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電網技術雜志社
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《電網技術》由國家電網公司主辦,北大核心期刊、CSCD核心期刊、統計源核心期刊、綜合影響因子2.389。電網技術已成為系統內技術門類最廣泛的資深學術技術期刊,在國內外享有相當的知名度。
  • 主管單位:國家電網公司
  • 主辦單位:國家電網公司
  • 國際刊號:1000-3673
  • 國內刊號:11-2410/TM
  • 出版地方:北京
  • 郵發代號:82-604
  • 創刊時間:1957年
  • 發行周期:月刊
  • 期刊開本:A4
  • 復合影響因子:2.821
  • 綜合影響因子:2.389
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電網技術 2016年9期雜志 文檔列表

電網技術雜志電動汽車與能源互聯網

考慮不同類型充電需求的城市內電動汽車充電設施綜合規劃

摘要:電動汽車在城市內的行駛是其主要應用場景,合理規劃市內充電設施具有重要的現實意義。私有充電樁慢速充電、公共充電樁的常規充電以及充電站的快速充電是城市內電動汽車的主要充電方式。首先基于電動汽車保有量和行駛統計數據得到電動汽車總充電需求;其次,根據電動汽車用戶的充電行為將充電需求分類,對應由不同充電設施滿足;隨后,抽象出道路網的結構,考慮不同充電設施間的相互影響,基于改進的P中心定位模型建立了一個以總投資成本、運維成本、電量成本和充電站用戶成本最小為目標的整數線性規劃模型,優化得到各類充電設施的規劃方案。算例分析表明,所提方法可以合理滿足城市電動汽車充電需求,對私人充電設施配建比例對總成本影響的分析可以更好地指導充電設施的規劃。
2579-2587

智能配電系統環境下的電動汽車調頻競標模型

摘要:智能配電系統的發展使電動汽車得以為電力系統提供頻率調節等輔助服務,提出的調頻競標模型建立在電動汽車車主、運營商以及電網調度三方信息交互的基礎之上,首先利用車主提供的電動汽車狀態參數確定每輛電動汽車在調頻時刻的調頻潛力,加和所聚集電動汽車的調頻潛力得到電動汽車運營商的調頻容量及競標曲線,進而通過調頻市場的競標機制滿足電網的調頻需求,最后根據中標結果控制相應的電動汽車提供調頻服務。仿真結果表明,除了部分出行高峰時期的向上調頻信號,電動汽車可以很好地滿足調頻需求,平抑新能源和負荷波動,并且經濟性分析顯示電動汽車可以通過為電網主動提供調頻服務而獲得一定的經濟收益。
2588-2595

電動汽車代理在電力市場的最優競標策略

摘要:電力市場的發展以及電動汽車的大規模應用,使得電動汽車代理能夠通過參與市場競標減少電動汽車用戶的充電成本。在此背景下,以電動汽車代理競標行為會影響市場電價為前提,將其他競標者的報價參數作為模糊變量,電動汽車行為視為隨機變量,構造了電動汽車代理參與日前和實時電能市場的二層競標策略模型,上層以充電成本最低為目標決策最優競標策略,下層為日前和實時電能市場的出清模型。該競標策略模型包含了隨機和模糊兩類不確定變量,屬于隨機模糊規劃問題,采用基于不確定理論的方法求解。算例分析說明了模型及求解算法的有效性,其結果表明所提競標策略能夠有效降低電動汽車充電成本。
2596-2602

考慮峰谷電價的充電站運營商和電動汽車用戶經濟性研究

摘要:以峰谷電價和電動汽車數量作為變量,建立了電動汽車用戶群充電日負荷曲線的計算模型,計算了不同變量條件下的充電負荷,研究了峰谷電價和電動汽車數量對充電站運營商、電動汽車用戶經濟性的影響,得到了運營商利潤和用戶使用成本的計算公式。分析了充電設施利用率和峰谷電價對充電站運營商盈利能力的影響,發現運營商車樁比為7時,臨界盈虧點的充電電價可以降低到1元左右;通過計算發現電動汽車用戶購車和購電池費用比燃油汽車高8?10萬元以內時(政府補貼后),在使用年限內總費用比燃油汽車更經濟。
2603-2608

分時充電價格下電動汽車有序充電引導策略

摘要:研究了電動汽車分時充電價格的制定方法,提出了基于分時充電價格引導及儲能系統的電動汽車有序充電引導策略,在降低運營商購電成本和用戶充電費用的同時,實現智能電網中充電負荷的友好接入。首先,在電網分時電價的基礎上,以充電站運營商購電成本最小為目標得到目標充電負荷曲線;而后,以引導后充電負荷與目標負荷偏差最小為目標并考慮用戶響應程度,運用粒子群算法尋優得到充電峰平谷時段的劃分結果和分時充電價格的最優解。用文中提出的有序充電引導策略對實際充電站典型負荷進行計算,驗證了控制策略的有效性和可行性。
2609-2615

計及運營特性的電動汽車換電站時空雙層調度

摘要:為實現電力系統與電動汽車換電站運營系統的有機融合,在進行電網調度最優化的同時兼顧保障換電站運營,提出了將電動汽車換電站運營參數構建懲罰函數加入調度目標函數的模型。該模型采用雙層時空解耦結構,上層模型以整體代理的方式實現換電站在時間尺度的多目標優化調度(包括負荷波動、峰谷差最?。?下層模型在空間尺度上合理分配各換電站充電計劃來調節包含間歇性分布式電源的電網潮流分布,實現網損最小化,同時引入運營懲罰函數實現換電站運營狀況對電網的反饋。之后,采用自適應變異粒子群算法對提出的雙層系統進行迭代求解。最后在修改的IEEE 30節點算例中說明該調度模型的作用。
2616-2622

基于混合整數規劃的電動公交車快速充電站有序充電策略

摘要:以電動公交車快速充電站充電成本最小化為目標,以滿足電動公交車充電需求和配電變壓器不過載為約束條件,建立了快速充電站內電動公交車有序充電的數學模型。由常規的公交車時刻表和相關數據可模擬電動公交車的充電需求。為驗證所提方法的有效性,對電動公交車快速充電站在有序充電和無序充電兩種情形下的配電變壓器負荷、充電站充電成本進行了仿真計算和分析。研究結果表明,相較無序充電方法,快速充電站通過自主響應電網分時電價,有序充電控制方法可顯著降低充電站充電成本。所制定的充電計劃具備較高的計算效率,并且充電過程連續,能最大限度降低有序充電啟停充電機對充電機和電池的負面影響,適用在實際電動公交車快速充電站中應用。
2623-2629

“能源與電力供給側改革關鍵技術”專題征稿啟事

摘要:中央財經領導小組第十一次會議上習近平總書記強調,在適度擴大總需求的同時,著力加強供給側結構性改革,提高供給體系質量和效率。能源與電力是國民經濟發展的源動力,關系重大。
2629-2629

含電動汽車與可控負荷的光伏智能小區兩階段優化調度

摘要:考慮光伏預測、氣溫預測偏差對智能小區內電動汽車、可控負荷協同調度的影響,提出了日前協同規劃與實時動態修正相結合的兩階段優化調度策略。首先,基于住宅區面積、可控負荷使用特性以及熱力學定理建立可控負荷出力模型。其次,在日前調度中以電動汽車有序充電后的運營方收益最大為目標制定實時電價。再次,通過引入實時調度來修正由于日前預測所導致的供求不平衡量。在實時調度中以日前制定的實時電價為依據,優化電動汽車日前充電方案進而實現實時調度費用最小的目標。最后,對所提模型和算法進行了仿真驗證,結果表明:文中所提出的兩階段優化調度策略能夠降低智能小區協同調度成本,充分發揮電動汽車與可控負荷的調度潛能,提升運營方收益,降低用戶費用,改善系統負荷特性。
2630-2637

基于需求響應的電動汽車集群充電負荷建模及容量邊界控制策略

摘要:對電動汽車充電進行合理有序的控制是實現大規模電動汽車入網的關鍵。首先介紹了一種電動汽車集群的分層分區域的電動汽車控制架構。其次,建立了電動汽車集群的控制模型,并在此基礎之上提出了一種通過改變電動汽車可調容量邊界的電動汽車集群的需求響應控制策略。最后,通過算例分析,首先研究了模型中的參數對電動汽車集群充電負荷的影響,其次驗證了文中提出的控制模型和策略,仿真結果表明,在滿足用戶用電需求的基礎上,文中建立的電動汽車控制模型和控制策略能夠很好地實現電動汽車集群需求響應的功能。
2638-2645
電網技術雜志大規模交直流混聯電網運行特性、風險及控制技術

特高壓直流輸電工程直流分壓器動態特性及其引起的誤閉鎖機理研究

摘要:為研究直流分壓器暫態特性引發特高壓直流誤閉鎖的機理,首先求取了直流分壓器的傳遞函數。特別地,對其二次側放電回路擊穿后的暫態過程進行理論推導。分析表明,直流分壓器二次側放電回路擊穿后即使一次側直流電壓維持不變,電壓測量值也需經歷一個百毫秒級的暫態過程,方能恢復正常水平。其次,針對某特高壓直流因整流站直流分壓器異常引發閉鎖的實例進行分析,研究了特高壓直流整流側電壓指令測量異常的工況下,控制保護系統各環節的響應特性,闡明了該工況下直流電壓、電流異常降落的原因,揭示了直流誤閉鎖機理。第三,基于PSCAD/EMTDC的仿真驗證了理論分析的正確性,進而有針對性地提出了反事故措施建議,并利用仿真結果驗證了措施的有效性。最后,對逆變站直流分壓器二次側放電回路擊穿后暫態特性的分析表明,逆變站直流分壓器二次側放電管擊穿短路不會導致直流系統控制保護系統異常響應,甚至發生閉鎖事故。
2646-2653

“電力市場”專題征稿啟事

摘要:2015年3月面世的《中共中央、國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》(中發[2015]9號)(以下簡稱"新電改9號文")以及隨后陸續發布的系列配套文件,正式拉開了新時代中國電力改革的序幕。在《電力體制改革方案》(國發[2002]5號)取得階段性成果的基礎上,新電改9號文要求進一步全面深化電力改革,提高運行效率,引進競爭機制,建設電力市場。
2653-2653

UPFC接入對江蘇特高壓交直流混聯電網的動態交互影響研究

摘要:2015年底在江蘇南京正式投運的中國首臺統一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)采用矢量控制策略的模塊化多電平換流器。已發表文獻中多為關于傳統相角控制型UPFC裝置交互影響的分析研究,而對矢量控制UPFC與HVDC間的交互影響研究還不夠深入。為深入了解UPFC接入對特高壓交直流混聯電網的影響,文章新建了矢量控制UPFC的非線性數學模型,基于分塊化思想構造了包含HVDC系統與矢量控制UPFC的多機全系統開環線性化模型,應用相對增益矩陣(relative gain array,RGA)方法定量分析UPFC控制器、UPFC與HVDC系統間的交互影響強弱,并通過階躍仿真驗證RGA結論的正確性。此外,還通過對發電機功角的非線性仿真以及曲線的Prony分析結果,驗證UPFC接入對江蘇電網系統低頻振蕩阻尼特性的影響。
2654-2660

考慮經濟性和環境因素的含VSC-HVDC交直流系統多目標最優潮流

摘要:提出一種基于帶精英策略的快速非支配排序遺傳算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-II)和逼近理想解排序(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)的含VSC-HVDC交直流系統多目標最優潮流算法,統一協調系統運行的經濟性及環保要求等目標。首先,基于含VSC-HVDC交直流系統的穩態模型,建立了綜合考慮網絡損耗和環境因素的多目標最優潮流模型;然后,采用混合編碼方式,通過NSGA-II得到帕累托最優解集;最后,采用TOPSIS法評估各決策方案的相對優劣,以幫助運行人員選取有效的折中解?;贗EEE 14節點系統和IEEE 118節點系統的算例結果驗證了所提方法的有效性。
2661-2667

交直流混合系統中考慮安全約束的VSC-HVDC功率最優設置

摘要:建立了基于電壓源換流器的高壓直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)輸電系統的損耗模型,綜合考慮了開關器件特性、有功/無功指令、換流變檔位、交/直流系統電壓等參數,適用于靈活的控制參數和多變的運行工況。在此基礎上,建立了交直流混合系統中考慮安全約束的VSC-HVDC功率最優設置問題模型,并提出采用非線性規劃軟件LINGO(linear interactive and general optimizer)進行求解。以廈門雙端柔性直流系統為算例驗證了所提方法的正確性。計算結果表明,VSC-HVDC的功率指令同時影響著交直流系統的損耗水平和潮流分布,求得的最優設置方案取得了經濟性和安全性間的平衡。
2668-2674
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

基于交替方向乘子法的互聯微電網系統分布式優化調度

摘要:孤立微電網之間的互聯問題得到了廣泛關注,優化調度是保證互聯微電網系統運行經濟性的重要環節。文章提出一種基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)的互聯微電網系統分布式優化調度方法。首先,對互聯微電網系統優化調度的基本模型進行了說明;其次,介紹了各分布式電源的基本模型,建立面向實時優化調度的儲能系統成本模型,將儲能系統壽命損耗成本與放電功率之間的關系等效為二次型函數;然后,提出了基于ADMM的分布式優化調度模型及求解算法,在保證各微電網隱私的情況下,僅需提供"期望交換功率",即可通過交互迭代實現互聯系統的最優調度。最后,通過三微電網互聯算例,分析了分布式優化調度的運行結果,驗證了所提方法的有效性。
2675-2681

直流微電網中雙向儲能變換器的二次紋波電流抑制與不均衡控制策略

摘要:交流負載大規模接入直流微電網會通過逆變器引入大量的2次紋波電流到直流母線上,進而通過雙向儲能變換器傳導至儲能系統側,嚴重影響儲能電池和電力電子器件的壽命。提出一種直流微電網中雙向儲能變換器的2次紋波電流抑制與不均衡控制策略,通過帶通濾波器(band pass filter,BPF)在2倍基頻處引入虛擬阻抗,以改善對2次紋波電流的不均衡控制;由于增加了雙向儲能變換器在2倍基頻處的等效輸出阻抗,2次紋波電流將大部分從濾波電容回流,使得2次紋波電流不能或者很少一部分可以傳導至儲能系統側,可以有效避免2次紋波電流對儲能電池的不利影響。仿真與實驗結果都表明了該控制策略的有效性和合理性。
2682-2688

孤立微電網分布式二級功率優化控制

摘要:針對傳統下垂控制的功率分配精度易受線路阻抗影響的不足,提出一種孤立微電網分布式二級功率優化控制策略。各分布式電源的控制器構成一分布式稀疏通信網絡,與鄰居控制器交互電壓、頻率信息。在僅有鄰居分布式電源信息的基礎上,利用一致性算法得到全網的平均電壓和頻率,用于二級優化控制。通過優化下垂控制的電壓和頻率參考值,實現有功功率按照額定容量比例精確分配的目標,并且進行系統電壓和頻率的調節。由于不存在中心控制器,該策略可靠性較高。最后通過Matlab/Simulink仿真驗證了所提控制策略的有效性及優越性。
2689-2697
2698-2705

考慮光伏及負荷時變性的配電網故障恢復

摘要:針對配電網故障恢復持續時間較長、故障恢復未考慮光伏和負荷功率隨時間變化的問題,基于時變性對含光儲系統的孤島劃分和配電網故障恢復進行研究。將故障時段內配電網恢復重要負荷總電量最大為上層目標函數,光儲系統恢復孤島內的重要負荷總電量最大為下層目標函數,建立了配電網故障恢復二層規劃模型,上下層模型之間的關聯實現了配電網故障恢復與孤島劃分整體尋優。分別采用蟻群算法和遺傳算法對上下層模型進行求解。仿真結果表明:光伏出力和負荷時變性對配電網故障恢復具有重要影響,配電網進行故障恢復應該結合故障發生后的實際光伏出力和負荷需求進行合理操作;將主網和光儲系統進行協調配合能夠最大限度恢復失電區域的供電。
2706-2713

基于模態級數法的復雜水電系統二階振蕩模式

摘要:針對水電站產生機理不明的低頻振蕩問題,采用模態級數法研究水電站二階振蕩模式。首先,給出考慮復雜水力系統耦合和水力管道彈性的詳細水電站模型。然后基于模態記數法給出二階振蕩模式及非線性指標。最后,以兩機共壓力管道復雜水電系統為例,采用線彈性模型模擬水力系統,計算該水電站二階振蕩模式及非線性指標,仿真計算發現二階振蕩模式并未產生新的主導振蕩模式,非線性對一階振蕩模式的幅值和阻尼影響較大。
2714-2720

梯級水電站群多電網調峰調度及電力跨省區協調分配方法

摘要:針對特大型梯級水電站群短期調度需兼顧多個電網調峰的復雜應用需求,以溪洛渡、向家壩梯級水電站為研究對象,提出一種水電站群跨區多電網調峰調度和電力跨省區協調分配方法。從廠網協調的角度出發,以受端電網余荷均方差最小為目標,構建梯級水電站多電網調峰調度模型。在給定電網受電量、電站調峰容量及高壓直流輸電限額約束下,利用網間負荷互補特性,通過隨機搜索算法對面臨電網受電計劃進行啟發式搜索,并逐步迭代調整各電網受電計劃,獲得水電出力在各受端電網的最優分配方案。仿真結果表明,所提方法制定的溪—向梯級水電站出力網間分配計劃能均衡響應各受端電網調峰需求,充分發揮梯級發電能力及調峰潛力,有效解決梯級水電站群多電網調峰調度問題。
2721-2728

基于強化學習方法的風儲合作決策

摘要:在風儲配置給定前提下,研究風電與儲能系統如何有機合作的問題。核心在于風電與儲能組成混合系統參與電力交易,通過合作提升其市場競爭的能力。針對現有研究的不足,在具有過程化樣本的前提下,引入強化學習算法。所建立的控制器具備在線學習能力,在學習過程中不斷以混合系統收益為反饋信息逐步具備對儲能系統充/放電功率、購買備用容量的決策能力。伴隨學習時間的累積,將漸進趨于最佳策略,減輕電網調控負擔的同時,提高風儲合作效率。
2729-2736

大規模風電接入的運行場景無功優化評估

摘要:場景分析是含風電電力系統處理風電隨機性的典型方法,然而由于風電出力對電力系統運行的影響具有復雜的非線性,傳統風電場景模型難以保證風電場景與電力系統優化運行保持一致。為此,不同于傳統方法的先對風電場景聚類、再進行運行優化,而是先將風電出力樣本代入無功/電壓運行優化,對優化結果的無功/電壓控制矢量進行場景聚類,再映射出風電的場景聚類,從而提出含大規模風電電力系統的無功/電壓運行場景模型??紤]到K-means聚類方法難以確定聚類數的問題,通過聚類指標得到運行場景的最佳聚類數。將澳大利亞2個風電場實際數據接入到IEEE 30節點系統中,分別進行傳統風電場景分析和所提出的運行場景分析,比較了系統網損和電壓的概率特性,驗證了所提出的運行場景分析方法的合理性和優越性。
2737-2742

采用改進杜鵑搜索算法的主動配電網雙層分布式風電規劃方法

摘要:隨著可再生能源尤其是風電的大規模接入,配電網規劃面臨著新的巨大挑戰。提出了一個主動配電網雙層規劃模型,其上層為風電場的選址定容規劃,下層是考慮配電網公司主動管理費用的最優潮流運行控制。上述雙層規劃問題是復雜的混合整型非線性規劃問題,使用常規的確定性方法很難求解獲得其全局最優解。為此,提出了基于杜鵑搜索算法的混合改進算法,使用正弦載波Levy飛行方法來產生滿足上下限約束的新解,并通過正弦擴展載波進行局部精確搜索。然后將雙層規劃模型轉換為等價的單層優化模型,并進一步構建了雙目標優化模型。最后,通過IEEE 33節點測試系統對所提出的模型和算法進行了驗證。
2743-2749

SVC錯位補償對風機高電壓脫網威脅及應對措施

摘要:隨著風電并網容量的快速增長,風機脫網已成為電網安全運行的重要威脅,故障清除后恢復過程中出現的高電壓則是引發風機脫網的重要因素之一。針對風電場廣泛應用的靜止無功補償器(static var compensator,SVC),詳細解析了其電壓無功暫態響應軌跡的特征,揭示了SVC所具有的"錯位補償"效應及其引發風機高電壓脫網的原理,并分析了電壓擾動速率、SVC控制參數和觸發延遲時間對"錯位補償"效應的影響。在此基礎上,提出了SVC變參數控制策略和緊急閉鎖控制策略。實際風電場的仿真結果驗證了控制策略緩解風機高電壓脫網的有效性。
2750-2757

基于狀態反饋的直驅風電系統模糊控制策略

摘要:傳統的比例-積分(proportional-integral,PI)控制器的參數及其性能會對直驅式永磁同步風電系統(direct-drive permanent magnet synchronous wind power system,DPMSWPS)的復雜非線性系統產生重要影響。鑒于PI控制存在參數難整定以及魯棒性不佳等問題,提出一種應用于直驅式風電系統控制中的基于狀態反饋的模糊控制策略。該控制策略通過對轉速外環應用模糊控制來增強系統魯棒性,并基于李雅普諾夫穩定與狀態反饋控制率設置了電流內環狀態反饋控制。所提控制策略不僅避免了常規PI控制需對控制參數進行整定的問題,還具有模糊控制器的強魯棒性與可靠性的特點。在Matlab/Simulink下構建直驅永磁同步風力發電系統的詳細仿真平臺,對所提控制策略進行驗證,并與常規PI控制的效果進行對比,進一步表明了所提控制策略的合理性與有效性。
2758-2763
電網技術雜志直流輸電與直流電網

適用于模塊化多電平換流器的環流抑制策略

摘要:針對模塊化多電平變流器(modular multilevel converter,MMC)內部環流問題,結合變流器拓撲結構特點,提出一種基于交叉耦合控制的新型環流抑制策略,該方法通過檢測橋臂電流,經二倍頻負序旋轉坐標變換分離MMC內部環流,進而采用交叉耦合控制方式實現MMC內部環流的快速抑制,以減小子模塊電容電壓波動;通過建立環流控制器(circulating current suppression controller,CCSC)的傳遞函數,詳細分析并設計了MMC內部環流交叉耦合控制器,同時分析了所設計控制器系統的穩定性。最后利用PSCAD/EMTDC搭建了系統仿真模型,驗證了所提環流控制策略的有效性,使變流器的系統穩定性與整體運行性能得到顯著提高。
2764-2771

考慮閥塔對地寄生參數的模塊化多電平換流器子模塊均壓特性研究

摘要:針對柔性直流輸電工程模塊化多電平換流器在軟啟動過程中,采用自然均壓策略時出現的橋臂子模塊不均壓現象進行了分析。在考慮閥塔對地寄生參數的基礎上,推導得出子模塊電容電壓存在差異的理論依據。結合子模塊損耗特性,分析子模塊等效輸入阻抗與自然均壓狀態下子模塊電容電壓的數學關系,推導得出其數學表達式。并通過該式進一步得出自然均壓狀態下,子模塊電容電壓收斂范圍及其表達式。最后搭建考慮閥塔對地寄生參數的柔性直流輸電系統換流器等效仿真模型,通過仿真驗證了其有效性和準確性。所得出的模塊化多電平換流器在自然均壓狀態下,其子模塊電容電壓收斂范圍及其表達式對實際工程設計具有一定指導意義。
2772-2779

一種模塊化多電平變流器的變頻控制策略

摘要:模塊化多電平變流器作為一種新型的多電平變流器拓撲,具有無需隔離變壓器、諧波含量低、便于四象限運行等優點。然而,由于模塊電容電壓低頻波動較大,到目前為止,模塊化多電平拓撲在變頻調速領域還沒有得到廣泛應用。針對這一問題,提出了一種在橋臂共模電流和輸出共模電壓中加入高頻方波分量的低頻控制策略,同時提出了一種基于基頻電流注入的高頻控制策略,并研究了控制算法的切換問題。在此基礎上,提出了一種模塊化多電平逆變器寬頻率范圍運行的控制策略,該策略能減小電容電壓的低頻波動,維持模塊電容電壓的平衡,保證電機平穩啟動并穩定運行。最后,仿真和實驗結果驗證了所提控制策略的正確性和有效性。
2780-2788

模塊化多電平換流器交流側快速自勵充電策略

摘要:為把模塊化多電平換流器的數百乃至上千個子模塊電容充電至額定電壓,提出一種快速的、利用交流電源自身充電的自勵充電方法。即根據橋臂電流幅值大小確定切除子模塊的時間和數目,減少切除子模塊的次數,避免橋臂電流較小、子模塊電壓上升緩慢的問題。剩余子模塊繼續充電,不斷反復至某個子模塊電壓上升到額定電壓,切除該子模塊,并投入余下的電壓最高的子模塊充電。同時結合一種控制橋臂電流的方法投入或切除子模塊,使橋臂電流幅值滿足要求,直至讓每個模塊都充電至額定電壓。工程驗證結果表明,上述方法能夠快速、安全地把換流器的每個子模塊充電至其額定電壓,利用橋臂電流幅值作為控制標準是有效和實用的。
2789-2794

LCC型雙端直流中引出并聯FB-MMC功率分支站的混合型多端直流輸電系統

摘要:電網換相型高壓直流輸電系統(line commutated converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)型直流輸電系統難以引出功率分支,且多端系統間的電流協調困難。為解決這一問題,方便線路走廊附近的區域供電和可再生能源的接入,提出從LCC型雙端直流輸電系統中導出一個全橋子模塊模塊化多電平換流器(full bridge based modular multilevel converter,FB-MMC)功率分支站的混合型多端直流輸電系統方案。重點研究了含FB-MMC功率分支站的多端直流系統控制及協調策略,在直流低電壓和過調制運行工況下,研究設計了FB-MMC功率分支站的控制策略,并對直流故障穿越策略進行了優化,同時設計了混合直流系統的功率反轉策略。最后采用PSCAD/EMTDC對直流故障穿越、功率反轉和功率分支站的交流系統故障進行了仿真研究。結果表明,與LCC分支方案相比,FB-MMC方案能夠簡化多端系統間的協調控制,優化系統整體性能,并能更好地抵抗交流系統故障。
2795-2802

背靠背VSC-HVDC的多目標優化布點

摘要:電網間的電氣聯系日趨緊密,多個500 k V變電站短路電流接近或超過斷路器遮斷容量,嚴重威脅電網安全。采用背靠背電壓源換流器型高壓直流輸電(voltage source convertor-based high voltage direct current,VSC-HVDC)技術限制短路電流的方案獲得業界的關注和認同。在分析VSC-HVDC降低短路電流原理的基礎上,建立以短路電流降低綜合效果和投資經濟性最優為目標的VSC-HVDC多目標優化布點模型,并采用快速非支配排序遺傳算法求解;通過多端口網絡等值模型約簡可行解空間,以提高個體適應度評估速度;基于模糊選擇策略獲得最優折中分期建設方案。以2015年夏大運行方式的廣東電網為算例,驗證表明:1)短路電流降低綜合效果指標能有效反映限流措施效果和作用范圍;2)多端口網絡等值能大幅提高算法求解效率;3)綜合限流效果與配置點短路電流大小無直接關系。
2803-2809

菲律賓Ormoc-Naga直流工程附加控制策略研究

摘要:介紹了菲律賓Ormoc-Naga直流輸電改造工程,闡述了控制保護系統的改進點,分析了ORMOC換流站所在的Visayas電網存在的頻率問題,考慮直流雙向輸電運行及站間通信不可靠的特點,提出了不依賴于功率方向的頻率控制策略。分析了Naga-Tayabas雙回線和Naga-Labo雙回線故障時對Naga換流站所在的南Luzon電網及Luzon主網的影響,提出了在Ormoc-Naga直流中配置緊急功率控制功能的策略,分析了緊急功率控制的機理并闡述了在不同線路故障及當前直流運行狀態下所應采取的直流控制策略。最后對頻率控制與緊急功率控制策略的協調控制進行了分析。研究結果表明:采用這些策略可有效地保證Ormoc-Naga直流兩端交流電網的安全穩定運行。
2810-2816
電網技術雜志電力系統

考慮負荷特性的牽引變壓器短期風險評估

摘要:對牽引變壓器進行短期風險評估,可及時識別可能存在的風險及其影響,從而為采取必要措施手段降低風險,保證牽引變壓器可靠運行提供有力支持。提出了一種基于負荷特性的牽引變壓器短期風險評估方法。利用熱路模型計算得到牽引變壓器繞組熱點溫度,并以此為基礎,從溫升對牽引變壓器的壽命損失和絕緣故障兩方面的影響出發,采用牽引變壓器壽命損失風險和絕緣故障風險2個指標來表征牽引負荷引起的風險。通過經濟成本損失來衡量風險事件嚴重度并量化最終的風險值。算例分析驗證了文中方法的有效性,結果表明牽引負荷特性對變壓器實時運行風險的影響不容忽視,該評估方法可用于牽引變壓器的實時風險評估以及風險預測,為現場人員及時掌握風險水平、對高風險運行狀態預警提供支持。
2817-2823

復雜城市化因素下的飽和負荷預測模型

摘要:隨著城市化進程的推進與深化,部分大城市電力負荷逐漸呈現出飽和特征。提出了一種復雜城市化因素下的飽和負荷預測模型。該模型從人口、經濟以及地域3個方面分析了城市化對電力負荷的主要影響要素。針對多樣化城市化因素形成的復雜數據環境,采用主成分分析與小波分析進行數據處理,得到具有低維數、高獨立性的城市化要素主成分及其基頻分量。最后,通過構建要素主成分與電力負荷間的關聯模型預測出電力負荷的飽和時間與飽和容量。最后以上海市為例,分析給出城市電力負荷未來發展的飽和點及增長點,揭示了城市化因素對飽和負荷的作用原理。
2824-2830

考慮液化天然氣供應風險的氣電聯合系統運行分析

摘要:天然氣是一種重要的清潔能源,燃氣機組在電力系統運行中也具有非常重要的作用。隨著國際液化天然氣(liquefied natural gas,LNG)貿易的快速增長,LNG接收站作為一種新型氣源的比例也將持續增加。盡管有一些研究工作考慮了天然氣-電網系統的聯合協調優化,但其并未考慮LNG氣源在供應上的特殊性。LNG受到船運、LNG儲罐等條件的影響形成供應風險,而這種風險也將影響到天然氣-電網聯合系統在多日(周、甚至月)運行計劃上的安排。為此,構建了一個以多日為優化周期的氣電聯合系統運行模型,考慮了天然氣系統與電力系統的協調耦合,對LNG的氣源供應風險進行了建模分析,并提出了在不同供應場景下的目標函數構建方法;以比利時20節點天然氣系統和IEEE-39節點電力系統為基礎構造算例,驗證了所提出模型的有效性,并對氣電聯合系統在不同LNG供應場景下的運行方式與效益進行了全面的分析。
2831-2837

電網防災減災現狀分析及建議

摘要:電網防災減災是電網抵御外部災害保證安全運行的重要保障。文章首先從多維度的角度出發探討我國電網安全防御框架,指出電力系統防災減災體系應由抗災規劃建設、防災減災調度操作、減災救災應急管理共同構成,且應加強各環節信息溝通與協同調度。其次,總結電網在抵御雷電、臺風、覆冰、山火等自然災害方面取得的成就與經驗,同時對電力系統防災減災體系3大組成部分存在的問題與不足進行綜述,指出缺少電氣與非電氣信息相融合的信息集成平臺,信息資源的應用過于簡單,電網對自然災害的感知力度差、預警支持不足,調度操作與應急指揮依賴離線預案等問題突出。最后,提出建設電網防災調度系統的建議,詳細歸納系統所需的數據源信息表,闡明大數據技術可為系統建設提供支撐,并在此基礎上提出系統的功能目標。
2838-2844

考慮決策者偏好信息的配電網多目標無功優化研究

摘要:為充分利用有限的計算資源提高多目標無功優化的實用性和計算效率,提出一種考慮決策者偏好信息的配電網無功多目標優化方法。該方法將優化過程分為2個階段,第1階段完成Pareto前沿的粗略描繪,并利用等值線原理和決策者對目標權值及數值的偏好,形成搜索偏好區域。第2階段利用偏好區域特性提出改進的支配關系,引導粒子群在偏好區域內進行集中廣泛搜索,完成多目標無功優化?;贗EEE33節點系統的算例測試驗證了所提方法能夠將決策者偏好有效轉化為對應的搜索區域,改進的支配關系則保證了計算資源逐步收縮集中在該搜索區域內。與傳統多目標無功優化方法相比,對世代距離、分布性、錯誤率以及迭代次數等各項指標均有較大幅度提升。
2845-2851

基于自適應神經終端滑模觀測器的SRM轉子位置跟蹤

摘要:針對位置傳感器的引入使得開關磁阻電機(SRM)結構變得復雜,可靠性降低這一問題,將RBF神經網絡和終端滑??刂疲═SMC)相結合建立了自適應神經終端滑模觀測器,用RBF神經網絡逼近觀測器的控制輸入,無需知道擾動項的上界,通過終端滑??刂剖闺娏髌顬榱?實現對組合變量iω L/ θ的觀測。依據電感特性將電機的工作區間分為電感近似線性區和電感非線性區,建立全周期電感數學模型,并將電感和電流代入觀測變量達到對開關磁阻電機轉子位置準確跟蹤的目的。仿真結果表明,在電機穩態運行和負載轉矩突變時都能實現對轉子位置的精確估計,為開關磁阻電機無位置傳感器控制提供了基礎。
2852-2858

基于分區及風險的分層優化低壓減載選址

摘要:文章應用分層篩選的方法進行低壓減載的選址優化。首先,應用能量靈敏度矩陣對系統進行分區,基于中樞節點和最脆弱節點形成區內被控節點。為保證區內電壓的調控有效性,應用解析靈敏度指標進行第1層的節點篩選;其次,從全局的角度考慮選址對系統所帶來的運行風險差異,以系統的風險最小為目標進行第2層篩選。對IEEE-30標準母線系統進行算例分析,驗證了所提方法的全面性和有效性。
2859-2865

基于多目標蒙特卡洛法的全電壓序列一體化電網可靠性評估

摘要:在傳統可靠性評估中對輸電網和配電網的可靠性評估一般假設另一系統完全可靠,評估結果會較為樂觀。全電壓序列一體化電網的可靠性評估通過拼接輸配電網的模型,同時考慮輸配電系統的故障情況,能更加真實地反映系統的可靠性。對輸配電系統同時進行抽樣使抽樣系統的規模和復雜性有所增加。針對全電壓序列一體化電網的以上特點,文章提出了多目標蒙特卡洛抽樣方法,以各個指標因偏離最優分配引起的方差增量的均值最小為目的,優化分配每一層的抽樣數目,同時避免對系統無故障狀態的抽樣,以達到兼顧抽樣效率和計算精度的目的。最后結合IEEE-RTS 79測試系統和RBTS BUS 6測試系統進行了考慮配電網內部元件狀態影響的輸電網可靠性計算,算例分析表明所提算法合理有效。
2866-2870

提高暫態電壓安全性的快投電容器組控制定值優化

摘要:快投電容器組是工程上應對暫態電壓安全的一種經濟有效的緊急控制手段,然而其控制定值通常由試湊仿真進行整定。將快投電容器組控制定值的整定問題描述為多故障聯立的混合整數動態優化問題,先求得各故障下的最優電容投入量,然后通過反推的方式得到相應的控制定值最優設定范圍。對于混合整數動態優化問題的求解,先借助凸松弛方法將其轉變為連續動態優化問題,并引入罰函數對松弛的整數變量在優化過程中進行逐步歸整,然后采用多重打靶法將連續動態優化問題轉化為非線性規劃問題,最后采用簡化空間序列二次規劃算法對其進行求解。針對多重打靶法與簡化空間序列二次規劃算法中呈現的故障解耦與時間解耦特性,設計了兩層并行框架以提高計算效率。以10機39節點系統和某省級165機1003節點系統驗證了所提方法的有效性。
2871-2880
電網技術雜志自動化

富網絡調度界面的多事件線程快速GAS回調模式

摘要:針對配電網調度監控圖形界面的部署和圖元處理效率不高的問題,將矢量圖元嵌入富網絡組件容器的應用框架中,提出一種富網絡架構的調度界面快速GAS監控新模式?;诋惒椒謱踊卣{框架,綜合運用GWT交叉編譯、JSNI本地化接口和支持多事件線程的并發回調機制,給出了調度圖形界面關鍵代碼的編譯處理流程,實現了調度監控界面免部署和矢量圖元的局部刷新。以10 k V配電網調度自動化系統為算例,對調度監控界面進行了滲入測試和并發測試,結果表明:異步回調主機可獲得小于20%的處理器使用率和7%的內存占有率,SVG界面的多事件線程局部刷新和異步回調機制,使監控畫面平均刷新延時降為百毫秒級,驗證了GAS模式對提高界面響應能力的有效性。
2881-2888

“電動汽車與能源互聯網”專題征稿啟事

摘要:隨著技術的進步和政策的推動,我國的電動汽車產業發展勢頭迅猛,公眾的認知和接受程度不斷提高。電動汽車的發展將改變能源、交通和環境等多個行業。由于電動汽車充電負荷的時空動態分布和一定的可控特性,近幾年電動汽車接入電網成為國內外的研宄熱點。為解決高比例可再生能源的消納問題,發展能源互聯網是大勢所趨。電動汽車將在能源互聯網中承擔特殊的負荷和分布式儲能角色。電動汽車的充電技術、充電設施優化規劃、充放電功率調控、與可再生能源發電融合、電池綜合利用等都是亟需解決的關鍵問題。
2888-2888

基于差電流半周積分特征的電流互感器飽和識別方法

摘要:電流互感器(CT)飽和是影響差動保護可靠性的關鍵因素之一。單一的CT飽和識別方法難以兼顧各種復雜情況,需研究多樣化的輔助識別方法。通過理論分析和錄波數據仿真發現,差動電流的滑動數據窗半周積分結果,在區內故障時呈現單調遞增特性;而在區外故障CT飽和時則呈現明顯的拐點,變化趨勢為先增大后減小。據此,提出一種基于差電流半周積分特征的CT飽和識別方法。并以該方法為基礎設計了實用化判據和差動保護的閉鎖方案,適用于變壓器、母線及傳輸采樣值的輸電線路差動保護。對采用該方案的智能母線保護進行RTDS實驗,結果表明所提出的識別方法和整體方案,能明確區分內部故障和CT飽和,在轉換性故障時也可以快速開放。該方法可以作為時差法的有益補充,有利于完善差動保護抵御CT飽和的能力。
2889-2895

計及保護和斷路器動作不確定性的隱性故障檢測模型

摘要:有關研究表明75%的大停電事故都和繼電保護裝置的隱性故障有關,防止繼電保護系統隱性故障的有效途徑是建立隱性故障的監視和控制系統。同時,繼電保護信息系統和廣域測量系統的快速發展為繼電保護隱性故障的檢測提供了可用信息源。參考故障診斷構建解析模型的方法,將故障位置、保護啟動、保護動作、斷路器跳閘、保護返回以及重合閘等信號表示成邏輯變量,根據保護配置以及斷路器動作規則以邏輯方程組的形式建立保護信號解析模型。然后,根據繼電保護信息系統和廣域測量系統所采集的相關信息,利用離散粒子群算法對該模型進行求解。同時,針對保護和斷路器動作不確定性所造成得模型多解問題,建立相應的解集評價指標,以確定最符合實際情況的解。最后,將求解所得各信號期望狀態與實際狀態進行對比,以檢測各保護裝置是否存在隱性故障。算例表明,該方法可有效檢測出存在隱性故障的保護裝置。
2896-2903

“大規模交直流混聯電網運行特性、風險及控制技術”專題征稿啟事

摘要:由能源資源分布特性及實際用電需求驅動,我國西部、北部大型煤電、水電及可再生能源基地向中東部地區輸電規模越來越大,以特高壓/超高壓線路為骨干網架、全國能源資源優化配置的形態格局已逐步形成。然而,更高電壓等級電網的快速發展、大規模的區域間功率交換和新能源發電波動也給電網運行帶來了很大的挑戰,具體表現為:電網側層級增多,結構復雜,靜態、暫態、動態和電壓、頻率等多種穩定形態并存,增加了電網穩定控制的難度;發電側新能源的隨機性、用電側負荷的不確定性,加劇了電網運行潮流的多變性,增加了運行調整控制的難度;交直流混聯,大量電力電子設備的應用,電磁暫態與機電暫態交織,交流網絡與直流系統耦合,增加了受端直流落點密集地區多回直流同時閉鎖的風險,等等。
2903-2903
電網技術雜志高電壓技術

負極性直流下金屬微粒對SF_6中支柱絕緣子閃絡特性的影響

摘要:金屬微粒是導致氣體絕緣金屬封閉輸電線路(gas insulated transmission line,GIL)絕緣子閃絡的重要原因之一。為研究金屬微粒對支柱絕緣閃絡特性的影響,搭建了實驗平臺,研究了負極性直流下氣壓、金屬導電微粒尺寸及位置對SF6中支柱絕緣子閃絡特性的影響,對閃絡過程進行了分析,并應用有限元分析軟件對表面電場分布情況進行了計算。結果表明:當絕緣子表面存在金屬微粒時,絕緣子閃絡電壓隨氣壓增大會出現極大值,此現象主要與空間電荷的分布有關;金屬微粒附著于高壓導體側時,閃絡電壓隨金屬微粒長度增加明顯降低,當微粒長度超過一定值時,閃絡電壓下降減緩;微粒位于絕緣子金屬電極側時對絕緣水平影響最大,隨著金屬微粒遠離高壓電極,閃絡電壓先上升后降低。
2904-2909

應用正向傳輸系數的GIS局部放電UHF傳感器布置方式現場校核方法

摘要:為保證特高頻(ultra-high-frequency,UHF)法在氣體絕緣金屬封閉開關設備(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)局部放電在線監測中應用的有效性,提出了一種基于微波網絡正向傳輸系數(S21參數)的GIS局部放電UHF傳感器布置方式現場校核方法。首先,在252 k V GIS真型試驗平臺上利用網絡分析儀測試傳感器間的S21參數,同時采用脈沖注入法間接計算傳感器間的傳遞函數,結果表明:兩者的頻譜特性具有較好的一致性;在此基礎上,研究了S21參數與不同缺陷類型局部放電頻譜之間的相似度,結果表明:S21參數能有效反映UHF傳感器對局部放電信號的接收特性。然后,在252 k V GIS真型試驗平臺上測試得到傳感器間若要滿足5 p C局部放電檢測靈敏度,要求S21參數平均值?-75 d B。最后,將提出的方法應用于1100 k V GIS局部放電UHF傳感器布置方式有效性的現場校核中,取得了良好的效果。研究成果可為GIS局部放電在線監測和帶電巡檢中UHF傳感器的差異化布點提供參考。
2910-2916

特約主編寄語

摘要:隨著技術的進步和政策的推動,我國的電動汽車產業發展勢頭迅猛,公眾的認知和接受程度不斷提高。電動汽車的發展將改變能源、交通和環境等多個行業。由于電動汽車充電負荷的時空動態分布和一定的可控特性,近幾年電動汽車接入電網成為國內外的研究熱點。為解決高比例可再生能源的消納問題,發展能源互聯網是大勢所趨。電動汽車將在能源互聯網中承擔特殊的負荷和分布式儲能角色。電動汽車的充電技術、充電設施優化規劃、充放電功率調控、與可再生能源發電融合、電池綜合利用等都是亟需解決的關鍵問題。
I0001-I0002

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