半月刊

ISSN 1000-1026

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  • 2017年第41卷第14期文章目次
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    • >售电市场关键问题研究
    • 特约主编寄语

      2017, 41(14):1-1. DOI: 10.7500/AEPS20170616009

      摘要 (3743) HTML (0) PDF 959.97 K (1555) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 面向电力需求侧主动响应的商业模式及市场框架设计

      2017, 41(14):2-9. DOI: 10.7500/AEPS20170218001

      摘要 (3670) HTML (0) PDF 1.60 M (4270) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国智能电网的发展面临峰谷差持续拉大、空调负荷不断攀升、新能源接入等新挑战,而电力需求响应是解决上述问题的有效方法之一。中国新一轮电力体制改革正在稳步推进,为电力需求响应的发展提供了重要契机。在此背景下,文中分析了不同市场环境下电力需求响应的开展情况,提出了适合中国国情的面向电力需求侧主动响应的商业模式。通过分析需求响应与电力市场的关系,设计了与中国电力市场改革相互协同的包含需求响应的市场框架:在第1阶段建立与电量市场相对独立、包含需求响应的辅助服务市场;在第2阶段建立与电力市场相结合、包含需求响应的辅助服务市场。此外,分别介绍了2个阶段中需求响应的产品类型、出清方式和考核方式。面向电力需求侧主动响应的商业模式和市场框架要随中国电力市场的发展而不断完善,需求响应将在电力系统的稳定性和经济性方面发挥更大作用。

    • 电力零售核心业务架构与购售电决策

      2017, 41(14):10-23. DOI: 10.7500/AEPS20170220014

      摘要 (3340) HTML (0) PDF 1.47 M (3545) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电力工业改革的不断发展和智能电网的兴起,现代电力系统正逐步演变为更加复杂的信息物理融合系统。未来电力系统中将同时融合可再生能源、分布式发电设备、储能设备、智能表计、需求响应等新技术与新机制。在电力零售市场环境下,这些新技术与新机制给零售公司带来了严峻挑战,需要发展新的决策机制与方法。随着中国新一轮电力市场化改革的逐步深化,多个区域的电力零售市场也正在逐步建立和运营。为了给国内构建完整的竞争性电力零售市场提供有益的参考,并帮助相关研究学者和技术人员更好地了解电力零售市场的研究现状,文中首先介绍了一些主要国家的电力零售市场情况,然后以澳大利亚和芬兰为例,详细说明了电力零售公司的组织结构和购售电业务流程。接着,比较系统地综述了近年来国内外电力零售决策方面的研究进展,包括零售负荷预测、零售公司购电策略、零售定价策略、零售风险管理等。最后,讨论了电力零售研究领域的一些关键问题和未来可能的发展方向。

    • 基于分段竞价的售电侧需求响应策略

      2017, 41(14):24-29. DOI: 10.7500/AEPS20170218006

      摘要 (2017) HTML (0) PDF 3.11 M (2335) 评论 (0) 收藏

      摘要:需求响应可以有效改善负荷曲线,提高系统可靠性。在分段竞价模式基础上,提出了用户可平移负荷参与需求响应的方式。根据发电成本随连续生产时间的增加而有所降低的特性,建立了负荷段组合优化模型,提出售电公司将用户不同的可平移负荷组合为长负荷段参与市场交易,以获得较低的发电成本。在此基础上以购电费用最小为原则建立了市场出清模型,计算出清价格。采用合作博弈双边Shapley值方法,解决用户合作后的购电费用合理分配问题。基于某地区实际负荷数据的算例计算表明,通过售电公司对用户可平移负荷资源的优化组合,可有效降低机组发电成本,减少用户购电费用,实现发电企业和用户的共赢。

    • 考虑用户需求响应的售电公司购售电决策双层模型

      2017, 41(14):30-36. DOI: 10.7500/AEPS20170219003

      摘要 (2451) HTML (0) PDF 1.30 M (2645) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着中国售电侧市场的逐步开放,大量售电公司迅速成立。作为新型市场主体,售电公司购售电决策成为其运营的核心问题。针对不断增强的用户响应市场价格和激励信息的能力,提出了一种考虑用户需求响应的售电公司购售电决策双层模型,上层模型以售电公司利润最大化为目标,下层模型以用户用电效用最大化为目标。模型考虑了双边合同违约惩罚机制,且对具有需求响应能力的用户用电负荷进行建模,采取了售电公司代理用户需求响应资源参与实时市场的互动机制。最后对所建模型采用美国PJM市场数据进行了验证,结果表明考虑用户需求响应能够给出更优的售电公司购电决策方案。

    • 含分布式电源和可调负荷的售电公司优化调度模型

      2017, 41(14):37-44. DOI: 10.7500/AEPS20170217005

      摘要 (2192) HTML (0) PDF 1.38 M (2030) 评论 (0) 收藏

      摘要:售电公司是电力体制中售电侧改革的焦点,在电力市场环境下,售电公司承担着从市场购电并向用户供电的责任。分布式电源和可调负荷的发展,使得售电公司除从市场购电外,有了更多的供电选择,如何在竞争环境中既满足用户需求又提升自身运营效益是售电公司亟须研究的问题。将分布式电源和可调负荷纳入售电公司的优化调度中,综合考虑售电公司对运营经济性和安全性的要求,建立了以售电公司日前运营收益最大为目标的优化调度模型,并对模型中的非凸约束进行凸松弛,使之能够采用二阶锥优化的方法求解,最后采用修改后的IEEE 33节点配电系统进行算例验证。算例结果表明,通过对分布式电源和可调负荷的优化调度,可以使售电公司在降低运行成本的同时有效提升盈利空间,在保证所辖配电网安全运行的同时实现经济效益的最大化。

    • 参与需求响应的工业用户智能用电管理

      2017, 41(14):45-53. DOI: 10.7500/AEPS20170203002

      摘要 (2110) HTML (0) PDF 1.50 M (2391) 评论 (0) 收藏

      摘要:智能电网的不断发展与需求响应的逐步实施促进了电力用户对智能用电的关注。工业用户耗电量大、自动化程度高,具有开展智能用电管理的良好基础。在此背景下,首先提出计及需求响应的工业智能用电管理系统架构,涵盖工业用户的各类用电管理模块和光伏发电管理模块。随后,基于状态任务网络建立生产设备用电管理的数学模型,并计及生产环境舒适度对温控设备用电负荷建模。在此基础上,综合考虑用户购电成本与售电收益,建立工业智能用电管理的优化运行模型。最后,以某工业用户为例对所述方法的基本特征进行了说明,并分析了用电响应情况和经济效益。

    • 基于非合作博弈的居民负荷分层调度模型

      2017, 41(14):54-60. DOI: 10.7500/AEPS20170104004

      摘要 (2142) HTML (0) PDF 1.33 M (1973) 评论 (0) 收藏

      摘要:为促进居民用户柔性负荷资源有效参与需求响应,可以利用负荷聚合商来聚合用户负荷资源参与电网调度。通过将居民用户的柔性负荷进行分类,建立电网公司、负荷聚合商和居民用户的分层调度模型。在日前投标环节,构建了以聚合商利润最大化为目标的日前投标博弈模型,利用非合作博弈思想对聚合商在日前投标市场进行分析,并给出了博弈纳什均衡解的存在性证明;在实时调度环节,聚合商以分类柔性负荷各自用电物理特性作为约束条件,以实时调度和日前投标量之间的偏差最小作为目标函数对用户分类柔性负荷进行实时调度,使得在不影响用户舒适度情况下提高聚合商的利润。算例仿真分析结果表明,所建立的分层调度模型可有效实现居民负荷的需求响应,并使得电网公司、负荷聚合商和用户三方均受益。

    • 基于主从博弈的虚拟电厂双层竞标策略

      2017, 41(14):61-69. DOI: 10.7500/AEPS20170104005

      摘要 (2231) HTML (0) PDF 1.37 M (2094) 评论 (0) 收藏

      摘要:虚拟电厂是一种集分布式能源和负荷为一体的综合能源服务商,也是一种新型的上网交易模式。由于虚拟电厂内部主体存在产权独立性,且电价竞标与电量竞标存在先后行动次序,应用Stackelberg动态博弈理论,建立虚拟电厂竞标问题的动态博弈模型。考虑风、光及负荷的出力波动和预测误差,分别建立虚拟电厂的电价竞标模型和电量竞标模型。基于两个子模型的主从递阶关系,利用最优性一阶条件和粒子群智能优化算法,求出模型的均衡解,确定虚拟电厂内多个分布式电源的交易电价与调度计划。最后对模型进行仿真,讨论不同场景下虚拟电厂的收益、电价竞标和电量竞标结果,验证模型的有效性。

    • 基于Stackelberg模型的主动配电网动态电价需求响应设计

      2017, 41(14):70-77. DOI: 10.7500/AEPS20160726006

      摘要 (2034) HTML (0) PDF 1.76 M (1626) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统价格型需求响应(DR)可能造成负荷弹性不大的用户用电成本的增加,为此提出了一种基于Stackelberg模型的主动配电网(ADN)动态电价DR方案,确保用户参与DR的收益。将负荷分为代理负荷和非代理负荷两类,通过DR代理调控代理负荷,利用动态博弈理论下的Stackelberg模型分析DR代理与ADN的互动过程,求解Stackelberg均衡得到DR代理与ADN的均衡策略,即动态电价与负荷安排。最后,采用IEEE 6节点的算例证明了所提出的DR设计在限制用户电费支出方面的有效性。

    • 区域配电网内分布式电源和负载联盟交易模式设计和分析

      2017, 41(14):78-86. DOI: 10.7500/AEPS20160605007

      摘要 (1945) HTML (0) PDF 1.37 M (1550) 评论 (0) 收藏

      摘要:分布式电源和负载可在配电侧形成电能供给和消费的联盟,并参与区域电力市场交易。相比于单独进行交易,这样的联盟通过帮助市场能力较弱的分布式电源和负载参与到配电网市场中,推动配电网中的中小型负载和分布式电源之间的直购电业务的发展,促进配电网侧的电力市场形成;同时利用市场信号引导分布式电源和负载的电能生产和消费过程,使得它们获得更多的经济利益,促进分布式可再生能源的发展。文中给出了区域配电网中联盟交易模式的存在条件,并且基于公用电网的作用和合作博弈理论,建立了相应的交易价格模型。进一步,以集成售电商的收益为优化目标,构建了联盟选择和定价的优化决策模型。仿真算例说明了联盟交易模式的理论可行性,证明了在不同运行场景中所提优化决策模型的有效性。

    • 基于动态博弈的配电网单相电力用户用电行为分析

      2017, 41(14):87-91. DOI: 10.7500/AEPS20160929008

      摘要 (1894) HTML (0) PDF 1.44 M (1747) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对配电网三相负荷不平衡及电力尖峰负荷持续攀高问题,利用博弈论信号传递机理,建立基于动态博弈的配电网单相电力用户用电非合作博弈模型。该模型以A,B,C各相电力用户为博弈参与者,各参与者以一个用电周期用电费用最低为优化目标,其费用函数同时考虑了三相不平衡的抑制及负荷的削峰填谷。利用粒子群优化算法求解该问题的纳什均衡。仿真结果表明,所提方法可通过博弈联动在抑制三相负荷不平衡的同时,实现削峰填谷和降低峰谷差。

    • 基于峰荷责任的输配电价定价方法

      2017, 41(14):92-98. DOI: 10.7500/AEPS20170219001

      摘要 (2555) HTML (0) PDF 1.49 M (1877) 评论 (0) 收藏

      摘要:合理的输配电价是建设和推进售电市场的重要基础。电力市场化改革中,适合于中国国情的输配电价定价方法亟待研究。在总结归纳输配电成本分摊和定价方法研究现状和发展动态的基础上,针对峰荷责任法在国内输配电价定价应用时可能面临的数据缺失问题,提出数据不完整条件下的解决方案,并使用算例验证其可行性。研究成果表明,所提出的方法能够保证输配电总成本的回收,同时能较好地在价格上反映不同用户占用输配电资源的差异,且解决了该方法应用时可能面临的数据不完整的情形。

    • 电压暂降保险机制的量化分析

      2017, 41(14):99-104. DOI: 10.7500/AEPS20170219002

      摘要 (1599) HTML (0) PDF 1.44 M (1316) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着售电市场的不断放开,竞争被引入了售电环节,提供电力客户用电满意度高的优质供电服务就显得格外重要,电压暂降保险机制正是提高用户满意度的一种有效方法。在分析电压暂降损失风险特点的基础上,对控制型和财务型两种损失风险管理方式进行了对比分析;在财务型风险管理方式的理念下,建立了三种电压暂降保险机制;引入灰色系统理论,综合电压暂降损失风险事件各利益相关方的意见对不同保险机制进行定量评估,得出可行性最高的电压暂降保险机制。最后,对中国某高新技术园区内三家高端制造企业进行实证分析,证明了该方法的合理性和适用性。

    • >学术研究
    • 计及网络约束的发用电一体化综合优化调度模型

      2017, 41(14):105-111. DOI: 10.7500/AEPS20161228006

      摘要 (1982) HTML (0) PDF 1.55 M (1492) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力高峰负荷持续增长及间歇式能源的迅猛发展提高了输电阻塞的风险,对电力系统调度调节能力提出新的重大挑战。传统电网中主要通过动态增容、负荷转供及有序用电来解决网络阻塞问题。智能电网环境下,随着“源—网—荷”互动能力的提升,柔性负荷参与电网调度在解决网络阻塞问题方面发挥着十分经济高效的作用。基于柔性负荷参与地区电网需求响应调度,以“源—网—荷”三方综合效益最大为目标,构建了计及网络约束的发用电一体化综合调度模型,通过形成最优电价和激励调度方案,实现了对发用电侧的协同一体化综合调度,在有效缓解网络阻塞问题的基础上,实现了满意度和互动成本的最优。采用IEEE 14节点算例验证了优化调度模型的经济性和有效性。

    • 计及电压稳定约束的微电网动态最优潮流

      2017, 41(14):112-118. DOI: 10.7500/AEPS20161028004

      摘要 (1725) HTML (0) PDF 1.49 M (2742) 评论 (0) 收藏

      摘要:为使微电网并网运行满足电压稳定性和经济性要求,将改进后的小扰动电压稳定指标引入微电网最优潮流模型中,并研究了多时段动态负荷下的最优潮流算法。在有载调压变压器模型中引入虚拟节点,以消除模型中的变比及因变比而产生的高阶项,并计及分布式电源及储能单元的影响在直角坐标系中建立了微电网动态优化潮流的二阶新模型。进一步通过在拉格朗日方程进行泰勒展开时保留高阶项和利用近似最小度算法进行节点优化编号,对传统内点法进行改进。修正计算中所使用的常系数海森矩阵与改进内点法相结合,从而提出一种常系数海森矩阵内点法,有效地解决了计算精度与迭代效率之间的矛盾。在ETAP环境下建立微电网模型,应用所提方法进行优化计算,计算结果表明,在改进的小扰动电压稳定指标约束下,所提模型和算法能够满足微电网运行经济性和电压稳定性的要求。

    • 孤岛微电网潮流的类奔德斯分解算法

      2017, 41(14):119-125. DOI: 10.7500/AEPS20160627002

      摘要 (1722) HTML (0) PDF 1.37 M (1215) 评论 (0) 收藏

      摘要:在传统Newton-Raphson潮流算法中一般仅定义平衡节点、有功功率—电压节点、有功功率—无功功率节点这三类节点,难以直接使用传统Newton-Raphson潮流算法求解含下垂控制策略的微电网潮流问题。提出一种类奔德斯分解的潮流计算新方法,将采用下垂控制策略的孤岛微电网的潮流计算问题分解成传统Newton-Raphson潮流计算子问题和下垂节点更新子问题,通过两个子问题的交替迭代获取潮流解。该方法将一个复杂的原问题分解成了两个简单的子问题,实现了原问题的高效、快速求解。通过算例分析,验证了所提方法的可行性和有效性。

    • 含高速公路集中充电站的双层经济调度

      2017, 41(14):126-132. DOI: 10.7500/AEPS20161025008

      摘要 (1523) HTML (0) PDF 1.27 M (1206) 评论 (0) 收藏

      摘要:电动汽车因其具有清洁性及储能的特点,有着广阔的应用前景。但为了解决其续航里程短的缺点,需要在高速公路建立电动汽车充电站。文中采用换电的模式对电池集中管理,首先,建立了含集中充电站的双层经济调度模型。在上层模型中,以总成本最小为目标函数;在下层模型中,以优化网络损耗为目标函数。其次,针对此模型提出新的求解方法,在上层模型中,利用粒子群优化算法优化每个时刻集中充电站和火电机组的总出力,利用综合灵敏度优化分配每个时刻各个火电机组的出力;在下层模型中,利用网损灵敏度优化分配每个时刻各个集中充电站的出力。最后,利用改进的IEEE 30节点6机组算例进行仿真,验证模型的正确性和有效性。结果表明,通过文中提出的方法求解,优化结果能够满足经济性要求,同时求解速度也得到提高。

    • 基于无迹粒子滤波算法的发电机动态状态估计

      2017, 41(14):133-139. DOI: 10.7500/AEPS20161125005

      摘要 (1664) HTML (0) PDF 1.52 M (1877) 评论 (0) 收藏

      摘要:同步相量测量单元(PMU)能够直接获取发电机动态过程中的功角等量测数据,由于实际的量测数据中含有随机噪声,为了得到更精确的发电机状态信息,有必要对量测数据进行滤波处理。提出一种基于无迹粒子滤波(UPF)的发电机动态状态估计新方法。首先,该方法基于发电机四阶动态方程建立了发电机动态状态估计模型,其次,在粒子滤波(PF)的框架下,该方法采用无迹卡尔曼滤波(UKF)求解PF的重要性密度函数,且在生成预测粒子的过程中使用了最新的量测信息,使得粒子的分布更加接近真实状态的后验概率分布。最后,通过美国西部系统协调委员会(WSCC)3机9节点系统和某实际电网系统的算例测试,将所提算法与UKF及PF的性能进行了对比。仿真结果表明,UPF在估计精度及对噪声的鲁棒性方面均优于PF与UKF。

    • 考虑量测坏数据的发电机动态状态估计方法

      2017, 41(14):140-146. DOI: 10.7500/AEPS20160819002

      摘要 (1585) HTML (0) PDF 1.57 M (1629) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着相量测量单元(PMU)的广泛应用,基于PMU的发电机动态状态估计的研究越来越受到重视。如果存在量测坏数据,动态状态估计的滤波效果会受到严重的影响。首先介绍了一种基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的发电机动态状态估计方法。然而,由于PMU数据的质量不高,为解决坏数据的问题,推导残差方程得出时变的阈值,再通过一种迭代检测的方法确定坏数据的测点位置。对于坏数据对应的量测,算法将其剔除后重新进行一次估计,以修正估计结果。算例结果表明,该方法能有效抑制量测坏数据对发电机动态状态估计的影响。

    • 电力弹簧稳态运行范围及越限失灵机理分析

      2017, 41(14):147-152. DOI: 10.7500/AEPS20161207003

      摘要 (1722) HTML (0) PDF 1.34 M (1510) 评论 (0) 收藏

      摘要:在介绍电力弹簧的研究背景和基本原理的基础上,通过相量图法对电力弹簧稳态调节能力进行详细分析,得到电力弹簧稳态运行范围,同时分析电力弹簧越限失灵的机理,给出了网侧电压越限条件下的关键负载电压设定值优化计算方法。若网侧电压在稳态运行范围内波动,经电力弹簧调节,可使关键负载电压幅值稳定到标准值;若超出稳态运行范围,即发生越限,则受电力弹簧调节能力限制,关键负载电压稳定值会发生偏离,甚至会发生电力弹簧失灵情况。通过优化网侧电压越限情况下的关键负载电压设定值计算方法,考虑关键负载电压允许小范围波动,可以保证电力弹簧在网侧电压越限情况下依旧正常工作,从而扩大电力弹簧稳定运行范围。最后,通过仿真实验对分析结果进行了验证。

    • 基于PIR控制器的CSC-DPMSG-WGS低电压穿越控制

      2017, 41(14):153-158. DOI: 10.7500/AEPS20170125002

      摘要 (1521) HTML (0) PDF 1.53 M (1140) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于比例—积分—谐振(PIR)控制器,且适用于电流源型永磁直驱风力发电系统(CSC-DPMSG-WGS)的低电压穿越运行控制方案。根据所提出的方法,电网故障时,通过机侧变换器控制来限制风力发电机的电磁功率,以实现机侧和网侧的功率平衡;网侧控制器在正序旋转坐标系下采用PIR控制器同时对正负序电流进行无差控制,以消除两倍基频的功率波动,进而稳定直流电流。仿真与实验结果表明,所提出的控制方案在电网对称及不对称故障下均可有效降低直流电流波动,并实现电流源型永磁直驱风力发电系统的低电压穿越。

    • >研制与开发
    • 面向多级电网调度运行的多业务培训仿真系统:(二)基于数据、信号、控制的通信策略设计

      2017, 41(14):159-163. DOI: 10.7500/AEPS20160907034

      摘要 (1695) HTML (0) PDF 1.65 M (1095) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了一种基于多业务模式的调度一体化培训仿真平台通信策略,包含数据流、信号流、控制流并应用于此仿真平台。根据仿真全周期各阶段的数据、断面等通信需求,设计通信方式使多业务仿真整体形成一套完整的通信策略。研究表明,全新一体化仿真平台通过此通信策略,可融合仿真业务各核心应用,使各应用协调配合,从而较逼真地再现全景多业务培训仿真环境,解决传统仿真业务较为单一的问题。

    • 基于云计算的电网调度控制培训仿真系统设计

      2017, 41(14):164-170. DOI: 10.7500/AEPS20170411002

      摘要 (1768) HTML (0) PDF 1.57 M (1412) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统电网调度控制培训仿真系统的不足,提出了基于云计算的电网调度控制培训仿真系统设计方案,并对基于虚拟化的场景构建、基于云计算的图模管理、分布式实时数据处理、基于云计算的协同仿真等关键技术给出了具体的解决方案。该系统已经在电力调度控制中心试点应用。实践表明,该系统能够实现电力调度控制中心多业务、多场景的仿真,提高联合仿真的异地互动协调能力及仿真的性能和效率,解决了传统培训仿真系统的不足,取得了良好的应用效果。

    • 智能电网调度控制系统图形广域维护与浏览技术

      2017, 41(14):171-175. DOI: 10.7500/AEPS20161116003

      摘要 (1627) HTML (0) PDF 1.42 M (1309) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电网互联和特高压交直流混合跨区输电的快速发展,电网运行特征发生了深刻变化,对大电网运行监控画面也提出了新要求。文中针对现有智能电网调度控制系统画面浏览方式无法满足在同一幅画面中集中监视跨调度机构的特高压联络线的问题,提出一种电网图形广域维护和浏览方式。该方式通过引入设备模型广域检索、广域文件统一管理和推送、画面广域模型的定义和维护、实时画面广域浏览等技术,实现特高压互联电网关键设备的一体化监视。该技术已在调控中心试点应用,满足送受端国调分中心、省调对特高压跨区交直流设备运行状态和运行风险提示的实时监控需求。

    • 计及系统性能提升的谐振式无线充电开关器件死区优化

      2017, 41(14):176-181. DOI: 10.7500/AEPS20161202001

      摘要 (1452) HTML (0) PDF 1.79 M (1930) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对双边LCC谐振式无线充电的逆变器金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)死区时间设置影响传输功率及效率的问题,提出了一种适用于其拓扑结构的死区优化设计方法。首先建立了双边LCC谐振式无线充电系统的数学描述,并简述其运行模态,推导出次级侧补偿电容与输入感性阻抗的量化规律。然后据此提出了一种死区时间优化设计方法,以实现与无线充电系统特性密切相关的逆变器软开关。最后,搭建了一套实验平台,实验结果表明,此优化设计方法可确保逆变器运行完全实现软开关,提高了无线电能传输功率及效率。

    • VSC-HVDC变量软约束期望区间跟踪的EMPC设计

      2017, 41(14):182-189. DOI: 10.7500/AEPS20161130003

      摘要 (1632) HTML (0) PDF 1.39 M (1253) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据直流线路电压与电流之间的非线性关系,建立了电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)输电系统的分段仿射模型。针对带状态和输入约束的分段仿射系统动态变化快的特点,弥补模型预测控制滚动优化计算使得系统响应速度变慢、实时性降低的缺点。采用离线计算和在线分析相结合的显式模型预测控制方法,将反复在线滚动优化计算转化为简单的查表过程。通过期望区间跟踪偏差项和添加变量软约束的方法优化VSC-HVDC系统的输出轨迹。仿真结果表明,所设计的显式模型预测控制器具有良好的动态性能和稳态性能,能够较好地抑制输出轨迹的波动,与模型预测控制相比,动态响应更快,控制的实时性更强。

    • 输电线路虚拟有功功率差动保护

      2017, 41(14):190-196. DOI: 10.7500/AEPS20161118004

      摘要 (1749) HTML (0) PDF 1.61 M (1366) 评论 (0) 收藏

      摘要:有功功率差动保护在消除线路分布电容影响、应对高阻故障等方面独具优势,但近处金属性故障时的性能缺陷限制了其实际应用。为解决此问题,文中依据叠加原理,提出了虚拟有功功率的概念,并对内、外部故障时线路两端虚拟有功功率的特征进行了分析。以此为基础,提出了分相虚拟有功功率差动保护动作判据,并对其动作特性进行了定性分析。借助PSCAD搭建500 kV输电线路模型,全面仿真和评估了不同故障位置、故障类型、过渡电阻、无功元件调整、非同步数据等多种因素对保护方案的影响。理论分析及仿真结果表明,该保护方案可准确辨别故障区间且近处金属性故障无死区,耐过渡电阻能力较强,数据交换量少,同步要求低,无需电容补偿措施。

    • 智能变电站简易母线保护

      2017, 41(14):197-201. DOI: 10.7500/AEPS20160910004

      摘要 (1847) HTML (0) PDF 1.25 M (1513) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了低压母线的保护配置现状,提出了一种简易母线保护新方案。该方案根据低压母线主接线特点抽象出母线单元模块,各母线单元模块根据本母线进线、分段开关的过流情况及其他母线单元模块的开关过流情况,结合出线保护的闭锁信号,实现小电源、进线和分段的选择性跳闸,达到快速切除母线故障的目的。

    • 卫星时钟与网络时钟互备的广域时间同步方法

      2017, 41(14):202-207. DOI: 10.7500/AEPS20161103002

      摘要 (1752) HTML (0) PDF 1.66 M (1957) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足智能电网快速发展对广域时间同步的需求,提出了一种卫星时钟与网络时钟互为备用的新型广域时间同步方法。该方法基于对卫星时钟、晶振时钟和网络时钟误差特性的分析,研究了卫星时钟与晶振时钟相结合的高精度同步时钟授时方法,提出了基于IEEE 1588协议网络时钟的报文路径时延改进算法;并在此基础上提出了一种基于高精度同步时钟与网络时钟的分布自治式广域时间同步方案。仿真结果表明,该广域时间同步方案可实现广域网内各时间节点的精确、可靠时间同步,能较好地满足智能电网的时间同步需求。