电网技术

能源互联网

  • 全球能源互联网对话工业4.0

    张小平;李佳宁;付灏;

    智能电网是电力工业发展的必然趋势。随着智能电网的发展,智能电网概念得到了扩展。一方面,将能源从电力向气、热、冷、交通系统进行扩展;另一方面,在实施的范围上,向全球扩展,全球能源互联网概念应运而生。该文基于全球能源互联网的概念与框架,详细分析了全球能源互联网不同层面上的集成与交互,以及组成并参与各层面的个体。与智能电网和全球能源互联网的形成类似的,是近年来进入视野的基于信息物理融合系统、物联网和服务网等技术的"工业4.0"概念。通过全球能源互联网对话工业4.0,可以展望的是新兴的商业运营模式和增值潜力。

    2016年06期 v.40;No.391 1607-1611页 [查看摘要][在线阅读][下载 104K]
  • 能源互联网环境下的信息经济学初探

    倪琳娜;文福拴;尚金成;何洋;

    信息系统是能源互联网的重要组成部分,能源互联网环境下的信息经济学是相关的一个有待研究的重要问题。在此背景下,展望了信息经济学在能源互联网信息经济研究中的应用前景,并试图建立相关的研究框架。首先总结了国内外现有的对能源互联网比较典型的定义,在此基础上展望了能源互联网环境下信息系统的基本架构、功能和运行机制。之后,概述了信息经济学的一些主流理论与方法。最后,从信息价值增值、信息价值评估、信息增值服务模式、基于信息的博弈分析和机制设计等几个方面,探讨了能源互联网环境下信息经济学需要研究的问题。

    2016年06期 v.40;No.391 1612-1619页 [查看摘要][在线阅读][下载 213K]
  • 多能源等效替代方式及其转移效益模型

    闫占新;刘俊勇;魏震波;吴杨;许立雄;张里;

    以能源互联网为背景,研究多种能源在转化利用过程中,不同"能质"能量之间的等效转化关系及其效益模型。首先,在含有风机、光伏电池、冷热电联供系统以及蓄能系统的多能源互联系统中,综合考虑负荷需求特性和价格因素对能源利用方式的影响,以能源利用率最大和系统综合运行成本最小为目标,构建了能源转化利用的多目标优化模型;然后,采用量子行为的粒子群优化算法对模型进行优化求解,并与传统用能模式进行对比分析。算例结果验证了所提模型的可行性。

    2016年06期 v.40;No.391 1620-1626页 [查看摘要][在线阅读][下载 407K]
  • 面向能源互联网的多能流静态安全分析方法

    潘昭光;孙宏斌;郭庆来;

    多能流是能源互联网的重要特征之一,涵盖电、热、冷、气、交通等多个能流子系统,带来诸多效益的同时也使系统更加复杂,安全问题更加突出。提出了面向能源互联网的多能流静态安全分析的概念和方法。多能流系统需要根据能流子系统之间的耦合程度确定合适的边界,其组成可分为耦合元件和非耦合元件。多能流系统静态模型的共性表现为网络拓扑约束和广义基尔霍夫定律,个性表现为支路特性和耦合元件特性。多能流求解方法可以分为联合求解和解耦求解。给出多能流静态安全分析的安全运行约束、运行状态分类、预想事故集和流程。电-热耦合算例验证不同能流子系统之间的相互影响,说明开展多能流静态安全分析的必要性。

    2016年06期 v.40;No.391 1627-1634页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
  • 热电联合网络状态估计

    董今妮;孙宏斌;郭庆来;潘昭光;

    热电联产可有效提高能源的使用效率,与此同时,通过合理调度热电联产还可稳定电网、减少电网波动,有利于各类可再生能源的接入。因此,近年来,热电联供在国内外都有了大力发展。由于热电联合网络日益庞大,对于热电联合网络的监控刻不容缓。参考电力系统常用的监控手段,即电力系统状态估计,对热网引入状态估计进行监控。总结了现有的3种热网模型,最终提出了半联合静态模型作为热网状态估计的模型,成功在热网中引入了状态估计。在此基础上,考虑了热网和电网之间的耦合关系,完成了热电联合网络的状态估计,并通过蒙特卡洛实验比较了热电联合状态估计与单独状态估计的性能。热电联合状态估计通常可以得到更精确的全局一致基态潮流解,这为后续的热电联合网络在线安全评估、优化调度打下了基础。

    2016年06期 v.40;No.391 1635-1641页 [查看摘要][在线阅读][下载 197K]
  • 基于Spark平台和多变量L_2-Boosting回归模型的分布式能源系统短期负荷预测

    马天男;牛东晓;黄雅莉;杜振东;

    分布式能源系统负荷预测是系统规划与经济运行的可靠前提和依据,在当前海量高维数据的背景下,有效的在线数据处理平台与精确的负荷预测方法是当前的研究重点。基于分布式能源系统负荷数据特点,在缺失数据处理、坏数据分类以及特征选择的基础上,建立了基于Spark平台与多变量L_2-Boosting回归模型的分布式能源系统短期负荷预测方法。首先,利用Spark平台分割全部数据得到多个子数据模型,通过并行计算提高数据处理效率,采用特征提取方法得出模型需要的输入向量;其次,将得出的有效数据信息输入到多变量L_2-Boosting回归模型进行训练学习,得到训练后的多变量L_2-Boosting回归模型;最后,利用测试数据测试模型。算例结果验证了所提模型的有效性。

    2016年06期 v.40;No.391 1642-1649页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
  • 兼容需求侧可调控资源的分布式能源系统经济优化运行及其求解算法

    曾鸣;彭丽霖;孙静惠;刘伟;武赓;

    从分布式能源系统的优化研究着手,建立了兼容需求侧可调控资源的分布式能源系统经济优化运行模型,充分考虑了分布式能源系统中的电负荷、热负荷和冷负荷。其次,为能够解决上述多目标、非线性优化问题,提出了量子烟花算法(quantum fireworks algorithm,QFA)。最后,将所提出的模型及求解算法应用于我国西北地区某分布式能源系统的实际算例中,仿真结果表明:当分布式能源系统参与需求侧负荷优化管理时,系统总成本减少约6.17%;此外,验证了QFA算法求解此类问题的可行性。

    2016年06期 v.40;No.391 1650-1656页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
  • 基于Hessian内点法的微型能源网日前冷热电联供经济优化调度

    徐青山;曾艾东;王凯;蒋菱;

    微型能源网包含冷、热、电和气4种能源形式,具有负荷种类多样、供能设备丰富的特点。在对微型能源网内多种供能及蓄能设备进行建模的基础上,提出基于集中互连能源交换网络的冷热电联供微型能源网的供能架构,架构内冷热电负荷被细分为纯电负荷、热水负荷、空间热负荷、冷冻制冷负荷和空间冷负荷,围绕该架构建立冷热电联供微型能源网经济优化调度模型,采用基于Hessian矩阵迭代的内点法对模型进行了求解。算例表明,通过调度微型能源网内各供能设备的运行方式和出力,可以显著降低系统的日运行费用,实现冷热电联供微型能源网的经济优化运行,得出的合理调度方案证实了所提模型和求解方法的正确性及有效性。

    2016年06期 v.40;No.391 1657-1665页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K]
  • 计及需求响应的虚拟发电厂优化调度模型

    夏榆杭;刘俊勇;冯超;刘啸宇;吴琛;黄正文;

    由于虚拟发电厂内部具有大量的风电等可再生能源,使得虚拟发电厂的出力存在不确定性;而需求响应作为虚拟发电厂内部重要的用户侧资源,在保证虚拟发电厂出力稳定性上具有重要的作用。为实现虚拟发电厂内部机组与需求响应的互动,提出了考虑虚拟发电厂内部需求响应的虚拟发电厂优化调度模型。该模型以最大化虚拟发电厂收益为目标,在考虑机组运行约束、需求侧响应约束后,利用了机会约束描述虚拟发电厂的内部功率平衡,并采用了基于极限学习网络的粒子群算法对模型进行求解。通过算例分析了不同风电波动范围和不同置信度对虚拟发电厂的收益和需求响应量的影响,讨论了不同场景下的需求响应对虚拟发电厂调度收益的影响,得出了需求响应能够提高虚拟发电厂对主网的售电量、促进虚拟发电厂的整体收益的结论。

    2016年06期 v.40;No.391 1666-1674页 [查看摘要][在线阅读][下载 4937K]

低碳电力技术

  • 欧洲低碳电力路线分析

    张玥;王秀丽;曾平良;

    面对日益严重的气候变化与能源紧缺问题,低碳电力是世界各国电力发展的必然趋势。欧盟一直积极推进低碳电力建设,并设定了2050年的温室气体减排目标,很多欧盟组织机构围绕低碳电力目标的可行性及发展路线开展相关研究。根据发布的相关研究报告,总结介绍了欧盟低碳电力在电源侧、电网侧和需求侧的发展路线。主要思想是充分利用开发地区能源资源禀赋,在泛欧洲范围内实现多种类型清洁能源的互联互补,大范围、高能效地进行能源供需的平衡与配置。主要措施包括转型低碳能源结构、开发大型可再生能源基地、建设以泛欧洲超级电网为主干网架的智能电网、加强需求侧建设等。最后,讨论了欧洲低碳电力发展路线对中国未来低碳电力建设的启示。

    2016年06期 v.40;No.391 1675-1682页 [查看摘要][在线阅读][下载 294K]
  • 混合电力市场下碳排放流的分配

    陈达;鲜文军;吴涛;余秀月;郭瑞鹏;

    从消费角度分析了碳排放对制定相应的二氧化碳减排政策具有的重要参考价值。结合电力系统的特点,提出了碳排放流的概念,并将其应用于电力负荷的碳排放计算。针对联营交易与双边交易共存的混合电力市场,提出了一种基于交易的碳排放流计算模型。该模型考虑了负荷所参与电力交易方式的差异。首先,根据各交易对支路潮流的使用份额,将对应于网络损耗的碳排放分配给所有电力交易。然后,将网络损耗从原始有损网络中移去,实现联营交易与双边交易的解耦。最后,将双边电力交易继续从网络中减去,得到只存在联营交易的无损网络。在新网络中,应用潮流追踪将相应的碳排放分配给联营交易内部的各子交易。将上述计算过程合并,即可得到对应负荷电力消费的碳排放。所得结果可向负荷提供与其电力消费有关的碳排放信息,这将可能影响负荷的消费行为并有助于低碳电力的发展。最后,以简单节点系统为算例,验证了所提计算模型的有效性。

    2016年06期 v.40;No.391 1683-1688页 [查看摘要][在线阅读][下载 3177K]
  • 风速及风机地理位置分布特性对直驱风电场故障特征的影响分析

    宋国兵;李端祯;常仲学;王晨清;郭润生;

    为探讨直驱风电场分群建模的必要性,研究了风速和风机地理位置分布特性对直驱风电场故障特征的影响。故障特征分析是继电保护构造判据的基础,考虑到故障暂态时段极短且继电保护动作速度快,故障特征分析时可以假定故障切除前风速不变。在此基础上,由于故障阻滞了有功功率的传输,故障后直驱风机产生的有功不能全部传送到网侧。卸荷电路保持了逆变器直流电容电压的稳定,并将多余电能释放。在直流电容电压恒定的情况下,逆变器向故障点注入的多为无功电流,且仅与控制策略和电压跌落程度有关,而与负荷电流无关。理论上,风机对故障点注入的电流与风机所处的地理位置有关。但由于直驱风机的弱馈特性,各风机感受到的电压跌落差别不大,对故障点的注入电流基本相同;虽然各风机距离故障点远近存在差异,但就电气量传输延迟对应的相角差而言,几乎可以忽略不计。综上分析,直驱电场无需分群建模,无需考虑负荷和地理位置影响。最后,仿真结果验证了理论分析的正确性。

    2016年06期 v.40;No.391 1689-1695页 [查看摘要][在线阅读][下载 257K]

低碳电力技术

  • 风速相关性下的电网阻塞概率预测

    张里;刘俊勇;刘友波;吴杨;闫占新;李茂贞;BAZARGAN Masoud;

    大规模风电场接入电网后,由于风电具有间歇性和随机性等特点,会对电网潮流分布产生较大的影响。特别是当风速具有较强的相关性时,会造成部分线路出现输电阻塞。由于风速分布呈现非线性和尾部相关性的特点,使用广义Copula函数对风电场风速进行相关性建模,然后对其进行参数估计,并对风速相关性模型进行评价和对比,最后将特定相关性风速数据应用于潮流优化算法中。通过基于改进的小生境遗传算法的潮流优化和排序集抽样的蒙特卡洛仿真获取断面的潮流有功功率的概率分布,从而预测输电断面的阻塞概率。最后通过IEEE39节点系统的算例表明,在故障条件下风速相关性对电网阻塞有较大的影响,同时所提方法和模型是有效的。

    2016年06期 v.40;No.391 1696-1702页 [查看摘要][在线阅读][下载 698K]
  • 基于光伏模拟器的虚增电量特性分析与检测方法

    谢云云;袁晓冬;孙正洋;史明明;殷明慧;邹云;

    光伏电站运行中存在虚增电量的情况,造成补贴费用增加和安全隐患。由于光伏发电测量和预测的误差,现有基于光伏发电实时测量值与预测值的识别方法难以识别虚增电量。因此,针对基于光伏模拟器的虚增电量方式,分析虚增电量前后的系统功率分布,发现关口电表数据随光伏计量表数据变化的斜率在是否虚增电量时具有差别,提出将该斜率作为虚增电量的检测指标;针对检测指标难以直接计算的问题,提出采用1 d的关口电表和光伏计量表数据,基于最小二乘法计算检测指标,从而判断是否存在虚增电量问题的检测方法。仿真结果和实验结果表明,虚增电量检测方法的计算结果与理论值误差较小,能够用于不同季节、不同光照条件、不同程度的光伏模拟器虚增电量问题的检测。

    2016年06期 v.40;No.391 1703-1708页 [查看摘要][在线阅读][下载 2943K]
  • 基于需求响应的光伏微网储能系统多目标容量优化配置

    周楠;樊玮;刘念;林心昊;张建华;雷金勇;

    电力市场环境下,考虑需求响应对光伏微网储能系统配置的影响,对光伏微网商业化投资决策具有重要意义。峰谷分时电价下,构建基于电量电价弹性矩阵的用户多时段电价响应模型,提出分时电价下储能充放电策略及微网优化运行策略,构建微网投资收益模型。根据系统调度和约束条件,以光伏利用率最大和年净利润最大为目标,采用改进非劣排序遗传算法Ⅱ求解所建光伏微网储能系统多目标容量优化配置模型。将优化方法应用于广东某实际微网,验证了模型和算法合理性。

    2016年06期 v.40;No.391 1709-1716页 [查看摘要][在线阅读][下载 371K]
  • 采用改进粒子群算法的微电网短期调控模型

    张碧玲;胡凌霄;刘勇;毛京丽;周安石;

    现有的大部分微电网调控模型以预测发电功率作为调控目标,且在进行成本核算时没有考虑电池的状态变化带来的影响,致使调控周期长、调控策略经济性差且易受功率预测误差影响。针对上述问题,基于对风力发电、光伏发电和储能设备的成本分析,提出了一种以机组的启停为策略、以成本最小为目标的微电网短期调控模型。为寻求最优的调控策略,在保留传统粒子群速度更新方法的基础上,修改了位置更新方法并引入惩罚函数,提出一种改进的离散粒子群算法(discrete particle swarm optimization-Ⅱ,DPSO-Ⅱ)。仿真和实际算例结果表明,所提模型能够达到预期的调控目标,且具有较好的经济性和鲁棒性;所提DPSO-Ⅱ算法的寻优性能较传统基于遗传算法和离散粒子群算法有较大提高,因而具有潜在的应用价值。

    2016年06期 v.40;No.391 1717-1723页 [查看摘要][在线阅读][下载 573K]
  • 利用信息融合技术的储能锂离子电池组SOC估算

    许守平;侯朝勇;胡娟;惠东;

    在电池储能系统的实际工程中,电池组荷电状态(state of charge,SOC)估算精度越来越受重视。电池组容量、运行环境、循环时间和充放电倍率等都将影响电池组的SOC估算精度,采用单一的电池模型和数据模型很难获得准确的SOC。提出了一种基于信息融合技术的锂离子电池SOC估算方法,主要基于开路电压(open circuit voltage,OCV)-SOC曲线进行。根据锂离子电池运行特性,把OCV-SOC曲线空间划分为锂电池稳定运行区间、识别校正区间、过充区间和过放区间,并据此重新定义锂离子电池运行模式。然后根据其运行模式,在不同运行区间内对锂电池的估算模型进行切换和优化。采取基于信息融合的SOC估算方法,不断修正消除估算模型在运行状态下产生的各种误差,得到较为精确的SOC估算值。最后搭建实验平台,以某储能电站的实际储能工况对该算法进行实验验证,结果表明,上述SOC估算算法在实际锂电池储能系统应用中具有较强的可行性和实用性。

    2016年06期 v.40;No.391 1724-1729页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
  • 基于电池租赁模式的电动汽车换电站电池容量优化

    张立静;娄素华;陈艳霞;吴耀武;黄旭锐;

    深入分析了电动汽车换电站运行特性,建立了换电站电池状态转移模型;针对电动汽车日耗量特性,建立了电动汽车换电需求模型,并采用基于Kantorovich距离的场景削减技术对换电需求场景进行有效削减。在此基础上,以换电站电池投资等年值、电池年运行维护成本及换电站充放电费用最小化为目标,综合考虑换电站充放电能力、电动汽车换电需求等约束,建立了基于分时电价机制的换电站电池容量优化模型。利用某换电站进行算例仿真,并分析了电池投资价格、电价峰谷差对容量优化配置的影响。结果表明,降低电池价格或增大电价峰谷差,均使得换电站电池最优配置容量增加。

    2016年06期 v.40;No.391 1730-1735页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K]

直流输电与直流电网

  • 潮流控制器对直流电网运行网损影响分析

    李琰;吴小刚;姚良忠;陈武;李周;朱旭;王志冰;

    直流潮流控制器可显著增强直流电网运行灵活性和线路潮流的可控性。主要采用灵敏度分析方法研究潮流控制器对直流电网运行网损的影响。指出通过引入潮流控制器可以降低原直流输电系统运行网损,此外,潮流控制器不同安装位置可影响到运行网损的减少量大小,依据网损对潮流控制器工作变比的灵敏度公式,可求得运行网损最小时对应的潮流控制器工作变比。以三端环网式直流输电系统为例,通过仿真验证了理论分析的正确性。在上述研究工作基础上,还提出了一种新的直流潮流控制器的工作模式:在没有潮流调节任务时,通过合理配置潮流控制器以减小系统运行网损,从而使得直流潮流控制器不但可以起到控制线路直流潮流的作用,还可通过合理配置其工作变比来降低直流电网损耗。

    2016年06期 v.40;No.391 1736-1742页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]

  • “能源与电力供给侧改革关键技术”专题征稿启事

    <正>中央财经领导小组第十一次会议上习近平总书记强调,在适度扩大总需求的同时,着力加强供给侧结构性改革,提高供给体系质量和效率。能源与电力是国民经济发展的源动力,关系重大。近年来,随着经济社会发展进入新常态,能源与电力需求增长空间有限,加上我国节能减排目标压力依旧较大,能源领域的供给侧改革势在必行。能源与电力领域的供给侧改革,

    2016年06期 v.40;No.391 1742页 [查看摘要][在线阅读][下载 124K]

直流输电与直流电网

  • 柔性直流输电换流站的同步电机模拟特性分析

    管敏渊;张浩;楼平;夏星航;姚建锋;顾国强;

    简要介绍了柔性直流输电换流站的同步电机模拟控制策略,通过在传统下垂控制中专门加入一阶惯性环节实现了换流站的同步电机模拟。换流站不仅可以实现一次调频的静态特性,还能够模拟同步发电机的转子运动方程。对同步电机模拟控制策略进行了理论分析,指出了各控制参数对换流站特性的影响。通过将频率偏差的积分值加入到换流站的有功功率指令中,换流站可以实现二次调频功能。在PSCAD/EMTDC软件中建立了双端柔性直流输电系统的详细仿真模型,通过2个仿真案例下的多个复杂工况的仿真,验证了换流站在同步电机模拟控制策略下,具有增加系统惯性、提供频率支撑等功能,可以显著提升换流站适应电网复杂工况、安全穿越电网故障的能力。

    2016年06期 v.40;No.391 1743-1750页 [查看摘要][在线阅读][下载 4973K]

  • “电力市场”专题征稿启事

    <正>2015年3月面世的《中共中央、国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发[2015]9号)(以下简称"新电改9号文")以及随后陆续发布的系列配套文件,正式拉开了新时代中国电力改革的序幕。在《电力体制改革方案》(国发[2002]5号)取得阶段性成果的基础上,新电改9号文要求进一步全面深化电力改革,提高运行效率,引进竞争机

    2016年06期 v.40;No.391 1750页 [查看摘要][在线阅读][下载 759K]

直流输电与直流电网

  • 舟山多端柔性直流输电示范工程典型运行方式分析

    凌卫家;孙维真;张静;董云龙;

    舟山多端柔性直流输电示范工程是世界范围内首个五端柔性直流输电工程,在不同条件下运行方式复杂多变。首先简要介绍了舟山交直流混联电网特点及示范工程定位;然后分析了示范工程典型运行方式和部分高级功能,如多换流站协调控制功能、联网模式与孤岛模式平滑切换等功能;最后介绍了示范工程现场试验和实际运行情况。运行实践表明,示范工程运行方式灵活,显著提高了舟山电网特别是舟山北部电网供电可靠性,经济效益和社会效益显著。

    2016年06期 v.40;No.391 1751-1758页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K]
  • 特高压直流中性线母线开关重合保护误动分析

    杨万开;衣福全;曾南超;杨鹏;

    在锦苏、哈郑和溪浙特±800 kV高压直流输电工程系统试验过程中以及投入运行后,发生了几次直流场中性母线开关(neutral bus switch,NBS)保护误动重合故障。对锦苏、哈郑和溪浙特高压直流输电工程直流场中性母线开关保护误动重合故障及后果进行了分析,找到了引起NBS开关重合的原因,提出了解决方案并通过了试验验证。对不同原因引起的直流场NBS开关重合的机理进行了详尽的剖析,并提出了相应的解决措施。通过对已投入运行±800 k V特高压直流工程直流场NBS开关重合故障分析以及对正在建设的特高压直流工程NBS性能分析,提出了NBS开关重合故障影响直流系统稳定运行的解决措施。

    2016年06期 v.40;No.391 1759-1765页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
  • 高压直流缓冲器的建模分析及应用

    屈鲁;李格;

    高压直流缓冲器是一种类变压器的直流短路电流抑制装置,结合高压直流断路器可有效地抑制、切断直流输电系统中的短路电流。首先基于高压直流缓冲器的等效电路,采用非线性电阻和非线性电感并联的方法建立其等效模型;接着对高压直流缓冲器的工作性能进行了实验验证和仿真验证,结果表明高压直流缓冲器能够有效地抑制短路电流的峰值和燃弧时间;然后对高压直流缓冲器的非线性等效电路进行动态响应分析,分析结果表明高压直流缓冲器只有工作于过阻尼状态才能有效地抑制短路电流;最后结合高压直流缓冲器和高压直流断路器,提出一种混合式高压直流短路保护方案,并对其可行性进行了分析。

    2016年06期 v.40;No.391 1766-1771页 [查看摘要][在线阅读][下载 549K]

电力系统

  • 基于历史数据库的电力系统状态估计欺诈性数据防御

    朱杰;张葛祥;

    黑客恶意注入的欺诈性数据可以干扰电力系统状态估计,对电力系统的安全可靠运行产生巨大威胁。现阶段防御研究都忽略了历史数据库中可提取的有效信息对防御欺诈性数据的辅助作用,因此,提出一种基于历史数据库的电力系统状态估计欺诈性数据防御模型。以打破欺诈性数据的隐蔽性为目标,采用维特比算法(Vitervbi algorithm,VA)求解隐马尔可夫模型(hidden Markov model,HMM)描述的电力系统运行状态,并将VA求解的短期状态预测结果作为防御算法打破欺诈性数据隐蔽性的状态参考。IEEE-14和IEEE-118节点测试系统的仿真结果验证了短期状态预测结果的可靠性及防御算法遏制欺诈性数据的有效性。

    2016年06期 v.40;No.391 1772-1777页 [查看摘要][在线阅读][下载 305K]
  • 应用Prony算法的广域量测信号时延补偿方法

    杨博;李永杰;江全元;魏路平;占震滨;

    通信时延是电力系统广域网络化控制中不可忽略的问题,对带有时延的远端量测信号进行预测补偿极具工程实用价值。文章介绍了包含时延补偿器的广域控制系统结构;基于电力系统中广域控制器输入信号(例如角速度、功角等)可采用衰减三角函数的线性组合准确近似的特点,提出了改进Prony预测补偿算法以及评价预测补偿效果的指标;提出了基于巴特沃斯低通滤波器的抗噪声方法,并通过修正Prony模型参数补偿滤波环节引入的相移。最后使用四机二区域系统暂态仿真曲线和浙江电网PMU实测数据,采用不同预测补偿算法进行了测试验证,结果表明提出的改进Prony预测补偿算法对信号噪声具有良好的抗噪性,可准确实现时延信号的实时预测补偿,满足工程应用需求。

    2016年06期 v.40;No.391 1778-1784页 [查看摘要][在线阅读][下载 3456K]
  • 适应电网多复杂工况的AGC控制模式转换技术研究

    徐瑞;滕贤亮;丁恰;刘军;钱玉妹;镐俊杰;张小白;

    调度控制系统中AGC机组控制模式依靠人工决策修改的方式,已经无法满足电网实时平衡和多复杂工况下的调节需求。文章首先根据AGC机组控制模式的负荷扰动调节特点,对机组控制模式进行归类分析;然后提出适应电网正常和紧急2种工况的控制模式自动转换方案,提出适应CPS标准的调节备用需求模型和模式转换策略,策略兼顾负荷趋势调整和平衡控制双重目标,实现对机组控制角色的自适应转换和调节容量的优化调控;通过大功率缺失扰动下满足CPS/DCS标准的调节备用需求分析,提出紧急功率控制模式转换策略,通过扩充紧急功率控制调节容量,以快速支援电网功率恢复。最后通过算例分析验证了所述方法的有效性。

    2016年06期 v.40;No.391 1785-1791页 [查看摘要][在线阅读][下载 726K]
  • 交流弱电网中用于抑制数值振荡的变参数有理分式拟合算法

    迟永宁;舒德兀;张春朋;魏林君;姜齐荣;

    大规模风电、光伏发电所接入的电网多处于偏远地区,线路阻抗较大,系统扰动较多。对这一类电网进行电磁暂态仿真时,若采用经典的数值算法(如隐式梯形法),则容易发生非原型数值振荡,导致仿真结果失真。传统改进方法涉及到算法切换或附加阻尼元件,其中相关参数均为固定,限制了算法在电磁暂态仿真中的灵活性。提出了一种变参数有理分式拟合法,采用三阶有理分式拟合数值算法中的指数项。通过调整参数,使得算法具有L稳定性。此时算法对截断误差具有更快的衰减速率,从而有效抑制数值振荡。进一步推出了数值振荡误差递推公式,从数学上分析了所提算法和隐式梯形法的误差衰减特性。算例给出了实际弱交流电网的算例,验证了所提算法在数值稳定性和抑制数值振荡方面的优势。

    2016年06期 v.40;No.391 1792-1796页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
  • 基于节点重要度指标的次同步谐振建模方法

    陈武晖;王龙;宿端鹏;王小宁;孙欣;王立春;谭伦农;

    传统次同步谐振建模方法没有识别建模边界的定量方法,这导致应用该方法获得的模型不能确保满足工程实际的精度要求。提出了研究机组驱动点阻抗频率特性是决定次同步扭振模态电气负阻尼的主导因素。然后,应用研究机组驱动点阻抗频率特性偏差定义了节点重要度指标,并应用该指标发展了一种定量识别次同步谐振建模边界的方法,能够保证模型精度,提高建模效率。最后应用修改的IEEE39节点系统,验证了所提出建模方法的有效性。

    2016年06期 v.40;No.391 1797-1803页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
  • 动态无功优化的多阶段求解方法

    孙田;邹鹏;杨知方;钟海旺;戴国华;夏清;

    动态无功优化是保障电网安全经济运行的重要手段之一。然而,动态无功优化属于大规模、多时段、强耦合的非线性混合整数规划问题,直接求解困难。为处理无功优化问题中包含的离散变量及时段耦合约束,基于动态无功优化问题的物理本质,提出了动态无功优化模型的多阶段求解方法。第1阶段以系统网损最小化为目标,松弛离散变量和无功设备全天动作次数约束,基于内点法计算得到动态无功优化问题的初始解。第2阶段以网损增量最小化为目标,基于目标函数对控制变量的灵敏度,将子问题在当前解附近线性化,构建以无功控制设备全天动作次数为约束的混合整数规划模型,由此决策无功设备全天动作次数约束下的离散控制变量优化解。在此基础上,将第2阶段得到的优化结果代入到第1阶段的优化模型当中,得到多阶段动态无功优化问题的优化结果。Ward&Hale 6节点算例系统和国内某省网实际系统计算结果验证了所提模型和求解方法的高效性和适用性。

    2016年06期 v.40;No.391 1804-1810页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K]
  • 采用相对熵组合赋权法的500kV电网短路电流抑制策略优化决策

    李基康;滕欢;郭宁;

    500 k V电网短路电流水平的不断提高,严重影响了电力系统的安全稳定运行,为此,提出了短路电流抑制策略优化决策方法来确定抑制短路电流的方案。该优化决策选取短路电流、潮流分布、暂态稳定以及成本作为评价指标进行综合评价,并且以短路电流大小、潮流熵、端口供给能量和措施成本定量描述评价指标,为避免单一赋权法的局限性,采用相对熵组合赋权法确定各评价指标的权重,得到短路电流抑制方案的综合评价值进而确定最优方案。仿真算例验证了该方法的有效性和可行性。

    2016年06期 v.40;No.391 1811-1817页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]

  • “电动汽车与能源互联网”专题征稿启事

    <正>随着技术的进步和政策的推动,我国的电动汽车产业发展势头迅猛,公众的认知和接受程度不断提高。电动汽车的发展将改变能源、交通和环境等多个行业。由于电动汽车充电负荷的时空动态分布和一定的可控特性,近几年电动汽车接入电网成为国内外的研究热点。为解决高比例可再生能源的消纳问题,发展能源互联网是大势所趋。电动汽车将在能源互联网中

    2016年06期 v.40;No.391 1817页 [查看摘要][在线阅读][下载 45K]

电力系统

  • 基于用户互动能力的优化用电模式与方法

    李强;宋宁希;王剑晓;钟海旺;夏清;

    现阶段有序用电存在一定的主观性和经验性,可能导致电力用户不公平承担供电缺口的问题。为此,提出一种基于用户互动能力的优化用电模式与方法。在分析用户负荷特性和用电约束的基础上,归类为4种优化用电类型,供用户匹配选择。通过分层序列法(lexicographic method),综合考虑用户负荷特性与社会效益,动态生成电力用户的优化用电序位表。由于用户数量较大,为高效求解优化用电形成的大规模混合整数规划模型,文章提出一种动态可行域优化的高效求解算法。根据优化用电序位表,确定优化用电的寻优空间,通过迭代逐步扩展寻优空间,在不牺牲精度的前提下高效制定用户的优化用电计划。基于某省工业园区配电系统的算例分析表明,提出的模式与方法能够高效制定优化用电方案,确保电力用户公平均衡参与优化用电,有效消除配电网供电阻塞。

    2016年06期 v.40;No.391 1818-1824页 [查看摘要][在线阅读][下载 347K]
  • 基于家庭用电负荷关联度的实时优化策略

    孙毅;刘迪;李彬;李德智;石坤;

    针对家庭负荷在需求响应中巨大的不确定性,提出家电配合使用情况是家庭用户响应情况的重要影响因素之一,并提出家庭用电负荷关联度的概念。建立家庭用电负荷模型,设计基于家庭用电负荷关联度的实时更新的优化策略。通过Matlab对算法模型在单个家庭用户以及多个家庭用户综合情况下进行仿真,验证了纳入家庭用电负荷关联度的实时优化策的有效性及优越性。

    2016年06期 v.40;No.391 1825-1829页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
  • 牵引供电低频网压振荡影响规律研究

    陶海东;胡海涛;姜晓锋;何正友;赵朝蓬;

    目前多条电气化铁道出现了低频率的网压振荡、波动现象,造成了机车的牵引封锁。机车–牵引网(简称车网)互联系统低频网压振荡具有很强的不可预见性,利用阻抗分析法对低频网压振荡问题进行分析,并基于Matlab/Simulink仿真平台建立了HXD2B型电力机车与牵引网的联合仿真模型,再现了牵引供电低频网压振荡现象。通过与实测波形对比,验证了模型的正确性。在车网联合仿真模型的基础上,分析和讨论了牵引网长度、牵引变压器接线方式、机车负载情况及机车控制参数对低频网压振荡的影响规律。仿真结果表明,减小牵引供电系统阻抗(改变牵引网长度、牵引变压器接线方式)或增大机车系统阻抗(改变机车负载情况、机车控制参数)均能抑制低频网压振荡现象。

    2016年06期 v.40;No.391 1830-1838页 [查看摘要][在线阅读][下载 437K]
  • 暂态过电压引起风电机组连锁脱网风险分析及对策

    贺静波;庄伟;许涛;霍超;蒋维勇;

    直流换相失败、闭锁等扰动过程中会在换流站产生暂态过电压,而且暂态过电压的大小与直流输送容量密切相关。如果直流近区存在大量风电场,暂态过电压可能引发风电的过电压脱网及连锁反应。分析了直流近区暂态过电压问题的原理和影响因素,阐述了过电压可能引起风电脱网的机理,并通过实际案例和仿真分析进行了验证。最后,从提高短路容量、加强网架结构、提高风电耐压能力等方面提出了防范风电连锁脱网的应对策略。

    2016年06期 v.40;No.391 1839-1844页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K]
  • 广义谐波电网环境电压源型并网变流器滑模变结构直接功率控制策略

    熊平化;孙丹;邓伦杰;

    针对实际电网电压中存在实时动态变化的谐波运行环境,提出电压源型并网变流器广义谐波下的滑模变结构直接功率控制(sliding-mode-based direct power control,SMCDPC)策略;其实施是针对所有次数谐波,该控制策略不需实时精确的电网谐波次数和相位检测,具有实际工程应用价值。在以往研究成果的基础上,建立了广义畸变电网环境中的并网电压源型变流器(grid-connected voltage-sourced converters,VSC)的完整数学模型,提出3种该运行环境下的控制目标:正弦形输出电流,消除有功功率波动和无功功率波动。完成了滑模变结构直接功率控制设计。仿真结果表明,相比传统滑模变结构直接功率控制,改进的滑模变结构直接功率控制增强了电压源型并网变流器在实际电网广义电压谐波下环境中的运行能力。

    2016年06期 v.40;No.391 1845-1850页 [查看摘要][在线阅读][下载 611K]

自动化

  • 智能变电站通信网络实时故障诊断模型与方法

    张延旭;蔡泽祥;龙翩翩;李晓华;苏忠阳;

    为提高智能变电站通信网络的运维水平,提出了基于网络报文分析仪所具有的信息来实现通信网络故障诊断的方法。首先阐述了故障诊断方法的实现思路,建立了通信网络信息流通模型,包括通信网络连接模型、信源模型以及信宿模型等,并提出了基于该模型的报文传输路径搜索算法,构建了设备间通信关系与实体设备之间的映射,基于此给出了通信网络故障诊断的算法流程。最终,以一个典型110 kV变电站的110 kV侧过程层网络为例进行案例分析,分析结果表明所提故障诊断方法具有足够的精确性和工程有效性,能够指导运维人员快速恢复通信网络的正常运行。

    2016年06期 v.40;No.391 1851-1857页 [查看摘要][在线阅读][下载 253K]
  • 计及接入控制策略的宽带电力线OFDM系统跨层资源分配

    陆俊;刘振宇;徐志强;朱炎平;

    针对宽带电力线资源分配中的Qo S需求保证及用户间公平性问题,提出了一种计及接入控制策略的宽带电力线OFDM系统跨层资源分配算法。首先建立了多用户跨层资源分配系统模型;其次通过公平因子约束实现整体算法的公平性,并提出一种接入控制策略,在某一个或几个用户信道质量较差而需要消耗大量系统资源的情况下,通过拒绝这些用户的接入来保证系统的整体性能;最后,在典型电力线信道的环境下,对该算法及对比算法进行了仿真,仿真结果证明所提算法相对于对比算法可以更有效地满足Qo S及公平性需求,提升系统性能。

    2016年06期 v.40;No.391 1858-1866页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K]
  • 电力信息-物理相互依存网络脆弱性评估及加边保护策略

    冀星沛;王波;董朝阳;陈果;刘涤尘;魏大千;汪勋婷;

    随着一次电网与信息系统深度融合,研究电力信息-物理系统的交互连锁故障机理与保护措施具有十分重要的理论价值与现实意义。基于相互依存网络理论,建立了电力信息-物理相互依存网络模型。由于相依网络的脆弱性同时受到依存边与网间拓扑互相似性的影响,文章首先基于复杂网络理论,对华中500k V电力网及其信息网的拓扑结构特性进行对比分析。其次,考虑网间节点的相互依存关系,定量评估了信息网与电力网的拓扑互相似性。通过对华中500 kV电力信息-物理相依网络在随机故障下的连通脆弱性进行评估,发现:虽然网间的相互依存提高了电力系统的脆弱性,但由于信息网与电力网的拓扑具有高度互相似性,这使得电力信息-物理相互依存网络避免了一阶相移。针对电力网与信息网的结构特点,研究了低度数节点加边策略及其分配策略对电力信息-物理相互依存网络的脆弱性的影响。仿真结果证明了低度数节点加边策略的有效性,且加边分配策略对改善电力信息-物理相互依存网络的脆弱性具有重要影响。

    2016年06期 v.40;No.391 1867-1873页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
  • 基于IPv6的低压电力线载波树型路由控制机制

    向敏;何金星;杜延红;侯兴哲;叶君;

    将电力线载波通信网络应用于智能电网中,有效延长通信距离是亟待突破的技术难题。为此,提出一种基于IPv6的低压电力线载波树型路由机制,子网节点通过支持IPv6地址自动分配的分布式地址分配策略来构建载波网络层次转发树模型。中继节点以MAC头中的目的地址进行下一跳路由转发,并结合IPv6适配层中的Mesh头实现多跳路由寻址。在层次转发树中,中继节点只需存储与其子节点数相当的信息项即可实现子网内路由信息的快速生成。搭建了电力载波通信配电网树型拓扑结构测试平台,测试结果表明,该树型路由控制机制能够以较小的时延进行IPv6数据包的多跳转发,并有效延长了电力线载波通信距离。

    2016年06期 v.40;No.391 1874-1880页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K]
  • 基于主动扰动技术的谐振接地系统单相接地故障测距方法

    朱珂;倪建;张荣华;

    电力电子器件因其动作的迅速性和可控性近年来开始应用于消弧线圈中阻尼电阻及补偿电容等元件的投切。针对这类带电力电子开关器件的消弧线圈,提出了一种谐振接地系统故障测距方法:当谐振接地系统发生单相接地故障时,通过短时改变消弧线圈中相应电力电子开关的工作状态以引起故障馈线电压、电流波形发生扰动,通过在故障馈线出口端对该扰动的检测与分析可实现故障距离的测定。由于扰动中所含频率成分丰富,因此该测距方法不受故障电阻、线路对地电容分流以及单个频率点测距误差的影响,理论,仿真分析以及模拟实验都验证了该方法的有效性。

    2016年06期 v.40;No.391 1881-1887页 [查看摘要][在线阅读][下载 576K]
  • 分布式电源并网保护研究综述

    杨珮鑫;张沛超;

    在公共耦合点处安装并网保护是使分布式电源满足并网要求的一种重要、新型的继电保护措施。首先,在对国内外分布式电源并网的相关标准及发展历程进行总结的基础上,给出了并网保护的定义。然后从故障检测、孤岛检测和重合闸等方面分析了并网保护的功能与配置,并对故障检测和孤岛检测功能的可靠性和速动性进行了分析与讨论。最后,从并网标准和并网保护原理2个方面,分析了并网保护在理论与应用方面存在的主要问题,给出了今后的重点研究方向。

    2016年06期 v.40;No.391 1888-1895页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]

高电压技术

  • 复合绝缘子用硅橡胶护套长时间老化特性及其影响因素

    成立;梅红伟;王黎明;张福增;董弘川;

    复合绝缘子护套由有机硅橡胶材料组成,由于其直接暴露在电场、紫外、水分等多种外部环境压力下,因此将不可避免地发生老化。抽取了运行年限在3~22 a的绝缘子共计371支,对护套材料的老化特性进行了分析。首先,利用肉眼检测,内外色差,硬度法,静态接触角法、斜面法,以及拉伸法测量了硅橡胶材料的宏观老化性能,同时利用压汞法(mercury intrusion method,MIP),红外分析(Fouriertransforminfrared spectroscopy,FTIR),以及X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对老化样品的内部微观结构,官能团组分以及原子组分进行了详尽的分析。分析结果表明,绝缘子在经过多年运行后,其浅层材料的阻燃剂含量减少,材料内部物理耦合破坏严重,材料孔隙率上升,造成材料的耐漏电起痕性能下降以及吸水性能上升;同时在紫外等老化因素的作用下,材料的颜料将迅速分解而褪色;此外热氧老化过程是硅橡胶护套机械性能下降的主要原因。

    2016年06期 v.40;No.391 1896-1902页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
  • 高压大容量柔性直流输电系统绝缘配合

    李泓志;吴文宣;贺之渊;赵岩;陈金祥;陈绍君;黄霆;

    绝缘配合设计是柔性直流输电工程的关键设计技术之一,总结了柔性直流输电换流站绝缘配合原则,基于±350 k V/1200 MW柔性直流输电工程的系统主接线和主设备参数,提出了2种柔性直流换流站绝缘配合方案,确定了换流站避雷器参数。推荐了绝缘配合裕度,基于避雷器保护水平,确定了主设备绝缘水平,为±350 k V/1200 MW柔性直流输电技术的应用奠定了基础。

    2016年06期 v.40;No.391 1903-1908页 [查看摘要][在线阅读][下载 164K]
  • 高压直流圆环形接地极电位数值模拟及影响因素分析

    付振兴;谭捍东;刘慧芳;郭长安;朱宗洋;

    在远距离高压直流输电系统中,强大的直流电流流经接地极注入大地时,会在极址土壤中形成一个恒定的直流电流场,因此会出现大地电位升高。进而,当地面跨步电压和接触电势等超过允许值的情况下会带来一系列危害。因此,了解接地极在三维地电环境下产生的电位分布十分有必要。计算了水平圆环形接地极在均匀半空间条件下的电位解析解,并采用有限差分法实现三维复杂地电模型下接地极电位数值模拟。最后,通过建立简化的大地三维电阻率数学模型,如高低阻水平层状或半层状模型、与源距离不同三维高低阻长方体模型、下边界不断延伸的三维低阻长方体模型、高低阻倾斜或直立断裂构造模型等带入程序模拟得到相应的电位分布,从而分析各种模型对电位分布的影响,以期对极址的选择提供参考。

    2016年06期 v.40;No.391 1909-1915页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K]
  • 引外接地网参数优选研究

    潘文霞;柴守江;周建文;

    引外接地网是降低接地网接地电阻的有效措施,为了最经济地使接地电阻满足要求,引外地网面积、引外距离、引外连接线截面积等引外接地网参数的确定尤为关键。采用接地网不等电位模型,建立基于引外地网面积、引外距离、连接线截面积的接地电阻函数,采用最优化的方法,以引外接地网造价为目标函数,在一定约束条件下通过编程及遗传算法寻优求解,得到引外地网面积、引外距离、连接线截面积的优选参数,为接地网经济设计提供重要依据。

    2016年06期 v.40;No.391 1916-1920页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
  • 磁共振式无线输电样机对计量和开关的电磁影响分析

    刘超群;魏斌;刘家亮;侯经洲;

    无线输电技术与常规有线电能传输相比,具有方便灵活、高效、节省空间等优点,成为了热点技术。与能量在自由空间传播相比,无线输电的电磁环境有很大不同,而电磁安全问题也变得日益突出。针对此问题,首先设计并研制了6组百瓦级多频点无线输电样机,然后利用电磁测试仪器Narda-NBM520测试了不同工作频率下的无线输电样机周围的电场强度、磁场强度和功率密度,并与电磁辐射公众安全限值进行对比,结果表明在距离线圈50 cm以上时电场强度、磁场强度和功率密度才符合安全标准。最后分析了无线输电样机对电网接入点的计量和电子开关的影响,结果表明,电表在高频磁场影响下出现了部分计量偏差,极限情况下电子开关出现了损毁情况。

    2016年06期 v.40;No.391 1921-1926页 [查看摘要][在线阅读][下载 1312K]
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