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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10期雜志 文檔列表

電網技術雜志能源與電力供給側改革關鍵技術

智能用電背景下考慮用戶滿意度的居民需求側響應調控策略

摘要:需求側響應(demand response,DR)資源是未來能源電力系統中重要的可調控資源。在能源互聯網以及智能電網背景下,通過智能能量管理系統(smart energy management system,SEMS)合理地調控用戶側的需求側響應資源,是實現供需雙側互動以及電力系統協同互聯的重要手段。首先,基于SEMS系統架構,對用戶用電設備進行分類建模,在考慮用戶用電滿意度的條件下,以用戶用電成本以及系統負荷波動最小為目標,構建兩階段的用戶需求側響應資源調控策略模型;其次,通過分布式的需求側響應資源調控機制對用戶用電行為進行優化,最大程度上保護用戶的用電信息隱私;最后,進行算例仿真,在實時電價條件下,分析上述需求側響應調控策略對用戶用電行為的影響,結果表明上述兩階段的需求側資源調控模型能夠進一步優化用戶的用電行為。
2917-2923

面向綜合能源供給側改革的城市配網規劃方法

摘要:隨著能源與電力領域供給側改革的推廣,以電力為主體并融合天然氣、熱能和交通等多種能源形式的區域綜合能源系統將成為未來城市配網的主要發展趨勢。利用能源集線器模型刻畫了同時耦合于電力網、天然氣網和交通網的終端綜合能源單元,利用能源轉化特性提出了面向供給側改革的綜合能源供給轉化響應策略,并且基于終端綜合能源單元和供給轉化響應策略提出了兼顧系統建設運行成本、慢充站充電時間效用函數和快充站交通流量效用函數的綜合能源城市配網規劃方法。最后,以一個由IEEE 14節點配電網絡、20節點天然氣網絡和25節點交通網絡耦合而成的區域綜合能源系統為例進行仿真分析,驗證了該規劃方法所采用的充電站雙重效用函數可分別保障電動汽車用戶的充電時間滿意度和充電地點便捷度,所利用的供給轉化響應策略能通過調整能源供給結構實現在不改變負荷需求的前提下降低用能成本、優化運行特性的目的,同時所引入的基于終端綜合能源單元的規劃格局可實現電能、天然氣、熱能和交通等多元能源形式的統一協調規劃,有利于提高系統建設運行的綜合效益。
2924-2933

考慮冷熱電存儲的區域綜合能源站優化設計方法

摘要:提出了一套完整的綜合能源站優化設計方法。首先根據可獲得的能源型式和所有可行的能源轉換和存儲裝備類型形成包含全部候選裝備的區域綜合能源站基本架構。在此基礎上,建立了以經濟與環保為目標函數,考慮儲冷和儲熱運行規則和年運行模擬的較為完整的能源站設備容量優化模型。采用帶反饋機制的改進多目標粒子群?單純形算法,實現了能源站容量優化的Pareto決策面搜索;采用基于專家權重的模糊理想決策方法實現設計方案決策。以廣州中新知識城某商住混合區為實例驗證了所提方法的有效性。
2934-2941

電–熱–氣綜合能源系統多能流計算方法

摘要:為緩解環境污染,提高終端用能效率,綜合能源系統(integrated energy system,IES)已成為我國能源結構調整的重要方向。在IES框架下,傳統以電力系統為對象的潮流計算方法將難以滿足對互相耦合的能量流分析的需求。提出了一種適用于含電、熱、氣的IES的擴展Newton-Raphson多能流計算方法。首先,分別建立了IES中電力、熱力和天然氣網絡的數學模型;針對現有方法對含壓縮機的天然氣網絡建模的繁冗性問題,計及不同的控制方式,提出了改進的實用化處理方法;在此基礎上,進一步構建了IES多能流計算模型,考慮IES中電力系統并網和孤島2種運行方式,推導并得出了反映多能源耦合關系的雅可比矩陣。算例驗證了該方法在不同運行場景下對多能流進行計算和互動特性分析的有效性。
2942-2950

市場環境下考慮降壓節能調節的主動配電網運行優化策略

摘要:針對主動配電網參與市場購電,提出了同時考慮主動配電網運行安全性和經濟性的優化運行模型。該模型考慮了市場電價和分布式電源出力的不確定性,采用隨機規劃進行建模。為在隨機規劃模型中進一步考慮系統運行安全約束和離散控制措施,提出了線性化配電網潮流模型和基于虛擬電流注入法的線性有載調壓變壓器模型,使得主動配電網運行優化模型最終為線性規劃模型,實現了在隨機規劃模型中有效考慮了主動配電網運行安全約束和有載調壓變壓器等離散控制措施。引入降壓節能控制技術,使得主動配電網利用降壓節能控制提高系統運行經濟性。通過33節點主動配電網算例分析,驗證了所提模型和方法的有效性和合理性。
2951-2958

基于熱電比可調模式的區域綜合能源系統雙層優化運行

摘要:目前基于能量樞紐(energy hub,EH)的區域綜合能源系統的優化運行缺乏對EH內熱電聯產(combined heat and power,CHP)機組熱電比可調的考慮,且在此類場景中參與需求側響應的負荷種類單一。針對此狀況,構建雙層優化模型,建立EH機組內部能效特性與外部能源分配的聯系,實現內部機組高效運行和外部能源經濟分配。模型通過卡羅需-庫恩-塔克條件(Karush-Kuhn-Tucker Conditions,KKT)將雙層優化轉換為單層優化,并用確定性優化軟件求解。算例結果表明,EH雙層優化運行模型可減少用能成本,提高用能效率。通過調節CHP熱電比,同時利用廣義彈性負荷參與響應,可以減小CHP熱電比與區域內熱電負荷比之間差距,從而提高CHP供能比例,實現區域綜合能源系統高效經濟運行。
2959-2966

基于滾動線性規劃的光伏充電站自動需求響應

摘要:為減少實時電價不確定性對光伏充電站購電費用的影響,提出了一種基于滾動線性規劃的自動需求響應策略。提出了一種基于平均電價與當前電價的滾動電價向量生成方法,有效地將當前電價與未來電價趨勢進行了結合;考慮了光伏功率和電動汽車充電需求的隨機性和波動性,建立了充電需求滾動可行域模型,并提出了相應的邊界計算方法;在滾動電價向量與滾動可行域模型基礎上,以充電站購電費用最小為目標建立了滾動優化需求響應模型,并采用線性規劃方法進行了求解。該策略采用了變時長全局優化的設計思路和實時的計算方法,有效地結合了全局統籌優化與實時調整的優點。最后通過多組對比仿真實驗對算法的有效性和適應性進行了驗證。
2967-2974
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

大規模多源聯合外送協調調度中基于核仁理論的利潤分配

摘要:研究了在大規模風、光、火電聯合外送體系下的協調調度及利潤分配問題?;趥鹘y的機組組合優化模型,以利潤最大化為目標構建以火電機組為輔助調峰單位,提高風電、光電外送效率及穩定度的動態協調調度模型。分析對比了各電場獨立運行、兩方聯合運行及三方聯合運行時的輸電線路綜合利用及收益情況?;诤巳世碚撎岢鋈铰摵线\行時的利潤分配方法,該方法根據各方在聯合收益中的貢獻度合理分配各方利益。文中的算例仿真及利潤分配方法均由專業優化軟件LINGO 15編程實現,仿真結果證明了所提調度模型與利潤分配方法的優越性與可行性。
2975-2981

風電/光伏/制氫/超級電容器并網系統建模與控制

摘要:針對風機與光伏發電功率波動、棄光等問題,提出風電/光伏/制氫/超級電容器并網系統模型及控制策略。建立風機、光伏、電解槽及超級電容器數學模型,構造一種變流器少、占地面積小、成本低的光伏、電解槽和超級電容器集結于直流母線結構。協調控制策略如下:當風電與光伏總出力大于負荷需求且功率差額小于電解槽額定功率時,電解槽消納系統剩余功率;當負荷需求突降時,電解槽運行于額定狀態,超級電容器快速充電,平抑直流母線電壓波動,待到其端電壓達到充電深度電壓時,退出運行;當沖擊性負荷擾動電網時,電解槽處于停機狀態,超級電容器快速放電,平抑直流母線電壓波動,待其達到放電深度電壓時,退出運行。通過仿真,驗證了風電/光伏/制氫/超級電容器并網系統模型與控制策略準確性及有效性。
2982-2990

“大規模新能源并網系統振蕩穩定性及安全運行”專題征稿啟事

摘要:我國風電、光伏發展迅猛,已經成為世界上新能源并網規模最大的國家。新能源的快速發展帶來電源結構深刻變化,風電在12個省區成為第二大電源,其中冀北、蒙東、甘肅、新疆、寧夏風電裝機比重均超過25%。與傳統旋轉發電機不同,新能源機組多采用變流器接入電網,其并網規模的快速持續增長,正改變傳統電網的運行特性,使得電力系統的電力電子化特征日趨明顯。尤其在我國西部、北部地區,風電、光伏大規模集約化開發產生聚合效應,電力電子設備的自身動態及其與交直流電網特性的交互作用引發新的振蕩穩定性問題,并給有功無功控制、電壓及頻率適應性、調頻調壓性能等帶來新的挑戰,這些逐漸成為影響電網安全穩定運行的重要因素。
2990-2990

基于“兩個替代”戰略的甘肅新能源就地消納模式研究與實踐

摘要:甘肅省新能源發電裝機容量逐年增加,棄風棄光現象日益嚴重,如何提高新能源消納比例成為一個亟待解決的問題。為此通過分析甘肅省高載能企業的可調度性驗證了新能源就地消納的潛力,介紹了智能園區作為就地消納新能源的技術支撐的建設情況及成果;總結了以"清潔替代"為主、以"電能替代"為輔的"兩個替代"戰略的實施模式及成果;對包含新能源發電機組、高載能負荷、熱電聯產、熱儲能負荷的智能工業園區進行建模,考慮機組運行成本、碳排放懲罰成本、新能源發電波動成本、需求響應補貼成本等,以電網側的整體運行成本最低為目標進行源荷互動優化調度。通過算例的仿真,得到了各個機組的聯合調度模式以及熱電負荷之間的配合方式,證明了智能工業園區就地消納新能源的可行性。
2991-2997

考慮電壓控制成本的分布式電源優化配置

摘要:大量間歇性分布式電源并網對電網規劃與運行提出了新的挑戰。為達到經濟成本和分布式電源接納能力的最佳平衡,提出一種考慮電壓控制成本以及電壓控制效果的主動配電網一體化規劃新方法。首先,分析分散式與集中式電壓調整的調壓特點,建立不同調壓系統的技術框架、調壓策略和經濟成本模型;然后,建立以年綜合成本最小、清潔能源發電占比最大為目標函數,以電壓合格、總費用合理等為約束條件的規劃模型,并運用多目標差分進化算法進行求解。以并有分布式電源的IEEE 33節點配電網系統為算例,仿真優化中計及了電壓的實時控制,仿真結果驗證了所提模型和算法的有效性和實用性,能在保證電壓合格的情況下改善配電網經濟效益,并提高接納分布式電源的能力。
2998-3005

基于DG并網運行的中壓配網可靠性評估實用方法

摘要:現有含分布式電源(DG)的配網可靠性評估研究大多針對孤島運行特性,但實際系統中孤島運行方式目前卻少有采用,為此開展了基于DG并網運行的可靠性評估研究。在忽略DG自身停運的情況下,并網運行DG主要通過設備容量約束影響可靠性水平。由于DG出力具有隨機性,隨著其數量的增加,計算量將顯著增大,為此提出了減小計算量的策略:將所有饋線分為放射式饋線和存在聯絡關系的若干個饋線集合;對于有聯絡饋線集合中未通過轉供容量約束校驗的饋線,提出了含出力恒定DG的饋線容量約束考慮方法,并引入點估計法考慮DG出力隨機性;對于其他饋線,則不考慮并網運行DG對可靠性指標的影響。分析表明,并網運行DG并非總是有利于供電可靠性的提高。算例結果表明,通過饋線分類和點估計算法可大大減小計算量,且誤差較小。
3006-3012

以改造配電網設備適應性為目的的分布式電源準入容量計算

摘要:針對并網分布式電源對配電網設備運行的影響,提出分布式電源在配電網穩定運行和短路故障情況下的計算模型,以配電網輸電線路、斷路器及電流保護等主要設備的安全運行作為約束條件計算分布式電源極限準入容量,并得到限制分布式電源并網容量的配電設備及相關參數,以此為依據定位配電網設備適應能力薄弱點并提出相應的改造措施。計算結果表明,個別配電設備對分布式電源的適應能力較差,大大制約了分布式電源并網容量的增加。對此文中提出一種通過更新少量設備以有效提高配電網設備適應能力的改造策略,并通過對某10 k V配電網的仿真計算驗證了所提改造策略的有效性。
3013-3018

考慮LVRT的風電場饋線短路電流特性與保護整定計算

摘要:現行風電場匯集線路電流保護存在靈敏性高而選擇性不足的問題,與風電并網的低電壓穿越(low voltage ride through,LVRT)控制不匹配。論文首先推導了撬棒投入期間雙饋風機的短路電流計算公式,闡明了考慮LVRT的雙饋風機的短路電流特性。然后利用IEC60909標準等效電源法推導了風電機組故障、饋線故障和饋線外部故障三類故障下的饋線短路電流計算公式,得到饋線短路電流與故障點位置、接入電網強度、公共連接點電壓跌落程度等因素的關系,給出了饋線短路電流隨著故障點位置、接入電網強度變化的曲線?;谏鲜隼碚摲治鲎罱K提出了一種與LVRT配合的饋線電流保護整定方案,并根據模型仿真結果進行了整定計算實例分析。
3019-3028

考慮蓄電池分組優化的風儲系統多層次調度策略

摘要:風力發電具有隨機性和波動性的特點,對于電力系統的調度造成負面的影響,而蓄電池與風機組成的聯合系統增加了風電場出力的可調度性。為提高風儲聯合系統的可調度性,提出一種風儲聯合優化的調度策略,調度策略采用分層調度的方法,考慮了蓄電池的特性對風電調度的影響。調度策略以收益最大化為目標,對蓄電池采用分組優化,充分考慮蓄電池的壽命和運行特性,得到經濟性的調度結果。應用蒙特卡洛和場景削減方法,模擬真實風電場的預測出力與真實出力,采用混合整數規劃的方法求解模型,通過仿真驗證了調度策略對風電場可調度性和蓄電池優化的積極作用。
3029-3037

分布式光伏集群分層多模式無功控制策略

摘要:為應對光伏集群接入所引起的電壓質量問題,提出了一種分布式光伏集群分層多模式無功控制策略。該策略包含執行層和智能控制層,執行層中各逆變器可根據并網點電壓信息自主地切換控制模式,并按照本地控制器中各模式下的無功曲線輸出或者吸收合適的無功功率。同時智能控制層中的模糊控制器動態調整相應模式下無功曲線的設定值,使并網點電壓運行在合理的范圍內。該策略還設計了兩種控制模式,充分利用了光伏逆變器無功的雙向調節能力,增加了逆變器無功調節的智能性和靈活性,實現了光伏集群的快速無功調節。最后通過算例,在matlab/simulink中驗證了所提光伏集群無功控制策略可適用于不同的光伏出力情況,并且在通訊中斷的情況下也可實現良好的控制效果。
3038-3044
電網技術雜志直流輸電與直流電網

適用于多端柔性直流輸電系統的快速電壓裕度控制策略

摘要:為解決傳統電壓裕度控制器中定有功功率控制模式與定直流電壓控制模式切換過慢導致的直流電壓控制緩慢問題,提出了一種快速電壓裕度控制策略。通過設置與直流電壓偏差相關的權衡系數來調節裕度控制器的控制模式,其控制模式的切換環節在PI控制器之前,因此在系統直流電壓偏差較大時,這種方法加快了控制器的響應速度和調節速度,更加適合于對直流電壓要求較高的多端柔性直流輸電系統。最后在MATLAB/SIMULINK下搭建了基于模塊化多電平換流器的3端柔性直流輸電系統進行仿真驗證,結果表明:相比于傳統的電壓裕度控制,該控制策略能夠更快速有效地穩定系統的直流電壓。
3045-3051

計及柔性直流輸電系統損耗模型的交直流電網無功優化

摘要:柔性直流輸電系統損耗會影響電網無功優化結果的準確性,因此含柔性直流的無功優化問題必須包含反映損耗隨換流站無功出力變化的數學模型。傳統方法是將損耗等效為恒定電阻模型,但實際工程中該方法會引起較大誤差,且會得到換流站逆變和整流模式下損耗相同的不合理結果。首先對廈門柔性直流工程的無功功率特性進行分析,然后利用數值解析方法得到給定輸送有功下損耗與無功的關系,進而提出一種計及柔性直流損耗的交直流無功優化模型。并在廈門電網算例中進行年大、年小方式計算,對比恒定電阻損耗模型的優化結果,驗證所提模型的正確性。最后對比未投運柔性直流工程電網算例的優化結果,證明廈門柔性直流工程投運可減少廈門電網無功配置,且有利于實現無功合理分層分區平衡。
3052-3058

直流閉鎖引起的暫態過電壓計算方法及其影響因素分析

摘要:高壓直流系統閉鎖引起的暫態過電壓對輸電設備及系統穩定性均產生巨大沖擊,目前,相關研究缺乏定量的分析方法。針對該問題,首先提出了一種計及系統穩態傳輸功率的交流系統等值方法,從而得到交流系統的2個重要參數(即等值電抗和等值電勢)。在此基礎上,考慮暫態過程中換流站剩余無功容量及其補償容量隨電壓升高的特性,推導了換流母線暫態電壓的解析表達式,從而得到了暫態過電壓的定量計算方法,并分析了其影響因素。研究表明,系統強度越弱,暫態電壓越高,而且隨著閉鎖容量的增加,暫態過電壓呈非線性上升趨勢,而閉鎖容量和等值電勢與暫態過電壓呈負相關關系?;贐PA的南方電網2030年規劃數據仿真分析驗證了所提方法的正確性和有效性。
3059-3065

“主動配電網關鍵技術研究與示范”專題征稿啟事

摘要:隨著分布式清潔能源發電、儲能裝置、電動汽車、柔性負荷的不斷發展與接入滲透,配電網在規劃、運行、保護、通信等環節已發生了深刻變化。如何處理大規模分散式資源的接入,在確保安全性與高可靠性的條件下盡量消納清潔能源,并滿足用戶的特定需求,已成為智能電網領域關注的熱點問題。近年來提出的主動配電網(Active Distribution Network)技術為解決這一問題提供了一種新的思路。相比于傳統配電網,在系統層面,主動配電網更強調主動規劃、主動管理、主動控制與主動服務,在用戶層面,傾向激勵需求側主動響應,在電源層面,突出各類能源形式的主動參與。主動配電網以一種新的能源系統形態出現,不可避免地帶來了一些非傳統的技術、經濟問題,需要一整套新技術、新理論、新方法予以支撐。
3065-3065

檢修的共用接地極線路分流電流實測分析

摘要:共用接地極在土地占用、建設投資等方面具有很好的經濟性和使用價值。但共用接地極在檢修和運行過程中可能會存在一些問題,特別是在接地極線路檢修時,運行直流系統可能會出現不平衡運行或單極大地回線運行方式;檢修接地極線路會有電流流過,對檢修人員的安全造成威脅。為充分掌握檢修的接地極線路電流分流水平,對3個共用接地極的6個換流站的接地極線路分別進行試驗測量。通過統計比較的方法對測量數據進行分析,得到了接地極線路和換流變中性點的分流百分比以及分流電流的變化趨勢;同時分析得出影響檢修接地極線路分流電流的因素主要包括:掛接的檢修接地的位置、接地極電阻、入地電流水平等。依據實測數據計算分析得到的結果,為共用接地極的直流系統檢修時的運行方式安排提供了工程數據參考,對保障檢修人員的安全具有重要意義。
3066-3072

“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。近年來,隨著經濟社會發展進入新常態,能源與電力需求增長空間有限,加上我國節能減排目標壓力依舊較大,能源領域的供給側改革勢在必行。能源與電力領域的供給側改革,其關鍵要素之一是能源資源的有效匹配。通過能源革命、電力體制改革等重大能源戰略轉型,以及能源互聯網等關鍵技術革新,促進綜合能源供應與消費系統的轉型升級,從而實現能源供需的匹配和信息交互響應。因此,能源與電力供給側改革是從戰略層到技術層的縱向“鏈式革命”,涉及能源與電力供給側改革的體系框架設計、多能互補利用、綜合信息采集和仿真以及能源供需雙側交互響應與控制等眾多前沿技術,也是目前國內外學者研究的熱點。
3072-3072

直流配電網的集中-分布式控制策略

摘要:直流配電網的協調運行策略是直流配電網研究的關鍵技術。提出了適用于直流配電網的集中-分布式控制架構,包括集中控制層和分布式控制層。集中控制層研究聯網和離網運行協調控制策略。聯網運行策略考慮了交流配網的實際消納能力和儲能的運行狀態,被劃分為換流站調節模式和換流站儲能聯調模式2種模式,能夠最大化利用交流配網消納能力同時盡可能使儲能處在最佳狀態,以此防備惡劣的情形,提高系統的穩定性。并根據不同模式下不同場景提出不同的協調策略。離網運行策略采用電壓分層控制策略。分布式控制層研究每個本地端口的功能和本地策略。通過對研究的直流配電網仿真分析,驗證了所提出的控制架構和控制策略的準確性和有效性,提高了直流配電網的電能質量。
3073-3080

網側分層接入500kV/1000kV交流電網的特高壓直流系統控制保護方案

摘要:受端分層接入500 kV/1000 kV不同電壓等級交流電網的特高壓直流接線方式在世界上屬于首創,其控制保護沒有可借鑒的經驗。系統研究了該種接線方式的直流控制保護系統方案。分析了特高壓直流受端網側分層接入500 kV/1000 kV交流系統接線方式對直流控制保護的特殊要求,提出了網側分層接入特高壓直流控制保護系統的分層結構和功能配置方案,分析了功率正送和功率反送運行方式下直流控制策略的差異,提出了適用于正、反送運行方式的直流控制策略。對分層接入控制系統的關鍵功能,如閥組間電壓平衡控制、分接頭控制、無功控制、功率轉移及分配等功能進行了分析和研究,提出了各功能的原理及實現方法。提出了受端分層接入直流工程直流保護的分區和功能配置,以及與常規特高壓直流工程的差異。最后對直流場測點配置進行了分析。研究成果已應用于在建的分層接入特高壓直流工程。
3081-3087

基于SIEMENS技術的高壓直流輸電線路保護失配

摘要:高壓直流輸電線路保護失配問題主要是表現在保護拒動、保護誤動、保護失去選擇性等幾個方面,線路保護失配可能會導致故障范圍進一步擴大,影響直流系統安全穩定運行。通過分析某實際直流的線路保護邏輯,基于實際的控制保護模型與參數的PSCAD/EMTDC仿真平臺進行大量仿真實驗,系統地分析了可能導致保護失配的原因,并提出相應的改進措施。引用橋短路保護87CSY動作出口為行波保護與微分欠壓保護的閉鎖信號,阻止線路保護在區外故障時誤動;引用行波保護動作出口并控制高電平寬度控制了保護失去選擇性紊亂;經定值靈敏度的計算和主保護后備保護時序邏輯配合解決了保護拒動問題。實際高壓直流輸電工程的仿真分析驗證了該改進措施的有效性。
3088-3094

基于反行波幅值比較的高壓直流輸電線路縱聯保護方法

摘要:直流線路縱聯差動保護作為行波保護的后備保護之一,為了躲避區外交流系統故障的影響,存在延時長、動作速度慢的問題。為提高直流線路后備保護的動作速度,在分析直流線路區內外故障兩端反行波的幅值關系的基礎上,提出一種新的縱聯保護方法。該方法利用故障發生后一段時間內,線路兩端反行波幅值積分的比值來識別區內故障。區內故障時,線路兩端反行波幅值積分相差不大;區外故障時,線路兩端反行波幅值積分差異明顯?;赑SCAD/EMTDC的大量仿真結果表明,該保護方法在各種故障情況下均能可靠、快速地識別區內外故障,對高阻故障也有良好的動作性能,可作為行波保護的快速后備保護。
3095-3101
電網技術雜志電力系統

輸電網擴展優化規劃研究綜述

摘要:文章對輸電網擴展優化規劃研究進行了綜述。首先根據近些年輸電網擴展優化規劃文獻對擴展規劃建模因素進行分類,從待選集因素、運行模擬因素、不確定性因素和電力市場因素、其他因素5個方面分析和總結了輸電網擴展優化規劃建模中存在的問題和未來研究趨勢。然后介紹了當前輸電網擴展優化規劃模型求解和軟件情況,最后總結了混合待選集輸電網擴展規劃、考慮安全標準的輸電網擴展規劃、多參數不確定性的輸電網擴展規劃、輸電網擴展規劃長期市場機制、標準化規劃軟件開發等方面的未來研究方向。
3102-3107

非侵入式負荷監測與分解研究綜述

摘要:非侵入式負荷監測與分解,作為智能用電技術體系的重要組成部分之一,能深入分析用戶內部的負荷成分,獲取不同精細程度的用戶用電信息,這對用戶、電力公司等多方都具有重大的意義。文章綜述了國內外在非侵入式負荷監測與分解方面的研究現狀,歸納了其基本原理與典型框架,著重論述了其中的3個關鍵技術,即事件探測、特征提取、負荷識別,并比較了這3個關鍵技術的不同方法,明確了各類方法的優缺點,分析了非侵入式負荷監測與分解的一些性能評價指標。最后,探究了非侵入式負荷監測與分解在用戶層與變電站層的應用,并展望了將來的研究方向。
3108-3117

源網沖突度量的兩層優化模型與分析

摘要:為應對電力系統源網中元素變動引起的復雜多變的情形,進行源和網的協同優化已十分必要。為此,提出了源網沖突度指標,可量化評價網對源最優運行方式的制約。在此基礎上,為在盡量少地改變電網結構前提下緩解源網沖突,以源網沖突度為核心建立了兩層優化決策模型。其中,上層問題以輸電元件運行狀態為決策量,追求盡量少地改變上層電網結構,使源網沖突度在系統可接受范圍內,下層問題在問題決策的電網結構下,以機組輸出功率為決策量,優化源運行方式,從而兼顧電網結構改變和源最優運行方式實現。該兩層優化決策模型屬于混合整數線性兩層優化模型,通過下層問題KKT條件,可將其轉化為單層的混合整數線性規劃模型予以求解。最后,通過5節點和30節點算例系統,驗證了兩層優化模型和求解算法的有效性。
3118-3124

考慮多形態間歇性電源集中接入的輸電網隨機雙層規劃方法

摘要:全球能源互聯網戰略背景下的大電網規劃和建設面臨著多形態間歇性可再生能源發電大規模集中并網所帶來的機遇與挑戰。在輸電網全壽命周期成本分析建模的基礎上,以輸電網服役期限內的全壽命周期成本的經濟性最優為目標,建立了考慮多形態間歇性電源集中接入的輸電網隨機雙層規劃模型:上層進行充裕性規劃決策方案以生成輸電網規劃方案;下層基于2m+1點估計法,考慮各種不確定性因素的影響,對上層規劃方案進行靜態安全性評估。為了確保雙層規劃模型的求解效率,上下層模型均采用等效的析取不等式建立混合整數線性規劃模型,并將下層模型的庫恩塔克最優性條件線性化處理成上層模型的約束條件,從而建立了一個與原雙層模型等效且為單層模型的含均衡約束的數學規劃模型。直接調用成熟的商用線性規劃求解器進行模型的求解,以實現規劃方案的全局最優性。算例仿真驗證了所提模型和方法的合理性、有效性及實用性。
3125-3131

基于序貫重要性采樣的電力系統連鎖故障負荷損失分析方法

摘要:仿真分析是連鎖故障負荷損失分析的重要方法。目前仿真效率過低是制約其應用的瓶頸問題。其根本原因之一是缺乏一般的數學模型以構建具有嚴格理論支持的負荷損失分析方法。根據連鎖故障的馬爾可夫性,建立了一般的馬爾可夫鏈模型,將相關負荷損失建模為由馬爾可夫鏈決定的隨機變量,在保留其主要物理特征的前提下為各種分析模型提供了統一的數學背景。在此基礎上,充分利用連鎖故障的序貫性與馬爾可夫性,設計了基于序貫重要性采樣的連鎖故障負荷損失分析方法,并給出了其降低仿真次數和估計方差的理論保證。該方法可應用于各種連鎖故障仿真模型,算例分析驗證了其與傳統蒙特卡洛方法相比的高效性。
3132-3139

分區柔性互聯城市電網的靜態安全性分析

摘要:為解決我國大型城市電網分區運行中存在的安全隱患,提出在分區間安裝基于模塊化多電平換流技術的柔性直流分區互聯裝置以進行柔性互聯,并通過靜態安全分析研究上述新的運行方式對城市電網安全性的提升作用。首先,針對目前我國大型城市電網中220 kV及以上電網分區運行現狀,分析了分區解環運行模式下存在的安全風險,并針對性地提出電網發生N-1故障后,利用分區互聯裝置進行緊急功率支援的思路。其次,對分區互聯裝置進行建模,研究電網N-1故障后裝置的功率支援策略,并利用靈敏度法確定裝置的功率支援量,提出分區柔性互聯城市電網的靜態安全性分析方法。最后,通過北京電網實際算例驗證所提方法,并與現有分區運行方式對比,可知城市電網經柔性互聯后,其安全性得到明顯提升。
3140-3146

基于復雜網絡理論的直流受端系統暫態電壓控制選點方法

摘要:在合適的地點安裝無功補償裝置可以大幅提升直流受端系統的暫態電壓穩定性,因此有必要對無功補償選點進行研究。首先,提出了暫態電壓跌落面積指標;然后,根據時域暫態仿真結果,建立了控制候選節點出線故障與其他節點暫態電壓跌落面積指標之間的相關性矩陣;接著,采用K-核分解的方法對候選節點的重要性進行排序,并由此確定系統的暫態電壓控制節點。將上述方法應用于華東電網和廣東電網,仿真結果證明,在該方法得到的控制選點處增加動態無功補償可以更好地提升受端系統的暫態電壓穩定性。
3147-3154

以提高供電可靠性為目標的主動配電網負荷轉供優化方法

摘要:分布式電源(distribution generation,DG)在配電網的大量接入,形成主動配電網(active distribution network,ADN),對配電網的規劃調度運行產生了深遠影響,特別是給配電網應急恢復帶來新的問題。針對這個問題,提出一種面向主動配電網的故障狀態下的負荷轉供模型,有利于提高供電可靠性和經濟性。首先,根據可控能力對DG進行分類,并提出利用可控DG發電來恢復對越限負荷供電的策略;其次,提出負荷轉供優化模型,綜合考慮了DG發電和配網重構來降低供電企業綜合負荷轉供成本;再次,提出一種基于圖論的重構配網放射性快速判斷方法,能夠為遺傳算法快速產生可行解并排除不可行解的干擾;最后,仿真算例結果顯示,提出的模型和方法在計算速度、迭代次數上優于現有研究方法,且可增加DG的額外發電和降低網損。
3155-3162

基于開關特性的配電網可靠性等效疊加評估算法

摘要:考慮到各種開關在配電網故障時呈現的開斷特性不同,提出基于開關特性的配電網可靠性等效疊加評估算法。該算法在網絡分區及區域最小路矩陣形成過程中將元件可靠性指標等效疊加于開關,獲得開關等效可靠性矩陣;以開關為分析對象,根據區域最小路矩陣和開關等效可靠性矩陣計算負荷點可靠性指標。IEEE RBTS Bus 2、4、6測試系統計算結果表明所提方法能夠避免冗余分析、減少計算量,有力提升了計算速度和效率。
3163-3168

利用改進G1-TOPSIS法的智能配電網層次化評價

摘要:為全面評價智能配電網建設和發展的水平,在分析智能配電網特點的基礎上,綜合考慮配電網智能化實際建設的各個層次及其關鍵要素,將其建設和管理定義為由基礎設施層、測控網絡層、管理層和效果層組成的4層次系統,并基于這樣的層次劃分,構建了智能配電網層次化綜合評價指標體系及各層評價指標集。同時,針對該評價指標體系,提出了適用于單目標評價的改進序關系分析法(G1法)與優劣解距離法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)相結合的綜合評價方法。該方法運用改進G1法確定權重,并對TOPSIS評價方法進行改進,使評價結果更加精確。最后,將所提方法應用于某地智能配電網評價,結果表明,該指標體系及評價方法可以為智能配電網的建設和改善運行提供依據,從而服務于智能配電網的精細化管理。
3169-3175

鉗位雙子模塊型MMC的電磁暫態等效模型

摘要:針對電磁暫態程序中鉗位雙子模塊(clamp double sub-module,CDSM)的模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)仿真速度慢的問題,提出一種CDSM電磁暫態等效模型。首先,將正常狀態下CDSM的工作原理與半橋子模塊(half bridge sub-module,HBSM)相比較,提出了基于HBSM等效模型原理的CDSM的等效模型。其次,通過對CDSM閉鎖狀態工作原理的分析,建立了CDSM閉鎖狀態的等效模型。然后,提出了一種過渡狀態,消除了CDSM等效模型從正常狀態跳入閉鎖狀態的計算誤差。最后,在PSCAD/EMTDC環境中建立單端21電平的CDSM-MMC系統,通過與開關器件所搭建模型進行對比,驗證了所提CDSM等效模型具有良好的仿真精度和高性能的仿真效率。
3176-3183

“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。
3183-3183

基于短時傅里葉變換及其譜峭度的電能質量混合擾動分類

摘要:考慮到電能質量混合擾動分類的復雜性,提出一種基于短時傅里葉變換(short-time Fourier transform,STFT)及其譜峭度(spectral kurtosis,SK)的電能質量混合擾動分類方法。采用短時傅里葉變換作為時頻分析工具分析各種類型的電能質量擾動,同時引入基于短時傅里葉變換的譜峭度作為輔助分析,從基頻幅值曲線、頻率幅值標準差曲線和頻率譜峭度曲線中提取適宜的特征量,然后采用基于Binary-SVM的多標簽分類法對電能質量混合擾動進行分類。該方法充分考慮到單一擾動之間的相互影響,并通過所提取的特征量進行有效抑制。仿真結果表明,該方法對單一擾動和混合擾動的分類均具有較高的分類準確度,具有較強的魯棒性和較好的抗噪性。
3184-3191

基于實測數據的諧波負荷模型控制策略

摘要:負荷建模對維護電力系統的安全穩定運行有重要意義。提出一種基于實測數據和諧波發生機理的諧波負荷模型,在分析實測數據的基礎上,將受控電流分解為基波與諧波分量分別控制。諧波電流采用基于電壓前饋解耦的雙閉環控制策略,保證運行過程中的功率平衡和穩定性;提出一種改進型的準PR雙諧振控制方法對dq0軸諧波電流進行跟蹤控制,能夠同時控制2個相鄰的奇次諧波,在滿足控制精度的同時有效簡化了控制器。仿真結果表明,模型控制策略具有較高的精準度和快速性,且模型電路結構利用現有技術可方便實現,實用性較高。
3192-3198

改進廣義積分器在三相基波正序有功電流檢測中的應用

摘要:在低壓配電網中,四橋臂有源電力濾波器要求快速、準確地檢測基波正序有功電流,傳統的基于瞬時無功功率理論的i_p-i_q和FBD(Fryze-Buchholz-Dpenbrock)檢測法通過采用鎖相環和低通濾波器來實現,這會增加算法的復雜度,并導致較大的檢測延時。提出一種基于改進廣義積分器的三相基波正序有功電流檢測算法。首先,根據廣義積分器的選頻特性,在傳統的基波正序檢測方法基礎之上增加正負序分離運算模塊,構成基于改進廣義積分器的基波正序檢測方法;然后,運用該算法檢測電網電壓和電源電流的基波正序分量,并通過簡單投影運算,可以快速求得三相基波正序有功電流。該方法省略了低通濾波器環節,具有較強的抗干擾能力和頻率自適應性。實驗測試結果表明:該算法在電網電壓畸變和電網頻率波動時檢測出的三相基波正序有功電流的諧波畸變率均在2.0%以下,而且還具有較小的動態響應時間(15 ms)。
3199-3205
電網技術雜志自動化

應用智能電網統一數據模型的大數據應用架構及其實踐

摘要:數據融合與管理是智能電網大數據的應用基礎,文章研究了國內外數據融合工作現狀與不足,總結了建立統一數據模型的理論基礎、設計過程與方法論;提出了包含智能電網數據模型(SGDM)的完整數據倉庫架構,該架構可應用于多個電力業務領域;在實踐部分,以配用電應用為例,基于開源配網拓撲數據、美國加州舊金山地區氣象數據及用戶負荷仿真數據開展了數據庫表結構調優、統計分析與可視化展示方面的工作。在實踐過程中,建立了大數據應用體系的5級架構(數據源層、同步層、統一層、業務層與展示層),達到了低數據冗余度與高查詢效率之間的平衡點,并通過統一層的數據庫結構調優,進一步提升了分析效率。
3206-3212

基于大數據平臺的電網防災調度系統功能設計與系統架構

摘要:針對當前電網防災、減災、救災等工作中現有問題與不足,指出電網防災減災工作對大數據技術的需求,給出電力防災大數據的內涵,詳細設計了電網防災調度系統的主要功能與數據流程,分析了災害發生前、中、后3個時間段內的邏輯決策。系統面向調度決策人員、應急管理人員2類用戶群體,旨在提高電網防災應急過程中大數據信息的集成、共享、挖掘與可視化能力,增強各部門的協同決策與有效聯動,是當前流行的SCADA/EMS系統在防災應急方面的擴展與補充。提出的大數據軟件架構包括基礎設施層、數據源層、數據接口層、大數據平臺層和系統應用層,從系統建設、高級應用、系統安全3方面分析了系統建設的難點與關鍵點。最后通過2個典型場景分析了該系統在電網中的應用。
3213-3219

基于復雜事件處理的用戶需求響應性能實時監測分析

摘要:文章梳理了智能電網大數據流實時分析技術的發展趨勢,研究了具有流式計算與主動管理雙重特性的復雜事件處理(complex event processing,CEP)技術特點?;趯崟r數據分發服務(data distribution service,DDS)中間件設計了自動需求響應(automated demand response,ADR)系統與CEP實時監測服務的集成架構,給出CEP服務節點的功能組件與分析流程,論述了應用架構的互操作優勢。以用戶需求響應性能實時監測分析為案例,說明應用CEP實現用戶基線負荷與響應性能計算的關鍵技術,由ADR事件定義反映資源響應時序的上下文規則,設計用戶側監測事件模型與關鍵查詢算法。特別針對實時與增強歷史監測數據上下文的混合查詢算法,給出CEP引擎內部擴展設計與實現流程,并實驗驗證算法性能。應用CEP內嵌R算法實現快速統計計算。最后,建立原型系統與CEP實時分析算法的可視化仿真實驗,驗證了CEP應用的可行性。
3220-3227

網省地一體化電網運行方式可視化交互策略及實踐

摘要:PSD-BPA程序已在我國各級電力調度部門得到廣泛應用。針對其運行方式在網省地多級調度中以文本形式交互存在的流程控制困難、數據合并繁瑣、無法實現數圖雙向聯動等弊端,提出了一種可視化的網省地一體化電網運行方式交互策略。該策略以可視化地理接線圖集成平臺為基礎,構建電網設備參數與圖形單元的雙向關聯聯動,實現了運行方式的完全可視化制作。同時,采用閉環的方式下發與上報流程控制,通過基于數據分塊和網絡拓撲對比的網省協調以及差異化存儲的省地協調,實現了網省地運行方式的一體化交互。目前該策略已成功運用于云南電網月、年、3年等方式的交互制作,工作效率提升明顯。
3228-3235

基于廣域零序分布電壓特征的小電流接地選線方法

摘要:傳統小電流接地選線裝置準確性易受系統不平衡電流、電流互感器一致性差異等因素影響。為此提出一種基于廣域零序電壓分布特征的單相接地故障選線新方法。利用電網的分布參數模型分析得到了配電網發生單相接地故障后不同線路零序電流的分布特征,并據此歸納、推導了配電網不同接地方式下的零序電壓的沿線分布特征。由于故障線路與健全線路間零序電壓的分布特征存在差異,文章構造了故障測度因子作為選線判據,并通過引入能夠描述故障與健全線路差異度、健全線路相似度的相對故障測度矩陣和投票機制來減小故障距離、過渡電阻和脫諧度對選線結果的影響,從而提高選線結果的可靠性。利用PSCAD建立了符合配電網線路分布參數特征仿真模型,仿真計算結果表明,在不同的接地方式、故障距離、過渡電阻和較小的脫諧度情況下,該方法均能正確選出故障線路。
3236-3242

一種單端注入-多端檢測的配電網故障分支判定方法

摘要:配電網分支繁多,若要完全確定故障所在位置,不僅需要知道故障距離首端的距離,還要對故障的分支進行準確有效的判斷。在基于線模行波突變的行波測距方法測得故障距離的基礎上,根據零模入射行波在故障點處會同時產生零模和線模折反射波的特點,提出了一種單端注入–多端檢測的配電網故障分支判定方法。該方法利用線模行波到達首端的時間計算故障距離,并結合線模行波和零模行波到達主干線末端或二級分支末端的時間差協同判斷故障所在分支。應用(power systems computer aided design,PSCAD)對不同分支的故障進行仿真實驗,結果表明應用此方法判斷故障分支的準確率較高。
3243-3249
電網技術雜志高電壓技術

全火焰條件下植被燃燒特征量對導線-板間隙擊穿特性的影響

摘要:近年來,輸電線路走廊山火頻發嚴重威脅電網的安全穩定運行。選取了山火條件下易引發線路跳閘的典型植被,對其燃燒特性和全火焰條件下導線-板間隙的交直流擊穿特性開展了試驗研究,并提取了熱釋放速率、火焰溫度、高度和電導率等燃燒特征量,分析了燃燒特征量對全火焰條件下間隙擊穿特性的影響機制。結果表明,不同植被類型火焰對間隙擊穿特性的影響差異較大,尤其在杉樹枝火焰下,導線-板間隙的工頻擊穿電壓和直流正極性擊穿電壓分別下降為純空氣間隙的10%和6%左右;間隙擊穿電壓存在明顯極性效應,直流正極性下間隙的擊穿電壓低于直流負極性;植被火焰的電導率是間隙絕緣強度下降的主要原因,其次為熱釋放速率和火焰高度,火焰溫度的影響較小。
3250-3257

直流接地極對埋地金屬管道影響的電路模型及應用

摘要:隨著我國對能源需求的快速增長以及土地資源的日益緊張,直流輸電工程與油氣管道相鄰不斷增多,直流輸電工程對埋地金屬管道的電磁影響問題日益突出。針對管道上的防腐和保護措施,通過分析這些措施對管道作用的機理,建立了管道防腐層、局部接地裝置、絕緣接頭、犧牲陽極和強制陰極排流裝置的電路模型,并通過矩量法和電路相結合,建立了考慮管道各種措施的直流接地極對埋地金屬管道影響的電路模型和計算方法,通過計算結果與CDEGS計算結果及工程實測結果的對比,驗證所建模型和相應算法的正確性。通過仿真計算,初步分析幾種管道保護措施對管道管地電位的影響。管道上不同的措施對管道的影響不同,就減弱直流輸電工程對管道的影響而言,強制陰極排流裝置的主要作用是減弱管道的腐蝕,對降低管道的管地電位效果有限。
3258-3264

基于多分辨高階奇異譜熵分析的局部放電信號特征提取

摘要:局部放電信號特征提取是電力設備絕緣缺陷模式識別和故障診斷的關鍵步驟。奇異譜熵分析(singular spectrum entropy analysis,SSEA)理論研究了局部放電信號的復雜性和無規則程度,但無法充分反映信號內在非線性特性。使用局放信號4階累積量切片代替SSEA的協方差矩陣,并引入集合經驗模態分解理論(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)實現方法多尺度化,提出了局部放電信號多分辨高階奇異譜熵分析(multi-scale higher order singular spectrum entropy analysis,M-HSSEA)方法。通過分析仿真局放信號,該方法提取的熵特征向量能夠有效提高噪聲抑制能力,并且增強了相空間重構參數魯棒性。在戶外變電站環境中設計了3種典型局部放電缺陷,運用該方法求取特高頻信號熵特征向量并使用RBF神經網絡進行分類,獲得了較高識別正確率,從而驗證了文中方法有效性及適用性。
3265-3271

用于局部放電模式的深度置信網絡方法

摘要:氣體絕緣電器(gas insulated switchgear,GIS)內部絕緣缺陷產生的局部放電(partial discharge,PD),特征表現較復雜,分散性大,易受運行環境影響,而基于PD統計特征模式識別的傳統方法,特征量選取主觀性較強,且容易丟失部分特征信息,尤其對自由金屬微粒類型缺陷識別率較低。因此,提出了一種基于深度置信網絡(deep belief nets,DBN)的GIS設備內部PD模式識別方法,DBN能從數據中自主學習出高階特征,避免了特征量選取的主觀影響,能較好識別自由金屬微粒類型缺陷,且識別用時遠低于支持向量機(support vector machine,SVM)和BP神經網絡(back propagation neural networks,BPNN)算法,作為對GIS設備PD模式識別的新方法具有一定的實用價值。
3272-3278

特約主編寄語

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。近年來,隨著經濟社會發展進入新常態,能源與電力需求增長空間有限,加上我國節能減排目標壓力依IEt較大,能源領域的供給側改革勢在必行。能源與電力領域的供給側改革,其關鍵要素之一是能源資源的有效匹配。通過能源革命、電力體制改革等重大能源戰略轉型,以及能源互聯網等關鍵技術革新,促進綜合能源供應與消費系統的轉型升級,從而實現能源供需的匹配和信息交互響應。因此,能源與電力供給側改革是從戰略層到技術層的縱向“鏈式革命”,涉及能源與電力供給側改革的體系框架設計、多能互補利用、綜合信息采集和仿真以及能源供需雙側交互響應與控制等眾多前沿技術。而能源與電力供給側改革的實現,將給能源和電力工業帶來重大變革。
I0001-I0002

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