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智能配電網綜合評估體系與方法

電網技術雜志|張心潔 葛少云 劉洪 黃小耘 黃紅遠 智能電網教育部重點實驗室天津大學 天津市南開區300072 廣東電網公司 廣東省廣州市510000
【摘 要】

現有配電網評估方法未能涵蓋智能配電網的核心價值和需求,且權重計算的主觀性較強,易受人為因素影響,為此構建了一套新的智能配電網綜合評估體系和方法。文中將指標體系劃分為宏觀需求指標集和微觀評估指標集2個層次,其中,宏觀需求指標集是智能配電網的宏觀表象,微觀評估指標集則表征其中的微觀因素,兩者間存在緊密的因果關聯關系。同時提出了基于DEMATEL-ANP-反熵權法和改進灰色關聯度法的組合權重分層優選模型,計算求解指標體系的指標權重值,使其兼顧主觀性和客觀性。通過在算例中的應用分析表明,該方法實用性較強,對于評估配電網的智能化發展水平和實際效益,分析識別電網的運行狀態和薄弱環節有重要意義,可為智能配電網的建設改造和趨優運營提供參考。

【分 類】
  • 期刊
  • >
  • 自然科學與工程技術
  • >
  • 工程科技II
  • >
  • 電力工業
【關鍵詞】
  • 智能配電網
  • 綜合評估
  • 指標體系
  • 組合權重
  • 分層優選

電網技術 文檔目錄

電網技術雜志直流輸電與直流電網

多饋入和多端交直流系統相互作用因子及其影響因素分析

摘要:探討了多饋入和多端交直流系統換流母線間電壓相互影響關系的求解方法。以此為基礎,進一步深入研究了相互作用因子(multi-infeed interaction factor,MIIF)的解析表達式。通過仿真分析,驗證了所得MIIF表達式的有效性和準確性。通過MIIF表達式,詳細分析了交流系統負荷特性、交流系統等值阻抗和耦合阻抗、換流站無功補償裝置容量以及直流系統等因素對相互作用因子的影響,得到了一些有用的結論。
1-7
電網技術雜志智能電網技術

基于態勢感知的電網自動智能調度架構及關鍵技術

摘要:我國智能電網建設的發展對電網調度運行提出了更高要求,需要發展與之相適應的智能調度支撐體系。在智能電網調度領域已有技術成果的基礎上,提出構建基于態勢感知的自動智能調度體系架構,以期實現對電網運行狀態發展趨勢和過程的準確掌控。文中首先分析了傳統電網調度的不足,介紹了電網態勢感知及運行軌跡的概念及其表征方法,然后提出了自動智能調度的總體目標,給出了自動智能調度的功能和技術體系框架,主要包括感知預測、風險分析、輔助決策、自動控制等環節。在此基礎上,結合電網調度領域的技術現狀,指出了實現自動智能調度所需要重點突破的8個方面的關鍵技術。
33-39
電網技術雜志新能源與分布式發電

用于飛輪儲能單元的神經元自適應比例-積分-微分控制算法

摘要:提出了一種應用于飛輪儲能系統的神經元自適應比例-積分-微分(proportional integral differential,PID)控制算法。該算法基于傳統的雙閉環調速系統與神經網絡理論,實現對飛輪驅動電機的控制,使飛輪驅動電機能夠根據系統要求,驅動飛輪儲能單元儲存或釋放能量。運用李亞普諾夫穩定性理論證明了該控制算法的穩定性和有效性,并給出了其穩定性條件。經過仿真驗證,該算法可以有效地實現對飛輪儲能單元的充放電控制,其控制參數可以隨著系統的運行自適應調節,飛輪儲能單元的控制精度和魯棒性也有所提高。
74-79

基于機會約束規劃含光伏發電的配電網故障恢復

摘要:根據不同時段光照強度的概率密度函數構造了光伏發電(photovoltaic,pv)功率的離散概率模型。在此基礎上,以開關狀態為優化變量,以高于置信水平的失電負荷量最小為目標函數,以節點電壓和支路功率越限概率滿足置信水平要求為約束條件,建立了基于機會約束規劃的含光伏的配電網故障恢復模型。充分利用光伏發電孤島及光伏發電與配電網的協調配合,完善了光伏發電的孤島策略,以保證重要負荷的供電。將生成樹與蟻群算法結合,提出了求解配電網故障恢復機會約束規劃模型的改進算法。IEEE33節點系統算例仿真結果驗證了該模型和算法的有效性。仿真結果也表明:故障發生時刻和故障恢復時間對含光伏發電的配電網故障恢復有重要影響,應結合故障發生時刻和故障恢復時間進行配電網故障恢復方案決策。
99-106
電網技術雜志直流電網基礎理論及關鍵技術

用于直流電網的大容量DC/DC變換器研究綜述

摘要:發展高壓直流電網是解決電能大容量遠距離傳輸及大規??稍偕茉磪R集的有效手段,高壓大容量DC/DC變換器是實現不同電壓等級的直流電網線路之間互聯的關鍵設備,也是制約直流電網推廣的主要技術瓶頸之一。然而已發表的研究工作主要集中于DC/DC變換器在中低壓小功率應用,其在高壓大容量場合的應用研究較少。為此,首先分析了高壓直流電網對大容量DC/DC變換器的技術需求,然后系統回顧了高壓大容量高增益DC/DC變換器拓撲的國內外研究現狀,并總結了各類DC/DC變換器的特點及其在未來高壓直流電網中的應用前景。在此基礎上指出了高壓直流電網用的大容量DC/DC變換器亟待研究的關鍵問題。所述內容為未來高壓直流電網技術的研究和工程化應用提供了一定的技術參考。
670-677

適用于直流配電網的測距式保護

摘要:提出了一種測距式保護,以保障基于電壓源換流器的直流配電網安全可靠運行。在概述直流配電網拓撲結構的基礎上,分析了雙極短路故障各階段電氣量特征,重點探討了R-L模型算法用于直流線路測距時在變量獲取方法和數值穩定性兩方面存在的局限性,并相應提出了新型變量獲取方法以及提高算法數值穩定性的辦法。仿真結果驗證了所提保護算法的可行性,保護動作時間在20 ms以內,在40 d B白噪聲情況下,測距誤差仍保持在1%以內,區外故障時可靠不動作。所提保護利用常規采樣頻率即可較好地滿足直流配電網對保護速動性與選擇性的需求。
719-724

基于運行模式與運行指標綜合評價的直流微電網優化配置

摘要:以低壓直流微電網為對象,研究了其容量優化配置方法。針對直流微電網需要采用并網變換器與電網連接的特點,考慮并網變換器容量限制和上網電價等因素,以系統投資費用、運行和維護費用最低為運行目標,同時設置蓄電池荷電狀態、負載失電率、系統能量過剩率以及可再生能源利用率等約束條件,利用粒子群優化算法對系統的最優配置進行求解。在分析直流微電網運行方案的基礎上,提出基于系統離網運行、并網運行及離并網切換運行3種情形的優化配置方法??疾觳煌撦d失電率和可再生能源利用率下的系統等年投資與維護費用變化趨勢,同時利用優化配置結果對系統運行模式進行驗證。最后對不同運行模式與不同運行指標下的優化配置結果進行對比和分析。
741-748
電網技術雜志配用電大數據技術

基于智能配電網大數據分析的狀態監測與故障處理方法

摘要:針對當前智能配電網傳統保護方法存在的整定復雜、配合困難以及適應性差等問題,提出一種基于智能配電網大數據分析的狀態監測與故障處理方法。首先,根據網絡關聯矩陣以及區域差分規則,對各節點測控一體化終端采集的電流、功率數據進行預處理;然后,將預處理結果在時間以及空間上進行數據融合,并生成高維時空狀態監測矩陣;此后,將此矩陣進行多維尺度降維以及局部異常因子檢測,以計算出各節點的局部異常因子(local outlier factor,LOF);最后,根據各節點LOF值的大小以及節點關聯關系,實現故障的檢測與定位。文中不僅給出了配電網線路故障的判據,還提出了傳感器故障場景下的防誤動判據。RTDS半實物閉環測試驗證了所提方法的有效性。
774-780
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

基于模糊序優化的風功率概率模型非參數核密度估計方法

摘要:風功率概率分布模型的研究對于風電場規劃以及運行都具有重要意義。提出了一種基于模糊序優化的風功率概率密度模型非參數核密度估計方法。該方法利用風電運行數據樣本構建風功率概率密度的非參數核密度估計模型;然后建立用于模型帶寬選擇的多目標優化模型;最后利用模糊序優化對帶寬優化模型進行求解。實際算例結果表明,所提建模方法完全由樣本數據驅動,不需要對概率密度模型進行先驗主觀假設,因而具有更高的建模精度和更強的適用性。
335-340

基于頻譜分析的微網混合儲能容量優化配置

摘要:為含多種分布式電源的微網系統配置適當容量的儲能,可有效提高微網供電的可靠性和靈活性。針對風光互補獨立微網系統,考慮儲能設備的運行特性對其循環使用壽命的影響,對微網儲能容量優化配置進行了研究。在對微網凈負荷功率進行頻譜分析的基礎上,提出了協調蓄電池與超級電容器運行的微網系統功率分配策略。通過分析儲能系統的成本結構,建立了以儲能系統年綜合最小成本為目標函數,同時考慮儲能充放電功率、剩余電量等約束條件的微網混合儲能容量優化模型。實例驗證了所提方法的技術合理性和經濟實用性,為微網儲能規劃設計提供了理論依據和技術支持。
376-381
電網技術雜志低碳電力技術

計及碳排放的含風電場電力系統隨機可用輸電能力協調決策

摘要:新能源的大規模并網對電力系統的低碳減排具有重要意義,但電能的遠距離輸送也給電力系統安全穩定帶來了挑戰,其中可用輸電能力(available transfer capability,ATC)是評價系統安全裕度的重要指標。在低碳減排背景下,如何協調決策ATC與碳排放之間的關系具有現實意義。建立了一種基于機會約束規劃并計及碳排放約束的隨機ATC協調決策模型。通過多目標規劃優化決策ATC與碳排放,采用法線邊界交叉法求解該多目標優化問題。針對風電出力的不確定性,構造隨機ATC的機會約束規劃模型,采用基于半不變量法和原對偶內點法的啟發式算法進行求解。最后采用IEEE 30節點系統及某地區實際電網驗證所提模型的有效性和實用性。結果表明,所提模型協調了電力系統安全性與環保性之間的關系,對運行調度人員具有指導意義。
405-411

國內微電網項目建設及發展趨勢研究

摘要:微電網作為堅強智能電網的重要組成部分,能夠高效地集成各種分布式能源,提高可再生能源的滲透率,彌補大電網供電集中的缺陷,因此近年來備受關注和發展。由于我國微電網研究起步晚,技術、標準和推廣性尚不成熟,仍處于實驗和摸索階段。因此根據現有的文獻資料,首先簡要說明微電網的定義、分類、用途及結構,然后分析了中國微電網試點項目建設情況及特點,最后結合我國現有微電網特點及科研現狀總結了我國微電網的發展趨勢。
451-458
電網技術雜志基于MMC的柔性輸電技術

模塊化多電平換流器的拓撲和工業應用綜述

摘要:模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)在高壓大功率系統領域已展現出極其重要的工程應用前景。首先介紹了典型MMC的電路拓撲和工作原理,然后分別從子模塊級拓撲和系統級拓撲2個方面,系統回顧了MMC拓撲的國內外最近研究進展,總結了MMC在柔性直流輸電、電力傳動、高壓直流功率變換、電能質量問題治理等工業領域的工程應用現狀。在此基礎上指出MMC今后亟待研究的關鍵問題。相關研究結果表明,MMC在電力系統中具有廣泛的應用前景,是未來中高壓大功率系統的重要發展方向之一。
1-10

MMC-HVDC系統直流側故障暫態特性分析

摘要:近年來,國內外對模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的研究主要集中于系統建模仿真、控制系統設計等方面。對基于模塊化多電平換流器的高壓直流輸電系統(modular multilevel converter based high voltagedirect current system,MMC-HVDC)直流線路故障的研究也僅是在簡單的故障定性仿真分析上。為了比較精確地定量分析MMC-HVDC系統直流側故障瞬間電氣應力的暫態特性、短路故障狀態下的等值電路模型,分析了系統直流側故障的機理,給出了故障電壓、電流的數學表達式?;赗T-LAB軟件搭建了雙端MMC-HVDC仿真模型,驗證了故障暫態特性分析的結果,單極接地故障使得直流非故障極的對地電壓與換流站交流側的相電壓增大;雙極短路故障會引起換流站的橋臂產生嚴重的過電流現象;單極斷線故障會導致整流站很大的直流電壓變化率,引起嚴重直流過電壓。針對上述問題,文章結合分析結果給出了相應的故障保護要求和策略。
40-46

適用于直流電網的組合式高壓直流斷路器

摘要:模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)在直流電網中具有較大的應用潛力。當前各類MMC拓撲中,半橋型MMC具有最佳的經濟效益,但缺乏直流故障清除能力。目前主要有兩種直流故障清除方法:一種是采用具有直流故障清除能力的子模塊,但會引入額外的功率損耗,同時,需要通過閉鎖MMC來達到清除直流故障的目的;另一種是采用混合式高壓直流斷路器,它具有快速隔離直流故障的能力,但投資費用較大。為有效解決上述弊端,提出一種組合式高壓直流斷路器,并對其控制時序進行了研究。組合式直流斷路器以混合式直流斷路器為設計背景,對其主要設備進行重新配置并加以改進,更加適用于多端柔性直流輸電系統及直流電網。在保證同等直流故障處理能力的前提下,相比混合式高壓直流斷路器,其投資成本大幅度降低。為驗證組合式直流斷路器的有效性,在PSCAD/EMTDC內建立了一個三端單極直流網絡模型。仿真結果驗證了組合式直流斷路器在隔離直流線路故障方面的可行性和有效性。
70-77
電網技術雜志特約專稿

特高壓同步電網安全性論證

摘要:根據《電力系統安全穩定導則》,從短路電流、靜態安全性、暫態穩定性、動態穩定性等方面,校核了特高壓同步電網方案的安全穩定性;根據《電力安全事故應急處置和調查處理條例》要求,校核了可能發生的自然災害導致的電網嚴重故障下,特高壓同步電網的承受能力及可采取的措施;根據第3道防線的設置原則和要求,分析了由低頻減載、低壓減載和解列控制構成的第3道防線在特高壓同步電網的適應性。結果表明,特高壓同步電網安全性滿足《電力系統安全穩定導則》的要求,承受嚴重故障能力強,第3道防線可有效控制事故范圍,避免出現大停電;采用基于廣域同步量測信息的自適應解列、交直流協調控制等技術可以進一步提高系統的安全性。
97-104

期刊名稱:電網技術

期刊級別:北大核心期刊

期刊人氣:5587

雜志介紹:
主管單位:國家電網公司
主辦單位:國家電網公司
出版地方:北京
快捷分類:工業
國際刊號:1000-3673
國內刊號:11-2410/TM
郵發代號:82-604
創刊時間:1957年
發行周期:月刊
期刊開本:A4
下單時間:1-3個月
復合影響因子:2.821
綜合影響因子:2.389
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