电网技术

电力市场

  • 售电侧放开环境下的电力市场压力测试分析

    孔祥瑞;李鹏;严正;田春筝;王璟;宋依群;韩冬;

    鉴于常规风险评估对极端事件发生的可能性估计不充分,近年来压力测试在金融危机等极端环境风险度量中表现出的优良特性,使其在现代银行风险评估中扮演着越来越重要的角色,成为Va R等传统工具的重要补充。将金融领域压力测试方法应用于电力领域,以《关于进一步深化电力体制改革的若干意见(中发[2015]9号)》及其配套框架为边界条件,针对我国未来电力市场中潜在的经济性风险以及安全性风险,开展了包含敏感性分析与情景分析在内的压力测试。通过敏感性压力测试筛选出关键风险指标,在此基础上,通过情景分析研究关键压力因子对各承压变量的综合影响,以及极端情况下的具体影响程度。算例分析表明,压力测试方法能够直观反映未来电力市场中风险的暴露程度,能够作为电力体制改革中风险过程控制的有效工具。

    2016年11期 v.40;No.396 3279-3286页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K]
  • 基于随机生产模拟的直购电交易成本效益分析

    肖云鹏;王锡凡;王秀丽;

    直购电交易是电力市场的重要交易模式,也是我国推进电力体制改革的重要举措。直购电交易的开展对电力系统调度运行产生了深刻影响,针对该问题,采用广泛用于电力系统成本分析、可靠性评估、电价预测等方面的随机生产模拟方法,对直购电交易的成本效益进行分析计算。由于参与直购电交易的机组不服从统一调度,不承担该直购电交易以外的负荷;而参与集中交易的机组经统一调度可承担直购电交易未满足的负荷,因此借鉴互联电力系统的思想,将系统按交易类型分为直购电交易系统和集中交易系统两类子系统;联络线传输容量由直购电系统向集中交易系统方向为0,由集中交易系统向直购电系统方向为无穷大。考虑了风电参与集中交易及直购电交易两种情况,利用EPRI-36机组系统验证了所提方法的有效性,评价了直购电交易的成本效益,可为市场运营、政策制定提供参考。

    2016年11期 v.40;No.396 3287-3292页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K]
  • 新电改背景下我国售电公司的购售电途径与经营模式探讨

    胡晨;杜松怀;苏娟;童光毅;王梦真;

    促进售电侧开放是我国新一轮电力体制改革的重要目标,加快售电公司的组建与发展是实现这一目标的必要措施。按照新电改及相关政策的思路与要求,首先明确了售电公司的基本内涵和组建资质;其次,根据售电公司的所属性质及满足条件进行分类;然后,归纳了各类售电公司的购售电途径及其特点。在此基础上,借鉴国外具有特色的成功经验,总结了售电公司的主要经营模式,并根据各类售电公司优势,提出适合其发展的经营模式。最后,结合我国电力市场的发展情况,提出了售电公司未来将要面对的技术挑战。

    2016年11期 v.40;No.396 3293-3299页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K]
  • 计及风险规避的售电公司平衡市场优化交易策略研究

    杨萌;艾欣;唐亮;郭帅;罗庚玉;

    由于市场价格具有波动性和不确定性,售电公司在平衡市场的直接交易面临较大风险。引入用户侧负荷作为平衡资源,提出了包含可中断负荷/电量收购和关键负荷电价两类需求响应项目参与的平衡市场优化交易策略,以规避市场风险。采用条件风险价值度量交易策略风险,并建立了基于随机规划的非线性数学模型。利用双层规划思想,以售电公司收益最大、风险损失最小为上层目标,以用户满意度最大为下层目标,采用自适应遗传算法和二代非劣排序遗传算法进行模型求解。最后通过算例分析了风险偏好和市场电价波动程度对售电公司收益和风险损失的影响,对比证明了所提模型可显著优化售电公司的收益并降低风险损失。

    2016年11期 v.40;No.396 3300-3309页 [查看摘要][在线阅读][下载 497K]
  • 电力市场新格局下智能配电网规划的综合评价模型及方法

    曾博;李英姿;张建华;刘宗歧;王璟;

    随着电力市场的放松管制,智能配电网(smart distribution network,SDN)的投资建设将由电网企业独立承担向多元主体共同参与的模式转变。传统基于单一个体的评价模式已不能满足上述背景下SDN规划决策的需要。为此,研究并提出了能够适应上述市场化格局的SDN规划方案综合评价指标体系与评价方法。首先,在全面分析放松管制条件下SDN投资参与格局的基础上,根据不同主体的利益需求,构建了包括目标层、主体层、需求层、属性层及指标层在内的SDN规划综合评价指标体系。在此基础上,通过深入挖掘多边参与模式下SDN规划决策的内涵特征,进一步提出了基于协同群决策的综合评价模型。所提模型采用组合加权的算数平均算子对个体偏好进行集结,以群体满意度与个体利益一致性综合最优作为目标,通过信息交互和意见权重的动态调整,以实现参与个体与群体利益的协调统一。算例分析验证了所提方法体系的合理性和有效性。

    2016年11期 v.40;No.396 3309-3316页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K]
  • 欧洲输电费率的发展与现状

    林文森;张毅威;丁超杰;范明天;张祖平;

    欧洲各国由于监管和市场环境的不同,其输电费率结构具有较大差别。为推动欧洲统一能源市场的发展,欧洲输电运营商联盟针对欧洲各国的输电费率情况,连续多年进行了汇总报告。基于上述报告分析了近年来欧洲输电费率的发展趋势和现状。首先介绍了各国输电费率的构成情况,主要包括基础设施费用、系统服务费用、网损和其他费用等,然后讨论了欧洲各国在输电成本分摊方式上的特点,如基于容量和电量、时间和空间、发电侧和负荷侧等各种因素的考虑。欧洲输电费率的发展经验对我国新一轮电改中输配电价的制定具有一定的借鉴价值。

    2016年11期 v.40;No.396 3316-3321页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K]
  • 基于夏普利值的中压配电网扩建费用分摊方法

    常垚;程林;黄仁乐;李蕴;

    电力市场环境下配电网投资必须由接入其中的各方承担,公平合理的费用分摊方案是配电网健康有序发展的重要内容之一。提出一种基于夏普利值与最优潮流结合的费用分摊方法。首先借助最优潮流,确定在灵活可控配网中,由于分布式电源、负荷接入引起的最小扩建费用;再利用夏普利值对各方影响进行加权平均,进而确定费用分摊方案。以北京市延庆地区为蓝本设计算例进行验证,对一般负荷、电动汽车、光伏接入后各方所应承担的费用进行了分析。算例表明,所提方法能反映接入要素的类型、接入位置、容量、可控性等多个因素的影响。当接入方具有抑制主变过负载、电压越限、可灵活调节等属性时,可降低其接入费用,从而证明了该方法能够有效构成经济激励。

    2016年11期 v.40;No.396 3322-3327页 [查看摘要][在线阅读][下载 411K]
  • 基于元数据组扩展技术的电能结算方法研究与应用

    龙苏岩;徐亮;徐骏;黄春波;

    为研究电能结算的通用平台技术,统一解决各地区电能结算的差异化需求,适应业务的发展变化,支撑结算标准化体系建设,提出了基于数据仓库的元数据组扩展技术。通过建立三维数据模型、维度组扩展模型,构建可伸缩的货架式存储集合即数据集,并在此基础上进一步开发了数学公式解析与计算工具,最后利用统一的数据模型、计算模型构建了统一电能结算平台,实现了电能结算全业务数据的管控与灵活计算。所研发的软件已经上线运行,经平台验证,该技术有效支撑了统一电能结算业务的灵活、高效开展。

    2016年11期 v.40;No.396 3328-3333页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
  • 基于区域发电成本核准的跨区跨省电力交易偏差电量定价方法

    赵博石;严宇;刘永辉;延星;胡泽春;

    随着我国电力市场化改革的逐步推进和能源开发重心与用电负荷中心的逐步分离,跨区跨省电力交易的发展具有重要意义。结合实际调研工作讨论了我国跨区、跨省电力交易结算工作及偏差电量处理的现状和特点。针对当前结算工作存在的问题,考虑系统在不同负荷水平下的发电或购电成本的差异,借鉴平衡市场为偏差电量实时出清价格的思路,提出了基于区域发电成本核准偏差电量的参考电价,并将核准的参考电价与合同电价进行比较,通过所提出的逻辑确定偏差电量电价,最后将合同电量与偏差电量分开结算。最后通过算例分析验证了所提方法的有效性和实用性。

    2016年11期 v.40;No.396 3334-3341页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K]
  • 基于特征时段提取的月度发电计划与安全校核模型

    张传成;许丹;戴赛;丁强;董炜;朱泽磊;

    针对月度发电计划编制的高维度、大规模优化问题,提出基于局部最小偏差的分段线性化方法,提取负荷等发用电曲线的特征时段,大幅缩减了计算规模。考虑市场化改革下中长期电量调控的刚性转变对月度发、输电量校核和调整的要求,提出电力电量解耦的发电计划和安全校核模型。模型中引入输电通道的传输电量做为决策变量,评估了输电通道输送能力需求,校核了月度电量能否满足交易执行和电网运行的要求,实现了月度发电计划优化与电力电量安全校核的一体化建模和求解。通过建立输电通道与机组负荷的网络特性约束,保证了输电通道传输电量求解的合理性。IEEE 118节点系统的仿真分析验证了所提模型和算法的有效性。

    2016年11期 v.40;No.396 3342-3347页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
  • 考虑用户响应的动态尖峰电价及其博弈求解方法

    周明;殷毓灿;黄越辉;田硕;李庚银;

    激发需求响应资源参与电力系统调节对于提高系统运行可靠性和效率具有重要意义。尖峰电价是一种利用价格杠杆引导用户合理改变用电行为,缓解尖峰时系统供需矛盾的有效激励机制。结合当前中国电力市场发展情况,提出了一种考虑用户消费心理的尖峰电价动态优化机制。利用消费者心理学理论建立了用户需求响应模型,设计了尖峰电价实施流程,给出了尖峰日、尖峰时刻确定方法,建立了兼顾电网公司和用户两方面利益的尖峰费率优化模型。针对双目标优化问题,采用合作博弈方法的均衡解作为尖峰电价费率决策结果,实现电网公司和用户利益在竞争、合作意义上的最优。通过算例验证了所提模型和方法的有效性,结果显示,尖峰电价可以显著降低尖峰负荷,并降低用户电费支出。

    2016年11期 v.40;No.396 3348-3354页 [查看摘要][在线阅读][下载 336K]
  • 考虑碳排放权分配及需求侧资源的安全约束机组组合问题研究

    王澹;蒋传文;李磊;赵岩;

    当前,我国已经在七省市开展碳排放权交易试点,并计划于2017年建立全国碳市场。在此背景下,将碳排放权交易的影响纳入安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)问题中非常必要。同时,随着我国智能电网不断发展和电力市场改革不断深入,多种需求侧资源参与电力市场成为可能。建立了综合考虑碳排放权分配和需求侧资源的SCUC模型,通过虚拟电厂整合需求侧资源,研究了需求响应、分布式发电以及储能3种典型需求侧资源的加入对机组组合结果中系统总成本降低和总碳排放量减少的作用,分析了需求侧资源响应对系统机组组合的影响,最后讨论了分配方案和排放权价格对系统总碳排放量的影响。

    2016年11期 v.40;No.396 3355-3362页 [查看摘要][在线阅读][下载 319K]
  • 储能参与风电辅助服务综合经济效益分析

    马美婷;袁铁江;陈广宇;蔡高雷;彭生江;张增强;

    电池储能电站(battery energy storage station,BESS)由于受到成本高和储能应用技术因素的限制,难以进行大规模商业应用。首先将BESS应用于辅助服务电力市场,在设定辅助服务的提供者、提供方式、交易规则的情况下,研究了BESS参与基于风险消弭的风电辅助服务的经济性,建立了BESS参与风电辅助服务综合经济效益模型。然后针对模型求解,计算了储能电站的投资回报率、投资回收期等经济指标,评估了该储能电站的效益优劣。最后量化分析了各种影响因素的改变对BESS收益水平的影响。

    2016年11期 v.40;No.396 3362-3367页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]

特约专稿

  • 2016中国国际供电会议圆桌论坛技术报道

    苏剑;马钊;尚宇炜;刘东;

    首先介绍了2016中国国际供电会议(CICED2016)的概况;然后报道了能源变革下的配电网规划与评估、配电新设备与能效提升、电力电子化与供电系统电能质量、自愈控制与优化运行、多能互补的分布式能源系统、售电侧开放下的市场机制共6个圆桌论坛中的技术新进展;最后,对主动配电系统规划与运行技术,微电网、交直流混合配电技术,以及售电侧开放与电力市场的发展趋势和相关前沿问题进行了展望。

    2016年11期 v.40;No.396 3368-3374页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]

能源互联网

  • 面向能源互联网的热电联供系统节点能价研究

    邓莉荣;孙宏斌;陈润泽;郭庆来;

    为更准确地体现综合能源系统中不同能源的价值,更好地激励用户合理用能,提出了一种新的多种能源耦合定价机制——节点能价,并在热电联供系统中对节点能价进行了研究。首先,类比节点电价,给出了节点能价的定义和分类。将节点能价分为3部分:生产边际成本、传输阻塞成本和多能耦合成本。建立了热电联供系统的最优潮流模型,采用原对偶内点法进行求解,以电力系统节点功率平衡方程和热力系统节点功率平衡方程所对应的拉格朗日乘子作为各节点的节点电价和节点热价。算例结果表明节点能价很好地解释了综合能源系统中的能源价格影响因素:供能节点能价由生产边际成本和多能耦合成本决定;负荷节点能价在供能节点能价基础上叠加传输阻塞成本。

    2016年11期 v.40;No.396 3375-3382页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
  • 基于复杂适应系统理论的能源互联网演化发展模型、机制及关键技术

    曾鸣;白学祥;李源非;程俊;孟诗语;

    提出了一种利用复杂适应系统理论研究能源互联网演化发展过程的思路。阐述了复杂适应系统理论的基本内容和核心思想,论证了复杂适应系统理论与能源互联网的兼容性;以参与能源互联网系统运营的独立经济体为适应性主体,提出了复杂适应系统理论框架下能源互联网设备-单主体-多主体分级系统模型架构;揭示了从当前能源系统向能源互联网演化发展的整体演化过程以及各阶段的主要特征;从仿真模拟层面和实体建设层面研究了未来利用复杂适应系统理论深入研究能源互联网并指导能源互联网建设工作的关键技术体系。

    2016年11期 v.40;No.396 3383-3390页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
  • 能源互联网中综合需求侧响应的关键问题及展望

    曾鸣;武赓;李冉;王昊婧;孙辰军;

    提高可再生能源利用比例以及能源的综合利用效率是未来能源系统发展的主要目标。随着各国能源结构转型的不断深入,传统能源网络的资源配置能力逐渐不能满足未来能源系统的发展需求,能够实现多类型能源互联融合的能源互联网概念被提出。在能源互联网背景下,分散化的能源市场和能源网络结构使得传统的电力需求侧响应(demand response,DR)将逐步向综合需求侧响应(integrated demand response,IDR)的方向发展。首先对IDR的基本概念及其在能源互联网中的作用进行阐述;其次,从IDR实施的关键技术、协同优化机制、市场运营机制以及综合效益评价4个方面分析了未来能源互联网中IDR的关键问题;最后,结合目前已有的研究成果和存在的问题,提出了推动IDR发展的相关建议。

    2016年11期 v.40;No.396 3391-3398页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
  • 考虑气象因素的关键断面神经网络预测方法

    刘林;黄天恩;符杨;孙宏斌;郭文鑫;

    安全裕度低的电网关键断面是电网运行人员需重点关注的电网薄弱环节,对其进行准确预测是保证电网安全、稳定运行的重要技术手段。以广东电网为例,收集了该地区2014和2015年的电气量和气象数据。首先,将电气量与气象数据进行标准化和集成;其次,对特征全集进行特征选择,并利用神经网络模型进行训练,得到关键断面的神经网络预测模型。相比于传统方法,所提预测模型在电气量因素的基础上,引入了非电气量因素(气象因素),用以挖掘2种因素对电网安全运行中关键断面的影响。广东电网的算例测试表明,该模型预测准确性好、速度快,适应于复杂多变的实际电网。

    2016年11期 v.40;No.396 3399-3407页 [查看摘要][在线阅读][下载 493K]
  • 输电网虚假数据攻击研究综述

    王先培;田猛;董政呈;朱国威;龙嘉川;代荡荡;张其林;

    虚假数据攻击利用输电网状态估计中基于残差的不良数据检测漏洞,通过向数据采集与监控系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统中注入虚假数据,达到修改电力系统的量测值和状态变量、控制电力系统的运行状态或者获取经济利益等不法目的。阐述了虚假数据攻击的基本理论和实现机制,并从攻击方法和防御策略、电力系统信息完整性、基于传统虚假数据攻击(false data injection attacks,FDIAs)扩展的攻击方式和攻击向量优化算法4个方面梳理了虚假数据攻击的研究现状和发展情况,分析了现有研究成果的优点和不足。在此基础上,从虚假数据攻击对分布式状态估计的影响、相量测量单元(phasor measurementunit,PMU)/SCADA混合量测下虚假数据攻击和多代理技术在虚假数据攻击防御中的应用3个方面对虚假数据攻击研究进行了展望。

    2016年11期 v.40;No.396 3406-3414页 [查看摘要][在线阅读][下载 544K]
  • 基于特高压交流半波长技术的立体电网构建研究

    梁旭明;张彦涛;秦晓辉;曹镇;孙玉娇;王义红;姜懿郎;张志强;

    半波长输电不仅可用于输电,还可用于组网,可以利用它电气阻抗近似为0的特性将受端电网不同落点之间的电气距离大大拉近。首先提出了基于半波长输电的"立体"电网构建理念;然后研究了点对网双(多)落点半波长输电对于受端同步电网结构形态的改变以及对稳定性的改善作用,进行了理论分析;并在2020年规划电网的基础上进行了仿真分析,初步验证了所提理念的可行性与有效性。研究结论认为基于半波长输电技术的"立体电网"构建可以极大地改变受端电网的形态,大大缩短了落点之间的电气距离,从而可以进一步提高同步电网的稳定性和直接同步功率支援效应。

    2016年11期 v.40;No.396 3415-3419页 [查看摘要][在线阅读][下载 318K]

直流输电与直流电网

  • 应对多直流同时换相失败的安全稳定控制系统

    庄伟;李德胜;于钊;李惠军;刘天翼;李志辉;

    分析了多馈入直流同时换相失败对于电网稳定性的影响和现有的应对策略,提出利用安全稳定控制系统(security and stability control system,SSCS)协调控制解决多直流同时换相失败带来的电网稳定问题,并介绍了研究成果在复奉/锦苏/宾金三大特高压直流工程中的实际应用。重点对多直流同时换相失败SSCS的配置、故障判据和控制策略进行了研究,并通过现场实际测试证明了系统性能满足电网稳定控制的要求。

    2016年11期 v.40;No.396 3420-3426页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K]
  • 适用于直流电网的新型直流潮流控制器

    陶以彬;姚良忠;李官军;袁晓冬;郑高;杨苹;

    直流潮流控制技术是直流电网中的关键技术之一,对于直流电网的发展具有重要意义。提出了一种新型线间直流潮流控制器拓扑,该电路拓扑结构和控制较简单,可实现线路潮流反转。分析了该潮流控制器的工作原理和运行特性,并搭建了潮流控制器和五端直流输电系统仿真模型,对该潮流控制器进行了稳态、动态以及故障情况下的仿真验证。仿真结果表明,该潮流控制器可实现潮流的有效控制和调节,具有良好的稳定性。

    2016年11期 v.40;No.396 3427-3432页 [查看摘要][在线阅读][下载 453K]
  • 适用于多端柔性直流输电系统的灵活下垂控制策略

    陈朋;李梅航;严兵;郝俊芳;张群;赵倩;

    电压下垂控制策略较适用于换流站数目较多和功率波动频繁的多端柔性直流输电系统。针对电压下垂控制策略中下垂系数过大或过小导致系统控制不稳定,以及在复杂多端柔性直流输电系统中下垂系数计算繁琐等问题,提出了灵活下垂控制策略。该策略通过监测直流电压差值实时改变下垂系数,避免了因下垂系数设置不当而引起的系统控制问题。且下垂控制策略不再受固定下垂系数的影响,下垂系数的计算也不受各种约束条件的限制,综合解决方案使下垂控制策略能更好地应用于多端柔性直流输电系统。最后在MATLAB/SIMULINK下搭建了5端柔性直流输电系统进行仿真,验证了所提策略的正确性与可行性。

    2016年11期 v.40;No.396 3433-3440页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]

低碳电力技术

  • 跨省区碳交易机制下发电碳排放配额分配方法

    吴鸿亮;程耀华;张宁;周保荣;卢斯煜;康重庆;

    碳交易是促进低碳减排的重要手段,而碳排放配额的分配则是碳交易的重要前提。在传统碳排放配额分配方法的基础上,结合跨省区碳交易的特点和电力行业的实际情况,提出了跨省区碳交易机制下发电碳排放配额的分配方法。该方法包含两级分配模型,一级分配模型综合考虑经济发展原则和历史责任原则,并兼顾省区之间能源禀赋差异和跨区电力交换,保证配额分配的公平性;二级分配通过总结一套满足公平性的分配规则,提出了基于公平分配规则的省内发电碳排放配额分配模型。最后,针对南方五省区电力行业进行算例分析。结果表明,所提分配方法能公平合理地分配发电碳排放配额。

    2016年11期 v.40;No.396 3440-3445页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
  • 基于模糊RBF神经网络的直流微电网并网等效建模

    蔡昌春;程述成;邓志祥;江冰;赫卫国;马金祥;

    针对直流微电网系统的并网仿真问题,提出了一种基于模糊径向基(fuzzy radial basis function)神经网络的直流微电网动态等效建模方法。利用直流微电网并网接入母线端量测电压、电流和功率数据,构建基于径向基神经网络的并网等效模型。利用模糊聚类规则训练人工神经网络,并利用改进细菌觅食算法进行神经网络结构和参数的辨识。提出的模型能够反映直流微电网的整体动态特性,能够跟踪微电网不同运行方式下的网络拓扑和结构变化。该等效模型及建模方法为直流微电网及其并网仿真分析提供了一种思路和解决办法,仿真结果验证了所提方法的合理性和可靠性。

    2016年11期 v.40;No.396 3446-3452页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
  • 基于混沌特性的微电网孤岛检测技术

    戈阳阳;马少华;李洋;蔡志远;谢赐戬;

    孤岛检测是微电网并网/孤岛灵活控制的重要技术环节。针对传统被动孤岛检测可靠性差、主动孤岛检测影响微电网电能质量的情况,提出了利用微电网并网/孤岛转换过程中的混沌特性来进行孤岛检测的方法。分析了微电网并网/孤岛转换过程中发生混沌现象的主要原因,利用混沌理论对并网/孤岛转换过程中的电压波形进行相空间重构及最大Lyapunov指数和关联维数的提取,证明了微电网并网/孤岛过程中会出现典型的混沌现象。在RTLAB实时仿真平台上开展微电网孤岛检测仿真,证明了采用混沌特性进行孤岛检测的有效性。将微电网并网/孤岛混沌特性引入被动孤岛检测减小了传统孤岛检测盲区,提高了被动孤岛检测的准确性和可靠性。

    2016年11期 v.40;No.396 3453-3458页 [查看摘要][在线阅读][下载 689K]
  • 单/三相光储型多微网并离网切换策略

    许志荣;杨苹;彭嘉俊;曾智基;赵卓立;

    随着微电网工程的推广应用,多个地域邻近的单微电网因某种需求而互联形成多微网系统。由于多微网系统拓扑结构复杂,具有多种运行模式,如何实现多微网系统在多种运行模式下灵活无缝切换成为亟待解决的问题。针对单/三多微网系统,提出相应的并离网切换策略,包括主动并网转离网、被动并网转离网和离网转并网策略。其中并网转离网切换策略针对单相微电网接入引起的离网多微网系统三相功率不平衡问题,提出单/三相多微网联络线功率调节算法;离网转并网策略考虑系统容量提出并网顺序方案。最后基于广东省绿色能源技术重点实验室(CET LAB)多微网平台对所提策略进行实验验证,证实了所提策略的有效性和实用性。

    2016年11期 v.40;No.396 3459-3466页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K]
  • 引入功率微分项下垂控制的逆变器并联系统小信号稳定性分析

    陈昕;张昌华;黄琦;罗曼;

    经典的电压-频率下垂控制的逆变器并联系统存在受扰易产生振荡的问题,在下垂控制中引入功率微分项是有效的解决方法。建立了经典下垂控制与引入功率微分下垂控制的多逆变器并联系统完整的小信号模型。分析了下垂系数与功率微分系数对系统特征根分布的影响,得到了引入功率微分项后系统低频域特征根阻尼比增加,可有效抑制扰动带来的振荡的结论。分析了各参数变化对系统稳定性的影响,为系统参数设计与性能分析提供了理论依据。最后通过Matlab/Simulink建模仿真,结果表明系统受扰的响应与理论分析一致,验证了建模与理论分析的正确性。

    2016年11期 v.40;No.396 3467-3475页 [查看摘要][在线阅读][下载 705K]
  • 直驱风电机组模型构建方法及其实现

    张磊;朱凌志;姜达军;陈宁;赵大伟;

    准确建立风电机组模型是研究其动态物理过程及运行特性的基础。现有部分电力系统商业软件模型库中缺失永磁同步电机模型,给直驱永磁风电机组模型的建立带来困难。为解决这一问题,提出一种采用电励磁同步电机等效永磁同步电机的方法,给出这两种电机参数转换公式;在此基础上,以DIg SILENT Power Factory为例,采用电励磁同步电机代替永磁同步电机,对直驱风电机组模型进行实现,提炼建模过程中的关键点与注意事项。仿真结果表明,采用发电机等效方法建立的直驱风电机组各模块的输出对于扰动响应有效合理,且在风速扰动和三相短路故障条件下,提供给电励磁同步电机以维持恒定转子磁场的励磁电流均能快速有效跟踪其初始给定值。

    2016年11期 v.40;No.396 3474-3481页 [查看摘要][在线阅读][下载 405K]
  • 模块化储能系统工况测试方法

    陈继忠;胡娟;武国良;侯朝勇;王坤洋;李又宁;苏涛;惠东;

    储能系统在可再生能源应用中具有多种功能,研究模块化储能系统在大规模可再生能源各种应用中的适用性是当前研究的热点之一。文中构建并分析了模块化储能系统工况测试曲线。通过因子分析对储能系统跟踪计划出力、输出功率平滑、跟踪与平滑组合工况片段的特征参数进行压缩,选出能代表原始片段大部分特征信息的公因子来进行K-means聚类分析,采用每一类的代表性测试工况片段构建工况测试曲线。分析结果表明:采用因子分析和聚类分析方法,可有效辨识出各种应用工况测试曲线的特征参数,并评价提供量化特征参数值,明晰了各种应用中储能系统的工作状态及其时间占比。从而实现了有针对性的开展可再生能源应用中的储能系统工况适用性的评价。

    2016年11期 v.40;No.396 3482-3488页 [查看摘要][在线阅读][下载 638K]
  • 集中充电站和电池更换点的联合规划选址

    张鹏兴;郭嘉;徐江平;代希雷;

    完善充、换电基础设施建设,有利于电动汽车的推广普及。在"集中充电,统一配送"背景下,提出了一种集中充电站和电池更换点的联合规划选址方法。首先,以规划方案的年基建投资成本、电池配送成本和用户换电行驶成本之和最小为目标,构建联合规划选址模型。其次,基于排队理论以电池更换点的运行成本和用户等待成本综合最小为原则,优化电池更换点内的换电服务台数和换电机器人数。然后,利用加权Voronoi图划分各集中充电站和电池更换点的服务范围。最后,以包含49个路网节点区域的联合规划选址进行算例仿真,并分析了不同区域基建成本对规划选址的影响。结果表明,集中充电站和电池更换点的联合规划选址能使系统的基建投资、电池配送和用户的换电成本达到综合最优。

    2016年11期 v.40;No.396 3489-3496页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K]

电力系统

  • PSASP用户自定义建模混合步长仿真机制的实现与应用

    翟江;夏天;田芳;訾鹏;安宁;李亚楼;徐得超;

    基于面向对象程序架构的用户自定义(UD)建模仿真程序设计,对UD模型的计算流程进行改造,通过设置仿真控制时间窗或者进行偏差判断,由程序根据事先设定的步长值,在仿真过程中进行积分步长的变换,既可以实现稳态工况下采用大步长仿真以提高计算效率,又可以实现在故障发生和系统恢复期间采用小步长仿真以提高计算精度和改善仿真收敛性的目的,解决了当前电力系统分析综合程序(PSASP)只能采用统一的固定步长进行计算,不能兼顾仿真效率和精度的不足。同时开发了用于长过程仿真的自动发电控制(AGC)的UD模型,并采用混合步长仿真机制,分析了AGC在电力系统中的动态特性,一方面验证了该机制的有效性和模型的合理性,另一方面通过提高机电–中长期暂态仿真的效率,为PSASP全过程仿真的实现提供了可行的通路。

    2016年11期 v.40;No.396 3497-3502页 [查看摘要][在线阅读][下载 578K]
  • 大规模风电并网电力系统运行风险评估与分析

    黎静华;左俊军;汪赛;

    提出了一种考虑风电功率误差分布的电力系统改进风险评估方法,较传统评估方法更加精细地计算了系统运行风险。采用t-location scale(TLS)分布描述风电功率预测误差分布,与传统正态分布相比,可以更准确地描述风电预测误差分布情况。采用最优交流潮流模型计算最小切负荷量、节点电压和线路有功功率,与传统直流潮流模型相比,可以得到更准确的切负荷量和线路有功功率信息。计算了系统切负荷风险指标、电压越限风险指标、线路有功功率越限风险指标、电压崩溃风险指标,并引入了综合风险指标,结合风险等级的评判方法,更加全面合理地评估了系统运行的风险。此外,讨论和分析了不同风电接入节点、不同接入容量以及不同替换容量对系统运行风险的影响。从系统运行风险的角度,为电力系统规划风电接入容量和节点提供参考。最后,以IEEE RTS-79系统为例,对所提的方法和模型进行了分析和验证。

    2016年11期 v.40;No.396 3503-3513页 [查看摘要][在线阅读][下载 493K]
  • 风功率波动下的电网在线安全和经济调度方法

    竺炜;蒋银华;刘长富;李娟;

    风功率大幅波动后,如何在线调节常规机组出力,以改善潮流分布并提高电网的功角安全性,尤为重要。前期研究发现,映射弹性势能越小潮流分布越均衡,且功角安全性越好。故将其与经济性指标结合,构建了安全经济综合优化模型。为适用于风电接入后的在线调度,基于Pareto最优解分布,分析了安全性与发电成本、网损的关系,提供了权重选择和模型简化的依据;为减小对全网潮流的影响,提出了基于功-角灵敏度排序的在线调节机组选择方法。当实际或超短期预测的风功率波动量达到阈值,即可启动该综合优化,得到参与机组的出力调整量。在IEEE 39系统中接入风电和恒定负荷,选择机组并在每个风功率波动阈值点启动了综合优化和传统经济发电优化;算例结果表明,综合优化后安全性明显提高且网损下降。该研究对提高电网的风电消纳能力和在线运行的安全性,具有实际意义。

    2016年11期 v.40;No.396 3511-3516页 [查看摘要][在线阅读][下载 604K]
  • 热启动环境下含统一潮流控制器的线性化最优潮流模型

    臧海祥;何天雨;刘建坤;陈静;卫志农;孙国强;

    统一潮流控制器能够快速、灵活地改变线路的电气量,从而改善电力系统的稳定性、可靠性和经济性,但是该装置的引入给电力系统潮流计算和优化调度分析增加了难度。直流最优潮流模型的提出,简化了大系统分析的复杂性,因其计算速度快而具有较好的实时性,但计算结果精度低,且缺失节点电压幅值和线路无功功率2个重要电气量。为此,建立了一种新型的线性化最优潮流模型,并提出了线性化的统一潮流控制器嵌入式稳态模型,然后在热启动环境下使用简化原-对偶内点法对含统一潮流控制器的线性化最优潮流模型进行求解。对江苏南京78节点等值系统的实际数据进行测试,结果表明所建模型保留了线性化模型的高效性,计算结果具有较高的精度,且能够求解出比直流最优潮流模型更加完备的潮流信息。

    2016年11期 v.40;No.396 3517-3524页 [查看摘要][在线阅读][下载 347K]
  • 弱电网下多逆变器并网控制通道间的交互影响分析

    唐振东;杨洪耕;袁林;

    弱电网下,长距离的输电线路和并网逆变器数目的增加使得多逆变器并网时的电网阻抗不可忽略。电网等值阻抗的存在将多个逆变器通过公共连接点(point of common coupling,PCC)耦合起来从而引起逆变器控制通道间产生复杂交互影响。建立弱电网下多逆变器并网等效模型,采用基于频率的RGA矩阵与NI指数相结合的方法对逆变器控制通道间的交互作用进行定量分析,在确保并网系统稳定性的前提下,给出了随着并网逆变器台数、控制参数和电网等值阻抗改变时交互影响的变化特性。最后,在Simulink仿真平台中搭建多逆变器并网模型,验证分析结果正确性的同时精确描述了多逆变器并网时随着逆变器并网台数的增加控制交互影响变化的一般规律。

    2016年11期 v.40;No.396 3524-3531页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K]
  • 兼顾供电能力和安全裕度的智能配电网协调运行优化方法

    刘佳;程浩忠;李思韬;陈金祥;张逸;

    配电网的供电能力直接影响到其供电可靠性,而现有供电能力模型解均是资产效率最大化下的N?1安全临界值,未达到配电网实际运行所需满足的安全裕度要求,使得其在负荷波动等不确定因素影响下适应性较差。针对这一问题,提出一种兼顾供电能力和安全裕度的配电网协调运行优化方法。首先,基于配电网安全距离模型,定义了安全距离均值、安全距离均衡度和安全距离均衡比3个量化描述N?1安全裕度的指标。其次,将供电能力充盈度最小和安全距离均衡比最小作为目标函数,给出了相应的优化模型,并利用正态边界交点联合序列二次规划算法对模型加以求解。最后,通过算例仿真,与现有文献方法对比,给出了2个不同情景下的N-1安全裕度校验分析。结果表明,该方法协调优化了社会经济性和供电安全性,提高了配电网抵御负荷波动的能力,对调度运行人员具有指导意义。

    2016年11期 v.40;No.396 3532-3538页 [查看摘要][在线阅读][下载 519K]
  • 高铁牵引负荷对电力系统暂态能量分布的影响

    孟祥侠;刘明光;张全柱;巴合提别克;宋超伟;

    研究高铁对电力系统暂态能量分布的影响,能为高铁途经电力系统脆弱环节的识别与控制提供依据。通过分析高铁牵引负荷的移动冲击特性,以及它能短时改变途经电力网络潮流分布的特点出发,研究高铁对受扰后电力系统暂态能量分布的影响,进而研究高铁对电力系统稳定性的影响。牵引负荷的接入若使割集支路传输功率增大,割集支路暂态能量的聚积将会加重。但能量的聚积程度将根据电网的强弱不同而不同,高铁途经电网越脆弱,能量聚积程度越大。当电力系统受到扰动后,若牵引负荷正好移动至电力系统的脆弱环节,就很可能造成暂态能量在此处严重聚积,系统发生失稳。对WEPRI-36系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。

    2016年11期 v.40;No.396 3539-3545页 [查看摘要][在线阅读][下载 519K]
  • 基于改进汽车接力模型的电网分区方法

    徐玉琴;李文帅;赵蓓蓓;

    电网分区可简化网络结构,便于系统的监控与灵活调度,有效缓解区域电网短路电流超标的情况,是大电网发展的一个必然走向。提出一种基于改进汽车接力模型的新分区方法,首先结合图论中邻接矩阵等相关知识将电力网络图转化成拓扑结构图,将各站点、线路阻抗等效成停车站和路径,然后通过一定的运算法则寻找到距离初始站较近的站点。以500 k V/220 k V为例进行分析说明,由于分区后以高电压等级网架为主干网架,区域间通过联络线相连,故选取地区500 k V站点为初始站,最终可确定以每个500 k V变电站为支撑的电网分区。所提方法可以通过编程实现,且可多个分区同时进行,无需多次求解,可有效提高运算效率。最后,以IEEE 30节点标准算例和某地区实际电网为例,验证了所提方法的有效性和实用性。

    2016年11期 v.40;No.396 3546-3551页 [查看摘要][在线阅读][下载 318K]
  • 磁阀式可控电抗器绕组结构对其过渡过程的影响分析

    田铭兴;柴佐时;石鹏太;

    磁阀式可控电抗器(magnetic-valve controllable reactor,MCR)的绕组结构与其过渡过程快慢(快速性)关系密切。根据相关文献对他励式MCR快速性的改进思想,分别对自励式MCR、传统他励式MCR以及串并联型他励式MCR的3种不同绕组结构进行对比分析,研究各工作绕组以及控制绕组上的交流和直流感应电动势的大小,并分析得到影响3种MCR响应速度的根本原因。同时,基于MATLAB/Simulink仿真平台,提出采用多绕组变压器模型搭建3种MCR快速性仿真模型,并进行快速性实例仿真和对比分析。通过制造MCR样机进行实验验证了理论分析和仿真结果的正确性。讨论结果表明:串并联型他励式MCR的工作绕组结构能有效地改善MCR的快速性,综合优势明显,且对其进一步的快速性改善仅需减小其控制回路时间常数即可。文中工作为帮助认识影响MCR快速性的机理提供基础,并提供一种MCR快速性仿真建模方案。

    2016年11期 v.40;No.396 3552-3558页 [查看摘要][在线阅读][下载 578K]

自动化

  • 基于异构模型映射的配电网信息交互方法

    谢婧;刘东;陆一鸣;张弘;吕广宪;

    为消除模型异构、跟进系统更新和提高信息交互能力,实现智能配电网异构系统间的信息集成,从模型层提出异构公共信息模型的映射方法,并以此为基础,从数据层提出信息交互方法。信息模型映射方法用映射算法建立可行的映射关系集;通过逐一计算综合评价指标,将指标最优的映射关系以路径表达式格式输出。信息交互方法以模型层映射关系为基础,利用数据自动转化算法生成模型数据的转换脚本,完成配电网异构模型的实例数据解析和转换。利用所提方法将IEEE 13节点配网测试馈线CIM13模型转换成CIM16模型,经一致性测试验证了信息交互方法的准确性和有效性。

    2016年11期 v.40;No.396 3559-3567页 [查看摘要][在线阅读][下载 577K]
  • 基于序电流故障分量的含DER点状网络逆功率保护新方法

    仉志华;冯兴田;殷铭泽;徐丙垠;

    点状网络具有较高的供电可靠性,且有利于分布式电源(distributed energy resource,DER)接入;但DER宽限接入后会引起中压馈线频繁出现功率倒送,现有的点状网络逆功率保护无法适应,限制了DER接入容量。根据DER出力波动性与点状网络故障引起的电流变化特征,提出了基于序电流故障分量及其功率方向的逆功率保护新方法。分析了点状网络中不同位置发生各种短路故障时的序分量特征,利用序电流突变量作为启动元件判断系统运行状态,通过序功率方向确定故障位置,在保证保护动作性能的基础上突破对DER接入容量限制;给出了序电流突变量启动定值以及各序功率方向的动作区间。建模仿真结果证明,该保护方法能够实现高供电可靠性与DER友好接入的有机统一。

    2016年11期 v.40;No.396 3566-3573页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K]
  • 一种利用电流突变量采样值的电流互感器饱和识别方法

    柳焕章;王兴国;周泽昕;郭雅蓉;杜丁香;

    提出了基于电流突变量采样值的电流互感器饱和识别判据及电流互感器饱和期间故障开放判据,通过对故障后突变量采样值进行数据处理,建立电流互感器饱和识别平面,通过分区实现了区内、外故障与区外故障饱和的准确识别,提出了多侧差动保护转化为两侧差动的等值方法。利用RTDS建立了仿真模型并验证了判据的性能,仿真结果表明,电流互感器饱和识别判据适用于多端量电流差动保护,可以准确识别区外故障引起的电流互感器饱差动保护,可以准确识别区外故障引起的电流互感器饱和。

    2016年11期 v.40;No.396 3574-3579页 [查看摘要][在线阅读][下载 326K]
  • 适用于风电接入系统的时域模型识别纵联保护新原理

    宋国兵;王晨清;唐吉斯;王小波;郭润生;

    为适应风电系统弱馈、高谐波、频率偏移等故障特征,提出一种基于时域模型识别的纵联保护新原理。根据线路两端差动电压电流在区外故障时符合电容模型、区内故障时不符合电容模型的特点,利用相关系数对电容模型进行描述,若由差动电压电流计算得到的电容模型符合度接近于1则判为区外故障,否则判为区内故障,并给出了保护判据。该保护判据在时域中实现;不受风电系统弱馈、高谐波、频率偏移等特征的影响,采用故障全量,不受风电系统阻抗不稳定的影响。利用PSCAD建立了风电接入系统模型,仿真验证了所提原理的有效性。

    2016年11期 v.40;No.396 3580-3585页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
  • 基于熄弧倍增原理的配电网单相接地故障处理

    刘健;张小庆;李品德;张志华;权立;

    为了提高配电网单相接地故障处理的性能,提出一种基于熄弧倍增原理的配电网单相接地故障处理方法,并研制出由控制器、智能消弧柜、中性点接地小电阻及其投切开关组成的单相接地故障综合治理装置。检测到配电网发生单相接地时,智能消弧柜的对应相首先快速合闸接地以转移故障点的电弧,经过适当延时后断开该开关,若电弧不再复燃则完成了瞬时性单相故障的快速处理,若电弧复燃则可判定为永久性单相接地故障,此时投入中性点接地小电阻,达到增大接地点上游零序电流以便于检测的目的,再配合配电自动化系统或零序电流继电保护进行永久性故障处理。采用10 k V真型试验配电网验证了所建议的方法和装置的可行性和有效性,并结合实例对其应用进行了详细说明。

    2016年11期 v.40;No.396 3586-3590页 [查看摘要][在线阅读][下载 425K]
  • 触电信号暂态特征提取及故障类型识别方法

    韩晓慧;杜松怀;苏娟;刘官耕;

    针对传统剩余电流保护装置只能监测到总泄漏电流信号大小,但不能根据监测到的总泄漏电流信号自动分类和识别触电类型,提出了一种基于统计特征参数与支持向量机的触电信号暂态特征提取及故障类型识别的新方法。该方法首先针对3种生物体触电总泄漏电流故障信号提取出表征图谱特征的29个时域和频域统计特征参数,然后采用主成分分析法对特征空间进行降维处理得到5个新的特征量,将降维后的特征量输入到支持向量机中进行分析,利用粒子群算法优化支持向量机模型参数,并与GA-SVM,CV-SVM进行了对比分析。结果表明,PSO-SVM的识别率最高,能够有效地诊断触电信号故障类型。

    2016年11期 v.40;No.396 3591-3596页 [查看摘要][在线阅读][下载 551K]
  • 基于多变量多尺度云样本熵和模糊支持向量机的开关柜故障分类

    辛业春;崔金栋;周川;王强钢;周念成;

    利用智能开关柜多源监测数据识别其异常状态和故障类型,可实现配电设备高效精细的运维管理。为提取开关柜的故障特征,利用传感器监测开关柜电压、电流、温湿度和闪光信号等状态量,通过引入降半梯形云模型量化状态量时间序列的复合延迟向量间的相似度,由此软化多变量多尺度样本熵相似容限判据,进而获取包含多个时间尺度的开关柜多通道状态监测数据的多变量多尺度云样本熵(MMCSE)故障特征向量;依据分段半降正态云模型量化开关柜故障样本间关联关系的不确定性,综合样本空间的区域差异性和分散性计算样本隶属度,形成改进的模糊支持向量机(FSVM)特征分类方法,实现了开关柜不同故障类型的识别。根据现场实时监测数据,验证结果表明所提方法具有较高的分类正确性。

    2016年11期 v.40;No.396 3597-3603页 [查看摘要][在线阅读][下载 473K]
  • 基于密码技术的智能电能表软件备案与比对系统设计

    吕英杰;徐文静;刘鹰;李保丰;

    为加强电能表送检环节与供货投运环节的软件版本管控,防范电能表运行风险,在保障制造企业软件源代码安全的前提下,以电能表微控制器(microcontroller unit,MCU)的2种架构类型为切入点,分析了不同MCU的程序存储和寻址方式,通过引入密码技术,分别设计了内嵌嵌入式安全存取模块(embedded security access module,ESAM)和未嵌ESAM的电能表的软件加密工作流程,形成一套基于密码技术的智能电能表软件备案与比对系统。通过实例验证了该系统在实现电能表软件版本一致性管理方面的有效性和可行性。本系统依托已投运的用电信息密钥管理系统为软件备案系统提供应用密钥,并通过电能计量密码机传递该密钥,再利用电能表内部已有的ESAM来完成源程序的加密,加密使用的对称密码算法是国家密码管理局推荐的SM1算法,且加入企业自定的加密因子,保证整个备案过程源程序的安全,不会被企业之外的任何人窃取和破解。

    2016年11期 v.40;No.396 3604-3608页 [查看摘要][在线阅读][下载 362K]

高电压技术

  • 特高压交直流输电线路同走廊正常运行时对邻近埋地油气管道的电磁影响分析

    白锋;陆家榆;林珊珊;杨志超;

    为分析和评估特高压交、直流输电线路同走廊正常运行时对邻近埋地油气管道的交流腐蚀影响和人身安全影响,基于国内外相关标准和文献的调研分析,从电磁影响干扰源和影响对象入手进行分析,给出了可用于工程设计的计算分析和评估方法。结合实际参数,利用CDEGS软件对某1000 k V特高压交流输电线路与±800 k V特高压直流输电线路并行架设且有管道交叉接近的工程实例进行了仿真分析。结果表明:特高压交、直流输电线路同走廊时,邻近管道上的电磁影响主要由交流线路引起的。计算实例中,由于特高压直流线路谐波电流有效值较小(不超过20 A),其在管道上产生的干扰电压不到特高压交流线路影响的1/5。

    2016年11期 v.40;No.396 3609-3614页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
  • 分裂导线覆冰扭转特性分析及等值覆冰厚度计算

    胡琴;于洪杰;徐勋建;舒立春;蒋兴良;邱刚;李瀚涛;

    覆冰在线监测对输电线路防、融冰方案的制定具有重要作用,而分裂导线和单导线覆冰特性的差异使得两者覆冰厚度计算方法不同。由于导线扭转特性的不同,同一档距内分裂导线和单导线覆冰形态存在明显差异。比较偏心覆冰单导线和分裂导线档距中部的扭转角度可知,相同覆冰厚度时后者是前者的10.2%。为实现分裂导线等值覆冰厚度的实时监测,提出将分裂子导线的覆冰等效为单根导线的覆冰。根据力矩平衡关系,建立以悬挂绝缘子轴向拉力、倾角为输入参量的力学计算模型,并在雪峰山试验基地开展了耐张塔3分裂导线覆冰测量。结果表明:利用计算模型得到的综合荷载等值覆冰厚度和基于称重法得到的人工测量结果吻合较好,两者相对误差为7.8%,从而验证了模型的有效性。

    2016年11期 v.40;No.396 3615-3620页 [查看摘要][在线阅读][下载 448K]

  • 特约主编寄语

    李永刚;张粒子;

    <正>中共中央、国务院在2015年3月15日下发《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"9号文"),开启了中国电力工业新一轮市场化改革。之后,国家层面和许多省市的相关电改配套文件相继发布,输配电价独立核算全面展开,售电侧试点和综合电改试点正式启动,售电公司纷纷成立。虽然目前新一轮的电力体制改革还处在试点阶段,电力市场建设的深度和广度都有待进一步深化

    2016年11期 v.40;No.396 3273-3274页 [查看摘要][在线阅读][下载 58K]
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