网、高压输电等领域实现电能有效变换和利用的关键电力电子设备。IGBT的状态监测是电力电子装置可靠性监测的基础。现有基于电磁热参数的检测方法难以同时满足快速、无损和在线的检测需求。在开关状态下,IGBT内部电磁力多物理场相互作用会产生机械应力波信号,信号的特征参数可有效表征IGBT的状态,因此未来有潜力成为一种新的IGBT状态监测方法。该文从信号的产生机理、试验系统的搭建、试验结果分析3个方面对低压条件下IGBT的不同开关状态所产生的声发射信号展开研究,得出IGBT在开通和关断瞬间都会产生应力波信号,并得出信号的主要组成成分和频率范围;开通时刻的应力波信号脉冲尖峰幅值与集电极电压V_CE呈线性相关;高频电磁波与VCE相关,脉宽会影响频率点的密集程度,并且无V_CE时也会有应力波信号产生。

摘要:针对传统基于统计的负荷曲线分类方法存在的准确性和低时效问题,将非侵入式负荷监测与分解技术拓展应用于变电站母线负荷曲线分解。考虑新能源出力,提出一种基于SVM和SCADA大数据的母线日净负荷曲线识别方法。首先,分析典型行业负荷有功功率曲线变化过程,提取有功突变时间进行负荷预筛选;然后,对有功功率波形进行傅里叶级数拟合,从而获取行业负荷特征标签,实现波形特征提取;其次,采用支持向量机将变电站母线日净负荷曲线波形特征分类识别,实现行业负荷特征辨识。最后对甘肃省电网某330 kV变电站实际数据进行SCADA仿真,结果表明,该方法可有效获取母线负荷类别,从而提升负荷建模效率。

摘要:当前电力系统存在规模不断扩大、功率输入来源不断增多以及用电需求不断上升等现状,电网中出现电力运行扰动的频率不断增加,对继电保护稳定性提出了更高的要求。为实现对继电保护系统在运行过程中潜在扰动的及时应对,构建运行数据异常检测方法实施预警和分析。首先,采用基于核函数的线性判别分析(KLDA)模型,实现原始数据的降维处理从而达到降低运算负担、加快响应时间的效果;其次,结合基于被动式异常因子检测(INFLO)模型,依据运行整定参数正常数值范围,能够及时发掘异常节点,从而对异常运行状况做出快速反应;最后,以某地区配电网继保设施监测数据为例进行仿真分析,结果表明:该方法具有较高的异常检测性能,能够实现针对安全风险的自动校核与管控。

摘要:为解决接入充电负荷的配电网峰荷增大带来的电网安全性问题,建立考虑电动汽车(EV)用户响应特性的激励型需求响应(DR)。首先,提出考虑削峰效果和用户响应程度的激励机制,并分析签约用户的响应特性,提出用户签约响应次数限值评估模型,建立考虑过响应和欠响应的用户响应模型;然后,建立“网—商—车”参与DR的成本和效益模型,并提出基准补偿电价优化方法;最后,通过仿真研究用户充电行为、基准补偿电价和充电功率对负荷响应情况的影响。该研究可为聚合商筛选签约用户、差异化设置签约要求和调节补偿电价提供参考。

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。为此,提出一种基于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500 kV主变零序参数XO卡、220 kV线路零序参数LO卡、220 kV主变高压侧母线下级等值零序参数XR卡值的变动对500 kV变电站220 kV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500 kV变电站220 kV侧母线单相短路电流,可应用于工程实际。

摘要:传统三相并网逆变器模型系统的分析,通常采用基于虚拟电网磁链的定向控制策略,在有效减少系统额外成本的同时,还能提高系统运行可靠性。但在分析传统不加补偿的磁链观测时,存在因相角偏移易引起系统误差的问题。为此,提出加LPF补偿的磁链观测器模型方案,研究电容、电网电压观测器新设计方法,并与无差拍预测电流控制算法相结合,对传统无差拍控制进行深入研究,研究发现存在一定程度的控制延时问题。因此,进一步提出一种改进型的无差拍电流预测控制,增加预测k+2时刻采样电流,提高抗扰动性能。最后,对三相无交流电压传感器电压估计策略与改进型无差拍预测电流控制算法相结合进行实验验证,实验结果可验证所提控制策略的有效性与可行性。

摘要:为挖掘产业经济发展与电力大数据之间的耦合关系,构建高耗能产业用电量与多元经济指标数据之间的向量自回归(VAR)模型。通过使用格兰杰(Granger)因果关系检验的方法,提取对用电量预测有显著影响的产业经济指标数据,在此基础上建立考虑经济因素影响的高耗能产业用电量自回归分布滞后(ARDL)模型。以某地区2016—2020年产业用电和经济数据进行算例分析,结果表明:Granger因果关系检验可以有效地挖掘与细分产业用电量相关联的经济指标;将这些经济因素考虑到产业用电预测模型中,可以有效地提高模型的预测精度。

摘要:目前,智能变电站的110 kV线路大多采用双重化线路保护,并且为每套保护配置过程层双网。由于智能站建设初期规范不一致,部分智能站的双重化保护闭锁重合闸配合方式存在跨双网的问题。针对上述问题,首先,研究110 kV线路双重化保护网络结构,分析双重化保护相互闭锁重合闸配合逻辑,提出一种改进型跨双网闭锁重合闸配合方式,给出变电站闭锁重合闸信号跨网通信风险计算方法;然后,以某220 kV智能变电站110 kV双重化线路为例进行案例分析,结果表明本文方法可以大幅提高通信可靠性;最后,以实际变电站为例对本文所提方法进行风险计算,为提升智能站跨双网通信的可靠性提供指导方法。

摘要:能源数字经济背景下为展示行业用户的用电行为,探索地区和行业的经济景气情况,本文借鉴股市成分指数提出一种周期调整负荷成分指数。首先,按照给定规则筛选出具有代表性的若干位行业用户;然后,利用周期分解算法提取所选用户历史日电量的周期分量,以计算调整日电量,并提出工作强度系数,再考虑其所涉及的行业及其个体差异提出多项指标,并基于模糊专家评价法等方式计算其权重以对调整日电量加权整合;最后,选定基期展示负荷指数曲线。分析可得,工作强度系数有助于联系实际生产活动,指数能够及时反映地区日用电行为模式,且去除气温影响后与经济指标强相关,能够阐释投资、产出与生产间的关系以及表征社会主体经济的动向。

摘要:绝缘故障大多采取被动检修,难以实时监控并提前预警。对此,该文利用模糊逻辑算法提出一种电力线路绝缘故障预警方法。通过分析绝缘子的污秽放电过程以及行波产生机理,发现绝缘故障行波具有周期性,绝缘性能下降越严重,产生的行波幅值越大,周期越短。利用以上特性,将检测到的故障行波幅值与时间间隔作为输入量,以故障预警程度作为输出量,利用模糊逻辑算法构建两者的模糊关系,并建立模糊规则库,实现可靠绝缘预警。实验结果表明:所提方法能灵敏辨识绝缘子的绝缘性能,提供实时预警信息。

摘要:电力工作票中包含的电力作业关键信息是进行作业前风险评估的重要基础,为了快速且准确地从实际工作票文档中提取所需信息,提出一种电力工作票分割与作业信息提取方法。首先,采取二值化、膨胀和腐蚀等操作从电力工作票图像中提取表格框线;然后,基于框线检测结果对工作票进行分割操作得到单元格图片,再使用光学字符识别方法(OCR)检测各单元格内对应的作业信息;最后,基于正则匹配方法对识别结果进行结构化处理,实现电力作业信息的有效提取与匹配。基于实际多任务工作票的实验测试表明,所提方法能将提取到的电力作业信息按所属单元格进行合乎上下文语义的组合,关键信息识别效果优于通用商业OCR软件。

摘要:近年来电气火灾频发,故障电弧是重要诱因之一。考虑实际低压用户场景特点,开展非入户式故障电弧检测与识别方法研究。首先,采集用户供电入口处的负荷总电流波形数据,通过谐波分析得到总电流基波和各次谐波的幅值和相位信息;然后,将总电流和预训练得到的电流特征参数矩阵一起构建目标函数,形成多负荷电流分解模型;最后,采用智能寻优算法进行最优化求解,得到各个电器设备的运行状态(包括故障状态),判别电弧故障并分析其成因。在实验室条件下,针对低压用户常见电器进行故障电弧模拟实验,结果证明所提出的基于电流模式分解的非入户式故障电弧检测方法的有效性。

摘要:为有效降低三相不平衡导致的配电网能量损耗,提出一种基于随机模糊潮流的三相不平衡配电网节能降损方法。分析三相不平衡配电网的危害,获取配电网不平衡状态程度和线路有功损耗。充分考虑配电网三相不平衡状况下负荷的不确定性影响,采用随机模糊相容性方法对配电网线路的负荷执行模糊建模操作,将所获模糊输入变量引入潮流模型中,构建三相不平衡模糊潮流模型,获取三相模糊潮流计算结果的配电网有功功率损耗。并构建节能降损目标函数,采用动态改变因子粒子群算法求解获得最优解,实现配电网节能降损。算例仿真计算结果表明:该方法可以实现三相不平衡下的配电网节能降损,且目标函数求解时收敛性能较好,节能降损效率较高。