半月刊

ISSN 1000-1026

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    • 近年来风涝等极端自然灾害频发,灾后配电网生命线负荷的持续供电面临严峻挑战。针对台风灾害下配电网灾损难以准确评估、配电网恢复力与经济性难以兼顾的现状,结合台风历史数据与致灾机理,建立了同时考虑台风与暴雨的数据-机理联合驱动的台风下配电网故障率模型;针对极端灾害数据少、预测精度低的问题,利用φ散度获得灾害持续时间的条件风险价值(CVaR);将移动储能容量作为决策变量,利用纳什谈判方法构建配电网经济性和恢复力均衡模型,实现了对于恢复力和经济性的综合考虑。通过算例测试验证了所提策略的有效性。
    • 可再生能源的规模化接入增加了电-气互联区域综合能源系统中的不确定性,同时随着电力系统和天然气系统耦合程度的加深,耦合环节负荷的波动对整个电-气互联区域综合能源系统能流产生的影响日趋显著。首先,建立基于能源集线器模型的电-气互联区域综合能源系统稳态多能流计算模型;在此基础上,考虑可再生能源出力、电力系统负荷、天然气系统负荷和耦合环节负荷的波动性,并计及电力系统负荷和天然气系统负荷间的相关性,提出电-气互联区域综合能源系统中输出状态变量半不变量的计算方法;最后使用Cornish-Fisher级数展开法来拟合输出状态变量,得到输出状态变量的概率分布。在修改后的IEEE 33节点配电网络与天然气11节点网络耦合而成的电-气互联区域综合能源系统上进行算例分析,验证了所提方法的有效性、快速性和实用性,同时分析了耦合环节负荷不同波动水平和电力系统负荷与天然气系统负荷间相关性水平对概率多能流计算结果的影响。
    • 首先,比较了电动汽车交流充电系统中国方案与国际电工委员会(IEC)方案在物理接口、控制导引电路、连接确认电路、脉宽调制(PWM)占空比映射关系上的差异。然后,研究2种方案的技术分歧点,计算Case B连接方式中国方案与IEC type2方案公差叠加情况下物理接口的交叉耦合结果,分析可能带来的互操作性问题。最后,提出实现2种方案互操作性的标准修改建议以及中国交流充电系统国际标准化方案。
    • 当前电网对部分输电设备引入了基于代理的状态监测管理模式,但该模式存在单点故障安全隐患且严重依赖通信的高可靠性,分布广泛的配电设备也并不适用于此模式。即当前电力设备只执行功能不具备“智慧”,无法实现状态智能感知,不符合能源互联网需求。为此,阐述了“智能电力设备”概念,并全面详述了其智慧功能,包括自我传感、自我告警、自我状态分析、健康状态评估以及自我保护。该设备管理模式基于电力设备对自身的智能感知、状态分析与健康管理,使其具备自主思维,成为可与外界智能交互的独立个体,实现对设备的高效全面感知,适应电网智能感知与灵活运维的要求。此外,研究了支撑该模式的关键技术,包括传感技术、故障预测算法、故障诊断算法、设备退化模型、健康评估方法、通信方式与传输协议。最后,讨论了智能电力设备的运维管理。
    • 提出一种含分布式能源的配电网实时最优潮流分布式算法。首先,该算法在获取电压状态量的实时数据后,利用原问题的二阶泰勒展开对状态量进行一次修正,并将修正结果用于控制量的计算和分布式能源的功率控制,给出了该方法在连续执行后的可行性分析。然后,利用海森阵的稀疏特性,提出了海森阵元素的分解、并行计算方法和修正方程的分布式高斯消去法,从而实现算法的分布式求解。最后,通过算例分析验证了所提算法的可行性和有效性。
    • 电力电子装置在电力系统大量接入改变了电网故障特征,适用于同步机激励下电网的常规继电保护面临挑战。电力电子化电力系统故障暂态特征复杂、持续时间较短,限制了被动检测保护技术的应用和发展,利用电力电子设备的可控能力可以提高继电保护对故障的甄别能力。文中总结了控制与保护融合的探测式故障识别方法的关键技术,对能够实现主动探测的电力设备进行了分类,阐述了实现注入操作的可行性和注入探测信号的物理限制,最后探讨了探测式故障识别方法的应用场景,并给出了研究展望。
    • 针对纯能量市场难以解决发电机组的固定成本回收问题,国外电力市场已开展了建立容量市场的实践,以市场化机制形成对机组补偿的价格信号,保障发电容量充裕性。文中从容量市场机制设计的角度出发,在考虑市场成员策略行为的前提下,对引入投资决策的电力容量市场进行了建模与均衡分析。首先,描述了容量市场的基本机理,针对容量市场的投资决策问题建立双层均衡模型,上层模型为寡头主体的最优决策模型,下层模型为容量市场出清模型;其次,利用最优性条件将双层模型转化为单层模型,运用分段线性化等方法实现模型线性化,得到混合整数线性规划问题;最后,基于中国某省的实际数据进行算例分析,深入探究了市场主体的策略行为,揭示了寡头主体抬价时的过度投资行为及其影响因素,提出限制项目竞标自由度的策略行为规制方法并验证了该方法的有效性。
    • 随着能源结构与电力系统运行方式发生巨大变化,交互能源机制下的电力产消者优化运行研究得到了广泛关注。首先对电力产消者的类型、基本特性进行了分析与归纳,提出了电力产消者的典型运行框架,明确了不同运营商可能的功能与权责。随后,从电力产消者的资源灵活性预测模型、基于市场交易模型的协调策略、优化运行模型求解技术以及信息的采集、传输与处理4个方面对基于交互能源机制的产消者优化运行关键技术研究进行了概述与归纳。最后,考虑当前的发展趋势指出了存在的关键问题以及未来的研究发展方向。
    • 随着可再生能源并网比例持续提高,储能技术的发展受到广泛的关注。季节性储能作为新兴的储能方式,可以实现长时间以及广域空间范围内的大规模能量转移,是消纳高比例可再生能源的重要技术。文中介绍了季节性储能技术的典型类型与发展现状,总结了各种季节性储能的技术性能与关键特征,从季节性储能的建模、灵活运行分析、储能容量需求分析与效益评估、季节性储能优化规划、长-短期储能的协同运行与合理配置等方面综述了电力系统的季节性储能研究现状,从长时间尺度、多能源形式与跨空间范围3个层面分析了面向高比例可再生能源的季节性储能研究的关键科学问题与挑战,展望了未来在季节性储能精细化建模、协调规划、运行控制、综合能源市场等方面需要解决的重点问题,以期为未来研究提供参考。
    • 异步联网方式下的中国西南电网转动惯量显著减小,频率调节特性发生深刻变化,对自动发电控制(AGC)的动态品质要求更高。首先,利用离散傅里叶变换分析了区域控制偏差(ACE)的频域特性。然后,结合中国西南电网高比例水电、大规模外送的显著特征,分析了有功功率控制面临的新问题,建立了维持省级电网控制区有功功率平衡和电网频率稳定性的数学模型。提出了基于2层数字低通滤波的水、火电机组有功功率调节量分离算法,时间维度上实现不同响应时间和跟踪周期的水、火电机组互补协调控制。进而,通过考虑电网频率、ACE以及送出断面功率控制要求,空间维度上动态调整不同地理位置机组群的调用顺序和有功功率调节范围。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序(PSD-FDS)验证了所提方法的有效性。
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      全选
      • 郑玉平, 潘书燕, 柴济民, 郑作伟, 吴崇昊, 龙锋

        优先出版日期:2021-12-02  DOI: 10.7500/AEPS20210604001

        摘要:新一代调相机变压器组启机升压惰转过程中机端会出现幅值较大且波形畸变的电流,导致启机过流保护误动作。文中理论推导了升压主变压器铁芯磁链的实时计算公式,并通过PSCAD仿真进一步验证了公式的准确性。综合理论分析与仿真结果可知,变压器剩磁和机端电压幅值的不断升高可能导致其铁芯饱和,从而产生幅值较大且具有波形畸变特征的励磁涌流,引起保护动作。考虑到实际工程运行中,将调相机转子绕组视为一个大电感,当调相机在并网失败或故障下退出运行等工况灭磁时,调相机励磁电流不能突变,机端电压会缓降至0,变压器出现剩磁的概率较小。对于启机中出现的保护误动问题,应对策略为:一是在升压变压器直流电阻试验后进行消磁处理,可降低变压器发生铁芯饱和的概率,或者减小变压器铁芯饱和程度从而降低励磁涌流幅值;二是考虑到此保护仅在启机过程中投入运行,从保护调相机组自身安全、宁误动不拒动的角度出发,可采用传统的二次谐波按相闭锁启机过流保护方法,以应对变压器发生铁芯饱和的工况。

      • 于旭光, 李刚, 李亚鹏, 程春田, 王帮灿

        优先出版日期:2021-12-02  DOI: 10.7500/AEPS20210422001

        摘要:在电力现货市场试点建设的背景下,如何紧密结合市场模式及交易规则决策市场交易是梯级水电站亟待解决的问题。针对集中式电力市场,提出了一种计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场阶梯报价模型。该竞价模型耦合于梯级水电站的短期优化调度,考虑了梯级水电站短期运行约束以及阶梯报价曲线要求。基于差价合同的结算规则决策日前电能量市场竞价,以充分发挥差价合同规避风险的作用。采用随机电价场景模拟日前市场电价的不确定性,并引入条件风险价值作为风险评估指标,以梯级水电站风险和收益的综合效用最大化为目标,通过风险偏好因子实现两者的协调考量。最后,以某梯级水电站进行模拟仿真,算例结果及分析验证了所提模型的合理性和有效性。

      • 代倩, 吴俊玲, 秦晓辉, 张健, 张彦涛, 陆润钊

        优先出版日期:2021-12-02  DOI: 10.7500/AEPS20210630010

        摘要:局部区域内的新能源大规模集中开发会造成严重的弃电问题,配置一定规模的储能装置可显著减少弃电。文中基于时序生产模拟软件和概率统计分析方法研究了考虑新能源发电不确定性和弃电率约束的局部断面储能容量配置问题。首先,介绍了主流的时序生产模拟软件的算法框架;基于该软件在考虑新能源出力的不确定性下获取局部区域断面的弃电曲线。然后,考虑弃电率限制,利用恒功率法确定储能的初始配置规模,再对断面弃电时长进行累积概率统计分析以得到储能最佳时长;进而对储能进行优化配置,得到满足弃电率约束的储能最佳配置规模。最后,针对中国西北某省实际电网进行了算列分析,并对储能配置规模与新能源装机占比和新能源利用率开展敏感性分析,验证了所提方法在求解方面的便捷性。

      • 王冲, 王秀丽, 鞠平, 邵成成, 李洪宇

        优先出版日期:2021-12-02  DOI: 10.7500/AEPS20210531004

        摘要:在“碳中和”及“碳达峰”的背景下,高比例可再生能源电力系统将成为未来电力系统发展的一个重要趋势,同时外界极端环境日趋多变多发,电力系统随机因素日益增加,将对系统的经济、安全、稳定运行产生重大影响,需要根据随机因素的不同特征研究分析其对系统的影响以及相关的措施。从随机变量以及描述方程的角度,将电力系统随机问题分为随机稳态问题、随机动态问题、随机事件问题3类。面向这3类随机问题,分别介绍其问题描述,归纳其分析方法。针对电力系统随机稳态问题,从随机特征分析及随机决策问题2个角度综述和探讨了含随机性的电力系统稳态分析方法;针对电力系统随机动态问题,从振荡、安全和稳定3个方面综述和探讨了随机性对系统动态的影响;针对电力系统随机事件问题,从概率分析和马尔可夫分析2个方面综述其分析方法。最后,对新能源的概率预测、强随机下的系统规划运行、低惯性下的抗干扰能力、随机动力学、极端气候对新能源的影响进行了研究展望。

      • 刘鸿鹏, 刘佳耕, 张伟, 陈继开, 曹云峰

        优先出版日期:2021-12-02  DOI: 10.7500/AEPS20210601001

        摘要:近年来,同调等值方法被广泛应用于大型系统的动态等值中,得到的降阶模型能够准确反映系统的动态响应,其中,代表性的慢同调算法具有对故障位置和严重程度不敏感等优点。然而,由于模型限制及准确性差的问题,使得传统慢同调算法难以应用于分布式发电网络中。为此,提出了一种适用于下垂控制并网逆变器网络的慢同调与聚合方法,依据奇异摄动理论建立慢同调模型并分析阻尼的影响,以解决下垂控制逆变器网络的适用性问题。同时,将模糊C均值空间聚类算法用于模态矩阵的空间向量,以达到准确识别同调电源的目的。最后,应用聚合方法建立降阶模型,并通过对10台并联逆变器的仿真验证了所提方法的有效性。

      • 华回春, 邓彬, 刘哲, 张立峰

        优先出版日期:2021-12-01  DOI: 10.7500/AEPS20201118006

        摘要:随着市场交易规模越来越大,交易数据量增加,结合数据进行串谋分析成为可能。为此结合发电企业的串谋预警指标体系和无监督的变分自编码高斯混合模型(VAEGMM),实现了对发电企业串谋的智能预警。首先,提出了完善的串谋预警指标体系和详细的指标计算方法。其次,针对指标集具有高维且正负样本不均衡的数据特点,结合异常检测思想提出了VAEGMM。然后,详细阐述了VAEGMM的网络结构,并且重新构建了联合损失函数,使得该网络能够更好地学习得到原始数据的低维表达,从而有助于进行更准确的密度估计。最后,实例测算表明,与其他传统的无监督学习模型相比较,VAEGMM以更加高效和准确地预警串谋风险。

      • 严梓铭, 徐岩

        优先出版日期:2021-12-01  DOI: 10.7500/AEPS20210510001

        摘要:对拓扑结构进行优化可提高电力系统运行灵活性,然而线路开断与变电站母线分裂等系统级的离散决策变量维度极高。该拓扑结构优化问题难以由传统混合整数优化方法求解。针对该问题,提出了一种结合异步优势Actor-Critic(A3C)深度强化学习与电力系统领域知识的运行优化方法,将在线优化的计算负担转移至离线智能体训练阶段。该方法通过同时考虑拓扑结构与发电出力调整的动作空间设计系统运行控制智能体,以最小化约束越限为训练奖励,通过强制约束校验缩减搜索空间并提高强化学习效率,从而实现电力系统运行拓扑结构优化的快速计算,提高电力系统运行的安全性。仿真测试验证了所提方法的有效性。

      • 贾宏阳, 侯庆春, 刘羽霄, 张宁, 范越

        优先出版日期:2021-12-01  DOI: 10.7500/AEPS20210109003

        摘要:可再生能源渗透率的增加给电力系统安全稳定运行带来持续性的挑战,传统方法分析系统稳定性、控制电网稳定运行变得愈加困难。针对这一难题,提出了内嵌安全稳定约束的电力系统优化运行框架以及用于电力系统安全稳定规则提取的斜回归树及其集成算法。该算法首先优化斜划分系数以训练单棵斜回归树,然后利用boosting思想集成斜回归树,并通过正则化方法保证树的稀疏度,增强算法的可解释性。相比神经网络等黑箱模型,文中提出的方法能够提取显式安全稳定规则,为内嵌安全稳定约束的电力系统优化运行奠定了基础。最后,以静态电压稳定问题为例验证算法的有效性,算例验证结果表明算法具有良好的可解释性、较强的表示能力和较高的集成效率。

      全选

      2021年第45卷第23期

        >专栏:区块链技术在电力系统中的应用
      • 冯昌森,谢方锐,文福拴,张有兵,胡嘉骅

        2021,45(23):1-11, DOI: 10.7500/AEPS20200925010

        摘要:随着可再生能源发电技术的发展和普及,通过市场手段鼓励绿色能源发展的绿证配额制以及限制碳排放量的碳排放权交易制度得到了广泛的应用。目前,中国尚未形成成熟有效的绿证市场与碳排放市场,现行的绿证制度在鼓励可再生能源并网、缓解财政补贴压力等方面的表现不佳,且现行的碳市场对促进减排效果也不明显。文中提出一种绿证和碳联合交易市场模式,将绿色发电企业与传统化石能源发电企业联系起来,通过全局优化配置绿证和碳排放权资源以激励可再生能源发电和限制传统化石能源机组的碳排放量,从而推动能源转型。为保护绿证与碳排放市场交易数据的安全性和用户隐私,文中基于以太坊平台构建“去中心化”的双边联合交易市场。最后,算例仿真结果验证了所提基于区块链技术的双边联合交易模式的有效性。

      • 黄伟,左欣雅,刘弋铭

        2021,45(23):12-20, DOI: 10.7500/AEPS20210218005

        摘要:综合能源系统(IES)调度中存在难以维护供能主体隐私、难以辨别数据真伪、安全性和可靠性低等问题。文中利用分散式调度方法和区块链中分布式数据存储、智能合约、共识机制、多链扩容和加密技术,提出了包括迭代链、终值链以及数据层、网络层、合约层、共识层、应用层的IES调度构架。该构架以数据层为基础,采用无向联通结构建立主体间的通信网络;在合约层封装基于拉格朗日乘子法的分散式调度模型;在共识层,针对分散式调度的数据一致性,迭代链和终值链分别应用一致性协议算法和拜占庭容错共识机制。算例验证结果表明,所提IES调度构架基于少量通信数据可有效运行,能够防止主体背叛、削弱服务器宕机的影响,提高了IES调度的隐私性、安全性和可靠性。

      • >学术研究
      • 兰鹏,沈晓东,吴刚,刘俊勇,赵厚翔,王户俊

        2021,45(23):21-30, DOI: 10.7500/AEPS20210519010

        摘要:随着电力网络与天然气网络耦合程度的加深以及传统配电网向主动配电网的转变,传统输配电气分离下的优化调度无法充分利用各种资源的灵活控制能力,不能获得整体最优解。因此,考虑电气耦合下的输配气协同优化,提出一种输-配-天然气系统优化调度模型。此外,考虑到未来输电系统运营中心、配电系统运营中心与天然气系统运营中心之间的独立性,为了保护各运营中心的信息隐私,提出了一个基于交替方向乘子法的分布式求解框架求解所提模型。为了确保分布式求解算法的收敛性,利用二阶锥松弛方法将气网优化问题转化为凸优化问题。算例结果表明,考虑电气耦合的输配气协同优化能够充分利用主动配电网中的多能耦合资源和储能资源,促进可再生能源消纳,提升系统总体运行经济性。此外,所提分布式求解算法的精确性和收敛性也得到了验证。

      • 叶林,马明顺,靳晶新,李卓,李镓辰,周天浦

        2021,45(23):31-40, DOI: 10.7500/AEPS20201231004

        摘要:针对风电和光伏时序数据单独聚合改变风电-光伏序列相关性的问题,提出因子分析-极限学习机聚合方法。首先,将z-score标准化的风电-光伏原始日场景集分解为水平分量日场景集和波动分量日场景集。其次,对水平分量日场景集进行近邻传播聚类,得到K类场景簇,再通过分层抽样获取2n天的水平分量日场景集。在标准化的风电-光伏原始日场景集中选取对应2n天的原始日场景集,分别得到n天的训练集和n天的测试集。然后,通过极限学习机获取水平分量日场景集和原始日场景集之间的映射关系,输出拟合功率日场景集。最后,通过反标准化,分别得到n天的风电和光伏功率的聚合序列,并通过概率统计指标、相关系数、仿真计算结果验证所提方法的准确性和可行性。

      • 葛磊蛟,赵康,孙永辉,王尧,牛峰

        2021,45(23):41-50, DOI: 10.7500/AEPS20210522003

        摘要:保证数据驱动型配电网短期负荷预测精准的关键是选取合适的相似日数据集和构建合理的日负荷预测模型。文中研究了一种基于孪生网络(SN)和长短时记忆(LSTM)网络相结合的配电网短期负荷预测模型。基于配电网负荷相似日的影响因素具有多样化、强随机性的特点,利用SN两个输入权重共享的特点对历史负荷数据进行分析,进而对待测日的特征进行分类,以完成相似日数据选取。此外,利用灰狼优化算法全局搜索能力强、收敛速度快等特点,对基于LSTM网络的配电网短期负荷预测模型进行参数优化。最后,以某一个区域配电网的实际数据为例,验证上述预测方法的准确性与鲁棒性,与LSTM网络、基于粒子群优化的LSTM网络、支持向量机等方法对比可知,所提方法具有较高的准确度和计算效率。

      • 黄明增,文云峰,苟竞,江涵,胥威汀,李婷

        2021,45(23):51-59, DOI: 10.7500/AEPS20210305006

        摘要:现有基于数据驱动的电力系统最大频率偏移预测方法忽略了样本分布不均匀对最大频率偏移预测的影响,其预测精度仍有进一步提升空间。为此,文中提出一种计及频率偏移分布与惩罚代价的最大频率偏移预测方法。采用多源信息融合方法从系统运行信息中提取关键特征子集,避免维度爆炸问题。然后,构建级联轻梯度提升机,并在其损失函数中加入惩罚敏感机制,以使级联轻梯度提升机训练时根据频率偏移样本的分布概率及保守预测的惩罚代价自动修正样本损失值。基于IEEE 118节点标准系统的仿真结果表明,所提方法具有优异的预测精度和抗噪性能。

      • 刘方蕾,胥国毅,刘家豪,王程,毕天姝,郭小龙

        2021,45(23):60-67, DOI: 10.7500/AEPS20201017005

        摘要:随着电力系统中新能源大规模接入,系统惯性时间常数下降以及惯量分布不均的特性突显。对此,文中利用节点计算惯量这一指标表征节点阻碍频率变化的能力,进而考虑电网结构和参数分析系统的惯量分布特性。然后,分别对两机系统和多机系统节点计算惯量进行了理论推导,获得了节点计算惯量的解析表达式,并在两机系统、8机36节点系统中对节点计算惯量进行了验证和分析,同时对节点计算惯量进行了灵敏度分析以研究区域间惯量的相互影响。分析结果表明:通过系统参数获取节点计算惯量能够定量表征系统惯量分布特性。

      • 谭本东,杨军,刘源,刘雯静,周挺,孙元章

        2021,45(23):68-75, DOI: 10.7500/AEPS20200208004

        摘要:随着电力物联网概念的提出,暂态稳定评估在电力系统规划运行中扮演着越来越重要的角色。由于同步相量测量单元(PMU)的广泛配置,基于机器学习和PMU在线量测数据的暂态稳定实时评估方法展现出了巨大的发展潜力。针对这类方法在应用中可能因PMU失效而严重影响精度的问题,文中提出了一种考虑数据缺失的电力系统暂态稳定自适应集成评估方法。首先,在保证全网节点可观性的基础上构建考虑PMU重要性的PMU子集集合搜索算法。然后,根据PMU子集对应的特征集训练暂态稳定评估子模型。最后,在任意可能的PMU失效情况下采用自适应加权融合机制构建集成暂态稳定评估模型。在新英格兰10机39节点电力系统上的仿真表明,文中提出的方法在PMU失效造成的数据缺失下仍然能够准确、可靠地进行暂态稳定评估,在鲁棒性、计算量及准确率上相比已有的方法均具有较大优势。

      • 李翠萍,东哲民,李军徽,李红军,周恒宇,金强

        2021,45(23):76-83, DOI: 10.7500/AEPS20210224004

        摘要:针对分布式电源大规模接入配电网造成的资源浪费与储能系统经济性有待提高的问题,提出一种用于提高分布式电源消纳和储能系统经济性的集群储能控制策略。首先,建立了兼顾系统模块度与有功功率平衡度的综合性能指标,并提出了基于遗传算法的集群划分方法。然后,通过逐层进行配电网与集群层面的削峰填谷,依次确定集群储能及节点储能功率;在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下,构建了集群储能经济模型,分析既有储能配置下可消纳新能源比例及储能系统日运行收益,确定各节点储能最优时序出力。仿真结果表明,所提控制策略可以促进配电网新能源消纳,提高储能系统运行经济性。

      • 赵政嘉,滕振山,王志光,张超,左高,谭瑶

        2021,45(23):84-93, DOI: 10.7500/AEPS20210407002

        摘要:微能源网设备的优化配置对提高其长期运行经济性具有重要作用,但现有优化方法未充分考虑待配置设备的参数差异性,对不同运行场景适应性不强。因此,重点研究了考虑设备差异性的微能源网设备优化配置方法。首先,基于设备关键参数构建待选型设备库,并对核心设备进行筛选。然后,结合多维度约束条件建立以设备数量为离散型变量的混合整数优化模型,利用线性规划求解器进行求解。最后,在不同场景下进行设备配置的方案对比,验证了设备库构建的完整性对规划结果具有一定影响,且以各型号设备的数量作为离散变量在多设备优化配置时具有一定优势。

      • 尹逊虎,丁一,惠红勋,包铭磊,徐立中,唐学用,桑茂盛

        2021,45(23):94-103, DOI: 10.7500/AEPS20200630008

        摘要:在中国电力现货市场建设初期,电力用户参与市场的方式及响应行为具有较大差异。高比例用户受电网公司管理间接参与市场,无法主动响应市场的动态价格,但其固有的用电行为会影响市场价格,甚至导致电力供需紧张场景下出现极端价格。为此,考虑到高比例间接参与市场的用户在日前的负荷调整能力,设计了适用于初期现货市场的需求响应机制。首先,建立了考虑不同用户响应行为的需求响应机制框架,提出了需求响应机制的触发条件,并进一步分析了该机制框架下用户参与需求响应的机理。然后,构建了考虑间接参与用户主动响应的市场出清模型,并提出了保证需求响应机制可持续运行的结算方法。最后,通过算例验证了所提机制的合理性及有效性。

      • 曲正伟,张嘉曦,王云静,李弘文

        2021,45(23):104-112, DOI: 10.7500/AEPS20210302011

        摘要:以较低电压等级连接到电网的分布式电源的数量不断增加,其出力的间歇性和随机性给配电网准确的态势感知带来挑战。首先,利用测量不确定度传播理论建立含微型同步相量测量单元生成伪测点的模型,提高了基于支路电流状态估计的精度。然后,考虑分布式电源不确定性并进行仿射建模,结合配电网运行特征,提出一种适用于仿射运算的量测变换策略,减少新增噪声元并降低了运算复杂性。采用改进的仿射运算方法对建立的仿射状态估计模型进行有效求解,保证了解的完备性并降低了保守性。最后,通过算例的仿真分析验证了所提算法的有效性。

      • >研制与开发
      • 陈哲,王橹裕,郭创新,杨杰,郭逸豪,王胜寒

        2021,45(23):113-122, DOI: 10.7500/AEPS20210320002

        摘要:为应对高比例可再生能源并网给调度运行带来的高不确定性,提出一种基于风险的两阶段鲁棒动态经济调度模型,可用于优化多区互联电力系统的联络线功率与区域发电及备用计划。在鲁棒优化模型中对所采用不确定集的边界进行优化,以评估弃风与失负荷风险。对联络线功率的优化包括两个方面:一是针对可再生能源预测出力制定基态联络线计划;二是针对实际可能出现的可再生能源出力制定功率调整计划,以实现区域备用共享。建立一种分布式调度体系,以实现各区域电力系统分散自治运行。采用动态乘子更新策略,避免了分布式优化算法参数选择的问题。在3区354节点系统上的算例分析验证了所提模型与算法的有效性。

      • 谢云云,杨正婷,蔡胜,王栋,陈汹,邹云

        2021,45(23):123-131, DOI: 10.7500/AEPS20201022003

        摘要:随着微网技术的发展,配电网发生故障后,利用配电网中的微网为停电负荷提供应急供电,可以减小配电网停电范围,提高配电网的弹性。由于微网内可再生能源出力和负荷需求存在不确定性,现有研究主要采用单时步随机优化方法生成供电恢复策略。然而,由于准确的概率分布模型较难获得,且单时步优化方法仅优化未来一个时间段的运行方案,忽略了多个时间段中状态的相关性,降低了运行的效率。为此,文中提出了基于鲁棒模型预测控制的弹性运行策略。首先,以每个控制周期内多个时步的成本最低为优化目标,建立了基于鲁棒模型预测控制的优化决策模型。由于该模型是min-max问题,难以直接求解,可采用强对偶理论将其转换为单层混合整数模型。最后,采用IEEE 69节点配电系统对所提方法的有效性进行了验证。

      • 黄昕昱,徐千鸣,拓超群,吕铭晟,谢宁

        2021,45(23):132-140, DOI: 10.7500/AEPS20210123003

        摘要:针对多端直流输电系统潮流调节和故障电流抑制两大难题,提出一种具有故障限流功能的线间直流潮流控制器(IDCPFC),可以实现线路电流灵活调节和直流故障电流抑制。首先,介绍了IDCPFC的拓扑结构、工作原理和等效电路,该结构具有模块化、可拓展的优势,在此基础上提出了电压、电流分时控制方法。然后,分析了所提IDCPFC在直流短路故障工况下的运行特性,提出了闭锁降压限流方法和过压旁路保护策略,研究了故障电流抑制能力的影响因素及参数选取。最后,在PLECS中建立了三端直流系统的仿真模型,仿真结果证明了所提IDCPFC在潮流控制、功率阶跃和故障限流工况下的有效性,并研制了小型样机验证了IDCPFC的潮流调节和故障限流功能。

      • 蒋海玮,徐永海,何志轩,陶顺,常潇,王金浩

        2021,45(23):141-151, DOI: 10.7500/AEPS20210407007

        摘要:在考虑电力系统不同类型元件参数取值具有不确定性的前提下,提出一种电力系统潜在并联谐波谐振监测点的优化配置方法。首先,基于谐波谐振模态分析介绍了并联谐波谐振可观性的相关概念;然后,根据不同类型元件参数的随机模型,应用谐波谐振模态分析法和蒙特卡洛法,构建了概率性谐振监测矩阵;进而,定义并量化了谐振可观性指标和可观性-成本权衡因子,并在此基础上提出了谐波谐振监测点优化配置方法。该方法可以使配置方案在所需监测装置数满足投资成本限制的条件下,实现谐波谐振可观性和投资成本经济性两者之间的协调优化。最后,基于IEEE 30节点测试系统对所提方法进行了仿真分析,并将所提方法与传统方法得到的配置结果进行了比较,验证了所提方法的合理性与优越性。

      • 李亚辉,孙媛媛,李可军,许庆燊,王庆岩

        2021,45(23):152-161, DOI: 10.7500/AEPS20210406007

        摘要:为明确非理想供电情况下多脉动整流器的谐波产生特性,研究了6脉波、12脉波整流电路在不平衡供电条件下的频域谐波耦合导纳矩阵模型。考虑晶闸管换相过程及不平衡电压对晶闸管开通和关断时刻的影响,分析了供电不平衡时直流侧谐波电压的特征以及不平衡电压分量对直流电压波动的影响;采用附加谐波耦合导纳矩阵,建立了考虑不平衡电压的三相6脉波整流器的谐波耦合模型,模型可拓展应用至任意脉波整流器在不平衡供电电压下的谐波分析;修正了整流电路电流断续情况下的模型,提升了模型通用性。仿真分析与实验测量验证了所提模型的准确性和有效性。

      • 任萱,王宾,俞斌,谢民,谢华,黄涛

        2021,45(23):162-169, DOI: 10.7500/AEPS20210127003

        摘要:基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)换流站近区交流线路高阻接地故障切除不及时易引发连续或后续换相失败,造成换流站单双极闭锁,威胁着系统运行安全性。文中分析了影响零序差动保护动作特性的关键因素,指出高阻接地故障保护需从传统的阈值整定模式调整为对被保护线路故障支路特性变化的定性描述和甄别。基于弧光高阻接地故障支路的非线性伏安特性辨识以及同塔并架相邻线路广域方向信息的配合,提出了适用于LCC-HVDC换流站近区交流线路的高阻接地故障启动元件、方向元件及保护方案。最后,通过仿真验证了保护方案的有效性。

      • 钱奇,闫海峰,唐伟宁,覃华勤,马先芹

        2021,45(23):170-178, DOI: 10.7500/AEPS20210527001

        摘要:随着用户侧数据采集设备的发展及电网业务对用户侧采集数据的深化应用,当前电力用户用电信息采集主站系统在数据采集、计算、入库等方面出现瓶颈,无法满足业务快速发展的需求。针对营销数字化转型发展的需要,基于分布式架构、异步网络、并行计算与分布式存储等技术,文中提出一种具有高频实时采集特征的主站系统技术方案,在采集通信层、任务调度层、分布式存储层及并行计算层4个层面全面解决高频并发交互、复杂任务调度、海量数据存储及实时计算的效率问题。通过中国某省级工程应用表明,所提出的方案可显著提升用电信息采集主站的采集能力,改善集中式采集主站性能。

      • >综述
      • 李建林,武亦文,王楠,熊俊杰,马速良

        2021,45(23):179-191, DOI: 10.7500/AEPS20210223003

        摘要:信息架构与安防体系是吉瓦级电化学储能电站安全稳定运行的根本保障。文中针对吉瓦级储能电站的信息架构与安防体系,总结了现有技术的不足并提出展望。首先,研究了吉瓦级储能电站的通信结构以及电站监测数据的特性。其次,对现有的储能电站状态评估方法进行对比分析,探讨吉瓦级储能电站状态评估技术,研究电站故障预警以及消防技术。最后,对吉瓦级储能电站信息架构与安防体系的技术发展方向提出建议。