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1. 基于全面感知和软件定义的配电物联网体系架构
吕军, 栾文鹏, 刘日亮, 王鹏, 林佳颖
电网技术    2018, 42 (10): 3108-3115.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.2152
摘要383)      PDF(pc) (1972KB)(333)       收藏
为应对能源互联网发展对配电网的要求,基于“云大物移智”等新一代信息通信技术的配电物联网应运而生,成为能源转型“再电气化”发展的新思路、新模式、新焦点。文章首先论述配电物联网的内涵构想和应用特征,强调其全面感知与软件定义的属性;其次提出由“云、管、边、端”构成的配电物联网体系架构,强化了对“边”、“端”的功能定位与技术创新;然后介绍了未来配电物联网的应用方向,除增强配电网的智能化管控能力外,其也将促成个性化定制、服务化延伸等新型应用模式;最后分析了配电物联网的实施对电力公司、电力用户及社会的重要意义,并根据前期试点成果,提出配电物联网下一步发展的建议。
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2. 基于非侵入式负荷监测的居民用电行为分析
周明, 宋旭帆, 涂京, 李庚银, 栾开宁
电网技术    2018, 42 (10): 3268-3274.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2017.3009
摘要361)      PDF(pc) (2143KB)(194)       收藏
对基于非侵入式负荷监测的居民用电行为分析方法进行了研究。首先,设计了一种基于滑动窗的事件探测算法,并以负荷电流奇次谐波幅值为特征建立负荷特征库,提出基于Adaboost的BP神经网络负荷识别算法,集成多个BP神经网络以提高识别准确率。然后,利用负荷识别结果对用户总功率信号进行分解,得到各个电器具体的用电信息,并结合分时电价,得到居民用电行为的详细分析结果。最后通过实际居民用户数据验证所提方法的有效性,并从家庭节能和需求侧管理两个方面给出了优化用电建议。研究成果对实现居民用户与电网友好互动提供了决策支持。
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3. 电网信息物理系统的数据驱动架构设计及应用
郏琨琪, 王治华, 范帅, 肖居承, 何光宇
电网技术    2018, 42 (10): 3116-3127.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0876
摘要234)      PDF(pc) (1751KB)(179)       收藏
为了实现信息系统和电力系统更加紧密的融合与协作,电网信息物理系统(power grid cyber physical system,PGCPS)需要满足数据驱动、软件定义、泛在连接、虚实映射、异构集成和系统自治六大特征。其中,数据驱动是PGCPS的灵魂,而软件定义则是PGCPS的实现形式,这两者共同构成了实现其余4大特征的基础,也是构建PGCPS的基础和难点所在。该文提出了一种基于数据驱动的系统设计方案——基于自律分散系统(autonomous decentralized system,ADS)理论的数据驱动系统架构及其关键技术:数据资源的抽象和数据交互机制。具体地,以数据元接口作为数据资源的抽象表达形式,并集成到信息交互协议中,从而将数据驱动和软件定义相融合,进而为基于ADS理论的数据驱动系统架构的横向扩展和纵向集成提供支撑,有助于实现该系统架构的泛在连接、异构集成和系统自治;提出了基于主动通信的数据交互机制,该机制定义了各模块的信息发布准则,并且提升了虚实映射的实时性和效率。该方案从系统架构、信息共享协议和数据交互机制3个维度支撑数据驱动系统架构的实现,为构建PGCPS奠定了坚实的基础。
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4. 电网信息物理系统运行中信息-物理交互机理探索
高昆仑, 王宇飞, 赵婷
电网技术    2018, 42 (10): 3101-3107.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0388
摘要209)      PDF(pc) (736KB)(288)       收藏
为揭示电网信息物理系统(power grid cyber-physical systems,PGCPS)运行机制,对其系统运行过程中信息空间与电网物理系统之间的信息-物理交互机理开展了探索性研究。首先,从信息-物理交互拓扑、离散信息状态与连续电力过程的相互驱动、PGCPS系统运行状态的演化等层面剖析信息空间与电网物理系统交互特性,并提出了考虑离散信息状态与连续电力过程融合的信息-物理耦合事件概念;进而,构建基于信息-物理交互特性的信息-物理交互机理研究框架,以阐释PGCPS系统运行方式以及运行状态的演化过程;最后,探讨了信息-物理交互机理分析涉及的若干关键技术,并展望其在PGCPS分析与控制领域的应用前景。
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5. 光伏直流升压接入系统故障穿越协同控保方法
贾科, 宣振文, 朱正轩, 杨哲, 毕天姝, 刘颖
电网技术    2018, 42 (10): 3249-3257.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0739
摘要173)      PDF(pc) (1094KB)(62)       收藏
与传统交流汇集式光伏电站相比,光伏直流升压接入系统在故障穿越时存在直流母线电压严重上升且系统自身控制策略影响交流保护动作性能问题。根据光伏阵列P-V 曲线的单峰特性设计了适用于光伏直流升压接入系统的无通信协调控制方案,实现了故障穿越期间直流母线电压的稳定控制;同时提出系统低穿控制与保护协同方案,在系统故障穿越期间通过换流器主动向电网施加短窗长谐波扰动,从而为所提基于谐波量测的距离保护构造出清晰的动作边界。PSCAD仿真结果表明,所提控保协同方法在保证系统可靠进行故障穿越的同时,能准确识别系统故障工况,场站侧保护在所施谐波扰动窗长内快速动作,有效避免并网逆变器因网侧保护先行跳闸失去同步电源而产生的暂态冲击。
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6. 柔性直流电网线路超高速行波保护原理与实现
汤兰西, 董新洲, 施慎行, 孔明, 邱宇峰
电网技术    2018, 42 (10): 3176-3186.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.1040
摘要173)      PDF(pc) (2267KB)(125)       收藏
柔性直流电网对于灵活消纳大规模可再生能源具有重要意义。柔性直流电网直流线路发生故障时,故障电流增长速度很快且完全不可控,再加上直流断路器难以开断大电流,因此要求直流线路保护必须具有极快的动作速度。文章分析了直流线路发生故障后的故障行波特征,在此基础上提出基于单端量初始行波的保护方案;分析了雷击干扰的行波特征,提出了雷击干扰的快速识别方法,在保证保护动作速度的同时极大地提升保护可靠性。根据所提的线路保护方案,设计并实现了保护装置样机。通过大量测试验证了保护样机的性能。
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7. 考虑多位置NWP和非典型特征的短期风电功率预测研究
宋家康, 彭勇刚, 蔡宏达, 夏杨红, 王晓明
电网技术    2018, 42 (10): 3234-3240.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0492
摘要160)      PDF(pc) (1610KB)(66)       收藏
数值天气预报(numerical weather prediction,NWP)是短期风电功率预测模型的主要输入。通常,传统模型只考虑NWP的风速、风向、温度、湿度、压强这5类典型特征,且多数在单位置NWP的基础上建立。因此,为充分利用NWP信息,研究了NWP非典型特征的可用性,并考虑了多个位置的NWP信息。在考虑多位置NWP及非典型特征时,提出了以最大相关-最小冗余原则提取输入变量的预测方法,并和通过主成分分析提取的方法进行对比。结果表明,多位置NWP和非典型特征均包含有效信息,有利于提高预测精度。而在考虑多位置NWP和非典型特征时,以最大相关-最小冗余原则建立的模型比通过主成分分析建立的模型预测精度更高,其均方根误差较只考虑单位置NWP和典型特征时降低了1.84%。
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8. 多变量风电机组功率曲线建模与监测研究
郭鹏, 刘琳
电网技术    2018, 42 (10): 3347-3354.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0457
摘要144)      PDF(pc) (1031KB)(81)       收藏
功率曲线能够反映风电机组的发电效率和运行状态,采用运行数据对其进行建模和监测能够及时发现机组运行异常和性能劣化。国际标准IEC61400-12-1中的比恩斯方法,仅将风速作为功率的影响因素且采用风速分区求风速功率平均值,建模精度较低。详细分析了影响风电机组风能捕获的因素,并将其作为功率曲线模型的输入变量。采用适合随机数据建模的Cholesky分解改进高斯过程方法建立多变量功率曲线模型,并进行了验证。引入序贯概率比检验方法,在监测阶段分析和捕捉模型预测功率残差的异常变化,并及时发出机组运行异常报警,然后通过机组自身数据纵向比对和不同机组之间数据横向比对,分析排查确定风电机组运行异常原因。以安徽某风电场1.5 MW实验机组为例,采用所提方法及时准确发现了由于风速计故障导致的机组发电性能异常,验证了所提方法的有效性。
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9. SF6/N2混合气体用于GIS母线的研究与应用
周安春, 高理迎, 冀肖彤, 张民
电网技术    2018, 42 (10): 3429-3435.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.1508
摘要131)      PDF(pc) (1399KB)(87)       收藏
GIS母线使用SF6/N2混合气体主要考虑气体的绝缘性能,已有研究成果表明,使用SF6/N2混合气体替代纯SF6气体可显著降低SF6使用量,在不降低绝缘性能的前提下减少温室气体使用量,但国内尚未在GIS上进行工程应用。国家电网公司响应国家节能减排号召,组织开展了SF6/N2混合气体用于GIS母线的研究工作,包括混合比、在运GIS母线替换为SF6/N2混合气体的适应性研究等,确定了SF6/N2混合气体GIS母线可采用统一的30%混合比,多个产品已通过型式试验和新产品技术鉴定,并在8座变电站开展了工程试用,为实现混合气体在GIS母线的推广应用奠定基础。
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10. 基于PMU量测的智能配电网电压-功率灵敏度鲁棒估计方法
李鹏, 宿洪智, 王成山, 宋关羽, 赵金利, 于力
电网技术    2018, 42 (10): 3258-3267.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0337
摘要128)      PDF(pc) (670KB)(93)       收藏
配电网中同步相量测量技术的应用对于提高系统电压-功率灵敏度的估计精度具有重要作用。提出了一种基于同步相量量测的智能配电网电压-功率灵敏度鲁棒估计方法。首先,基于同步相量量测的历史数据和实时数据,采用最小二乘方法实现了实时电压-功率灵敏度的精确估计;进一步,考虑功率量测和电压量测均含有不良数据的情况,采用帽子值加权和最小绝对值估计方法相结合的方式,避免了最小二乘方法中删除坏数据的残差判断和迭代过程,提高了计算效率和可靠性,实现了电压-功率灵敏度的鲁棒估计;最后,通过IEEE 33节点算例分析证明了所提出算法的正确性和有效性。
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11. 利用快速S变换及2DPCA的同调机组识别
王涛, 杨越, 仲悟之, 顾雪平, 胡潇予, 孙舶皓
电网技术    2018, 42 (10): 3339-3346.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2017.2035
摘要121)      PDF(pc) (567KB)(47)       收藏
提出一种基于快速S变换及二维主成分分析法(2DPCA)的机组同调识别方法。根据相量测量装置测得的电气运行变量计算得到机组实时功角信息,采用快速S变换将每台发电机的功角信号转换为时频特征模值矩阵,用2DPCA提取矩阵特征指标,并利用自组织神经网络实现机组同调分群。IEEE-39节点系统和加纳实际电网系统算例表明,该方法能够很好消除噪声影响,充分提取功角信息时频域特征,准确识别系统机组同调性。
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12. 面向高比例户用光伏消纳的储能系统与通信网络协同规划
张博, 唐巍, 蔡永翔, 王越, 陈璐
电网技术    2018, 42 (10): 3161-3169.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.1029
摘要121)      PDF(pc) (1745KB)(98)       收藏
当前大规模户用光伏接入低压配电网已成为必然趋势,然而高渗透率户用光伏并网将引起电压越限等严重的电压问题。在低压配电网中合理配置储能可以有效缓解上述问题,同时信息通信技术是储能消纳光伏的重要保证。针对目前信息系统和物理系统分开进行规划的现状,该文提出了一种基于二层优化模型的协同规划方法对含高比例光伏低压配电网的储能系统与通信网络进行优化配置。上层以年费用最小为目标优化配置储能和无线通信终端,其中储能采用分布式控制策略;下层根据上层的结果进一步对通信拓扑进行优化,提高控制性能的同时降低通信网络的复杂度。通过算例仿真验证了所提信息系统与物理系统协同规划方法的经济性和有效性。
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13. 基于电力电子变压器的交直流混合系统优化运行控制关键技术及研究框架
蒲天骄, 李烨, 陈乃仕, 孙英云, 穆云飞, 董雷, 孔力
电网技术    2018, 42 (9): 2752-2759.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0730
摘要120)      PDF(pc) (851KB)(196)       收藏
随着我国分布式可再生能源快速增长,高效消纳的问题日益突出,基于电力电子变压器(power electronic transformer,PET),构建可实现大范围互联互济的交直流混合系统成为新的发展趋势。文章在分析国内外研究现状及存在问题的基础上,提出一种“场景生成-互补优化-协调控制”时序递进的优化运行控制体系,包括交直流混合系统运行场景生成方法、计及电力电子变压器调控能力的多时间尺度可再生能源互补优化策略、交直流混合系统协调控制技术等3个方面,进一步给出了交直流混合的分布式可再生能源互补优化运行控制方面亟待研究的关键技术和研究方案。最后,给出了示范验证项目的应用场景。
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14. 基于点估计法随机潮流的输电网多阶段规划研究
张衡, 程浩忠, 柳璐, 周全, 江栗
电网技术    2018, 42 (10): 3204-3210.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0102
摘要108)      PDF(pc) (563KB)(83)       收藏
可再生能源出力的随机性和间歇性以及负荷预测误差等不确定因素,给电网规划人员带来了诸多挑战。将点估计法随机最优潮流引入到输电网规划中,以点估计法模拟系统中遇到的不确定因素。针对目前点估计法对线路潮流的约束主要集中在各个估计点向量中的弊端,除考虑各个估计点向量约束外,还计及了线路潮流期望值约束,并以潮流的标准差表征系统线路过负荷风险,在规划模型中考虑了风险控制策略。在此基础上,以投资运行费用之和最小为目标,建立了输电网多阶段规划模型。通过对约束条件的线性化,将原模型转化成了混合整数线性规划形式。最后,以改进的Garver 6和IEEE-RTS 24节点系统对所提模型和方法进行了验证。
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15. 配电网的剩余供电能力实用模型
甄国栋, 高新智, 于树刚, 郭伟, 李思岑, 祖国强
电网技术    2018, 42 (10): 3420-3428.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2017.3000
摘要100)      PDF(pc) (530KB)(63)       收藏
配电系统剩余供电能力(RSC)给出了在节点负荷不需要减少的前提下,配电网可利用的供电潜力,由于该指标不需要切减已有负荷,因此更能指导实际运行。已有的RSC模型没有考虑网络重构,对已有模型进行改进,得到了合理考虑网络重构,能够优化分段开关和联络开关位置的实用剩余供电能力模型,并证明了该模型能进一步优化配电网开关分布,并充分发挥配电网的供电潜力。首先,介绍了RSC的定义、已有的模型和应用场景;其次,改进已有的RSC模型,得到更完善的实用剩余供电能力模型(RSCp),阐述其应用场景,并给出了求解方法;再次,推理说明了该模型比已有RSC模型更能深入挖掘配电网的供电潜力;最后,结合算例说明文中模型的实用性和正确性。文中论证了较为完善的配电系统剩余供电能力模型,能够优化分段开关和联络开关的选取策略,更适合指导电网运行,有利于高效利用配电网的供电潜力、提高资产利用率。
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16. 考虑过渡电阻影响的柔性直流配电系统电流突变量保护
贾科, 王聪博, 毕天姝, 朱瑞, 李猛, 李晨曦
电网技术    2018, 42 (10): 3187-3195.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0355
摘要100)      PDF(pc) (1016KB)(102)       收藏
柔性直流配电系统中,直流故障下,其换流器自身保护的闭锁速度快,有效故障信息极少,系统保护需要高速检测故障。基于有限的故障暂态信号,研究快速、准确识别故障区域的保护是直流配电系统发展的迫切需求。因此,提出了一种适用于多端柔性直流配电系统的暂态量保护。利用直流双极短路故障后的直流电流波形变化特征,计算电流波形曲率并以此为判据,与电流突变量(di/dt)算法相结合,实现不同过渡电阻故障的快速、可靠识别。该保护基于本地测量实现直流线路保护,计算量小,解决了传统电流突变量保护受过渡电阻故障影响无法正确动作的问题。最后,在PSCAD中搭建精细化多端柔性直流配电系统仿真模型,验证了所提出的电流波形曲率保护方法的动作性能,保障了直流配电系统的安全可靠运行。
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17. 基于边缘计算的主动配电网信息物理系统
龚钢军, 罗安琴, 陈志敏, 栾敬钊, 安晓楠, 王雪蓓, 苏畅, 文亚凤
电网技术    2018, 42 (10): 3128-3135.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0119
摘要99)      PDF(pc) (912KB)(185)       收藏
主动配电网支撑着分布式能源、储能设施和主动负荷的广泛接入,实现了能量流和信息流的高度融合控制,也是信息物理高度融合的智能化基础设施。CPS是主动配电网智能化的发展方向,该文结合主动配电网源—荷互联互通、泛在感知与智能控制的需求,分析了边缘计算技术与主动配电网和CPS的相似之处和融合方式;参考PTN网络的PE-P-CE 结构,提出基于边缘计算的主动配电网的PTN物理架构模型;进一步构建了基于边缘计算的分层自治协同的主动配电网CPS管控模型。围绕边缘计算的敏捷联接、业务实时性、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等的关键需求,提出了基于边缘计算CROSS指标管控模型评价体系。
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18. 抑制恒压恒频逆变器输出电压谐波的改进前馈策略
苗德根, 侯世英, 王永胜, 廖磊, 孙韬
电网技术    2018, 42 (10): 3361-3368.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0778
摘要98)      PDF(pc) (1007KB)(62)       收藏
前馈控制能够预测输出随扰动变化的规律,使输出偏差产生之前即被纠正,将其应用于恒压恒频逆变器可以抑制负载电流对输出电压的影响。比例微分前馈能够完全补偿基于模拟电路控制的逆变器负载电流扰动,使之获得良好的输出电压波形,然而,在基于数字电路控制的恒压恒频逆变器中,比例微分前馈不能纠正负载电流谐波通过控制延时环节产生的输出电压谐波,甚至放大该谐波,恶化输出电能质量。以单相LC滤波的恒压恒频逆变器为研究对象,建立了数字电路控制的逆变器s域模型,揭示了逆变器带非线性负载输出电压总谐波畸变率升高的机理,从阻抗模型的角度分析了比例微分前馈控制造成谐波放大的原因,据此提出了基于多谐振控制器的前馈策略,并给出前馈环节参数设计方法。实验结果验证了所提改进前馈策略的可行性,以及在抑制输出电压谐波方面的优越性。
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19. 面向含多种用户类型的负荷曲线聚类研究
王帅, 杜欣慧, 姚宏民, 王凤萍
电网技术    2018, 42 (10): 3401-3412.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0068
摘要95)      PDF(pc) (2114KB)(85)       收藏
传统聚类算法在进行负荷曲线聚类时,存在不易选取初始聚类中心、需人为确定最佳聚类数、收敛速度慢等问题,并且当负荷数据中含有较多的用户类型时,其聚类效果往往较差,针对以上问题,以密度峰值聚类为基础,提出一种面向多种用户类型的负荷曲线聚类优化算法。该算法通过类间优化与类内优化的方式,实现了数据集的全局扩散与局部收敛,增强了数据的可分性,且具备一定的自愈优化能力。实验选用轮廓系数(silhouette coefficient,SC)作为聚类有效性评价指标,在国内外不同负荷数据集中进行算法的性能测试与参数摄动下的稳定性测试。结果表明该算法在面向含有多种用户类型的负荷数据集时,能够显著提高聚类有效性与鲁棒性,可为电力咨询、精准购电、负荷管理等辅助服务提供决策性信息。
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20. 一种中性线串接电容的LC耦合型配电网静止同步补偿器拓扑结构
罗培, 黄强, 陈跃辉, 周冠东, 王伟能
电网技术    2018, 42 (10): 3385-3392.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0066
摘要92)      PDF(pc) (3863KB)(50)       收藏
在对三相四线制低压配电系统电能质量问题进行综合治理时,为减少开关模块的电压应力和损耗,并提高补偿装置性价比和可靠性,提出一种新型中性线串接电容的LC耦合型配电网静止同步补偿器(LC-coupling static synchronous compensator,LC-DSTATCOM)。该新型补偿器在三桥臂逆变器并网支路上串联电容器,使得并网支路上基波阻抗呈容性,可以降低直流电容电压,从而减小绝缘栅双极型晶体管 (insulated gate bipolar transistor,IGBT)的开关应力和损耗,降低系统运行成本;在直流侧电容负极端至中性线之间串接一个小型交流电容,可以通过分流作用使零序电流在负载侧和逆变器之间形成一个回路,这样就能显著减少流回电源侧的零序电流,从而达到补偿零序电流的目的。对所提出的拓扑结构进行了详细的分析和建模,并讨论了相关的参数设计。最后,仿真和实验结果验证了所提拓扑结构的正确性和有效性。
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21. 基于随机模型预测控制的分布式能源协调优化控制
董雷, 刘梦夏, 陈乃仕, 范士雄, 蒲天骄
电网技术    2018, 42 (10): 3219-3226.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0626
摘要91)      PDF(pc) (1856KB)(160)       收藏
配电网中的高渗透率分布式电源出力和负荷功率具有随机性及时变性,难以准确预测,且预测误差随时间延长而增大,进而导致优化控制策略与实际需求偏差较大,为此提出一种基于随机模型预测控制的配电网多源协调优化控制方法。将优化周期内的预测值离散为表征不同状态的场景集,然后以配电网能量损耗期望最小为目标对各场景进行动态滚动优化,精细化协调分布式电源、柔性负荷和无功补偿装置等可控资源,使优化控制过程能够及时、有效地降低配电网不确定性的影响,满足系统实际需求。通过仿真分析,验证所提方法的可行性和有效性。
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22. 考虑信息物理交互的电力-信息耦合网络脆弱性分析与改善策略研究
张殷, 肖先勇, 李长松
电网技术    2018, 42 (10): 3136-3144.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2017.2602
摘要90)      PDF(pc) (533KB)(122)       收藏
考虑信息物理交互研究电力-信息耦合网络脆弱性及其改善策略具有重要意义。在直流潮流模型下,建立考虑信息物理交互的电力-信息耦合网络故障模型,研究信息网元件失效对电力网连锁故障的影响,分析由此引发的电力-信息耦合网络脆弱性;为深入揭示耦合网络脆弱性,在度数和介数指标基础上,采用映射加权方式计及监控功能属性和信息物理耦合的影响,提出了关键度指标辨识对耦合网络脆弱性具有重要影响的信息网关键环节;为改善耦合网络脆弱性,从强化关键环节防护和降低网络对关键环节依赖性角度,在元件和网络层面分别提出信息网关键环节保护和高权重电力节点网间加边策略。节点和边攻击的仿真结果表明,耦合网络面对随机攻击呈现较高鲁棒性,面对蓄意攻击呈现较高脆弱性。高关键度信息元件是影响耦合网络脆弱性的信息网关键环节,不同场景中耦合网络在针对这些元件的攻击下均呈现高脆弱性。保护高关键度信息元件以及对高权重电力节点增加耦合边可有效改善耦合网络脆弱性。
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23. 考虑DG功率非线性特性和综合负荷建模的DG和DR协同规划
谭心怡, 吕林, 高红均, 吴泓灏, 周博
电网技术    2018, 42 (9): 2958-2966.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0203
摘要90)      PDF(pc) (493KB)(106)       收藏
通过对考虑电压静特性的综合负荷和不同负荷转移比例的需求响应进行建模,以总投资、总运行费用净现值最小为优化目标,构建双层多阶段分布式电源和需求响应协同规划模型。重点对具有强烈的非线性功率特性的风电机组和微型燃气轮机进行分段线性化处理,然后,将投资层变量与运行层耦合关联为单层优化模型,采用Big-M方法对衍生出的双线性项进行处理,结合支路潮流二阶锥松弛技术,最终将原双层非线性模型转化为单层混合整数二阶锥规划问题进行求解。最后,通过33节点系统分析验证了所提模型和求解方法的有效性。
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24. 藏中电网系统级动态协调控制方案研究
岳雷, 薛安成, 贺庆, 孟洪民, 于强, 崔洁豪, 毕天姝, 杨奇逊
电网技术    2018, 42 (10): 3323-3329.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.1754
摘要89)      PDF(pc) (1837KB)(78)       收藏
藏中电网因其特殊的地理环境约束,具备典型的“大机小网”和“大直流、小系统、弱送受端”特性。此外,随着光伏等高随机性新能源比重的增加,频率稳定问题已成为系统主要运行风险。基于藏中电网模型,分别分析藏中电网在典型故障下的频率稳定特性,以及藏中电网内发电机组调速器参数对系统频率稳定性的影响。基于分析结果,针对藏中电网跳机故障,设计系统级协调控制系统方案,提出调速器在线PID参数优化调整、直流调制与切负荷相结合的藏中电网频率协调控制策略,对藏中电网的安全生产运行具有较好的实际指导价值。
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25. 光伏集群逆变器的谐振机理及抑制技术研究
万庆祝, 张翃帆, 张学哲, 孙健
电网技术    2018, 42 (10): 3377-3384.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0423
摘要88)      PDF(pc) (1710KB)(115)       收藏
光伏集群式发电能够提高光伏电站的发电效率,但是光伏集群逆变器并网后会产生谐振,影响电力系统安全稳定运行。为了保证电网供电可靠性,研究了光伏集群系统的谐振产生机理,并对谐振特性进行分析,提出了电容电流前馈与逆变器侧电流反馈控制和RC型全局谐振抑制相结合的控制策略,对光伏集群系统进行谐振抑制。通过仿真和实验验证控制方法的有效性,实验结果表明谐振可以被有效抑制,光伏集群系统可以安全稳定地接入电网,保证供电可靠性。
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26. 利用地网自身回流的大型接地网冲击接地电阻测试方法
蒙泳昌, 张波, 王森, 李志忠
电网技术    2018, 42 (10): 3444-3450.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0428
摘要86)      PDF(pc) (521KB)(66)       收藏
冲击接地电阻是接地网的一项重要指标。由于特高压变电站接地网面积大,传统的接地网冲击测试难以进行。提出了一种接地网的冲击接地电阻试验方法,基于冲击电流有效散流面积较小的原理,该方法将注流点与回流点布置在待测接地网内,利用接地网自身作为回流极,以30°夹角法布置参考点测量注入点的冲击地电位升以得到接地网的冲击接地电阻。通过计算冲击下回流点与注入点之间的导通阻抗、注入点周围的电流分布和注入点地电位升,论证了所提出的试验方法的有效性,并进一步讨论了不同回流点和注入点位置、土壤电阻率、接地网材料等因素对测试结果的影响以及电压参考点的选择。分析表明,对边长大于100 m的接地网,进行冲击接地电阻测试时,可以将回流点布置在待测地网上,并按照30°夹角法选择电压参考点以补偿回流点的影响。该方法大幅缩短了电流引线,减小了测试回路的回路阻抗,间接提高了冲击发生器的输出能力,显著减少了大型接地网冲击试验的准备工作量。
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27. 充放电不确定性响应建模与电动汽车代理商日前调度策略
朱兰, 刘伸, 唐陇军, 王吉, 黄超
电网技术    2018, 42 (10): 3305-3314.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2018.0302
摘要85)      PDF(pc) (731KB)(110)       收藏
合理调度电动汽车充放电参与电力系统辅助服务,建立了电动汽车用户充放电不确定性响应模型,用充放电潜力和响应波动程度描述电动汽车用户提供响应随经济激励水平变化的规律。日前调度中,电动汽车代理商根据电力公司发布的次日需求响应时段和用户申报意愿,结合用户侧不确定性响应行为,以净收益期望最大优化决策方案。电力公司对各时段代理商的投标容量和报价统一出清,代理商根据出清结果更新决策方案并与选择用户形成日前响应合同,基于此构建以电动汽车代理商为主体的决策模型。算例分析表明,对电动汽车用户的不确定性响应建模能为代理商参与需求侧竞价提供有效的决策信息,减小代理商投标和制定实际调度方案时的决策风险,提高充放电响应参与辅助服务的实施效果。
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28. 基于无监督极限学习机的用电负荷模式提取
王德文, 周昉昉
电网技术    2018, 42 (10): 3393-3400.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2017.1644
摘要79)      PDF(pc) (540KB)(74)       收藏
能源互联网的建设及发展使得用能端数据不断积累,充分利用用电信息,挖掘典型的用电负荷模式,是协调规划能源互联网并为其用户提供个性化服务的基础。用电负荷模式的提取通常以对负荷曲线进行聚类分析为基础,作为聚类算法输入的负荷曲线特征对聚类效果影响较大,高维输入容易使传统聚类算法表现不佳,对负荷曲线特征进行优化选取成为了一个重要问题。提出一种基于降维的负荷曲线聚类方法,首先用无监督极限学习机对原始负荷序列数据集进行低维嵌入,然后采用k-means算法对提取的低维特征进行聚类。给出了采用无监督极限学习机结合k-means方法进行负荷模式提取的具体流程。通过算例对比了传统k-means、其它降维算法加k-means与所提方法,实验结果证明所提方法聚类效果更好且效率较高,区分出的负荷曲线类别更能反映实际规律,得到的不同典型负荷曲线之间差异性更大。基于无监督极限学习机的聚类方法因其有效性可应用到用电负荷模式提取过程中。
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29. 基于轨迹特征根的系统暂态稳定判断与扰动类型筛选方法
袁优, 康积涛, 王德林, 潘志豪, 李峰, 赵亚鑫
电网技术    2018, 42 (10): 3330-3338.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2017.1422
摘要77)      PDF(pc) (838KB)(71)       收藏
为了解决系统暂态稳定性判断的准确性以及扰动类型筛选的快速性问题,提出了一种基于轨迹特征根数据的暂态稳定性筛选方法。该方法建立了高阶系统的线性化模型,该模型考虑励磁和调速系统等主要元件对线性化模型的影响。励磁系统和调速系统模型利用拉普拉斯逆变换实现在非平衡点处的线性化处理。接着,提出一种基于扰动后轨迹特征根波动方差的扰动类型识别方法,该方法引用方差对扰动后的轨迹特征根数据计算振荡和离散程度,并以此量化指标,根据波动方差值识别扰动类型。最后通过算例,验证了文中设置的扰动类型与识别的结果基本一致。
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30. 基于拓扑建模的电网故障诊断优化模型
徐彪, 尹项根, 张哲, 李旭升
电网技术    2018, 42 (10): 3241-3248.   DOI: 10.13335/j.1000-3673.pst.2017.2622
摘要77)      PDF(pc) (481KB)(93)       收藏
电网发生故障后,故障元件的快速准确识别是进行故障精确定位乃至系统恢复的首要前提。针对现有电网故障诊断优化模型建模过程繁杂,网络适应性差的问题,提出一种基于拓扑建模的电网故障诊断优化模型。从电网拓扑结构出发,形成系统各元件、保护和断路器的拓扑描述,并根据保护系统的配合逻辑及出口方式,对系统的拓扑信息进行深入挖掘,从整体上对各类保护及断路器的期望状态进行建模,在此基础上综合保护系统动作逻辑错误和信息通信错误对目标函数进行改进,实现优化模型的自动高效建模。算例仿真表明,所提拓扑建模方法能够降低错误告警信息的影响,快速判定故障元件,具有较强的容错性。
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