半月刊

ISSN 1000-1026

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    • 在配电网状态估计中,量测装置配置不齐全,通常引入伪量测来满足系统的可观性要求。考虑到量测数据有一定的误差以及伪量测与真实值之间可能存在偏差,配电网状态估计的量测和伪量测存在不确定性,这会影响配电网状态估计的准确性。文中提出了配电网状态估计的全局灵敏度分析方法,辨识影响状态估计精度的关键(伪)量测不确定性因素及其位置;利用稀疏多项式混沌展开计算全局灵敏度指标,以提高全局灵敏度分析的计算效率;建立了基于不确定性因素重要性排序的量测装置布点方法。采用IEEE 33节点配电网进行仿真,通过与常用方法进行比较,验证了所提方法的有效性。该方法克服了传统状态估计灵敏度分析方法的不足,能有效评估(伪)量测不确定性因素的交互作用对状态估计的影响;此外,基于全局灵敏度分析的量测装置布点方法能显著提高配电网状态估计精度。
    • 电池储能系统具有建设周期短、响应速度快、应用模式多样等显著优点,近年来建设规模不断扩大,在国家和地方政府的推动下,得到越来越广泛的应用。江苏镇江百兆瓦级储能电站自2018年7月投运以来,已参与电网调峰、调频、应急响应等多种辅助服务功能。针对江苏百兆瓦级电池储能电站,从其结构特点入手,研究分析储能电站在不同应用模式下的运行控制策略,并针对电站的响应指标和目前的运行情况进行测试分析,探索电网侧大规模储能电站的应用价值。
    • 当极端灾害引起大停电事故时,可协同多种电源和储能快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。首先探讨多源协同故障恢复对配电网韧性的提升作用,然后以最大化负荷的加权供电时间及最小化总网损为目标,以各时段负荷状态、电源输出功率及线路投运状态为优化变量,考虑有限能量约束、运行约束和拓扑约束等,将多源协同的配电网多时段负荷恢复问题建模并松弛为混合整数二阶锥规划模型,并利用商业优化软件求解,得到最优恢复策略。最后,通过改进IEEE 13节点和IEEE 123节点配电系统标准算例和仿真验证了所提方法的有效性和优越性。
    • 在电力系统电磁暂态离线和实时仿真中,以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的全控型电力电子器件常采用理想开关模型。IGBT器件在交直流变换器、直流断路器中获得了广泛的应用,器件的运行状态会对系统暂态过程产生影响,而系统的暂态过程也会增加器件的电压、电流应力,严重时可能造成器件损坏,进而影响整个设备及系统的安全可靠运行。基于理想开关模型的电磁暂态仿真无法准确模拟暂态过程中该器件的特性及其受到的应力。研究系统电路、器件及其控制之间的动态相互作用,就对电磁暂态仿真中IGBT准确建模提出了更高的要求。近年来,多种IGBT详细模型和解耦方法被提出,并被应用在离线及实时电磁暂态仿真中。得益于高性能计算设备的快速发展,详细模型可高效应用于含有大量IGBT器件的交直流系统仿真中。文中对不同类型建模方法进行归纳,分析其功能、计算复杂度和准确度,并详细介绍了系统解法、并行算法与仿真平台等方面内容。另外,还举例介绍了IGBT详细建模的应用场景,分析了在建模、系统解法、并行算法及应用领域等方面的难点与限制,并提出了相应的建议。
    • 随着可再生能源发电技术的成熟及安装运行成本的不断降低,分布式发电得到了快速的发展,并由此产生了大量的电力产消者。然而分布式发电由于容量小、波动性大、分布零散等特点,并不适合参与现行的电力市场。针对此问题,文中结合国外电力零售市场研究和中国分布式电力交易的实际情况提出了一种配电网层面下的分散式电力市场模式,并分别从市场定义、参与主体、交易方式、时间尺度、出清方式等方面进行了分散式电力市场的框架设计。然后,针对分散式电力市场交易平台难以建立的问题,研究了将区块链技术应用于分散式电力市场构建的可行性及交易实现流程。最后,分别从政策法规和市场建设要点2个方面分析了构建分散式电力市场需要注意的问题。
    • 气候变化已成为人类可持续发展面临的核心挑战,低碳能源转型已成为减缓气候变化的关键举措。碳减排是能源转型的关键效益之一,若能对其进行货币价值化评估,将有助于在统一货币量纲下,对不同能源转型目标和路径进行成本效益分析。分析了国际主流碳排放货币价值化评估方法,认为碳排放社会损失更适用于长期能源转型问题的评估。进而,对碳排放社会损失评估模型中社会经济、气候变化、损失评估、结果折现各子模块进行了详细介绍,并明晰了评估模型的不确定性来源。最后,选择典型评估模型对中国碳排放社会损失进行了试算,并对折现率这一关键参数进行了灵敏度分析,为能源转型方案碳减排效益货币价值化提供了评估思路。
    • 随着直流变流技术的发展,以及直流配电应用需求的增加,直流配电系统得到了广泛的重视与发展。中国国家标准GB/T 35727—2017《中低压直流配电电压导则》的制定,明确了直流配电的电压等级这一供电模式的核心要素,对直流配电的发展具有重要意义。介绍了标准制定的背景,对中压直流标称电压、低压直流标称电压、允许电压偏差范围等参数的选择依据进行了分析说明。提出以负荷距为指标的直流配电系统供电模式分析方法,将电压等级、允许偏差、线路参数、输送容量等进行联动,为直流配电系统供电模式的分析设计提供支持。
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      2020年第44卷第2期

        >学术研究
      • 曲朝阳, 董运昌, 刘帅, 沈志欣, 于建友, 李育发

        2020,44(2):1-12, DOI: 10.7500/AEPS20190708004

        摘要:由于泛在电力物联网融入了社会的不可预知因素,导致互联环境复杂多样,终端设备接入类型与数量激增,时刻面临网络攻击和非安全数据入侵等安全隐患。因此,已有的安全检测与防护技术不再完全适用于如今的泛在电力物联网,文中从生物免疫学新视角探讨了泛在电力物联网安全技术。首先,类比病原体入侵生物体时免疫系统的免疫过程,阐述了生物免疫学与泛在电力物联安全防护的关联;其次,分析了感知层、网络层、平台层和应用层面临的安全挑战,并基于免疫学归纳了抗原识别、免疫响应和免疫记忆3方面的关键技术;最后,构想了泛在电力物联网全方位智能联动的安全免疫体系,并对研究方向进行了展望。

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      • 杨挺, 李扬, 何周泽, 韩旭涛, 盆海波, 卢岩

        2020,44(2):13-21, DOI: 10.7500/AEPS20190814007

        摘要:电网智能优化运行依赖于对系统的泛在感知和完整正确的数据支持,这也是泛在电力物联网感知层必然要达到的最基本要求。在泛在电力物联网应用中,获取完整正确的量测数据是治理电能质量问题的基础。然而,在实际电网采集传输的全环节中,会不可避免地发生数据残缺。针对上述情况,提出基于低秩矩阵填充理论的泛在电力物联网电能质量感知数据补全新方法。首先证明了电能质量数据具有近似低秩的特性,以此为依据,设计多范数联合的秩优化模型,并应用交替方向乘子法将其分解为若干子问题分别求解。同时针对传统交替方向乘子法求解缓慢的问题,提出自适应迭代步长最优选取策略,加快模型求解速度。通过电压暂升、电压中断、脉冲振荡、电压暂降、谐波污染等高频故障场景验证所提方法的有效性,实验结果表明所提方法适用于多场景下的电能质量数据恢复,在缺失50%数据时仍能保证数据矩阵恢复误差在3%以内。

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      • 应俊, 蔡月明, 刘明祥, 杜红卫, 赵景涛, 袁栋

        2020,44(2):22-27, DOI: 10.7500/AEPS20190827004

        摘要:配电物联网是泛在电力物联网的重要组成部分,打造配电物联网生态系统是提高配电网运行效率、优化企业经营绩效、实现发展成果共享的一项重要举措。针对未来配电物联网面临海量低压智能终端的接入导致安装调试运维工作量增加的问题,文中首先提出借鉴物联网模型、IEC 61850以及IEC 61968等标准,建立一套适用于配电物联网的模型体系,并应用以消息队列遥测传输(MQTT)协议和受限应用协议(CoAP)为代表的物联网通信协议,促使设备之间的通信标准化,实现终端数据模型高效传输。接着,从低压智能终端首次接入、功能升级以及因故退出等3个方面论述了自适应接入实现流程。最后,通过实验测试并结合工程应用,验证了文中所提方法的有效性。

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      • >专题报告
      • 李建林, 牛萌, 王上行, 周京华, 袁晓冬

        2020,44(2):28-35, DOI: 10.7500/AEPS20190711001

        摘要:电池储能系统具有建设周期短、响应速度快、应用模式多样等显著优点,近年来建设规模不断扩大,在国家和地方政府的推动下,得到越来越广泛的应用。江苏镇江百兆瓦级储能电站自2018年7月投运以来,已参与电网调峰、调频、应急响应等多种辅助服务功能。针对江苏百兆瓦级电池储能电站,从其结构特点入手,研究分析储能电站在不同应用模式下的运行控制策略,并针对电站的响应指标和目前的运行情况进行测试分析,探索电网侧大规模储能电站的应用价值。

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      • >信息能源系统
      • 周欢, 黄龙琼, 伍人剑, 何县宇, 原启涛, 何光宇

        2020,44(2):36-42, DOI: 10.7500/AEPS20190130005

        摘要:工商业企业是能源消耗的主要群体,客观准确地评价其综合能源系统的价值是优化运行与能源审计的基础。传统的评价方法在促进多能互补、可再生能源消纳等方面存在不足。提出一种基于绿色㶲经济的综合能源系统价值评价方法,以企业能量平衡管理标准为基础进行客观定量计算,考虑产品单耗、综合能效、可再生能源利用率3项评价指标,采用模糊综合评价法,分别设计3项指标的隶属度函数及动态权重系数,得到综合价值评分,并以评分为依据选取最优运行方案。仿真结果表明,评价方法能够根据企业的用能规律选择合理的运行模式,促进能源的梯级利用及可再生能源的就地消纳,验证了方法的有效性和合理性。

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      • 苏洁莹, 林楷东, 张勇军, 陈泽兴, 陈伯达

        2020,44(2):43-52, DOI: 10.7500/AEPS20190516002

        摘要:随着燃气轮机和电转气技术的发展,电网和天然气网的耦合程度不断加深,两者之间的相互影响受到了密切关注。从潮流算法与灵敏度分析两方面针对现有电-气网耦合机理研究的不足进行改进。首先,建立了电网-天然气网统一潮流模型,并采用变量压缩的方法简化了方程维数,基于管存模型考虑了天然气传输的慢时间尺度特性。同时,为避免传统牛顿法应用于天然气网潮流求解对状态初值选择的敏感性,提出采用牛顿下山法对统一潮流模型进行求解。其次,基于灵敏度分析并以电-气耦合节点气压-注入功率灵敏度为关键表征量,提出用于电网-天然气网耦合作用机理分析的综合灵敏度指标,以期为2个网络联合运行提供决策帮助。算例分析验证了所提算法的有效性,综合对比探究了燃气轮机和电转气耦合环节下电网-天然气网的相互作用特性,并验证了天然气网的管道存储特性在应对系统扰动时的积极作用。

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      • 许周, 孙永辉, 谢东亮, 王建喜, 钟永洁

        2020,44(2):53-59, DOI: 10.7500/AEPS20190620005

        摘要:柔性负荷调度是优化负荷曲线、减少设备容量、促进可再生能源消纳的重要手段。考虑热网的传输延时性以及用户对温度感知的模糊性,建立了热力柔性负荷模型。同时考虑可平移负荷、可转移负荷、可削减负荷3类电力柔性负荷,以包含投资、运行、补偿成本的系统总成本最低为目标函数,建立区域综合能源系统储电、储热设备优化配置模型,并采用LINGO商业软件进行仿真分析,得到各个设备的最佳出力以及储能设备的最优容量。算例结果表明,相比于未考虑电/热柔性负荷的场景,电/热柔性负荷的参与能够优化电/热负荷曲线,减少储能设备的容量,增强区域综合能源系统的灵活调节能力,降低能耗以及储能设备的投资费用,使系统的经济性达到最优。

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      • >学术研究
      • 李彬, 陈京生, 王岩, 奚培锋, 祁兵, 孙毅

        2020,44(2):60-67, DOI: 10.7500/AEPS20190228002

        摘要:为应对日益增长的需求响应业务服务质量需求,首先分析了需求响应业务流特征,并建立了需求响应业务的精细化业务流模型。其次,通过对需求响应通信时延进行分解,分析了造成需求响应通信网络拥塞的主要原因。然后,为了满足需求响应业务服务质量需求,考虑了需求响应通信网络负载状态、业务突发度的动态特性,提出了一种基于模糊逻辑改进的加权公平队列动态调度策略。仿真实验结果表明,所提需求响应通信动态队列调度策略可以兼顾不同需求响应业务的服务质量需求,减小低优先级需求响应业务传输时延的同时,改善了传输时延抖动特性。

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      • 孙伟卿, 向威, 裴亮, 李宏仲, 奚培锋

        2020,44(2):68-75, DOI: 10.7500/AEPS20190522003

        摘要:负荷聚合商通过整合零散的用户侧资源,可以为系统提供优质的辅助服务,并从中获取收益。然而,用户侧资源响应的不确定性将影响负荷聚合商的服务质量和市场收益。针对这一问题,文中将具有一定调节能力的负荷资源作为虚拟储能,并将其与狭义储能相结合,建立用户侧广义储能的不确定性响应模型。进而提出狭义储能优先响应和虚拟储能优先响应2种负荷聚合商控制策略,并探讨其优缺点。最后,建立2种控制策略下负荷聚合商参与电力辅助服务的市场收益模型,采用美国PJM市场数据进行仿真计算。结果表明,通过配置相对少量的狭义储能设备,并采取虚拟储能优先响应的控制策略,负荷聚合商可以获取可观的经济回报。

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      • 陈中, 刘艺, 陈轩, 周涛, 邢强

        2020,44(2):76-84, DOI: 10.7500/AEPS20190114010

        摘要:电动汽车作为一种分布式储能,具备与电网互动的能力,其最大的特点是移动性。基于停车生成率思想对电动汽车移动储能特性展开分析,建立电动汽车移动储能模型,以网格化区域为单位描述电动汽车的移动行为。以最小化电网负荷波动为优化目标,计及电网潮流约束、电池性能约束、车主需求约束和车辆移动性约束,提出了电动汽车移动储能与可再生能源协同参与电动汽车与电网互动策略。算例对于不同移动特性、不同电动汽车规模2种场景进行仿真,表征了移动储能特性对策略的影响,验证了模型和策略的有效性。

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      • 张博, 唐巍, 蔡永翔, 王照琪, 李天锐, 张涵

        2020,44(2):85-93, DOI: 10.7500/AEPS20190305005

        摘要:高比例户用光伏并网会导致电压越限等严重的电压问题,光伏逆变器无功控制和储能有功控制是低压配电网有效的电压控制手段。针对低压配电网通信条件有限以及逆变器无功功率和储能有功功率协调研究不充分的现状,文中提出了一种基于一致性算法的光伏逆变器和储能两阶段分布式控制策略。首先,通过控制效果-成本系数对设备调节效果和调节经济性进行分析,提出了先调节逆变器无功功率再调节储能有功功率的电压控制架构。其次,在逆变器控制阶段,以无功利用率作为一致性变量,保证了电压调节任务按逆变器容量进行分配;在储能控制阶段,以储能荷电状态作为一致性变量,既考虑了储能的容量,又实现了储能功率和荷电状态的同时控制。仿真结果表明,所提控制方法可以有效抑制电压越限,降低电压控制成本,同时还给出了所提控制策略参数的选取范围。

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      • 胡迪, 丁明, 毕锐, 高平平, 张宇, 张晶晶

        2020,44(2):94-103, DOI: 10.7500/AEPS20190618006

        摘要:针对高渗透率分布式电源(DG)集群接入配电网下的网-源-储规划问题,提高系统供电可靠性指标,将网-源-储规划问题分解成2个步骤进行。第1步考虑集群孤岛运行概率的DG集群网-源协同多目标规划;基于第1步规划得到的集群孤岛运行概率,进行第2步储能规划来保证各集群内接入的DG能够满足集群的孤岛运行。由于需要考虑集群孤岛运行以及网络连接不确定因素,对网-源协同规划模型中的可靠性指标的逆流计算与顺流计算方法进行改进;并针对网源协同规划模型的多目标问题,引入增广ε-约束法对多目标规划模型进行求解,该方法能给决策者提供更为全面的解集。以中国某地实际高渗透率DG配电网络为例,验证所提出的基于集群划分的网-源-储规划方法能够提高系统供电可靠性,并有降低网损和电压波动等作用。

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      • 贾兆昊, 张峰, 丁磊

        2020,44(2):104-112, DOI: 10.7500/AEPS20190411009

        摘要:高渗透率分布式电源引起电压偏移和波动等电压质量问题,同时可引发配电网网损增加。针对这一问题,以配置储能为解决方式,并以提高配电网经济效益和提升电压质量为目标,结合电池储能系统功率四象限输出运行策略,提出了配电网储能选址定容的优化配置策略。构建了以购电成本、网损成本和投资成本之和最小为目标的配电网经济运行模型,以15 min为时间尺度滚动计算,并以典型日内的总成本最低建立储能选址定容模型,同时对各节点电压的偏移和波动范围设置约束,使用混合整数二阶锥数学规划进行优化求解。以IEEE 33节点配电网为例进行仿真验证,结果证明了所提出优化配置方法的可行性与高效性。

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      • 孟雨田, 严正, 徐潇源, 方陈

        2020,44(2):113-121, DOI: 10.7500/AEPS20190127001

        摘要:在配电网状态估计中,量测装置配置不齐全,通常引入伪量测来满足系统的可观性要求。考虑到量测数据有一定的误差以及伪量测与真实值之间可能存在偏差,配电网状态估计的量测和伪量测存在不确定性,这会影响配电网状态估计的准确性。文中提出了配电网状态估计的全局灵敏度分析方法,辨识影响状态估计精度的关键(伪)量测不确定性因素及其位置;利用稀疏多项式混沌展开计算全局灵敏度指标,以提高全局灵敏度分析的计算效率;建立了基于不确定性因素重要性排序的量测装置布点方法。采用IEEE 33节点配电网进行仿真,通过与常用方法进行比较,验证了所提方法的有效性。该方法克服了传统状态估计灵敏度分析方法的不足,能有效评估(伪)量测不确定性因素的交互作用对状态估计的影响;此外,基于全局灵敏度分析的量测装置布点方法能显著提高配电网状态估计精度。

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      • 许寅, 王颖, 和敬涵, 李晨

        2020,44(2):122-130, DOI: 10.7500/AEPS20190106005

        摘要:当极端灾害引起大停电事故时,可协同多种电源和储能快速恢复重要负荷,提升配电网韧性。首先探讨多源协同故障恢复对配电网韧性的提升作用,然后以最大化负荷的加权供电时间及最小化总网损为目标,以各时段负荷状态、电源输出功率及线路投运状态为优化变量,考虑有限能量约束、运行约束和拓扑约束等,将多源协同的配电网多时段负荷恢复问题建模并松弛为混合整数二阶锥规划模型,并利用商业优化软件求解,得到最优恢复策略。最后,通过改进IEEE 13节点和IEEE 123节点配电系统标准算例和仿真验证了所提方法的有效性和优越性。

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      • 李鹏, 马显, 李雨薇, 陈博, 方晴

        2020,44(2):131-137, DOI: 10.7500/AEPS20190129004

        摘要:微网中高比例风力、光伏发电的输出功率具有随机性、波动性,同时负荷功率具有随机时变性,这些特性易引起微网中频率波动。微网运行方式的改变,将导致网络等值参数和运行参数的变化。针对交直流混合微网中频率波动及控制对象参数摄动的问题,提出了一种基于H 混合灵敏度的交直流混合微网频率控制方法,控制交流区域频率并使之保持稳定。通过将实际控制问题转换为混合灵敏度问题,构建 S / R / T 函数,设计了频率鲁棒控制器,增强了频率对参数摄动的鲁棒性。通过将鲁棒控制问题转换为用Riccati方程表示,利用线性矩阵不等式方法求解该方程得到H 频率控制器。最后,通过MATLAB/Simulink仿真平台,验证了所设计频率控制方法的正确性和可行性。

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      • 吕哲, 王增平, 许琬昱, 梁嘉娣

        2020,44(2):138-145, DOI: 10.7500/AEPS20190410002

        摘要:统一潮流控制器(UPFC)作为新一代柔性交流输电系统元件在输电线路中逐渐应用,需要对含UPFC线路的保护原理进行深入研究。通过分析UPFC对线路故障暂态影响,得出高频分量经其串联侧时发生严重衰减,使仅利用单端暂态量的保护可靠性下降。分析母线关联出线的故障暂态特征可知,同一母线的故障侧线路与非故障侧线路的电流频谱分布存在明显差异。通过采用小波能量熵提取母线各出线暂态信息,提出一种适用于含UPFC线路的方向纵联保护方案。仿真结果表明,该方案可准确识别区内、外故障及母线故障,在不同过渡电阻、故障初始角等故障情况下,均具有较好的灵敏性和可靠性。

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      • 韩畅, 姚艳, 任娇蓉, 许家玉, 林振智, 杨莉

        2020,44(2):146-154, DOI: 10.7500/AEPS20190201004

        摘要:制定公平合理的电力管线进入城市地下综合管廊的有偿使用费分摊方法,对于提高电力管线的入廊积极性有着重要的意义。采用考虑多元主体利益均衡的离差最小化法来建立电力管线入廊的费用分摊模型,对各管线单位的入廊费和日常维护费进行分摊。该费用分摊模型以各管线的占用空间、直埋成本和直埋运维成本为比例因子,所有管线单位对费用分摊结果的满意程度为群体满意度因子,综合考虑各管线单位的分摊意愿和独立第三方的评价意见来平衡电力企业与其他管线单位间的利益诉求。最后,以某市的综合管廊案例进行验证,算例结果说明了该方法的有效性和实用性。

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      • 徐诗鸿, 张宏志, 林湘宁, 李正天, 卓毅鑫, 汪致洵, 随权

        2020,44(2):155-162, DOI: 10.7500/AEPS20190123002

        摘要:针对传统点对点预测难以适用于波动性较大、不确定性较强的负荷的问题,提出了一种基于改进评价指标的区间预测方法,从区间宽度和累计误差2个角度对现有区间预测评价指标做出改进,提高了预测结果的合理性。在此基础上,从各个评价指标的自身特性及其对预测结果的影响程度进行考量,建立了区间预测综合评价指标,并利用神经网络构建了区间预测模型,以综合评价指标最优为目标,采用粒子群优化算法对网络结构参数进行训练优化,从而取得理想的波动性负荷区间预测效果。仿真中通过对某波动性较强的历史负荷数据进行预测分析,并与传统的点预测和区间预测方法进行对比,验证了所提方法的有效性和优越性。

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      • >研制与开发
      • 章艳, 吕泉, 李杨, 张娜, 王海霞, 孙辉

        2020,44(2):163-171, DOI: 10.7500/AEPS20190509006

        摘要:明确了热电厂电热解耦改造是为热电联产机组配置短期调峰热源的本质。从配置补偿调峰热源的角度,分析了储热补偿、电锅炉补偿、旁路补偿和低压缸切除补偿4种改造方案的适用场景、电热运行区间、供热成本、供热能力并建立数学模型。建立了改造后热电厂运行灵活性评价模型;结合算例分析了4种方案单独使用及组合使用时在不同电负荷场景下的灵活性提升效果。

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      • 彭晨宇, 陈宁, 高丙团

        2020,44(2):172-179, DOI: 10.7500/AEPS20190105003

        摘要:提出了一种结合多重聚类算法和分层聚类算法的超短期风电功率预测方法。为了处理训练样本动态,识别与待预测时段特征相似的样本,对历史功率序列和历史气象序列分别进行聚类处理。功率序列的聚类指标由欧氏距离和协方差组成,气象序列的聚类采用逐层划分的方法,并将聚类结果组合成多个样本子集。利用分类建模-特征匹配的思路建立多个粒子群优化-反向传播(PSO-BP)神经网络预测模型,并调用与待预测时段特征最相似的预测模型。将所提预测方法用于青海某风电场的实际算例,实验结果表明,该方法可以提高超短期风电预测的准确性。

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      • 盛四清, 李朋旺, 顾清

        2020,44(2):180-187, DOI: 10.7500/AEPS20190125006

        摘要:波动性风电的高渗透接入降低了系统的阻尼和一次调频性能,制约了风电渗透率的进一步提升。研究在不降低系统动态稳定水平的前提下提高高风电渗透率系统的调频能力,对于提高风电渗透率极限具有重要意义。文中首先提出了一种含阻尼水平约束和频率偏差约束的风电渗透率极限求解方法,进一步基于火电机组惯性参数对系统阻尼特性和一次调频性能有相反作用的机理,提出了一种考虑系统阻尼和动态频率响应能力的火电机组惯性参数协调优化方法。仿真结果表明,所提风电渗透率极限求解方法的计算结果有较高的参考价值,引入协调优化策略后有效改善了系统的动态稳定特性和调频特性,优化效果适用性强,优化后系统风电渗透率得到了提高。

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      • 张逸, 王攸然, 刘航, 邵振国, 林芳, 陈育欣

        2020,44(2):188-196, DOI: 10.7500/AEPS20190220002

        摘要:针对传统谐波责任划分方法无法实现长时间尺度的动态责任划分,需要专门量测,无法利用现有监测系统数据,以及无法划分同一馈线各用户谐波责任等缺点,提出一种基于监测数据相关性分析的用户谐波责任划分方法。首先,计算电能质量监测系统中谐波电压数据序列与用电信息采集系统中各用户平均有功功率数据序列的典则相关系数,将公共连接点谐波责任划分为背景谐波责任与所关注用户谐波责任;其次,计算谐波电压与各用户有功功率的动态扭曲相关系数,用于反映各用户用电行为与公共连接点谐波电压畸变的关联关系;最后,构造并计算同时考虑关联关系、用户用电容量的长时间尺度谐波责任划分指标。利用实际监测系统中的数据验证了所提方法的有效性和实用性,能基于现有监测数据实现馈线上每个用户的长时间尺度动态谐波责任划分。

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      • 浦雨婷, 杨洪耕, 马晓阳

        2020,44(2):197-205, DOI: 10.7500/AEPS20190326014

        摘要:针对电压暂降评估问题,提出一种基于互信息与改进灰靶理论的电压暂降严重度数据挖掘分析方法。提出暂降距离和交叉影响域指标,考虑电压暂降的多种特征属性建立严重度评估框架;构建互信息网络模型对电压暂降进行数据挖掘,利用连接权提取关联规则构成电压暂降知识库,对全网电压暂降严重度水平进行初步分析,避免了基于支持度和置信度的传统数据挖掘方法产生的冲突规则问题;提出靶心度的改进计算方法,结合数据挖掘所得的全网暂降严重度水平,建立电压暂降严重度条件搜索模型进行变电站暂降严重度评估,解决了匹配结果多重化的问题,提高了电压暂降评估的准确性。算例分析验证了所提方法的可行性。

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      • 管月, 李磊, 陆佳炜

        2020,44(2):206-213, DOI: 10.7500/AEPS20190110005

        摘要:应用逆变技术的传统有源滤波器需要采用电解电容器组进行储能,具有体积大、价格高且可靠性低等缺点。针对这一问题,文中研究了一种无需直流储能单元的单相交交型有源滤波器。介绍了基于偶次谐波调制技术的无功和谐波综合补偿原理,采用傅里叶级数法和数据拟合方法得到了占空比中各偶次调制项与补偿电流中各奇次分量之间的频率、数量对应关系。针对偶次调制波耦合控制的问题,提出了一种解耦调制策略,使得系统补偿精度和稳定性提高,设计了单相综合补偿方案,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提方案的可行性。

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      • 邱智勇, 周越德, 刘中平

        2020,44(2):214-220, DOI: 10.7500/AEPS20190525002

        摘要:随着电网规模不断扩大,快速形成大电网节点阻抗矩阵具有重要实用价值。为了加速阻抗矩阵的生成,针对中央处理器(CPU)+图形处理器(GPU)协同计算架构设计了基于GPU的并行支路追加法。通过分析电网拓扑结构与链支的关系,基于图论最小环设计了节点编号优化算法;通过厂站连接关系,提取厂站级别最小环,利用拓扑排序,确定群追加顺序。在群基础上确定厂站追加顺序,进而进行节点编号顺序优化。试验结果表明,相比串行计算方法,所提方法在计算效率方面有显著提高,在大电网计算中,可获得数十倍的加速比,追加链支的加速比达百倍。

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      • >工程应用
      • 熊玮, 鄢发齐, 汪旸, 罗深增, 陈文哲, 陈磊

        2020,44(2):221-226, DOI: 10.7500/AEPS20190823006

        摘要:基于某区域电网海量频率实测数据,分析了不同年份、联网和孤网方式下频率的概率分布特性及其成因。该电网和相邻区域电网联网方式下,频率概率分布从边缘陡峭的带状分布逐渐变为双峰分布,原因是系统功率不平衡量的标准差不断增大,导致频率波动变大,机组一次调频频繁动作将频率偏差概率密度函数在死区以外的部分堆积到死区附近,形成双峰。孤网方式下,电网频率概率分布均呈现出明显的双峰分布,原因是网络规模减小导致频率波动变大,同样使得机组一次调频频繁动作。电网进一步优化频率控制工作的重点是加强超短期预测和日内计划平衡,减小系统功率不平衡量。

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      • 陈乐, 佘振球, 王俊生, 王杨正, 徐斌, 卢东斌

        2020,44(2):227-233, DOI: 10.7500/AEPS20190618010

        摘要:在双12脉动阀组串联结构的特高压直流工程中,以下过程可能导致系统进入金属旁通支路运行:直流场开关或刀闸的手动/自动控制、极层保护性闭锁、阀组保护性退出。文中针对各类金属旁通支路运行工况的形成过程进行了阐述,并提出了相应对策。对于金属旁通支路运行工况的处理,应以预防作为主要原则,而以极隔离、中性母线开关失灵保护等隔离手段作为补充措施。文中所提出的对策已在南方电网滇西北至广东±800 kV特高压直流工程中应用,并经工程现场与仿真系统试验验证,可有效解决双12脉动阀组串联结构中的金属旁通支路运行问题。

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      • >综述
      • 沈卓轩, 姜齐荣

        2020,44(2):234-246, DOI: 10.7500/AEPS20190520001

        摘要:在电力系统电磁暂态离线和实时仿真中,以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的全控型电力电子器件常采用理想开关模型。IGBT器件在交直流变换器、直流断路器中获得了广泛的应用,器件的运行状态会对系统暂态过程产生影响,而系统的暂态过程也会增加器件的电压、电流应力,严重时可能造成器件损坏,进而影响整个设备及系统的安全可靠运行。基于理想开关模型的电磁暂态仿真无法准确模拟暂态过程中该器件的特性及其受到的应力。研究系统电路、器件及其控制之间的动态相互作用,就对电磁暂态仿真中IGBT准确建模提出了更高的要求。近年来,多种IGBT详细模型和解耦方法被提出,并被应用在离线及实时电磁暂态仿真中。得益于高性能计算设备的快速发展,详细模型可高效应用于含有大量IGBT器件的交直流系统仿真中。文中对不同类型建模方法进行归纳,分析其功能、计算复杂度和准确度,并详细介绍了系统解法、并行算法与仿真平台等方面内容。另外,还举例介绍了IGBT详细建模的应用场景,分析了在建模、系统解法、并行算法及应用领域等方面的难点与限制,并提出了相应的建议。

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      • 楼贤嗣, 马光, 郭创新, 王橹裕

        优先出版日期:2020-01-17  DOI: 10.7500/AEPS20190429011

        摘要:针对电网运行面临的多重不确定风险,本文从风险发展时序特征和电网运行调控模式的角度分析了风险协调控制的必要性。基于风险协调控制的观点,提出了一种计及中短期、日前、实时和事故后四个阶段的电网运行全过程风险协调控制体系,详细阐述了各阶段的风险优化模型、控制措施和协调策略,提出了五层式软件架构方案,讨论了支撑系统应用的关键技术。最后介绍了全过程风险协调控制体系在浙江电网的初步实践情况。理论分析和工程实践的结果表明,本文所提出的全过程风险协调控制方法能够适应现有的“三公”调度体制,统筹协调各阶段的调度控制决策,实现电网运行风险的逐级跟踪与滚动调控。

      • 李振, 盛万兴, 杜松怀, 李鹏华, 王建华

        优先出版日期:2020-01-16  DOI: 10.7500/AEPS20190812008

        摘要:向负载供电及接纳分布式电源是柔性配电装备的重要功能之一,因此柔性配电装备端口控制至关重要。文中针对柔性配电装备交流端口电压控制问题,在虚拟同步发电机控制基础上,对三相进行独立控制,通过级联准比例-谐振电压外环、电流内环提高其动态性能。进而以单相为例,详细分析柔性配电装备交流端口输出电流对电压的影响,并提出电流前馈控制策略,保证负载变化、分布式电源接入等变化过程中交流端口电压的稳定。利用阻抗建模方法分析交流端口的输出阻抗,并根据广义奈奎斯特判据验证柔性配电装备交流端口向负荷供电及接纳分布式电源时的稳定性。通过仿真和相关实验验证了所提控制策略的有效性和正确性。

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      • 魏能峤, 周念成, 罗永捷, 王强钢

        优先出版日期:2020-01-15  DOI: 10.7500/AEPS20190626004

        摘要:柔性直流电网短路故障电流上升迅速,直流换流站过电流耐受能力不足,使得直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)必须动作速度快和开断能力强,而故障限流器(fault current limiter,FCL)能在故障识别后快速投入限流,可降低对DCCB的要求。文中通过分析FCL的工作原理,获取故障下含FCL的柔性直流换流站等效电路;对不同阻抗类型的FCL故障电流和电压应力计算,分析其随故障限流阻抗参数变化的特征,提出理想限流阻抗并分析其特征;提出以DCCB分断电流和FCL成本为优化目标的限流阻抗参数优化方法。在PSCAD/EMTDC中进行仿真对比,验证了文中电压应力计算,优化模型的正确性。该优化方法能够有效选取限流阻抗在FCL最大电压应力和故障电流约束下的最优参数。

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      • 胡长斌, 王海鹏, 罗珊娜, 周京华, 史运涛, 马瑞

        优先出版日期:2020-01-15  DOI: 10.7500/AEPS20190805002

        摘要:摘要:针对直流微电网中母线电压控制问题,设计一种基于鲁棒扰动观测器的动态补偿控制策略,完成DC-DC变换器的电压补偿。首先在直流微电网系统架构的基础上对母线电压波动进行理论分析,其次建立直流微电网系统的DC-DC变换器状态空间数学模型,得到控制系统的输入输出关系。根据鲁棒双互质分解和尤拉参数化稳定控制器理论,对所提出的基于鲁棒扰动观测器控制架构进行证明,应用模型匹配理论反向补偿电流扰动所产生的输出值。通过线性矩阵不等式方法(LMI)求解电压环补偿控制器Q(s),并根据DC-DC变换器的动态结构图设计电流环补偿控制器H(s)。半实物仿真结果表明,该架构能够在不改变原系统结构参数的前提下,提升DC-DC变换器的动态性能,抑制负载投切、功率波动以及交流侧负载不平衡等引起的直流母线电压波动,增强系统的鲁棒性。

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      • 郑 涛, 吴 琼, 吕文轩, 李 瑞, 徐 烈

        优先出版日期:2020-01-15  DOI: 10.7500/AEPS20191114003

        摘要:柔性直流配电网中直流故障易引起系统过流,严重威胁电网的安全运行。基于FBSM-MMC的柔性直流配电网大多利用MMC闭锁来切断故障电流,但其闭锁会导致整个直流配电网的短时停电,降低了供电的可靠性,迄今尚无有效的解决方案。对此,本文提出一种基于FBSM-MMC主动限流控制的柔性直流配电网保护及故障隔离方案,该方案共包含三个阶段:故障发生后首先利用MMC主动限流控制将换流器输出直流电流限制在1.2倍额定电流附近(阶段一),进而根据各条线路两端直流电流是否具有同步性过零特征实现故障线路的识别(阶段二)。在此基础上,进一步提出基于直流断路器与快速机械开关协同配合的故障隔离方案(阶段三)。通过断开故障关联的直流断路器,并控制相应换流站的输出直流电流降低为0,使得故障线路上的机械开关亦能快速开断,从而实现故障隔离。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了四端柔性直流配电网模型,通过大量仿真验证了本文所提保护及故障隔离方案的可行性。

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      • 沈珺, 柳伟, 李虎成, 李娜, 温镇, 殷明慧

        优先出版日期:2020-01-15  DOI: 10.7500/AEPS20190521007

        摘要:针对微电网中分布式电源下垂一次控制产生的系统频率和电压静态偏差问题,提出了一种基于强化学习就地反馈方法的分布式二次优化控制,利用本地信息可兼顾频率恢复和电压调整的需求。首先,针对微电网经济性、频率电压控制需求和各分布式电源综合性能(环境效益、经济效益、技术效益),定义了本地奖励,协调多微电网的频率恢复和电压调节;其次,针对电网实际运行情况,在满足供需平衡的同时,使用多智能体强化学习算法对全局奖励反馈优化修正,使各分布式电源协同出力渐近消除频率偏差,保证微电网的稳定运行;最后,通过实例验证了所提出控制的有效性和适应性。

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      • 赵成勇, 宋冰倩, 许建中

        优先出版日期:2020-01-14  DOI: 10.7500/AEPS20190626003

        摘要:柔性直流电网电力电子设备可控性强但存在脆弱性,故障过程中多种电力电子设备之间存在强耦合关系,故障过程的协调控制困难,对故障电流进行积极主动地控制仍然面临着很大的挑战。论文基于柔性直流电网故障电流发展机理,对交直流电网故障特性作了对比和总结;确定了柔性直流电网故障电流主动控制方案的基本原则;总结了国内外研究成果,根据选择性原则和抑制原理对主动控制方案进行了分类;以几种典型方案为例,分析了不同类型主动控制方案特性,并在PSCAD/EMTDC中进行了仿真验证,对不同主动控制方案的特性进行了对比和总结。

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      • 李亚楼, 孙谦浩, 孟经伟, 穆清, 张星

        优先出版日期:2020-01-14  DOI: 10.7500/AEPS20190715001

        摘要:混合型模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的高效电磁暂态仿真是研究相关技术的重要基础。然而,由于多种子模块可以被采用,且每种子模块中均包含了大量的开关,混合型MMC的详细电磁暂态模型将严重降低其仿真效率。鉴于此,文中基于开关函数的定义与电容器件的动态特性,对多样性子模块的串联结构进行了统一的动态平均化等值,并根据等值后的动态模型,提出了一种适用于直流电网高效电磁暂态仿真的混合型MMC统一外特性模型以兼顾直流电网对仿真精度及效率的双重要求。同时,所提统一模型具有良好的可移植性以满足其作为研究工具的修改便利性要求。基于ADPSS仿真软件,通过与基于分立元件的详细模型进行对比,验证了所提统一外特性模型的仿真精度与效率。

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      • 张福轩, 郭贤珊, 汪楠楠, 田杰, 卢宇, 董云龙

        优先出版日期:2020-01-14  DOI: 10.7500/AEPS20190225001

        摘要:大容量新能源电能采用孤岛方式通过双极柔性直流系统送出具有广阔的应用前景。文中对存在的非故障极过负荷和直流过电压情况下的功率盈余特性进行了分析,提出了分组交流耗能电阻方案,分别设计了送端换流器故障和直流过压下的功率盈余控制策略,通过分组交流耗能电阻的精确投切避免功率盈余引起双极柔性直流系统停运。通过四端柔性直流电网实时数字仿真器(RTDS)和EMTDC仿真系统,对提出的2种功率盈余控制策略进行验证。仿真结果表明,所提策略能够实现功率盈余工况下的故障穿越,避免故障范围扩大。

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      • 李岩, 黄豫, 龚雁峰, 潘旭东

        优先出版日期:2020-01-14  DOI: 10.7500/AEPS20190425008

        摘要:针对对称单极结构的MMC型柔性直流输电系统,深入分析了直流侧单、双极短路的故障电流演变规律,从而揭示了非故障极充电和波过程是分别导致单、双极短路故障过电压的主要原因。然后,以一个三端柔直电网为例进行仿真验证,并重点分析了不同因素对过电压的影响。研究结果表明,故障电阻对过电压峰值影响较大,而换流站闭锁、接地方式、线路保护等因素的影响较小。最后,对单、双极故障过电压进行了总结和对比分析。

      • 薛士敏, 刘存甲, 李蒸, 陆俊弛, 朱晓帅

        优先出版日期:2020-01-14  DOI: 10.7500/AEPS20190529006

        摘要:目前,直流微网的保护方案大都依赖于线路两端直流断路器的快速开断能力与通信设备的可靠性,然而现阶段直流断路器成本高昂,且线路两端通信将会大大增加直流微网的建设运行成本。基于以上背景,文中以四端环形直流微网系统为研究对象,提出了一种基于控保协同的单端测距式保护技术。该方法分为故障控制与保护实施2个阶段。在故障控制阶段,通过改变电压源换流器(VSC)自身以及外加可控元件的主动控制策略,使直流线路故障电流为零;在保护实施阶段,基于采用主动控制后VSC直流侧输出电压的周期性(20 ms)与电力电子元件的可控性,构建VSC与故障点的唯一回路,然后基于传统R-L算法即可实现单端无差故障定位,接下来会出现线路电流持续过零,在此基础上,通过快速隔离开关实现故障隔离。该方法基于控保协同思想,消除了环网系统单端故障测距中对端电流的干扰,且线路两端无需配置直流断路器,仅利用快速隔离开关与故障控制策略进行时序逻辑上的相互配合即可实现故障隔离。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端环形直流微网系统模型,验证了该控制和保护方案的有效性。

      • 黄昕昱, 张家奎, 徐千鸣, 褚旭, 王逸超

        优先出版日期:2020-01-14  DOI: 10.7500/AEPS20190730005

        摘要:针对多端直流输电系统线路潮流控制自由度不足的问题,提出一种模块化直流潮流控制器,其采用模块化结构,便于多线间拓展,具备直流故障限流能力。首先,介绍了模块化直流潮流控制器的拓扑结构,建立了其等效电路模型,阐述了潮流控制和故障限流原理。然后,分析了模块化直流潮流控制器在潮流控制模式下的桥臂功率转移特性,研究了基于交流环流的桥臂功率平衡机理。在此基础上,提出了模块化直流潮流控制器的潮流分配控制和功率平衡控制方法,并详细说明了其在故障限流模式下的控制策略。最后,在PLECS仿真软件中搭建三端直流输电系统,验证了模块化直流潮流控制器在潮流分配、潮流反转、功率阶跃、故障限流等工况下的有效性。

      • 郝亮亮, 李伟杰, 王卓雅, 顾亚旗, 王光

        优先出版日期:2020-01-13  DOI: 10.7500/AEPS20190729015

        摘要:柔性直流电网作为支撑高比例可再生能源接纳的有效手段,已经成为电网发展的重要方向。双极短路故障是直流线路发生的最严重故障,目前一般通过在s域内列写直流系统状态方程,然后再基于拉式反变换求解故障电流,亟待提出短路电流的工程实用计算方法。为此,以张北柔性直流电网为研究对象,首先分析了直流线路双极短路的故障特性及耦合机理。在此基础上, 将故障线路靠近阀侧的两端分别看做二端口,分析了故障电流与二端口两侧电压的关系。其次基于正、负极线路二端口电压变化不大的思想,将环形直流电网简化为两端网络或开式网络,得到故障线路电流的实用计算方法,不再需要求解高阶的拉氏反变换而直接得到故障电流。最后,通过与电磁暂态仿真结果的对比,验证了实用计算方法的可行性与高效性。

      • 宋钊, 舒德兀, 严正, 罗潇

        优先出版日期:2020-01-13  DOI: 10.7500/AEPS20190805005

        摘要:为了准确地仿真大规模交直流系统的动态特性和各个元件之间的相互影响,亟需一种高精度、高效率的仿真方法。为解决该问题,本文提出了基于时频坐标变换的大规模交直流系统多模态仿真方法。该方法中,直流系统采用时频变换模型进行建模并划分到频移子系统。该方法可以在保证精度的前提下采用更大的步长进行仿真,仿真效率明显改善。进一步,本文优化设计了频移子系统与电磁子系统之间的接口模型,即多模态接口传输线模型。该接口模型可同时反映动态过程的瞬时值波形和相量值波形。最后,采用国内实际某含有四端柔直系统的大规模交直流的案例测试证实了方法在仿真效率和精度上的优势。

      • 李彬彬, 张玉洁, 张书鑫, 赵晓东, 徐殿国

        优先出版日期:2020-01-13  DOI: 10.7500/AEPS20190730002

        摘要:高压大容量DC/DC变换器作为未来直流电网中的关键设备,近年来成为了国内外关注的热点。文中通过将晶闸管和半桥子模块进行有机组合,提出了一种混合式DC/DC变换器拓扑,通过闭锁子模块和晶闸管实现高低压侧短路故障阻断功能,且具有低成本、高效率的优点。对该拓扑结构的工作原理、故障保护机制、控制策略、参数设计和经济性等方面进行了分析论证。最后,搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,仿真结果验证了该拓扑和控制策略的可行性。

      • 崔亮节, 孙毅, 刘耀先, 文亚凤

        优先出版日期:2020-01-13  DOI: 10.7500/AEPS20190225006

        摘要:负荷监测是智能用电的一个重要环节,针对现有低频非侵入式负荷分解方法需要较多先验信息,且对功率相近或小功率负荷的辨识精度较低的问题,提出了一种考虑分时段状态行为的非侵入式负荷分解方法。首先对负荷设备的功率数据进行聚类分析,构建负荷状态模板。提出一种不需要指定时间段个数的负荷典型行为时间段智能寻优方法,分时段提取负荷状态行为规律,构建负荷行为模板。在传统功率特征的基础上,综合考虑概率和时间两个维度,将分时段状态概率因子(time-phased state probability factor,TSPF)作为负荷新特征引入目标函数,通过多特征遗传优化迭代实现负荷分解。最后,在公开数据集上验证了方法的有效性和准确性。

      • 李国庆, 边竞, 王鹤, 孙云鹤, 王振浩

        优先出版日期:2020-01-13  DOI: 10.7500/AEPS20190607003

        摘要:直流电网故障电流抑制已成为相关领域必须面对且亟待解决的重要问题之一。现有的故障抑制方法大多采用单一元件,为充分抑制故障电流的上升速率与峰值,文中提出了综合直流电抗器和电容型限流器特性的故障抑制及优化配置方法。首先,基于模块化多电平换流器的故障等值电路,从抑制原理和动作时序2个角度分析了安装故障限流器的必要性;其次,计算分析了电感和电容对故障电流的抑制特性,并将等值电路和求解方法推广到直流环网中,以故障电流和直流电抗器为目标构建了优化配置模型;最后,将优化结果应用于PSCAD/EMTDC仿真模型中,与仅使用直流电抗器相比,该配置结果可进一步减小40%的故障电流且并未延长故障切除时间,验证了综合使用直流电抗器与电容型限流器能够大幅度减小故障电流,降低直流断路器的开断容量。

      • 李振动, 安海清, 樊小伟, 杨大伟, 杨敏祥, 张建坡

        优先出版日期:2020-01-13  DOI: 10.7500/AEPS20190715003

        摘要:摘要:对称双极柔性直流输电系统相比单极系统输电容量更大、可靠性更高,因此逐渐被应用于实际工程中。针对双极系统模块化多电平换流器交直流出口接地故障,研究了换流器闭锁后的电压电流暂态特性,并推导了故障分量的数学解析式。研究结果表明,交流出口发生单相接地故障时,换流器闭锁后非故障相上、下桥臂分别出现了过电压和过电流现象,并且交流侧电流出现直流偏置导致故障相短路电流不存在过零点。直流出口发生单极接地故障,换流器闭锁后桥臂短路电流主要由交流系统注入的稳态电流和上下桥臂电抗间衰减的环流构成。针对交流出口发生单相接地故障这一特殊的故障特性,提出了一种选相跳闸保护策略,解决了故障电流不存在过零点时交流断路器无法正常断开的难题。最后搭建了张北四端环网结构柔性直流电网仿真模型,仿真结果验证了换流器出口故障特性分析的准确性以及所提选相跳闸保护策略的有效性和可行性。

      • 李国庆, 刘先超, 张嵩, 姜涛, 陈厚合, 李雪

        优先出版日期:2020-01-13  DOI: 10.7500/AEPS20190601001

        摘要:基于三线双极结构的高压直流输电(three wires bipole structure based high voltage direct current,TWBS-HVDC)系统能够较大程度地发挥直流线路的输电能力,是一种实现交改直和线路增容改造的有效方式。针对TWBS-HVDC系统与双极直流系统在接线形式上的差异,本文提出了一种适用于TWBS-HVDC的直流侧短路故障电流计算方法。首先基于MMC暂态等效电路建立TWBS-HVDC在不同直流侧故障发生至线路直流断路器动作阶段的暂态等效模型。以暂态等效电路中独立回路数和动态元件阶数为标准,将所有直流故障归纳为3类,分析推导各类故障下的状态方程,通过求解状态方程中系数矩阵的特征值和特征向量得到故障电流解析表达式。最后在MATLAB/Simulink数字仿真平台中,搭建两端TWBS-HVDC模型进行仿真验证,结果验证了本文所提TWBS-HVDC直流侧短路故障状态方程求解法的准确性和有效性。

      • 刘硕, 苏建徽, 赖纪东, 张健, 汪海宁

        优先出版日期:2020-01-10  DOI: 10.7500/AEPS20190408002

        摘要:电压增益-频率特性的求解是LLC谐振变换器设计的关键。变换器中整流电路存在的非线性使变换器具有多种工作模式,而电压增益-频率特性与工作模式密切相关。PO模式是一种有利于减少变换器开关损耗的断续工作模式,但在该模式下,变换器的增益频率特性计算烦琐,难以求解。文中基于子区间分析法,分析了PO模式下LLC谐振变换器的工作特性,推导了简洁易算且精度较高的电压增益计算公式;依据变换器整流电路的非线性特征,给出了解析且简洁的断续工作模式功率边界条件及PO工作模式功率边界条件表达式。搭建了LLC谐振变换器的仿真模型和实验样机,仿真和和实验结果证实了所提出的电压增益公式及工作模式边界条件的正确性。

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      • 王永真, 张宁, 关永刚, 赵伟, 张靖, 高峰, 康重庆

        优先出版日期:2020-01-06  DOI: 10.7500/AEPS20190710007

        摘要:能源互联网是冷、热、电、气在物理流、信息流和价值流高度融合的新兴领域。国家自然科学基金的资助情况自下而上地反映出我国能源互联网及其相关概念的研究态势和研究重点。本文从基金关注的研究方向、获批数量、高校分布、类型分布等方面分析了我国能源互联网及其相关领域国家自然科学基金近十年来的获批情况。分析表明:受能源转型以及互联网技术的驱动,能源互联网由“电”为主的“智能电网”的研究逐渐转向“冷、热、电、气”的耦合研究;拥有“电气科学与工程”和“工程热物理与能源利用”学科点的强校,在能源互联网的研究中体现出优势,引领了能源互联网理论和应用的基础研究。同时,能源互联网基金资助项目的学科分布,体现出上述两学科和电子学与信息系统、计算机科学、自动化、管理科学与工程、数学、建筑环境与结构、宏观管理与政策等多个学科的交叉融合。

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      • 刘定, 赵德福, 白木仁, 王其清, 李存斌

        优先出版日期:2020-01-06  DOI: 10.7500/AEPS20190117001

        摘要:电力现货市场实时交易可充分发挥市场调节作用,促进可再生能源消纳。基于数据实证分析可再生能源发电对实时电价的影响,对理解现货市场运行规律、开展市场成熟度评价等具有重要参考价值。文中选取德国电力现货市场开展数据实证,收集发电量、负荷量、预测误差、价格等多因素数据,基于时间序列特征表示方法,研究可再生能源发电对实时电价的影响。首先,使用特征表示方法将时间序列时域模型转化为特征向量。然后,采用贪婪向前特征选择算法提取关键特征,最大化因素间差异。接着,分别基于全部特征和关键特征讨论了多因素间的相关性,并构建了影响机理网络图。实证结果表明德国电力现货市场实时电价主要受到风力发电量预测误差影响,因素间相关性主要来自时间序列的傅里叶变换、小波变换、离散符号化等特征。最后,通过中德电力现货市场的定量对比,指出广东电力市场实时电价更易受新能源发电量而非预测误差的影响。

      • 徐方维, 王川, 杨洪耕, 徐琳, 赵劲帅, 王杨

        优先出版日期:2019-12-27  DOI: 10.7500/AEPS20190824004

        摘要:现有分散式多谐波源责任量化方法均采用谐波源等值电路(常用诺顿等效模型)的外部端口电流(统称为“谐波源端口电流”)来计算该谐波源对关注母线的谐波贡献度。由于谐波源端口电流受基尔霍夫定律约束,只要电网中某谐波源端口电流发生变化,所有谐波源对关注母线的谐波贡献度会随之改变,但该电流通常是谐波源和背景谐波耦合作用的结果,由此计算的谐波贡献度不能真实反映该谐波源的发射水平。基于此,文中运用谐波源电流本身而非谐波源端口电流来计算谐波贡献度,所提方法直接计算各谐波源对关注母线的谐波电压矢量贡献,而无须求解各谐波源对关注母线的谐波转移阻抗,减少了误差累积效应,可更为公平合理地反映各谐波源责任。仿真和实验算例验证了所提方法的有效性和准确性。

      • 李斌, 王晨阳, 何佳伟, 叶仕磊

        优先出版日期:2019-12-24  DOI: 10.7500/AEPS20190418012

        摘要:为消除了常规限流电抗对直流系统运行稳定性和直流断路器断流速度的不利影响,桥式限流型固态断路器实现了兼具自适应故障限流与断流的优异性能,但其桥电路中的直流偏置电源存在无过流保护和电源容量与投资成本相对较高的缺陷。针对桥式限流型固态断路器,文中设计了一种基于三相半波整流电路的直流偏置电源,提出了偏置电源参数选取和电压整定方法,有效减少了电力电子器件数量,实现了偏置电源过流保护电路,降低了偏置电源设计容量和制造成本。样机实验和仿真算例证明了所提出的自适应限流型固态断路器的偏置电源的优势。

      • 张亚超, 黄张浩, 郑峰, 乐健, 舒胜文, 夏沛

        优先出版日期:2019-12-24  DOI: 10.7500/AEPS20190411006

        摘要:随着可再生能源装机不断扩展及综合能源系统研究的持续推进,燃气轮机作为耦合元件加深了电力系统和天然气系统的相互融合,为可再生能源消纳提供了新的途径。针对随机规划方法、区间优化及鲁棒优化算法处理风电出力不确定性的不足,提出一种基于风电预测误差模糊集的分布鲁棒优化方法求解电力-天然气耦合系统的协同调度决策。首先利用主成分分析法提取高维预测误差向量蕴含的时空尺度关联特性,并引入一系列矩函数描述预测误差的分布信息以构建相应的模糊集;然后建立两阶段分布鲁棒优化经济调度模型,第一阶段制定日前机组开停机计划、调度出力及备用方案;第二阶段辨识最劣风电场景分布以保证第一阶段调度决策的有效性。结合线性决策规则和对偶理论将该半无限优化问题转化为有限维优化问题进行求解。最后通过算例验证了所提模型及求解方法的有效性。

      • 柳文轩, 赵俊华, 黄杰, 文福拴, 吕哲, 薛禹胜

        优先出版日期:2019-12-24  DOI: 10.7500/AEPS20190116002

        摘要:信息物理社会系统(cyber-physical-social system, CPSS)旨在描述复杂网络系统中信息网络、物理系统和社会因素的特征及其交互影响,以实现对该类系统的建模、推理和决策。CPSS研究中,如何反映社会行为是最大难点之一。该文依据历史和仿真数据,采用生成对抗网络模型(GAN)对不确定的社会行为建模,并通过混合仿真方法推演了当前广东现货电力市场设计中的实际问题,即燃气机组补贴对市场的潜在影响。

      • 朱铁超, 聂一雄, 李哲, 林秀岳

        优先出版日期:2019-12-24  DOI: 10.7500/AEPS20190430012

        摘要:杂散电容是影响电容式电压互感器(CVT)谐波测量取值的不确定因素,通过分析CVT内部结构和杂散电容计算公式,发现杂散电容是具有随机性特点的区间型参数。为提高CVT谐波传递特性曲线的拟合精度,提出一种基于改进粒子群优化算法的CVT杂散电容参数估计方法。该方法以输入参数的置信区间为条件,以计算结果的误差最小为目标,在满足幅值、相移最小误差要求以及尽量多置信区间的条件下确定杂散电容的参数组合。通过建立电能质量综合试验平台,以某35 kV阻容分压式电压互感器二次侧输出的谐波电压值为基准,分析TYD35/√3-0.02HF型CVT实际谐波电压值和利用幅频曲线校正后的谐波电压值分别相对基准值的误差,验证了所提方法的有效性和可行性。

      • 王义, 孙永辉, 南东亮, 王开科, 侯栋宸

        优先出版日期:2019-12-24  DOI: 10.7500/AEPS20190325004

        摘要:噪声统计特性和模型参数的不确定性,会严重影响动态状态估计的精度。针对该问题,文中提出了一种基于H?容积卡尔曼滤波的动态状态估计新方法(H? cubature Kalman filter, HCKF)。首先,建立发电机动态状态估计模型;其次,依据H?滤波理论构造模型不确定性约束准则,并在容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter, CKF)中依据该准则计算更新估计误差协方差阵,抑制参数不确定性对状态估计精度的影响。最后,通过对IEEE 10机39节点系统和某实际大区域电网系统的算例测试,并将所提方法与CKF和改进插值扩展卡尔曼滤波(interpolation extended Kalman filter, IEKF)的估计性能进行对比。算例仿真结果表明,HCKF在估计精度和对模型不确定性的鲁棒性方面较CKF和IEKF均有所提高,能够有效抑制模型不确定性对发电机动态状态估计的影响。

      • 武昕, 焦点, 高宇辰

        优先出版日期:2019-12-24  DOI: 10.7500/AEPS20190612009

        摘要:非侵入负荷监测是实现需求侧测量与能效优化的有效途径。本文研究了一种高频采集模式下的非侵入式负荷在线监测方法,使整个监测过程自动化、实时化。首先根据负荷电流的可加性原理建立了负荷分离模型,得到独立负荷波形;并结合负荷的操作特性,无须预实验获取先验数据,通过贝叶斯分类模型实现负荷种类判断,从而在运行过程中为每个独立用户构建动态的负荷特征库;最后,基于库中数据,通过构建寻优模型实现负荷辨识,从而持续、实时获取负荷用电状态。本文通过实际采集的用电数据验证了方法的有效性。该研究可自适应地为独立用户构建负荷特征库,改善了提前建库不具有普适性的问题,同时,基于特征库的快速寻优保证了辨识的实时性与准确性。

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      • 谭笑, 王主丁, 李强, 庞祥璐

        优先出版日期:2019-12-24  DOI: 10.7500/AEPS20190610004

        摘要:分布式电源大量并网给电能质量带来风险,评估DG接入配电网最大承载力对DG规划具有指导意义。本文建立了多DG接入配电网承载力评估的优化模型:目标为分布式电源并网容量最大,约束涉及电压偏移、电压波动、短路电流和继电保护的相关技术标准。针对该模型,提出了基于约束指标相对于DG容量灵敏度的单约束和多约束协调分段计算方法。基于不同的DG初始值,分段计算可分别采用倒推和顺推两种计算流程进行。最后计算分析了辐射型配电网络在多约束多个不同类型DG情况下的系统最大承载力,表明了所提方法在计算精度和效率方面的优越性。

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      • 年珩, 朱茂玮, 徐韵扬, 陈亮, 邹常跃, 许树楷

        优先出版日期:2019-12-24  DOI: 10.7500/AEPS20190328002

        摘要:风电系统接入基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流(HVDC)输电系统是极具前景的输电方案,同时也面临较为突出的系统稳定性问题。小信号阻抗分析法是研究互联系统稳定的有效办法。然而,MMC的内动态特性使得精确建立其阻抗模型具有较大难度。文中采用多谐波线性化方法建立了采用双闭环定交流电压控制的MMC送端换流站小信号阻抗模型,可实现电流环对MMC阻抗影响的准确分析。针对直驱风机通过MMC-HVDC系统并网的系统,利用阻抗分析法分别分析了MMC电流环不同控制带宽下互联系统振荡的问题,为电流环参数优化设计提供了依据。最后,基于MATLAB/Simulink的仿真结果证明了阻抗模型和稳定性分析理论的正确性。

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      • 孙伟, 余浩, 杨建平, 高博, 汪玉, 秦少瑞

        优先出版日期:2019-12-18  DOI: 10.7500/AEPS20190124005

        摘要:在部分基于无线传感器网络(WSN)的智能电网数据采集与通信的应用中,提高发射功率会增加通信的可靠性(信号强度),但同时会导致能耗或节点间相互电磁干扰增加。针对这一矛盾问题,本文基于自适应模型预测控制的方法,研究智能电网无线通信发射功率优化问题。本文首先依据无线通信链路路径损耗离散模型定性分析了影响智能电网无线通信接收信号强度的主要因素,并构建了系统状态空间模型;然后,再根据经系统状态空间模型转变的增量模型推导出系统预测方程,并基于模型预测控制的算法,以优化求解节点发射功率;最后,通过仿真软件将本文所提算法与ATPC及PFC算法作对比分析,并采用WSN硬件平台对算法进行测试,结果表明本文提出的自适应模型预测控制算法可以在保证智能电网无线通信可靠性条件下,同时获得更好的节点能耗优化及更高的接收信号强度。

      • 陈郑平, 梅峥, 林静怀, 米为民, 李西太, 余斯航

        优先出版日期:2019-11-30  DOI: 10.7500/AEPS20190408005

        摘要:随着电网运行的一体化特征凸显,各级调控机构间应用业务联系日趋紧密,对信息共享、数据交互的需求也越来越迫切。为了实现一体化协同运行,电网调度控制系统需要在不同调度机构和业务应用之间交互大量的实时数据和非实时数据。但是目前技术方案主要是面向实时业务之间的数据交互,缺少准实时/非实时业务场景下的通用数据交互机制。针对上述问题,本文提出了面向调控业务,实现准实时/非实时数据跨机构、跨安全区、跨平台的一体化交换体系架构,建立了规范的数据交互流程和基于任务的运行机制,实现对数据交互过程的统一管理。目前研究成果已在工程中获得了实际应用,支撑了省调、地调和厂站的一体化协同业务。

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      • 冯卓诚, 万凯遥, 姜彤

        优先出版日期:2019-11-30  DOI: 10.7500/AEPS20190301001

        摘要:为实现静态电压稳定边界的快速准确计算,提出了一种基于渐近数值方法拟合静态电压稳定边界的算法。算法对电压崩溃点处的方程组进行分析,得到了静态电压稳定边界高阶偏导数的通式。基于渐近数值方法,分析了拟合误差与边界范围的关系。方法一方面避免了传统方法的多次潮流计算,耗时降低且有更高的精度,另一方面,计算高阶偏导数时可复用已有系数矩阵的因子表,计算量小。给出了基于算法的相关应用。最后将IEEE118节点系统作为算例,验证了本算法的有效性。

      • 王艺博, 蔡国伟, 刘闯, 郭东波, 汪鹏, 朱炳达

        优先出版日期:2019-11-19  DOI: 10.7500/AEPS20190409006

        摘要:动态电压恢复器(DVR)是串接于电源与负荷之间用以实现快速补偿系统电压波动的电力电子装置。针对传统基于电压源型逆变器的DVR存在的储能设备所带来的问题以及基于脉宽调制(PWM)型直接式AC/AC变换的DVR所存在的换流、飞跨电容电压平衡等问题,文中提出了一种基于双极性直接式AC/AC变换的单相DVR。该DVR所使用的PWM型AC/AC变换拓扑具有输入、输出共地特点,同时,该DVR能够在较为简单的控制策略下实现系统电压的双极性调控且其在运行过程中有效解决了换流问题。为了验证所提出的DVR的工程价值,在理论分析的基础上,搭建了1 kW的实验平台对其合理性与有效性进行了验证。

      • 祖国强, 肖峻, 穆云飞, 朱晓辉, 姚瑛, 季大龙

        优先出版日期:2019-11-19  DOI: 10.7500/AEPS20190617001

        摘要:我国城市电网正逐步发展为智能配电网,系统运行环境将更为复杂。配电系统安全域(DSSR)是指导配电网安全运行的新理论,本文考虑智能配电网的两个主要元素——分布式电源(DG)和需求响应(DR),从传统的负荷视角研究DSSR。首先,分析含DG和DR的配电系统安全性特点,给出相应的数学表达式,然后建立考虑DG和DR的DSSR数学模型。其次,通过观测算例电网的DSSR的二维截面图像,分析DG、DR对DSSR的作用机理,并基于此给出系统规划运行的指导建议。本文提出的DSSR的负荷视角与现有调度人员习惯一致,对于仍以负荷供电为主、DG和DR服务为辅的城市配电网,可作为实用的安全运行分析工具。

      • 谢文燕, 陈为

        优先出版日期:2019-11-13  DOI: 10.7500/AEPS20190326002

        摘要:近年来,全方向无线电能传输技术由于具有位置鲁棒性好,安全可靠性高,环境亲和力强等独特优势受到国内外研究机构和科研院所的广泛关注。首先,对全方向无线电能传输技术应用领域和国内外的发展进行了总体的阐述;接着,对该技术电磁耦合系统的关键基础问题进行了详细的分析,主要包括电磁耦合结构的设计与优化、磁场方向控制策略和电磁兼容三个方面;最后,讨论了实现该技术工程化、产品化和商业化亟待解决的关键问题和技术难点并对其应用前景作了进一步的展望。

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      • 王晋宁, 王磊, 韩肖清, 孟润泉, 郭海霞

        优先出版日期:2019-11-13  DOI: 10.7500/AEPS20190409002

        摘要:基于谐波状态空间理论(HSS)对变换器进行建模,深入分析了变换器交直流谐波耦合特性。首先,通过数学推导,采用HSS理论对三相AC/DC变换器拓扑进行建模。HSS模型将交直流侧的各次谐波包括在内,反映了各频次谐波变量的作用关系。其次,通过该模型推导变换器的谐波传递函数,建立耦合阻抗图,分析交直流谐波耦合特性。该模型根据微电网中常用的电压源型三相AC/DC变换器建立,给出了变换器交直流谐波耦合阻抗的全局关系,可探究变换器两侧各个频次的谐波特性,并用于变换器并联、级联等结构的谐波分析。最后,在PLECS平台中搭建电压源型三相AC/DC变换器模型,与HSS模型计算结果进行对比,并通过实验验证了所得模型与谐波耦合特性分析的准确性。

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      • 梁得亮, 柳轶彬, 寇鹏, 蔡生亮, 周堃, 张明康

        优先出版日期:2019-11-04  DOI: 10.7500/AEPS20190507007

        摘要:智能配电变压器是智能电网快速发展背景下构建新一代配网的关键部件。结合新能源分布式发电、交直流混联配网的发展趋势,本文分析了智能配电变压器的主要功能,指出实现智能配电变压器的关键在于利用电力电子技术使配电变压器具备丰富的控制功能。在此基础上,分析指出电力电子变压器(power electronic transformer,PET)与混合式配电变压器(hybrid distribution transformer,HDT)是智能配电变压器的两类可选方案。对PET与HDT的工作原理进行说明,给出基于PET、HDT及扩展型HDT的智能配电变压器的几种典型应用电路,并对其特点进行定性分析。基于一种具体的配网应用场景,从工作原理、可靠性、经济性、可控性等方面对基于PET与HDT的智能配电变压器进行对比,并定性给出当变换功率比重增大时二者各项性能的变化规律。最后分析了智能配电变压器未来的发展趋势。

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      • 龙凯华, 李笑倩, 李子明, 谢小荣, 蔡巍, 黄金魁

        优先出版日期:2019-11-01  DOI: 10.7500/AEPS20190408013

        摘要:为了保证模块化多电平换流器(MMC)不闭锁退出运行,需要限制直流短路电流的上升速度。MMC的主动限流控制能够通过减少电容放电时间实现短路电流的限制,并且不产生额外成本,是一种新型限流方案。目前的直流短路电流计算方法无法体现MMC主动限流控制带来的故障电路结构和参数变化。文中提出一种考虑MMC主动限流控制的直流短路电流计算方法。通过引入电容放电状态占空比参数来体现主动限流控制对直流短路电流的影响,基于状态空间平均法建立直流短路电流的状态方程,给出直流短路电流的时域解析表达式。基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证所提计算方法的有效性。

      • 谢季平, 张文, 杨浩

        优先出版日期:2019-10-31  DOI: 10.7500/AEPS20190403005

        摘要:与传统特高压直流单层接入方式相比,分层接入方式从电网结构上改善了交流系统对多馈入直流系统的接纳能力和电压支撑能力,在潮流分布与控制上更加灵活、合理。为了充分利用分层接入直流系统快速功率调节能力,避免或减少中长期电压失稳过程中切负荷造成的经济损失,文中提出一种特高压直流分层接入下的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,基于直流分层接入系统准稳态模型,推导了不同直流控制方式下换流母线电压对分层接入直流逆变器传输功率的灵敏度解析表达式,并建立交直流系统电压轨迹预测模型。综合考虑直流电流和高、低端逆变器熄弧角的调制,基于预测轨迹构建协调电压控制的滚动优化模型,对直流分层注入功率和交流系统各电压控制手段进行协调控制。对山东电网规划系统的仿真分析表明,所提方法能够有效协调直流传输功率在交流电网中的分配,提高了系统电压稳定性并减少了切负荷损失。

      • 江崇熙, 石鹏, 黄伟, 周靖皓, 甘德强

        优先出版日期:2019-10-30  DOI: 10.7500/AEPS20190117007

        摘要:安装电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)是增强电网小干扰稳定性的有效手段。相较传统单频段电力系统稳定器,多频段电力系统稳定器(PSS4B)具有更多的频段支路与更高的控制自由度,可更好地抑制频率较低的振荡模式,但其整定流程与方法未见广泛报导。文中提出了一个基于多输入多输出系统频域裕度指标的PSS4B参数整定方法,方法在性能指标中考虑了多个弱阻尼振荡模式,同时调整了多个PSS4B的幅频特性与相频特性,使它们在提供合适相位补偿量的同时最大化系统稳定裕度,且能保证各机组励磁模式稳定。方法有效性通过云南电网算例得到了验证。

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      • 张验科, 刘源, 纪昌明, 张佳新

        优先出版日期:2019-10-30  DOI: 10.7500/AEPS20190411007

        摘要:在梯级水电站水库群短期发电优化调度过程中,通常忽略或简化上下级水库之间水流时滞的影响,将上级水库出库流量直接作为下级水库的入库流量,当两库之间距离足够大时,就会降低短期发电优化调度方案的制作精度。为了规避水流时滞的影响,基于线性空间原理,建立了上级水库的出库流量、区间入流、下库水位所构成的空间与下级水库的入库流量空间的映射函数,并综合应用数据挖掘中的人工神经网络、Kmeans和Relief方法对其进行求解,构建了考虑水流时滞的梯级水电站水库群短期发电优化调度模型。应用于雅砻江流域锦官电源组短期发电优化调度的算例分析表明,所建立的模型能够提高短期发电优化调度方案制作的精度,充分发挥水能资源利用效益,为实际调度工作提供了参考。

      • 曲朝阳, 赵腾月, 张玉, 曲楠, 刘宇晴, 孙建

        优先出版日期:2019-10-29  DOI: 10.7500/AEPS20190227002

        摘要:由于电力CPS网络的非均匀性及风险传播过程的动态性,使得风险爆发的临界点难以数值确定,本文从相依网络视角出发,提出一种基于渗流理论的电力CPS网络风险传播阈值确定方法。首先,根据拓扑关联和耦合逻辑将电力CPS网络抽象为双层复杂网络有向图,并采用非对称balls-into-bins分配方法建立“一对多”及“部分耦合”的非均匀电力CPS表征模型。然后,考虑信息层与物理层链接之间的方向性及依赖关系,引入渗流概率对各层内部耦合关系建立传播动力学方程。最后,通过定义电力CPS网络节点的生存函数对风险传播阈值进行数值求解,并以IEEE30节点系统和150节点的Barabsi-Albert模型算例验证了所述方法的有效性。

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      • 葛晓琳, 郝广东, 夏澍, 符杨

        优先出版日期:2019-10-29  DOI: 10.7500/AEPS20190227003

        摘要:大规模电动汽车并网和风电出力的随机性,增加了电力系统安全经济运行的难度。针对风电出力难以预测的特点,同时兼顾电网侧和电动汽车聚合商侧的运行效益,建立了风电、火电以及电动汽车鲁棒双层随机优化调度模型。在模型中,为了提高求解效率,基于近似Benders算法构建了电动汽车与电网之间的互动关系。此外,针对规模化电动汽车之间难以协同优化的问题,运用辅助问题原理对电动汽车个体之间的耦合关系进行了解耦,将电动汽车群的联合优化转化成为单辆电动汽车调度的并行计算,实现了对电动汽车个体的调度。最后,针对改进的IEEE39节点算例进行了仿真分析,验证了所提模型和算法在求解规模化电动汽车与风电调度问题的有效性。

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      • 王守相, 郭陆阳, 陈海文, 邓欣宇

        优先出版日期:2019-10-21  DOI: 10.7500/AEPS20190625010

        摘要:针对使用单一设备特征进行负荷辨识存在的局限性,提出了一种基于特征融合与深度学习的非侵入式负荷辨识算法。通过分析设备的高频采样数据提取了V-I轨迹图像特征与功率数值特征。利用人工神经网络的高级特征提取能力实现了V-I轨迹图像特征与功率数值特征的融合。以复合特征作为设备新的特征训练BP神经网络进行非侵入式负荷辨识。最后使用了PLAID数据集对算法辨识效果进行了验证,并对比了不同分类算法对特征融合的有效性与负荷辨识能力。结果表明本算法利用了不同特征之间的互补性,克服了使用V-I轨迹特征无法反映设备功率大小的缺点,从而提高了V-I轨迹特征的负荷辨识能力,并且在嵌入式设备中的运算速度为毫秒级。

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      • 赵乙潼, 王慧芳, 何奔腾, 徐伟娜

        优先出版日期:2019-10-21  DOI: 10.7500/AEPS20190507001

        摘要:为提高用户侧电池储能投资与运行的经济性,降低用户用电成本,提出了用户侧电池储能配置优化及运行调度滚动优化方法。首先,分析了用户加装储能的收益以及储能运行的约束,然后构建了储能配置优化模型、储能月前和日内运行滚动优化模型,并用CPLEX求解器进行求解。在构建模型时加入了储能性能约束,能有效减少储能运行时充放电状态之间的转换次数,延长储能寿命。在月前优化中,确定一个预测的月需量防守值;在日内滚动优化中,构建了储能日运行分段优化模型及月需量防守值更新模型,实时更新日负荷数据及月需量防守值,进行滚动优化,不断修正负荷预测误差影响。最后,对一工业大用户进行算例仿真,验证了所提优化模型的有效性。

      • 王旭红, 胡劼睿, 樊绍胜, 尹淋

        优先出版日期:2019-10-21  DOI: 10.7500/AEPS20190126006

        摘要:针对目前应用较为广泛的电流互感器在线取电装置存在磁路易饱和、取电功率较小等问题,提出双磁路拓扑结构与谐振功率控制相结合的在线取电方法。在双磁路结构中,一个两半圆磁芯安装于输电线路上,通过二次侧接入电容使磁路中的励磁电感与电容发生并联谐振,增大该磁路阻抗值,从而控制线路上的电流更多流入双磁路另一磁路线圈,并通过该磁路实现内部阻抗与外部负载值匹配,获取最大功率。基于该取电方法,提出调整谐振电容的磁芯防饱和方法,使取电装置维持高取电功率的同时正常工作。采用Maxwell与Simplorer的联合仿真验证了该取电方法的正确性和线路谐波情况下的适用性。初步搭建的取电装置实验表明,双磁路取电功率满足高压输电线路监测设备需求。

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      • 孙玉巍, 武承杰, 付超, 张帅, 高振

        优先出版日期:2019-10-18  DOI: 10.7500/AEPS20190513001

        摘要:电力电子变压器是交直流混合配电网的关键设备,为提高级联式电力电子变压器轻载运行效率,文中结合混合脉宽调制技术非均衡特性,提出一种基于功率主动非均衡控制的效率优化策略。通过输入级级联H桥变换器在混合脉宽调制下的损耗分析以及隔离双向DC/DC变换器的损耗分析,建立了级联式电力电子变压器运行效率模型,据此分析各单元功率非均衡分配以提升整体运行效率的可行性。对混合脉宽调制下各单元功率稳定运行范围进行了推导,并提出适用于系统轻载效率优化的功率主动非均衡控制策略。最后,通过实验对所提控制策略与传统功率均衡控制进行了对比验证,结果表明所提功率非均衡控制可降低轻载条件下的系统损耗,提高电力电子变压器整体效率。

      • 殷爽睿, 艾芊, 王大鹏, 丁永清, 吴俊宏, 谢胤喆

        优先出版日期:2019-10-15  DOI: 10.7500/AEPS20190115002

        摘要:在分布式可再生能源大力发展的背景下,产消者将成为新的重要利益主体参与电网运行。考虑到产消者中空调负荷具有良好的调控潜力,文中首先建立了空调负荷的虚拟储能模型,并在此基础上分析了虚拟储能与常规储能的不同之处。针对虚拟储能可参与日内调控的特点,考虑可再生能源出力不确定性,提出了产消者鲁棒日前申报策略,并进一步提出了将虚拟储能日前决策与实时调整相结合的产消者最优申报及调度策略,运用改进的列约束生成算法进行求解。 最后对具体算例进行比较,证明了最优策略在产消者运行灵活性与经济性方面的优势,并分析了可再生能源出力不确定性、惩罚价格选取及室外温度对实际结果的影响。

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      • 唐爱红, 石诚成, 郑旭, 徐秋实, 黄涌, 赵红生

        优先出版日期:2019-09-24  DOI: 10.7500/AEPS20190430004

        摘要:分布式潮流控制器能够灵活地提升现有线路的输电能力,从而降低系统运行成本,但该设备的引入会增加电力系统最优潮流问题的复杂度与非凸程度。本文针对分布式潮流控制器的结构及原理进行了分析,提出一种简化的稳态功率模型,并考虑到装置运行时各串联单元自身容量限制,给出实际电网中分布式潮流控制器线路的潮流可行域。基于此,采用对初值选取不敏感的半定规划法建立含分布式潮流控制器的系统最优潮流模型,并选用原对偶内点法进行求解。算例测试结果表明,所提方法能有效解决含分布式潮流控制器的系统潮流优化问题。

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      • 葛少云, 刘静仪, 刘洪, 王亦然, 赵晨晓, 孙威

        优先出版日期:2019-09-24  DOI: 10.7500/AEPS20190303005

        摘要:针对综合能源站运行调度中未考虑围护结构蓄热特性以及用户需求响应补贴机制等问题,提出了一种考虑用户协同互动的综合能源站调度方法。首先,综合考虑室内外各种扰量对热过程的影响,建立了以室内空气与围护结构为传热主体的精细化建筑虚拟储能模型;其次,构建了冷热电联合供应的典型能源站设备组成结构以及其与外部能源系统、用户的多主体互动交易关系,提出了基于阶梯型补贴的需求响应机制;再次,以考虑外部购能费用、向用户的售能费用与补贴、站内设备启停和损耗成本的能源站运行收益最大为目标,以用户柔性舒适度区间等为约束,构建了能源站日前经济调度模型,并采用了CPLEX求解器求解;最后,通过算例验证了所述模型与方法的实用性和有效性。

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      • 徐少博, 陈嘉敏, 徐永海, 张雪垠, 龙云波, 邓占锋

        优先出版日期:2019-09-17  DOI: 10.7500/AEPS20190126005

        摘要:级联型电力电子变压器(PET)具有模块化、可扩展、易于冗余设计等特点,在中低压配电网具有广泛应用前景。深入研究级联型PET电压暂降隔离能力,对于级联型PET器件参数选择、储能容量配置、减少电压暂降治理装置配置等工作具有重要价值。通过理论推导,研究了级联型PET电压暂降隔离能力的限制因素:针对输入级,深入研究了调制比、直流链电容电压波动以及开关器件电流有效值限制对其电压暂降隔离能力的影响;针对隔离级,详细分析了移相比、开关器件电流有效值及峰值限制对其隔离直流链电压跌落能力的影响;明确了不同设计参数下输入级和隔离级电压暂降隔离能力的主要限制因素,并建立了级联型PET电压暂降有效隔离区域。最后,通过仿真验证了研究结果的正确性。

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      • 张雪垠, 徐永海, 徐少博, 肖湘宁

        优先出版日期:2019-09-04  DOI: 10.7500/AEPS20190328001

        摘要:中压多电平换流器常采用模块化结构,可应用于交/直流配电网。配电网电压较低,换流器子模块数较少,常采用载波移相脉冲宽度调制(carrier phase shift pulse width modulation, CPS-PWM)提升等效开关频率。建立CPS-PWM模型是换流器系统级建模的基础。调制环节非线性,常分析其基波。现有CPS-PWM基波近似模型以桥臂等效开关频率为准,在不对称规则采样下模型延时偏低、误差较大。本文以子模块为基础,通过子模块输出叠加建立了零阶保持器(zero order holder, ZOH)经纯延时近似、不近似以及纯延时环节经Padé近似的三种形式CPS-PWM基波近似模型,更准确的反映了CPS-PWM的频率特性。仿真研究验证了理论分析的正确性。

      • 李昭昱, 韦化, 胡弘

        优先出版日期:2019-09-03  DOI: 10.7500/AEPS20190312007

        摘要:核电和间歇性电源比重不断增加,核电面临较大的调峰压力。当前,核电参与调峰的数学模型不够完善,因此提出一种将核电特定安全要求与灵活的调节方式有效统一的核电调峰安全出力模型,通过对约束的紧凑化和调峰深度的连续化,解决了已有模型在普遍适用性、经济性和灵活性方面的不足。引入解耦的升/降功率辅助变量,并充分考虑功率变化之间的耦合特性和互斥关系,核电出力可行域约束得更为紧凑,保证在各种工况下得出准确的核电安全出力;此外,进一步将调峰深度连续化,以期得出最优调峰深度和调节时间,增加核电调峰运行方式的灵活性;再运用数学等效变换技巧,将模型非线性项等效转换为线性模型,易于求解。仿真计算表明,所提模型能准确、灵活、经济地安排核电调峰安全出力,可降低约5%额定功率的调峰深度以及约18%的调峰成本,模型的有效性得以验证。

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      • 米阳, 宋根新, 宋元元, 袁明瀚, 符杨, 王成山

        优先出版日期:2019-09-03  DOI: 10.7500/AEPS20190108003

        摘要:交直流混合微电网群作为多个交流、直流子微网的互联系统,其稳定运行依赖于合理的功率管理。如何发挥子微网的自治特性、实现子微网间功率互动支撑是交直流混合微电网群功率管理的关键问题之一。针对孤岛交直流混合微电网群,提出一种多级功率管理策略。该策略包含两部分:多级功率分配控制策略和多级功率互动管理策略。通过功率自治级、功率互助级和功率平衡级,实现系统功率的合理分配。考虑系统互联通信正常和通信故障两种运行情况,设计系统多级功率互动管理策略,保证孤岛交直流混合微电网群的供电质量,并减少系统不必要的功率互动损耗。该多级功率互动管理仅在事件触发时刻进行数据交换,减少了系统信息交换量,降低了系统对通信网络的要求。最后,通过MATLAB/SIMULINK仿真平台验证了所提控制策略的有效性。

      • 杨景旭, 羿应棋, 张勇军, 莫一夫, 黄廷城, 谢小瑜

        优先出版日期:2019-08-30  DOI: 10.7500/AEPS20190303007

        摘要:针对电动汽车并网配电网运行风险分析问题,提出带有放大系数的损失严重度,以分布熵来度量配电网状态变量分布不确定性引起的风险,利用损失严重度对分布熵进行加权以建立加权分布熵,基于加权分布熵建立了电压风险指标和潮流风险指标,以元件重要度对加权分布熵进行加权求和来评估网络的电压风险和潮流风险,并综合两类风险建立了配电网运行风险综合评估指标。最后,以接入风电和光伏的改进IEEE 33节点配电系统为例,通过动态概率潮流仿真计算分析了加权分布熵相对于传统风险指标的优越性以及运行风险综合评估指标的合理性,并研究了运行风险随电动汽车负荷的接入位置和容量的变化情况,从而验证了本文所提指标和模型的有效性。

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      • 李钰, 陆锋, 樊强, 赵成勇, 许建中, 屈海涛

        优先出版日期:2019-08-29  DOI: 10.7500/AEPS20190304003

        摘要:电网实际运行中,三相电压不平衡情况经常出现,此时交流侧负序电压的存在会加剧模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中子模块的电容电压波动。为降低MMC换流站对子模块电容容值、体积、成本的需求,有必要降低下MMC子模块的电容电压纹波幅值。以往的方法和注入量大多基于电网电压平衡的条件进行分析设计,对于不平衡工况不能有效降低子模块电容电压波动。论文首先分析了电网电压不平衡时MMC子模块电容电压的波动特性,进一步分析了三次谐波注入对子模块电压波动的影响;重新设计了三次谐波电压注入的幅值和相角,使其能在不平衡工况下有效实现降低电压波动的目标;设计了相应的波动抑制策略;最后,在PSCAD/EMTDC平台下进行仿真,验证了所提注入方案的有效性。

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      • 朱永强, 张泉, 刘康, 王植, 王福源

        优先出版日期:2019-08-27  DOI: 10.7500/AEPS20190227008

        摘要:为解决交直流混合微电网因微源出力变化、负荷变化和储能装置因荷电状态导致充放电功率发生变化等引起的功率波动问题,本文提出一种混合微电网分段协调控制策略。针对孤岛状态下的混合微电网,分析了混合微电网的典型拓扑和各运行模式下的功率关系。采用标幺化的方法得到了可表征混合微电网整体运行状态的特征量,根据该特征量的变化量对控制策略进行分段,对各段控制的工作原理进行了详细的分析,具体研究了在不同控制段中各变流器的相互协调;针对可能出现的网间交换功率振荡以及ILC运行模式频繁切换问题,对动作判据进行了补偿。最后,在PSCAD/EMTDC中建立仿真模型,仿真结果表明,在不同工况下各变流器均可迅速做出响应,保证系统的稳定运行。

      • 袁洪涛, 韦钢, 张贺, 罗志刚, 胡珏

        优先出版日期:2019-08-27  DOI: 10.7500/AEPS20190509008

        摘要:提出一种综合考虑电动汽车充换储一体站与主动配电网的优化调度模型。基于快充用户行驶行为特点、城市道路速度-流量实用模型分别建立快充站和换电站模型,并结合梯级储能集成为一体站模型。在含有风机、光伏、微型燃气轮机和一体站接入的主动配电网中建立优化调度模型,并将模型转化为混合整数二阶锥模型求解。使用基于模型预测控制的多时间尺度优化调度策略实现对配电网日前调度、日内滚动调度和实时反馈校正,减少了分布式电源和负荷的预测误差对配电网运行的影响。以某市公交线路实际道路情况为例,验证了本文提出的优化调度策略具有能够满足电动汽车充电负荷需求、抑制功率波动并降低配电网运行维护费用的优势。

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      • 高建瑞, 李国杰, 汪可友, 吴盼, 余钟民

        优先出版日期:2019-08-23  DOI: 10.7500/AEPS20190515010

        摘要:光储虚拟同步机正常工作时,其输出功率跟踪指令值,光伏进行最大功率跟踪,通过储能消除光伏出力与虚拟同步机功率指令之间的偏差,抑制逆变器输出功率波动。而光伏具有波动性与不确定性,光伏功率波动超出储能调节能力时,会使直流母线电压出现较大偏移,影响虚拟同步机运行的稳定性。针对上述问题,提出了考虑储能充放电功率限制的并网光储虚拟同步机控制方法。根据储能荷电状态,对逆变器、光伏和储能进行协调控制。在储能充放电功率达到上限时,抑制并消除了直流母线电压偏移。在充分利用储能调节能力支撑虚拟同步机功率跟踪需求的同时,避免了储能的过放和过充。实现了光储虚拟同步机系统的安全稳定运行。PSCAD/EMTDC中的仿真和半实物仿真验证了所提出控制策略的有效性。

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      • 李广, 薛永端, 杨帆, 徐丙垠

        优先出版日期:2019-08-20  DOI: 10.7500/AEPS20190127009

        摘要:配电网的物理模拟日益受到重视,其中传输线常使用Π形等效电路链形网络模拟,如何经济且有效地搭建传输线模型十分重要。给出了无损耗Π形电路链形网络在不同级联数目时的输入阻抗表达式,明确其与无损耗均匀传输线之间相频特性的差异。分析了Π形电路链形网络与无损耗均匀传输线之间特性阻抗的幅频误差,发现当工作频率接近或超过前者对后者模拟的上限频率时,二者出现本质上的差异,且任意频率与上限频率之比仅与特性阻抗误差有关。以链形网络中每节Π形电路均工作在其首次谐振频率以内为前提,可确定特性阻抗合理的误差范围,进一步得到适合配电网?形电路链形网络的合理级联数目。通过对典型传输线参数计算及仿真,验证该方法的合理与有效。

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      • 赵成勇, 李帅, 张继元, 李嘉龙, 许建中

        优先出版日期:2019-07-31  DOI: 10.7500/AEPS20190128005

        摘要:随着直流输电系统电压和容量的提高,对直流故障快速清除隔离的要求越来越高。作为清除直流故障的有效方案之一,高压直流断路器(Direct Current Circuit Breaker,DCCB)技术还不够成熟,限制了其在工程上的应用。本文提出了适用于直流电网故障清除的低成本直流故障清除方案,对半桥型模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)进行了局部的改造以使其具备故障清除操作的能力,使得线路上的故障电流能够被低成本故障隔离单元迅速隔离,随后建立和分析了故障隔离过程中的等效电路,设计了故障隔离动作时序,并分析了该方案的器件使用量,最后建立了仿真和实验模型。仿真和实验结果证明了该方案的有效性。

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      • 李丹奇, 梅飞, 张宸宇, 沙浩源, 郑建勇, 李陶然

        优先出版日期:2019-07-16  DOI: 10.7500/AEPS20190306004

        摘要:本文提出一种基于DBN的电压暂降特征提取与暂降源辨识方法,利用DBN的特征提取能力对实测波形数据进行特征自提取,解决了人工提取特征过度依赖专家经验,受未知特征影响较大不具备一般性的问题。采用多隐层结构网络学习特征最终实现暂降源辨识。该模型集特征提取器与分类器于一体,优化了模型结构框架,提高暂降源辨识效率。对模型最优参数进行选择,建立适用于电压暂降实测数据类型的DBN模型,对电网实测暂降数据进行特征提取与暂降源辨识,通过对比验证了DBN方法在特征提取与暂降源识别上的优越性,适用于实际工程。

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      • 辛耀中, 石俊杰, 周京阳, 高宗和, 陶洪铸, 尚学伟, 翟明玉, 郭建成, 杨胜春, 南贵林, 刘金波

        2015,39(1):2-8, DOI: 10.7500/AEPS20141008024

        摘要:首先回顾了中国电网调度自动化系统的发展历程,然后阐述了智能电网调度控制系统的总体结构,接着总结了智能电网调度控制系统取得的主要技术创新与应用成效,包括特大电网的可观测性大幅提高、特大电网的可控制性得以加强、多调度中心协同运行和在线安全预警的能力大大提升、电网运行的经济性和新能源消纳的能力持续提高、电网调度抵御重大自然灾害和集团式网络攻击的能力显著增强等。最后,展望了智能电网调度控制系统需要进一步研究的关键技术。

      • 王锡凡, 王碧阳, 王秀丽, 邵成成

        2014,38(17):4-13, DOI: 10.7500/AEPS20140324013

        摘要:为响应“低碳”经济,海上风电作为一种优质可再生能源,在当前的环境压力和未来的能源危机情况下将得到大力发展。文中对海上风电系统的结构及其优化规划方法进行了归纳。首先,介绍了海上风电场选址、集电系统结构、输电系统并网方式;然后对其可靠性评估方法进行了详细讨论。在此基础上阐述了海上风电系统优化规划的模型与算法。最后,对海上风电优化规划的研究方向提出了建议。

      • 薛禹胜, 赖业宁

        2016,40(1):1-8, DOI: 10.7500/AEPS20151208005

        摘要:大能源思维将电力视为能源生产与消费全流程中的枢纽环节,藉此推动上游一次能源的清洁替代与下游终端能源的电能替代,支撑能源的可持续发展。大数据思维将各种数据资源从简单的处理对象转变为生产的基础要素。这两种思维的融合,使电力大数据成为大能源系统广泛互联、开放互动及高度智能的支撑,包括:广域多时间尺度的能源数据及相关领域数据的采集、传输和存储,以及从这些大量多源异构数据中快速提炼出深层知识并发挥其应用价值。作为两篇论文中的开篇,在演绎大数据基本概念、结构类型及本质特征的基础上,归纳电力大数据的特点。针对综合能源,通过基于数学模型的因果型数据、无因果关系的统计型数据以及参与者博弈型数据的融合,构建信息能源系统的知识挖掘平台。其续篇将讨论信息能源系统,并通过若干案例,反映大数据思维对提高大能源经济性与可靠性的贡献。

      • 卫志农, 余爽, 孙国强, 孙永辉, 王丹

        2013,37(21):196-202, DOI: 10.7500/AEPS20130513006

        摘要:虚拟电厂(VPP)是分布式能源并网管理的一种有效形式,也是智能电网的重要组成部分,尤其受到欧洲发达国家的重视。在过去的十余年时间里,欧盟/欧洲各国开展了很多关于VPP技术的研究与试点项目,这些项目既各有侧重,又构成一个完整的体系。文中着重于VFCPP项目、Power Matcher VPP项目、FENIX项目、EDISON项目和WEB2ENERGY项目,对欧洲的相关VPP研究项目进行了介绍和总结,并提出了VPP在未来发展过程中仍需解决的主要问题。

      • 程时杰

        2013,37(1):3-8, DOI: 10.7500/AEPS201209150

        摘要:分析了储能技术在电力系统发展和变革中的地位和作用,对各种类型储能技术的基本原理、技术特点、发展现状、存在的主要问题及需要突破的关键技术等进行了较全面的综述,提出了针对规模化应用储能技术的评价指标。在此基础上,分析了不同储能技术的发展和应用前景,并预测了其发展的路线图。

      • 余贻鑫, 刘艳丽

        2015,39(2):1-5, DOI: 10.7500/AEPS20141204007

        摘要:智能电网发展的各个阶段,从基础科学和工程技术的研究直到开发、示范和运行都会出现障碍。指出其中关键性的障碍,可以明确如何才能最大限度地发挥其潜能,从而为国家提供广泛的社会效益和经济效益。为此,梳理出发展智能电网所面临的11个关键的挑战性问题,强调指出:计量科学和技术以及标准的制定是需要优先发展的重点领域,多学科交叉合作是发展智能电网的必然选择,法律框架和监管、市场设计以及管理改革是智能电网成功实施并获取应得效益的基本保障。

      • 陈旭, 张勇军, 黄向敏

        2016,40(1):143-151, DOI: 10.7500/AEPS20150330005

        摘要:为适应高渗透率、大规模分布式电源的接入,主动配电网成为当前及未来智能电网研究的趋势。文中综述了主动配电网背景下分布式电源接入、需求侧管理和拓扑结构等因素对配电网电压分布和电压稳定性的影响;从集中控制和分散控制两个方面总结了主动配电网的无功电压控制方法。结合当前研究现状的分析,总结了各种因素影响下主动配电网的无功电压控制研究中存在的一些问题和不足,指出了主动配电网无功电压控制研究中亟待解决的几个问题。

      • 赵俊华, 董朝阳, 文福拴, 薛禹胜

        2017,41(4):1-11, DOI: 10.7500/AEPS20160813002

        摘要:以多能源互补协调、“信息—物理—社会”系统深度融合为特征的大能源系统正在出现。因此,急需对面向能源系统的数据科学及大数据挖掘理论与技术开展深入研究。在此背景下,初步探讨了数据科学及其在大能源系统中的应用。首先介绍了数据科学的基本理论,并着重讨论了统计学习理论及数据质量理论的重要性。接着,介绍了深度学习、转移学习和多源数据融合等大数据挖掘技术的新进展。最后,对数据挖掘技术在能源系统中的应用现状做了简单回顾,并展望了未来能源系统数据挖掘研究中值得关注的若干问题。

      • 秦文萍, 王鹏, 韩肖清, 刘志娟

        2014,38(1):28-33, DOI: 10.7500/AEPS20130529009

        摘要:无功功率与系统电压稳定及电压崩溃现象密切相关,其对系统稳定运行具有重要意义。然而,在传统可靠性评估中,很少计及无功功率的影响。文中分别从有功和无功功率两个角度对电力系统可靠性进行研究。在评估中,考虑了有功和无功功率短缺以及由于系统故障引起的电压扰动问题,在事故后采用三级切负荷技术来确定有功和无功功率对电力系统可靠性的影响,并找出最经济的方法来缓解网络参数越限问题。

      • 鞠平, 刘咏飞, 薛禹胜, 李洪宇, 孙黎霞, 周海强

        2017,41(1):1-8, DOI: 10.7500/AEPS20160530011

        摘要:随机性广泛存在于自然、工程和社会系统中,电力系统也不例外。20世纪70年代左右,电力系统研究逐渐考虑随机性,但偏重于稳态随机问题,而动态问题研究仍然是确定性的。近年来,新能源发电与电动汽车等的广泛接入,给电力系统动态带来不可忽视的随机性。为此,文中提出电力系统随机动力学的研究框架,聚焦电力系统在随机因素作用下的动态问题,包括电力系统的随机动力学模型、随机动态响应、随机稳定性、随机安全性、随机优化控制,并给出研究建议。

      • 夏妍, 李庚银

        2017,41(13):22-29, DOI: 10.7500/AEPS20161123004

        摘要:配电侧电力市场的建立需要依托配电网内各类资源和电网的友好互动,因而需要科学的激励机制来引导。为此,文中提出了激励配电侧用户与电网日前互动的模式。依据激励相容原理,提出了一种合理有效的电价机制,厘清了配电网内弹性用户对容量节约效益的贡献;依托输电侧日前市场,设计了用户参与配电侧日前互动的架构、过程及结算;基于分散决策思想,模拟了配电网用户自主响应、多轮博弈的日前互动模型。算例表明,文中所述机制能公平分摊互动产生的成本和效益,深度激励用户与配电网的友好互动,促进配电网有效资产利用率的提升,实现配电网与微电网协同运行、互利共赢。

      • 董朝阳, 赵俊华, 文福拴, 薛禹胜

        2014,38(15):1-11, DOI: 10.7500/AEPS20140613007

        摘要:以化石能源集中式利用为特征的传统经济和社会发展模式正在逐步发生变革,而以新能源技术和互联网技术为代表的第三次工业革命正在兴起。作为第三次工业革命的核心技术,能源互联网力图结合可再生能源技术与互联网技术,推动分布式可再生能源的大规模利用与分享,促进电力、交通、天然气等多种复杂网络系统的相互融合,最终实现改变能源利用模式,推动经济与社会可持续发展的目的。在此背景下,展望了能源互联网的发展前景,并试图建立其基本的研究框架。首先,给出了能源互联网的初步定义,并概述了能源互联网的基本架构及其组成。随后,针对广域内分布式设备的协调与控制、电力系统与交通系统的融合、电力系统与天然气网络的融合、信息物理建模及安全等几个核心问题,探讨了能源互联网研究中可能面临的主要挑战。

      • 卢志刚1 ,谢晓伟2 ,李学平1

        2012,36(7):86-91, DOI:

        摘要:为确定复杂环网保护配合中的最优断点集,引入了4个指标作为最优断点寻找的评判依据,建立了寻找最优断点集的数学模型。基于细菌群体趋药性算法的基本原理,提出了计算最优断点集的新方法。较已有的计算断点集方法,所述方法可以快速地找出最优的最小断点集。算例分析证明了该方法的有效性和实用性。

      • 王业磊, 赵俊华, 文福拴, 薛禹胜

        2015,39(21):1-10, DOI: 10.7500/AEPS20150623001

        摘要:电转气技术(P2G)的出现让电力系统和天然气系统间的能量双向流动成为可能,促进了气-电网络的深度融合,也为解决间歇性可再生能源发电出力的波动性问题提供了新途径;P2G技术使天然气和电能间具有相互可替代性,使多能源市场的联系更加紧密,是未来多能源系统的重要支持技术。在此背景下,针对包括P2G的多能源系统的市场均衡问题,首先采用近年来发展起来的能源中心建模方法对集成了P2G设备、储气装置、燃气机组等多种能源转换装置的多能源系统进行建模。之后,在博弈论的框架下,研究了各个能源中心同时参与多个能源市场时的市场均衡问题,建立了确定市场均衡点的优化模型,并适于采用并行算法求解。最后,采用一个4节点能源中心测试系统和澳大利亚维多利亚州气电联合系统为例对所提出的模型与方法进行了仿真验证。

      • 高辉,李怀良,翟长国,陈良亮

        2013,37(1):186-190, DOI: 10.7500/AEPS201207057

        摘要:为了提高电动汽车动力蓄电池能效,增加电动汽车的启动功率,设计了一种电动汽车用五自由度主动悬浮控制的磁悬浮飞轮电池储能系统,阐述了系统的悬浮控制原理,并结合一种数字比例-积分-微分(PID)控制算法建立了该磁悬浮飞轮径向单自由度传递函数。仿真分析了该传递函数的频谱特性及飞轮转子的运动轨迹曲线,实现了对磁悬浮飞轮电池样机30000r/min的旋转实验。实验结果表明:该磁悬浮飞轮转子可以高速稳定旋转,具有良好的储能能力;可以辅助电动汽车原动力蓄电池工作,有助于提高原动力电池的充放电性能以及延长原动力蓄电池的使用

      • 李鹏, 黄河, 吴小辰, 黄媚, 杨银国, 李凌

        2014,38(1):127-133, DOI: 10.7500/AEPS20130712005

        摘要:电网的安全稳定标准是电网规划和运行的基本准则,中国电网自20世纪80年代以来执行《电力系统安全稳定导则》,对不同严重程度的故障分级设防,为电网高速发展期间保持安全稳定发挥了重要作用。2011年国务院颁布的《电力安全事故应急处置和调查处理条例》,从负荷损失的角度提出了新的要求,电网公司需重新审视目前执行的安全稳定标准。文中介绍了西方主要发达国家电网执行的安全稳定标准,将其与中国的标准进行比对分析,指出中国下一步修订《电力系统安全稳定导则》需要重点学习和借鉴的内容。

      • 许洪强, 姚建国, 南贵林, 於益军, 杨胜春, 翟明玉

        2018,42(1):1-7, DOI: 10.7500/AEPS20170518001

        摘要:随着特高压交直流互联电网的建设、新能源的发展,以及电力市场改革的深化,中国电网运行特性发生了深刻的变化,进而对电网调度控制能力提出了更高的要求。根据电网调度控制运行的业务特点,未来调度控制系统应采取分布和集中相结合的应用功能部署模式。概述了未来电网调度控制系统应用功能的三大新特征,即全局、快速、准确,分析了实现上述应用功能新特征的技术要素,并指出了在模型、数据和管理等方面亟需开展的基础工作。

      • 杨挺, 赵黎媛, 王成山

        2019,43(1):2-14, DOI: 10.7500/AEPS20180706005

        摘要:推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳安全高效的能源体系,需要发展更加智能的新一代电力系统及综合能源系统。人工智能(AI)是当前最具颠覆性的科学技术之一,在计算智能、感知智能和认知智能方面具有强处理能力。人工智能技术在电力系统和综合能源系统中的应用,将改变能源传统利用模式,促进系统进一步智能化。文中主要从人工智能概述、电力系统及综合能源系统对人工智能的需求,以及人工智能在能源领域中的应用几个层面进行综述和分析,最后对人工智能在电力系统及综合能源系统中应用所面临的挑战进行了分析和展望。