电网技术

能源互联网

  • 特约 主编寄语

    孙宏斌;

    <正>能源互联网是能源系统和互联网深度融合的产物,是电、热、冷、气、电气化交通等多种能源互联互通的新一代综合能源系统,是当前国际学术界和产业界关注的新焦点,也是推动我国能源生产和消费革命的重要途径。能源互联网以互联网理念和技术构建新一代能源信息融合网络,将颠覆传统能源行业的行业结构、市场环境、商业模式、技术体系与管理体制,推动能源绿色化和用能高效化,促进能源系统的开放

    2015年11期 v.39;No.384 3003-3004页 [查看摘要][在线阅读][下载 46K]
  • 能源互联网:驱动力、评述与展望

    孙宏斌;郭庆来;潘昭光;王剑辉;

    能源互联网是能源和互联网深度融合的结果,是当前国内外学术界和产业界的关注焦点和创新前沿,可能颠覆传统的能源行业。剖析了能源互联网提出和发展的驱动力,包括环境、经济、社会、技术和政策等方面。梳理了国内外能源互联网的发展历程,评述了所提出的不同的能源互联网概念,这些概念分别侧重全球电力互联、侧重多种能源耦合和侧重能源信息融合。认为能源互联网是能源网和互联网深度融合的产物,能够包容现有的概念,但具有更深刻的内涵。其中,开放是其核心理念,互联网理念和技术的深度融入是其核心特征,能源系统的类互联网化和互联网+是其基本架构。提出了能源互联网系统层面若干基础科学问题。能源互联网的发展将有力促进能源的市场化、高效化和绿色化,并使能源这一庞大的传统行业成为万众创新创业的沃土。

    2015年11期 v.39;No.384 3005-3013页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
  • 能源互联网概念、关键技术及发展模式探索

    马钊;周孝信;尚宇炜;盛万兴;

    基于能源行业发展趋势和技术研究现状,探索了能源互联网的概念、关键技术及发展模式。首先,在分析能源体系要素的基础上,提炼了能源互联网的概念、关键技术以及主要技术特征。其次,通过数学模型表征了能源互联网的基本规律,简要介绍了能源互联网多目标管理的实现方法;进而分析了能源路由器的基本特征,梳理了智能电网和信息网在能源互联网体系的定位和职能。最后,结合能源产业及我国相关政策的发展方向,探讨了能源互联网的发展模式,并给出了具体发展建议。

    2015年11期 v.39;No.384 3014-3022页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
  • 面向能源互联网的未来综合配电系统形态展望

    刘涤尘;彭思成;廖清芬;唐飞;陈炜;陈懿;

    未来的能源体系——能源互联网发展方兴未艾,将对未来配电网的概念、设计与规划提出新的要求。立足于国内外现有研究,提出一种对能源互联网概念的时空产业统一理解方式,提炼出能源互联网的"Single-Double-Triple"特征;并从需求分析出发,提出能源互联网下的未来配电系统概念——综合配电系统,在此基础上,合理借鉴与融合能源系统和信息系统相关技术特征,从结构形态、设备形态、控制与运行形态和产业形态4个方面展望未来配电系统形态,对结构、设备等若干细节提出了新的设计思路,并探讨其规划与可靠性等关键技术,以期为未来配电网发展提供参考。

    2015年11期 v.39;No.384 3023-3034页 [查看摘要][在线阅读][下载 536K]
  • 能源互联网标准体系研究

    马君华;张东霞;刘永东;高峰;

    能源互联网具有广阔的发展前景和潜在的社会经济效益,是世界能源产业发展的趋势,建立能源互联网的技术标准体系对于技术创新和产业发展至关重要。在智能电网标准体系的基础上,借鉴IEC智能电网专题标委会(SG3)提出的基于FICC(function,information,communication,component)层次体系模型的三维立体架构,提出了能源互联网标准体系架构,给出了其内涵和使用方法。结合能源互联网建设需求和新技术的发展,提出了能源互联网标准体系包含的主要标准内容,给出了标准化工作建议。以上研究保证了标准化工作的逻辑性和完整性,为能源互联网的发展做出了有益的探索。

    2015年11期 v.39;No.384 3035-3039页 [查看摘要][在线阅读][下载 211K]
  • 德国能源互联网项目总结及其对我国的启示

    尹晨晖;杨德昌;耿光飞;范征;

    多种能源之间的转化和互联已成为我国能源发展的主要形式,在总结能源互联网3种发展思路的基础上,归纳提出了能源互联网的基本特征和架构体系;然后从目标设定、物理结构、管理策略和运行成果等方面详细分析了德国能源互联网建设的现状,总结了相关的经验及其对我国能源互联网建设的启示;结合当前我国能源互联网的高新技术和发展现状,提出了我国能源互联网建设的关键技术和实施路线。

    2015年11期 v.39;No.384 3040-3049页 [查看摘要][在线阅读][下载 403K]
  • 能源互联网的商业模式与市场机制(一)

    陈启鑫;刘敦楠;林今;何继江;王毅;

    互联网与传统能源系统的深度融合极大促进了能源互联网的发展。首先分析了能源互联网给传统能源行业带来的变革和变化。在此基础上,从以用户为中心的价值创造、以数据为核心的信息增值、以技术为驱动的业务革新、以改革为契机的效益挖掘4个方面对能源互联网现有的以及可能存在的商业模式进行了归纳分析。进一步地,提出了能量耦合、价格耦合、衍生交易"三位一体"的能源互联网交易体系。最后,对能源互联网商业模式与市场机制的发展给出了相应的政策与建议。

    2015年11期 v.39;No.384 3050-3056页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
  • 能源互联网的商业模式与市场机制(二)

    刘敦楠;曾鸣;黄仁乐;吉立航;陈启鑫;段金辉;李源非;

    能源互联网是信息与能源深度融合的产物,更充分的信息获取,将提升资源优化配置效率。基于信息经济学原理,分析了能源与信息融合对能源市场资源配置效率的提升作用;进而提出了能源互联网交易的微平衡理论,并在此基础上分析了能源互联网的商业模式和市场机制相比传统集中式能源交易的七大发展趋势。最后对能源互联网现有的以及可能存在的商业模式进行了归纳分析,对能源互联网商业模式与市场机制的发展给出了相应的政策与建议。

    2015年11期 v.39;No.384 3057-3063页 [查看摘要][在线阅读][下载 171K]
  • 重复博弈在能源互联网运营交易机制中的应用

    徐鸣飞;余海涛;陈辉;王亚鲁;沈蛟骁;胡敏强;黄磊;陆增洁;

    以"工业4.0"下能源互联网的电力运营交易机制为出发点,研究了能源互联网在长期运营中各能源发电商的发电量博弈问题。先引入了研究完全信息动态博弈问题的理论—可观察行动的重复博弈模型;在该模型的基础上,建立了化石能源和清洁能源发电商的博弈模型;接着引进无名氏定理来说明重复博弈的纳什均衡解的存在性。最后,以运营交易流程为依据,进行了算例分析,得出了化石能源和清洁能源在2014—2044年发电量的博弈结果,并进行了对2种能源博弈结果的模糊综合评价。

    2015年11期 v.39;No.384 3064-3071页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
  • 电力系统中信息物理安全风险传播机制

    叶夏明;文福拴;尚金成;何洋;

    在电力信息物理融合系统(cyber physical system,CPS)中,信息空间中的风险有可能传递到电力空间中并导致电力设备故障。为此,有必要研究信息安全风险在电力CPS中的传播机制。首先,阐述了电力CPS中信息安全风险跨空间传播的基本形式,指出智能终端设备是安全风险跨空间传播的必经之路;之后,根据电力CPS的特点和细胞自动机理论的特征,建立了电力CPS中信息物理安全风险的传播模型。最后,以MATPOWER中自带的三机九节点系统为例,通过仿真计算分析了风险跨空间传递概率、故障细胞治愈概率等因素对风险传播的影响,也讨论了仿真时间间隔对仿真结果的影响。

    2015年11期 v.39;No.384 3072-3079页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K]
  • 基于电网运行仿真大数据的知识管理和超前安全预警

    黄天恩;孙宏斌;郭庆来;温柏坚;王彬;

    为促进能源互联网环境下海量信息与能源安全的一体化,提出了一种基于电网安全运行仿真大数据的知识管理方法。首先利用电网运行大数据,建立考虑了气象因素这一非电气量因素的电网运行状态描述;接着应用支持向量机模型,依照关键断面是否出现对电网安全运行知识进行分层;然后应用聚类分析方法,对海量电网运行状态进行聚类,形成不同形式的精细规则,建立电网安全运行知识库;在此基础上,将实时电网运行数据与历史数据进行实时匹配,从而实现快速、准确的电网超前安全预警。IEEE 9节点系统和广东省网实际系统的算例结果验证了所提方法的有效性。

    2015年11期 v.39;No.384 3080-3087页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
  • 能源互联网中用户参与负荷转移的混合博弈

    潘明明;刘连光;叶远誉;田世明;

    在能源互联网的构想中,电力用户将与电力公司展开充分互动,作为需求侧管理(demand-side management,DSM)中最重要的策略之一,负荷转移的执行模式也将随之发生变化。DSM的执行涉及到用户的参与程度,但现阶段DSM和博弈论的综合研究中仅考虑用户参与与否。为此,将用户实际参与概率(频率)加以考虑,构建了一个调峰指标分摊下用户之间的非合作博弈模型,其中每个用户通过决定何时参与DSM来最小化满足日常用电需求的期望效用(用电成本),并基于虚拟博弈算法提出了一种求解近似混合策略纳什平衡点即参与概率的算法。最后,应用实际数据仿真计算出了用户参加的概率,并验证了所提算法的收敛性。

    2015年11期 v.39;No.384 3088-3093页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
  • 面向能源互联网的配网能量路由器关键参数设计

    曹阳;袁立强;朱少敏;黄仁乐;冯高辉;赵争鸣;

    首先分析了能量路由器的结构和参数设计的特点,以一种面向能源互联网的三级式模块化多端口能量路由器电路为例,提出了能量路由器关键参数设计方法,并重点分析了高频变压器漏感、并网电感、母线电容的设计方法。该方法的关键特征是将能量平衡关系?这一变换器本质特性运用于参数设计中,思路明确、扩展性好。最后对以上设计进行了仿真与实验验证,结果证明了所提方法的可行性。

    2015年11期 v.39;No.384 3094-3101页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
  • LCL型逆变器的鲁棒延时补偿并网控制方法及其稳定性分析

    杨苓;罗安;陈燕东;周乐明;怀坤山;

    分布式发电是能源互联网的研究重点,并网逆变器是分布式发电系统的核心部分,电容电流反馈有源阻尼广泛应用于LCL型并网逆变器中,其有效地抑制了系统的谐振尖峰。但在数字控制下,电容电流反馈有源阻尼引入的控制延时,将改变系统的相位特性,影响系统的鲁棒性。为此,提出了一种LCL型逆变器的鲁棒延时补偿并网控制方法,包括电容电流反馈延时补偿和增加零极点延时补偿策略,其有效地降低了电容电流反馈有源阻尼中的控制延时,提高了系统的鲁棒性和动态性。以单相LCL型并网逆变器为例,仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

    2015年11期 v.39;No.384 3102-3108页 [查看摘要][在线阅读][下载 564K]

配用电大数据技术

  • 从法国公共电力企业的视角看大数据带来的挑战和机遇

    Marie-Luce PICARD;潘旭阳;

    大数据、数据分析、数据科学,以及与数据相关的创新技术正广泛应用在各领域企业的技术研发和商业模式中。其中,基于大数据的应用和决策制定是能源企业的核心发展方向,大数据和数据分析也是智能电网的核心内容之一。广泛地说,数据及其相关应用是技术创新和附加价值的载体,对企业的战略发展以及创新产品和服务的开发至关重要。因此,大量数据的产生和新一代信息系统的开发为国际能源大舞台的参与者们提供了新的可能性和商机。文章首先概述大数据的相关背景,然后介绍法国电力集团研究院在大数据领域的相关研究工作,最后对下一步的研究工作进行了展望。

    2015年11期 v.39;No.384 3109-3113页 [查看摘要][在线阅读][下载 638K]
  • 配电网大数据技术分析与典型应用案例(英文)

    王璟;杨德昌;李锰;范征;Mark Chew;

    以美国Auto Grid公司及其2个产品(能量数据平台EDP和需求侧优化管理系统DROMS)为例,分析了大数据技术在配电网数据分析中的应用。首先,简要介绍了主动配电网中大数据的典型特点;然后列举了EDP和DROMS的关键技术和主要功能,并介绍了Auto Grid公司的4个典型应用案例;最后,结合配电网的设备水平和运行水平,总结归纳了配电网大数据应用的关键技术,提出配电网大数据应用的实施路线图。

    2015年11期 v.39;No.384 3114-3121页 [查看摘要][在线阅读][下载 457K]
  • 在配电网中应用大数据的机遇与挑战

    苗新;张东霞;孙德栋;

    供电系统产业链包含规划、设计、建设、运行、管理和设备制造6个环节,分析了不同环节对应用大数据的需求强弱和相对应用成熟度,各环节的需求强度和相对应用成熟度由强到弱依次为:管理、运行、设备制造、建设、设计、规划。采用态势分析法,分析了在配电网中应用大数据的机遇和挑战。供电企业内部的大数据源包括物理电网运维、供电营销服务和电网企业运营,目前各种非结构数据量正呈爆炸式增长,如何利用大数据带来的数据密集型科学进行科技创新以更好地服务社会仍需努力钻研。

    2015年11期 v.39;No.384 3122-3127页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K]
  • 基于Hadoop的用电信息大数据计算服务及应用

    王相伟;史玉良;张建林;梁波;程翠萍;

    为应对用电大数据的处理要求,基于Hadoop集群构建了面向用电信息采集系统大数据的处理架构和计算服务架构,对计算任务进行并行化处理,提高了用电大数据的计算效率;同时针对用电信息采集系统中大部分计算服务的计算规则复杂、存在数据依赖关系等特点,将同一计算服务内的Map Reduce作业及及其依赖关系以有向无环图的形式进行组织,并利用依赖控制引擎进行作业运行状态的自动管理,实现作业提交时间的动态调整,达到优化作业执行效率和成功率的效果。实验结果证明,所提方法高效可行,计算服务性能高,能够适应用电大数据的实时处理要求。

    2015年11期 v.39;No.384 3128-3133页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]
  • 大规模配电网负荷数据在线清洗与修复方法研究

    刁赢龙;盛万兴;刘科研;何开元;孟晓丽;

    为减少数据缓存成本,提高负荷数据在配电网规划设计、智能分析等领域的可用性,充分有效地对大规模、混杂、不精确的监测或采集负荷数据进行在线清洗,保证每个周期的时序数据得到一致的偏差检测和精确修复,在分析不同类型异常负荷数据产生原因和分布特点的基础上,提出一种面向大规模配电网负荷数据的在线清洗与修复方法,包括基于密度的负荷数据流异常辨识方法和基于协同过滤推荐算法的负荷数据修复方法。为突破配电网负荷大数据在线分析性能瓶颈,还在Hadoop平台上给出相应的分布式并行解决方案,通过使用实际配电网运行中的负荷数据进行验证,结果表明所提算法和框架能够有效预处理配电网负荷数据,具有实际应用价值。

    2015年11期 v.39;No.384 3134-3140页 [查看摘要][在线阅读][下载 429K]
  • 基于量测数据的低压配电网精确建模

    栾文鹏;王兵;周宁;郭志民;

    低压配电网的电力线路参数是对其进行潮流计算、线损分析、窃电监测等的基础,而目前对于这方面的研究并不多,主要是由于无法获得低压配电网的量测数据。文章研究了基于高级量测体系(advanced metering infrastructure,AMI)提供的量测数据计算低压配电网线路参数的方法,以达到对配电网络精确建模的目的。该方法是在已知配电网拓扑的前提下利用智能电表所采集到的电压、有功功率和无功功率数据,通过计算上游节点电压,搭建求解优化问题的模型,使时间序列内不同电表数据计算得到的上游节点电压方差最小,或计算得到的该点电压和该点测量电压的差值最小,从而得到配电网线路的阻抗参数,实现配电网络的精确建模。最后以包含17个电表节点和21条支路的实际配网算例验证了所提方法的有效性。

    2015年11期 v.39;No.384 3141-3146页 [查看摘要][在线阅读][下载 548K]
  • 电力用户用电数据分析技术及典型场景应用

    郑海雁;金农;季聪;熊政;李昆明;

    针对用电大数据平台关键技术研究以及大数据技术和电力业务的融合应用中面临的困难,提出了有效的解决方案,并结合案例进行了用电数据的深度挖掘。首先,根据用电大数据平台建设过程中面临的多源异构数据抽取、不同业务需求数据存储、多条件快速组合查询这3方面技术难题,提出利用Golden Gate实现对源数据库低影响的高效数据抽取,采用HBase和Hive协同合作的数据存储方案以满足快速查询和离线计算需求,在数据导入阶段构建高效立体索引以提高快速组合查询效率;其次,结合大数据技术,实现了配变负荷影响模型构建、短期网供负荷预测、居民住房空置率分析及行业产能利用率分析4个应用场景,为提升负荷建模精确度和负荷预测准确率提供了技术支撑,为政府掌握居民住房情况和行业发展状况提供了数据支持。

    2015年11期 v.39;No.384 3147-3152页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
  • 基于函数型数据分析和k-means算法的电力用户分类(英文)

    张欣;高卫国;苏运;

    为了对大量电力用户的稀疏、不规律的日耗电量数据进行特征分析,并对用户进行分类,文章提出一种函数性数据聚类分析方法。首先,应用kernel方法将离散的电量数据还原成连续曲线;然后,受Sobolev空间距离的启发,定义了新的函数距离,用于k-means算法进行聚类。以某城市10 000户居民538天的实际用电数据进行实验,得到了用户在不同距离和聚类个数下的聚类原型。实验结果显示,由于选取的用户主要是城市居民,其用电模式比较相似:大高峰时段主要在6—9月,小高峰时段主要在1—2月,日消耗波动较小。而不同用户类别的主要区别体现在用电量的范围上:低耗电用户整体低于13 k W?h/天,高耗电用户接近100 k W?h/天。

    2015年11期 v.39;No.384 3153-3162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1008K]
  • 电力95598客户服务质检抽样算法研究

    刘建;赵加奎;杨维;顾国栋;李娟;何维民;方红旺;欧阳红;

    为解决目前电力95598客服中心质检部门的质检抽样策略效率低、漏检率高等问题,提出利用改进的C4.5算法对客服话务和工单质量进行是否存在问题进行分类的质检抽样算法。该算法针对客服分类问题的非平衡性特点,将成本矩阵引入到C4.5算法中,利用Adaboost算法构建组合分类器来提升分类算法的准确性。在质检前利用质检抽样算法对所有客服话务和工单可能为问题话务或问题工单的概率进行预测,抽取有问题概率较大的客服话务和工单进行人工质检。实验结果表明,利用该质检抽样算法,可以将问题话务和工单的分类准确率从C4.5算法的66.67%提高到现在的78.49%,从而提高了被抽取的客服话务和工单中问题话务和问题工单的占比,证明该质检抽样算法是可行且有效的,能够提高质检效率、降低漏检率。

    2015年11期 v.39;No.384 3163-3168页 [查看摘要][在线阅读][下载 164K]
  • 基于多源多时空信息的配电网SCADA系统电压数据质量检测与评估方法

    刘科研;张剑;陶顺;贾东梨;盛万兴;

    为了对配电网数据质量进行检测、修正和评估,针对配电网SCADA系统的电压量测数据,提出基于多源信息匹配、基于同点多时段对比以及基于多点量测信息匹配的数据质量检测方法,在多点量测信息匹配的判断中基于潮流计算的电压数据来估计误差。基于初级的量测量突变检测并综合上述3种方法,提出一种基于多源多时空信息的电压数据质量综合检测和修正方法。最后,给出了单一电压数据质量的评级方法以及整体电压数据质量的评估标准。采用PG&E 69节点配电系统对上述方法进行验证。结果表明,所提方法能有效检测出不满足精度要求的电压数据,并对其进行准确修正,同时可为运行人员评估数据质量提供参考。

    2015年11期 v.39;No.384 3169-3175页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
  • 基于MongoDB的前置通信平台大数据存储机制

    史玉良;王相伟;梁波;朱伟义;吕梁;

    为应对用电信息大数据存储和处理的挑战,构建了关系数据库与Mongo DB数据库混合存储的云存储架构。首先,根据用电数据存储容量和速率的需求,提出基于Mongo DB的前置通信平台大数据存储机制,并从数据存储、可用性、均衡策略和读写分离4个方面分析了其中的关键技术和优化机制。然后,针对目前Mongo DB数据均衡策略的不足,结合数据节点负载的差异,对均衡策略进行优化,实现了数据量和负载的动态均衡。前置通信平台的实践应用分析验证了基于Mongo DB的大数据存储机制具有高并发读写性能和良好的可行性。

    2015年11期 v.39;No.384 3176-3181页 [查看摘要][在线阅读][下载 453K]
  • 稀疏编码模型在电力用户异常用电行为探测中的应用研究(英文)

    周李;赵露君;高卫国;

    针对电力用户用电异常行为的检测问题,提出一种新颖的使用稀疏编码的模型方法来挖掘用户的原始用电数据。结合字典学习的方法,将用户数据表示成其中部分特征的线性组合的形式,通过各个特征的使用频率来判断异常值,从而分辨出用户用电行为模式和异常行为。通过某城市9038户居民538天的实际用电数据,验证了所提方法的有效性和可行性。

    2015年11期 v.39;No.384 3182-3188页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
  • 应用AMI数据的低压配电网精确线损分析

    赵磊;栾文鹏;王倩;

    针对目前低压配电网线损计算精度不高的情况,基于高级量测体系(advanced metering infrastructure,AMI)提供的精准用电侧数据,提出一种精确计算与分析低压配电网线损的方法:一是将窃电因素计入理论线损中,为了检测低压配网中普通用户的窃电情况并估计窃电量,引入公共结合点(point of coupling,PC)与比较集合的概念,并提出利用AMI智能电表提供的用户电压和电流数据计算电压差的方法;二是将智能电表采集的电压和电流数据作为初始输入同时更新窃电点电流,然后采用三相前推回代潮流算法更新支路电流,最后计算低压配电网络中的各类损耗及其所占比例。算例为一个农村低压配电网,在进行窃电检测后按是否计入窃电2种情况应用所提方法计算线损,计算结果反映了各类损耗所占比例以及窃电对线损的重要影响,验证了所提方法有效、可行。

    2015年11期 v.39;No.384 3189-3194页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]
  • 基于密度聚类和Fréchet判别分析的电价执行稽查方法

    彭显刚;郑伟钦;林利祥;刘艺;林幕群;

    针对传统的电价执行稽查方法存在着一定的人为因素和随意性的不足,提出了一种基于密度聚类分析和Fréchet判别分析的电价执行稽查方法。首先,从计量营销一体化系统中提取电力用户用电数据,利用数据预处理模块对其进行预处理;其次,利用密度聚类分析技术,根据电力用户月用电量邻域内的户数密度,选取高户数密度样本作为k-means聚类算法的最优初始聚类中心并根据组合聚类评价指标确定最佳聚类数,从而构建不同营业区域、不同用电类别的典型电力用户月用电量轨迹曲线;然后,采用基于Fréchet距离判别的分析方法对待稽查用户进行辨别分析,包括:1)计算新样本与典型月用电量轨迹的Fréchet距离,设定合理的距离判别阈值;2)计算每个用户用电异常嫌疑系数和判别吻合系数,分别设定阈值,确定电价异常用户。通过某供电企业的应用实例,文中提出的电价执行稽查方法的稽查准确率为83.33%,优于传统稽查方法的稽查结果(28.57%);异常用户嫌疑系数普遍较高,判别吻合系数相对较低。实例验证了所提稽查方法的准确性和有效性。

    2015年11期 v.39;No.384 3195-3201页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
  • 数字电能计量系统误差多参量退化评估模型及方法

    张秋雁;程含渺;李红斌;魏伟;

    为评估数字电能计量系统的运行误差,提出了基于多参量退化模型的误差评估方法。数字化电能计量系统等效为多输入单输出系统,确定系统退化参量及参量退化作用量,从而建立多参量退化模型,并给出误差评估约束条件。在求解退化网络过程中,引入了大数据处理方法。针对数据种类繁多且变化速率不一的特点,采用差分归一化数据预处理方法。针对退化网络不能用初等函数描述的问题,采用前馈神经网络逼近退化特性。实现了在已知参量退化影响量的条件下,根据误差评估约束评估数字化电能计量系统误差。实例分析结果显示,所提方法的评估结果与实际运行状态在短时间内相符合,绝对误差小于0.2%,表明该方法能有效地动态评估数字化电能计量系统的误差。

    2015年11期 v.39;No.384 3202-3207页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
  • 基于动态时间弯曲和云模型的电能计量动态误差估计

    朱承治;李题印;李先锋;张静;王健;王强钢;周念成;

    为及时发现电能计量装置的潜在隐患,须对计量装置的动态误差水平进行在线动态估计。研究计量装置综合误差的组成,分析不同影响因素引起的计量变差规律,针对无法直接在线测量的电压和电流互感器误差,在匹配动态时间弯曲路径时引入变化率有界性约束避免病态弯曲现象,形成改进的动态时间弯曲距离法量化剩磁、环境温度等变差影响因素与计量误差时间序列的相似度;考虑不同因素引起变差的随机性和模糊性,建立用于表征不对称和不规则分布的组合半梯形云模型,针对不同因素采用不同形式的云模型估计电压和电流互感器的运行变差;利用改进动态时间弯曲距离对不同因素引起的变差进行加权获得互感器动态误差,与电能表和二次回路监测误差组合,实现计量装置综合误差的动态估计。根据某110 k V变电站中计量装置的实验监测数据分析,验证所提方法的正确性。

    2015年11期 v.39;No.384 3208-3215页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
  • 基于R语言的负荷预测ARIMA模型并行化研究

    麦鸿坤;肖坚红;吴熙辰;陈驰;

    自回归求和移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型常在R语言环境下被用于电力负荷数据的分析和预测。然而,面对海量数据背景下的工程应用,R环境下ARIMA模型的运行效率无法达到令人满意的程度。针对此问题,通过JAVA与R的实时通信,充分利用JAVA丰富的开源资源与R强大的统计计算功能,在JAVA中进行程序的逻辑判断,在R中进行数值计算,采用混合编程,最后完成ARIMA模型接口的封装,实现了基于负荷数据预测的ARIMA模型的串行化程序。在串行程序完成的基础上,根据电力负荷特性,对数据进行划分,结合JAVA多线程技术,实现了ARIMA模型的并行化。最后,结合文中提出的复合评价指标,对安徽地区随机获取的用户电力负荷进行了测试。结果表明,ARIMA模型并行算法预测准确率好,代码执行效率高。

    2015年11期 v.39;No.384 3216-3220页 [查看摘要][在线阅读][下载 259K]
  • 容错存储的电力系统监测数据查询优化技术

    屈志坚;陈阁;

    针对电力系统监测中大量时间序列数据存储和高效查询的问题,利用云计算框架和HQL(Hive SQL)查询引擎,提出一种容错存储的分级分区查询优化方法。通过副本机制设计电力监测数据容错存储模式,综合运用了HQL查询计划生成、向Map/Reduce的转化和分区剪枝处理,进行了加载和查询优化测试。结果表明,当加载的监测数据记录超过200万条、查询数据记录超过380万条后,HQL的处理性能将远超SQL,数据量越大,优势越明显。分级分区查询测试结果表明,在查询耗时相近的条件下,分区查询的数据量可以扩大2个数量级,且二级分区比一级分区更高效,验证了查询优化技术可有效提高电力系统监测信息查询处理的效率,为大量电力监测数据处理提供了一种查询优化方法。

    2015年11期 v.39;No.384 3221-3227页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]

电力系统

  • 计及风速相关性的含风电电力系统暂态稳定分析

    梁立龙;白雪峰;

    同一地区的风电场往往由于地理位置非常接近使得风电场的风速具有一定的相关性。电力系统的暂态稳定评估应当考虑这种相关性。采用Copula函数建立风电场风速的相关性模型,得到具有不同相关性的风速样本以及其联合概率分布。并将建立的相关性模型应用于含风电的电力系统,对系统的暂态稳定进行了研究,用事故的稳定裕度指标表征系统暂态稳定程度。将所述的模型与方法用New England 10机39节点系统进行仿真分析,通过比较不同相关性风速下电力系统的期望稳定裕度,分析了风速相关性对系统暂态稳定性的影响。研究结果表明,风速相关性对电力系统的暂态稳定有重要影响,Copula函数可以合理地分析风速相关性对暂态稳定的影响,对相关理论与实践研究具有一定的指导作用。

    2015年11期 v.39;No.384 3228-3232页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
  • 基于物元-可拓模型的电网运行风险综合评价

    史智萍;单体华;刘文峰;张兴平;

    为提高电网运行管理的科学性,需要对电网运行风险进行识别与评价。首先分析了电网企业运行风险的来源,构建了三级递阶层次结构的风险指标体系,并创建了电网运行风险评估和动态管理体系。然后利用物元-可拓模型对电网运行风险进行定量评价,进一步利用容易辨识的风险颜色来进行风险判断并进行反馈。最后通过案例分析验证了该模型的有效性。实证分析说明,样本区域电网运行整体风险水平较低,处于可控状态。风险评价模型指出,"输变电系统故障停运平均恢复时间"和"调度厂站实时数据通信通道平均中断时间"两个指标处于风险较高的状态,因此管理人员应该高度关注上述两个指标。

    2015年11期 v.39;No.384 3233-3239页 [查看摘要][在线阅读][下载 214K]
  • 计及变负荷特性的小型冷热电联供系统经济优化运行研究

    魏大钧;张承慧;孙波;

    设计了一套含储热装置的小型内燃发电机组冷热电联供系统(combined cooling heating and power,CCHP),在计及主要设备变负荷特性的基础上,提出了由折旧运行成本、能源成本和环境成本构成的经济优化模型。同时通过构建基于瞬时系统模拟程序与Matlab的联合优化仿真平台,引入遗传算法求解得到燃机日逐时最优工况。以某地办公建筑夏、冬两季典型日负荷为例,详细分析了主要单元出力及各经济成本的变化情况。结果表明,相比"以电定热"的传统运行模式,优化工况在充分结合储热装置与分时电价机制的基础上有效提高了系统的综合经济性。上述研究结果可为CCHP系统的优化运行提供理论依据和平台支撑。

    2015年11期 v.39;No.384 3240-3246页 [查看摘要][在线阅读][下载 248K]
  • 分时电价与风储联合调度协调优化的主从博弈模型

    栗然;党磊;董哲;周鸿鹄;

    风储联合优化调度可以在改善风电并网运行特性的同时提高经济和环境效益。风储联合运行时,储能装置在风电削峰填谷时的调度策略依赖于电网分时上网电价的制定,分时上网电价和风储系统在调度过程中地位不同。提出一种将分时上网电价和风储系统作为不同地位决策者进行动态博弈优化的主从博弈模型。在模型中如果选分时上网电价作为主体,则在保证总售电收益不变的前提下,以降低机组CO2、SO2排放量为优化目标,发挥其引导性作用,提高环境效益;如果选风储联合调度模型作为从体,可以把提高自身经济效益作为优化目标。将所提模型在10机系统算例中进行仿真,发现生成的Nash均衡解能在从体只考虑自身经济效益的同时,发挥分时上网电价的引导作用,以提高环境效益,最大程度地实现了经济效益和环境效益的双赢。最后,利用主从博弈优化过程中生成的策略集,对环境指标和经济指标进行了相关度分析,揭示了效益双赢的原因。

    2015年11期 v.39;No.384 3247-3253页 [查看摘要][在线阅读][下载 289K]
  • 计及离散分布输入变量的电力系统概率潮流计算方法

    李逸驰;孙国强;钱晓瑞;沈海平;卫志农;孙永辉;

    发电机组的随机故障停运对电力系统潮流计算产生影响,应用传统半不变量法计算概率潮流(probabilistic power flow,PPF)将产生较大误差。提出一种考虑离散分布输入变量的半不变量法PPF计算方法。针对服从离散分布的发电机注入功率采用多点线性化方法,减小潮流方程线性化误差。同时,引入阈值分析策略,提高计算效率。最后,综合运用A型Gram-Charlier级数和C型Gram-Charlier级数拟合状态变量的概率分布。对IEEE-RTS 24节点系统进行仿真,验证了算法的准确性和实用性。结果表明:所提PPF计算方法具有较高的精度,并保持一定的计算效率。

    2015年11期 v.39;No.384 3254-3259页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K]
  • 基于2m+1点估计法的考虑风力发电接入时电力系统谐波概率潮流算法

    余光正;林涛;徐遐龄;叶婧;周思远;陈汝斯;

    谐波概率潮流是评估风电接入对电网运行影响的基础。针对具有间歇性和波动性的风力发电装置接入电网时注入的谐波电流幅值和相位具有不确定性的问题,提出了一种基于2m+1点估计法的谐波概率潮流分析方法。该方法避免建立已知随机变量和待求随机变量之间的解析关系式,也无需已知输入随机变量的概率密度分布,仅根据样本数据的高阶矩构造估计点,得到电网支路谐波电流的期望、方差等统计信息,进而求得电网各支路谐波电流的分布范围。基于实际电网算例对文中所述方法进行验证,结果表明在计算精度相仿的情况下该方法比蒙特卡洛法仿真计算量更少,并且比区间分析法所得的结果更科学、合理。此外,考虑谐波注入源谐波电流幅值和相位的双重不确定性分析所得结果更符合实际情况。

    2015年11期 v.39;No.384 3260-3265页 [查看摘要][在线阅读][下载 161K]
  • 基于气象背景选取邻近点的风电功率爬坡事件预测方法

    欧阳庭辉;查晓明;秦亮;熊一;夏添;黄鹤鸣;

    考虑到风电功率爬坡事件在大规模、高集中度的风电发展模型下危害较大,为降低爬坡危害,维护电网的正常运行,提出了基于气象背景选取邻近点的爬坡事件多变量预测方法。首先,为提高风电功率预测的可靠性,充分考虑多气象因子的影响,通过对气象数据进行相空间重构建立了含多变量的基本预测模型。其次,考虑爬坡事件与气象背景间的联系,基于相关性分析确定不同气象背景下邻近点的选取准则。结合支持向量机分类模型,通过训练给出过去不同气象条件对应的邻近点选取机制,并指导选取预测所需的邻近点。最后,结合风电功率预测结果和爬坡事件检测方法,对实例数据进行爬坡仿真和预测,验证所提方法的有效性和可行性。

    2015年11期 v.39;No.384 3266-3272页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K]
  • 不同限流阻抗下故障限流器改善风电场故障穿越能力研究

    雷洋;田翠华;魏亮亮;罗旋瑶;袁佳歆;陈柏超;赵庆源;徐志达;

    针对风电场的故障穿越(fault ride-through,FRT)问题,研究了不同限流阻抗下电阻型故障限流器(resistive-type fault current limiter,RFCL)和电抗型故障限流器(reactortypefault current limiters,LFCL)对风电场FRT能力的改善作用,提出了一种计算风电场保持稳定所需最小限流阻抗的方法,并定义为临界稳定阻抗,并在考虑限流能力和故障持续时间的条件下,比较了RFCL和LFCL的稳定阻抗及对风机故障穿越能力的改善效果。结果表明:FCL能够减小故障电流、抑制电压跌落,其对风机FRT的改善效果与限流阻抗密切相关;RFCL在限流阻抗取值方面具有优势;临界稳定阻抗下LFCL对FRT的提升效果表现更好。

    2015年11期 v.39;No.384 3273-3279页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
  • 一种适用于风电外送的直流输电控制策略及无功投切方法

    李春华;蒋碧松;周勤勇;郭春义;赵成勇;

    针对大规模风电经直流外送存在的风电功率频繁波动导致送端系统频率和电压稳定问题,以某地风火打捆经特高压直流外送输电系统为研究对象,提出了一种适用风电功率波动的直流输电控制策略及相应的无功投切方法。首先,利用直流输电系统有功功率、无功功率、直流电流及直流电压的数学关系,推导出有功、无功表示的电压电流整定公式;其次,根据直流系统功率因数变化限制,提出一种功率因数限制无功功率分阶段控制方法,并配合无功补偿装置投切;最后,理论分析了所提策略对直流系统参数的影响。PSCAD/EMTDC仿真表明:直流系统可以快速跟随风电功率波动,功率因数限制无功功率分阶段控制能有效维持交流电压稳定。

    2015年11期 v.39;No.384 3280-3285页 [查看摘要][在线阅读][下载 333K]
  • 基于二级热网电锅炉调峰的消纳弃风方案研究

    李佳佳;胡林献;

    针对"三北"地区热电机组比重大、冬季供暖期间弃风现象严重的问题,提出了在二级热网增设调峰电锅炉的消纳弃风方案。根据二级热网电锅炉的供热系统结构,建立了调峰电锅炉的启停控制模型和一级热网、二级热网的热平衡方程。并以煤耗量为目标函数,构建了一种电负荷由全网机组平衡、热负荷由各热电厂与调峰电锅炉就地平衡、计及热电机组电功率上下限与抽汽量之间的函数关系的电热联合调度模型。研究了电锅炉容量、不同热负荷调峰方案对全系统煤耗量、弃风量的影响。算例分析结果表明,该方案能够改变热电机组的供热、供电曲线,在降低热电机组热负荷峰值的同时增加了电网负荷谷值,从而为风电提供更大上网空间,提升了风电消纳能力。

    2015年11期 v.39;No.384 3286-3291页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
  • 基于运行状态监测与预测的海上风机维护策略

    刘璐洁;符杨;马世伟;赵华;

    为了能够最大限度地提高海上风电机组的利用率,降低维护成本,在考虑海上风机运行情况的基础上,对风机状态进行评定和趋势预测,并按照实际需求优化维护计划。首先根据风机状态监测统计数据或典型的n状态左?右无跨越模型,采用马尔科夫状态转移方程预测风机状态。然后考虑维护动作费用、天气窗口的等待时间及备货期的电价收益损失等因素,以运行寿命内折扣费用最低为准则,建立基于半马尔科夫决策过程的维护策略优化模型,确定任意时刻的维护方式和检测时间间隔。最后,以某海上风机为例,验证分析了该维护策略的有效性和模型的适应性。

    2015年11期 v.39;No.384 3292-3297页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]

高电压技术

  • 油浸绝缘纸在不均匀热老化下的试验研究

    吴广宁;姚梦熙;辛东立;高波;

    在实际运行的油浸式电力变压器中,绕组和油温之间的温度梯度致使油浸绝缘纸不均匀热老化,为了模拟油浸绝缘纸的不均匀热老化过程,在实验室中建立了油浸绝缘纸不均匀热老化实验平台,通过测定样品的聚合度变化规律和频域介电响应得出如下结论:贴近高温热源、处于一定温度梯度下的受热对象聚合度降低速率最大,复介电常数实部和虚部值也最大;在同一温度等级下,一定温度梯度中的受热对象热老化更迅速。此外,利用油纸绝缘介电模型计算得出了由不同位置的3张油浸绝缘纸叠加而成的不均匀热老化油浸绝缘纸模型的频域介电谱。计算值与测量值基本吻合,验证了油纸绝缘介电模型的有效性。

    2015年11期 v.39;No.384 3298-3304页 [查看摘要][在线阅读][下载 342K]
  • 特高压气体绝缘金属封闭输电线路绝缘设计

    李鹏;李志兵;孙倩;张乔根;颜湘莲;孙建涛;

    气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated metal-enclosed transmission line,GIL)是架空输电方式在地理或环境条件受限情况下的重要补充,在特高压工程中具有较好的应用前景。研究特高压GIL的绝缘设计关键技术,包括典型绝缘结构型式、间隙设计与优化、绝缘子设计与优化、金属微粒抑制和混合气体方案探讨。提出了GIL间隙设计的原则和电场控制值,优化设计了电连接的两段圆弧连接式倒角结构,较好地满足了电场控制值要求。提出了GIL绝缘子设计的原则和电场控制值,优化设计了一种屏蔽电极结构和绝缘子形状综合优化的盆式绝缘子结构,全面满足了电场控制值要求。分析了GIL中金属微粒的运动特性,指出需在绝缘子附近装设微粒陷阱,并开展金属微粒老练试验。分析了SF6/N2混合气体GIL的绝缘特性、设计原则及电场控制值,指出最优混合比为20%。所得研究结果有助于提升我国特高压GIL设计技术水平,促进设备研制工作。

    2015年11期 v.39;No.384 3305-3312页 [查看摘要][在线阅读][下载 741K]
  • 特高压直流融冰方式控制策略及试验分析

    杨万开;吴庆范;庞广恒;

    特高压直流输电工程融冰接线方式采用极I和极II高端换流器并联接线运行方式。向(家坝)—上(海)和锦(屏)—苏(南)?800 k V直流工程融冰基本控制方式采用并联混合式多端直流输电系统(multi-terminal direct current,MTDC)控制策略,溪(洛渡左岸)—浙(江金华)?800 k V直流工程采用并联换流器电流裕度控制策略。分析特高压直流工程融冰方式控制保护原理和向上、锦苏以及溪浙工程融冰方式系统试验结果,并对融冰接线方式系统试验过程中发现的稳态运行直流电流略大于设定值、直流电流不能稳定运行等问题进行论述和分析,揭示产生问题的原因,提出解决方案,并在向上特高压直流输电工程融冰方式系统试验过程中得到验证。

    2015年11期 v.39;No.384 3313-3319页 [查看摘要][在线阅读][下载 865K]
  • 潮间带海上风电机组重力式基础接地特性

    周蜜;樊亚东;郑钟楠;王建国;张宝全;李显强;

    为研究重力式基础海上风电机组接地特性,应用CDEGS仿真软件对重力式基础潮间带海上风电机组接地装置的工频特性参数和冲击特性参数进行了系统计算,讨论了海水深度、粘土层土壤电阻率及厚度、砂石层土壤电阻率以及基础结构尺寸参数对重力式基础工频接地电阻和冲击接地电阻的影响。结果表明:潮间带海水深度对潮间带海上风电机组重力式基础接地特性影响很大,在海水深度小于0.3m时,潮间带海上风电机组重力式基础工频接地电阻和冲击接地电阻可能会超过规范允许值,随海水深度增加,工频接地电阻和冲击接地电阻迅速减小;工频接地电阻和冲击接地电阻随粘土层土壤电阻率、砂石层土壤电阻率增大而增大,随粘土层厚度增大而减小,但随着海水深度的加深,粘土层土壤电阻率、砂石层土壤电阻率、粘土层厚度对工频接地电阻和冲击接地电阻的影响逐渐减小;重力式基础的结构尺寸,如直径和埋深对接地电阻的影响有限。

    2015年11期 v.39;No.384 3320-3326页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]

  • “大规模交直流混联电网运行特性、风险及控制技术”专题征稿启事

    <正>由能源资源分布特性及实际用电需求驱动,我国西部、北部大型煤电、水电及可再生能源基地向中东部地区输电规模越来越大,以特高压/超高压线路为骨干网架、全国能源资源优化配置的形态格局已逐步形成。然而,更高电压等级电网的快速发展、大规模的区域间功率交换和新能源发电波动也给电网运行带来了很大的挑战,具体表现为:电网侧层级增多,结构复杂,静态、暂态、动态和电压、频率等多种稳定形态并存,增加了电

    2015年11期 v.39;No.384 3034页 [查看摘要][在线阅读][下载 61K]
  • “能源互联网”专题征稿启事

    <正>可再生能源、分布式发电、智能电网、能源路由器、直流输电、储能、电动汽车等新能源技术与物联网、云计算、大数据、移动互联网等新兴信息技术的不断进步,为第三次工业革命奠定了坚实的基础。能源互联网是互联网和能源系统深度融合的产物,是涵盖发电、供电、供热、供冷、供气、电气化交通等多个复杂系统的交互式综合能源网络,将推动能源绿色化和用能高效化,促进能源系统的开放互联和市场化。未来的能源互联

    2015年11期 v.39;No.384 3039页 [查看摘要][在线阅读][下载 53K]
  • “配用电大数据技术”专题征稿启事

    <正>大数据技术是当前国际信息科技前沿热点,已引起世界范围内的广泛关注。目前电力公司在配电系统规划、调度自动化、配电自动化、电能质量监测、电能信息采集、95598客户服务、电能服务管理等配用电专业信息系统中积累了大量数据资源;营配数据贯通及与电力公司外部的社会公共数据集成,丰富了配用电数据资源;配用电数据呈现数据量大、数据类型多、价值密度低、增长速度快的特点,为开展大数据分析奠定了坚实的数

    2015年11期 v.39;No.384 3140页 [查看摘要][在线阅读][下载 51K]
  • “可再生能源发电与综合消纳技术”专题征稿启事

    <正>风、光等间歇性可再生能源并网给电力系统运行带来很大的冲击,引起系统电压、频率的大幅波动,恶化了电能质量,降低了电网安全稳定运行的水平,使得传统的电力系统理论方法和技术体系受到挑战。国务院于2014年6月印发《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》,提出到2020

    2015年11期 v.39;No.384 3175页 [查看摘要][在线阅读][下载 58K]
  • “直流电网基础理论及关键技术”专题征稿启事

    <正>为深入探讨直流电网发展现状及未来技术路线,促进先进技术理念、科研创新成果和实施应用技术的推广与交流,2015年7月6日至7日,中国电力科学研究院2015年第二届"二零八"科学会议在北京召开。此次会议主题为"直流电网基础理论、关键技术及应用",涉及直流电网需求分析及应用场景、直流电网形态格局及拓扑结构展望、直流电网关键设备的研究展望、直流电网电气可靠性研究、新能源发电直流汇集输送及协调控制技

    2015年11期 v.39;No.384 3207页 [查看摘要][在线阅读][下载 53K]
  • “基于MMC的柔性输电技术”专题征稿启事

    <正>模块化多电平换流器(modular multi-level converter,MMC)技术的出现,大大降低了电压源换流器的制造难度和损耗,为电网一次系统的柔性化铺平了道路。目前,MMC技术已应用于柔性直流输电和柔性交流输电,我国已建成或正在建设的基于MMC的柔性输电工程包括两端(含背靠背)和多端柔性直流输电系统、大容量静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)以及统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)

    2015年11期 v.39;No.384 3272页 [查看摘要][在线阅读][下载 53K]
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