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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 2018年1期雜志 文檔列表

電網技術雜志特約專稿

柔性直流與直流電網仿真技術研究

摘要:模型等效性高、仿真規模大、實時化以及計算資源需求小,一直是電力系統仿真技術的發展目標。討論了柔性直流及直流電網的特點,結合實際工程經驗,從運行特性、等效建模、數值計算以及控制系統試驗等方面對柔性直流和直流電網的仿真技術進行研究。在上述研究的基礎上,指出柔性直流與直流電網仿真技術的發展方向是具有多時間尺度、多速率建模與變步長計算能力的數字仿真,以及具有全功能極控/閥控實驗能力的功率型數?;旌戏抡?。
1-11
電網技術雜志直流輸電與直流電網

直流電網聯網設備與控制策略研究綜述

摘要:直流電網的控制策略是保證其穩定運行的關鍵,而聯網設備是實現其控制策略的主體。相對于多端直流系統,直流電網拓撲結構和電力電子設備的復雜度提高,這對其控制策略提出了新的要求。首先歸納了直流電網的定義并給出典型拓撲,分析了直流電網各聯網設備的功能,并總結了直流電網的技術特點,由此提出對其控制策略的要求。然后結合直流電網聯網設備的特性,分別總結了直流電網基本控制策略、潮流優化控制策略和故障控制策略等關鍵問題的國內外研究進展。最后在此基礎上提出了直流電網控制策略方面亟待研究的一些問題,為未來的研究工作提供參考。
12-24

基于廣域量測的多直流饋入/饋出電網穩態頻率控制策略研究

摘要:針對多回高壓直流饋入、饋出電網,提出了一種基于廣域量測數據的系統擾動后穩態頻率預測算法,該算法對系統發電機調速器方程、負荷靜態模型方程和系統網絡方程進行線性化處理,同時考慮到多回高壓直流的緊急功率支援量,能快速預測出系統擾動后的穩態頻率。針對預測結果,該文設計了基于多回高壓直流的最優頻率穩定控制策略,該策略利用非線性優化方法,考慮了本區域電網各節點電壓穩定約束以及各互聯電網頻率波動約束,能快速得到各條直流參與系統頻率穩定調節的最優緊急直流功率支援量。最后在機電暫態軟件PSS/E中,以改進的IEEE 50機系統為例,通過仿真分析,對該文方法的預測結果以及優化結果進行對比驗證,證明了所提出方法的正確性和有效性。
25-33

多端柔性直流接入對交流系統功角穩定性的影響

摘要:針對多端柔性直流電網(multi terminal direct current network based on voltage source converter,VSC-MTDC)接入對交流電力系統小干擾功角穩定性影響的問題。通過建立交直流混聯系統的線性化互聯模型,采用分解的思想得到了VSC-MTDC接入主要在2個方面影響交流系統小干擾功角穩定性:一是改變了交流系統的潮流,二是與交流系統的動態交互作用。采用阻尼轉矩分析的結果表明:交直流系統之間動態交互的影響一般很小,直流系統接入主要是改變了交流系統的潮流,可等效為恒功率源進行研究。針對"潮流"部分的影響,進一步分解為直流電網的注入功率和接入地點2個部分,提出并研究了以下2個猜測:1)輸入功率變化等效于發電機出力改變,二者對交流系統小干擾功角穩定性的影響是一致的;2)直流電網接入地點在平衡機附近時對交流系統小干擾功角穩定性造成的影響是較小的。以新英格蘭系統為例,通過計算和仿真演示驗證了上述猜測,并可借此避免多端柔性直流電網接入對交流電力系統小干擾功角穩定性的不利影響。
34-40

直流微電網DC/DC雙向換流器時間-狀態協調最優控制

摘要:高比例新能源接入的直流微電網已經成為研究的熱點之一。針對直流母線電壓控制問題,首先基于反饋線性化的方法對DC/DC雙向換流器在升壓和降壓兩種工作模式下分別進行了非線性建模,并分析了非線性系統一階零動態的穩定性。然后針對所建立的非線性數學模型,提出了一種應用于DC/DC雙向換流器的時間-狀態協調最優控制策略。該控制策略分別選取時間最短和二次性能最優為性能指標,設計了時間最優控制器和最優狀態調節器。為進一步實現兩種控制器間互補協調,基于模糊控制理論引入自適應權重系數,以協調兩種控制器間分配的比例,從而實現兼顧狀態轉移時間和狀態調節過程雙重優化目標的目的。最后,在MATLAB/SIMULINK中搭建了直流微電網仿真模型,驗證了所提控制策略的有效性和可行性。
41-47

直流微網接地方式及新型保護原理

摘要:伴隨著新能源的推廣和直流負荷的普及,直流微網因其具有提高分布式電源消納效率的天然優勢,契合未來電網環境清潔化、運行智能化的發展趨勢,受到了廣泛的關注和研究。在有關直流微網的眾多研究方向中,接地方式的選取決定了接地故障特征,從而影響到保護方案的選擇與整定,但學術界對直流微網接地的研究仍處于起步階段。作者將通過對比多種接地方式的優缺點、應用價值、經濟性等因素,選擇最優的接地方案,在此基礎上,設計在大過渡電阻接地故障的情景下仍能可靠動作的保護判據,并通過電阻限流器的接入消除保護死區。最后將設計一種橫聯保護原理,分析該保護方案在各種網絡結構和不同故障位置時的適用性,并通過仿真驗證保護方案的有效性。
48-55

直流固態變壓器控制技術研究

摘要:為解決作為中壓直流配網與低壓直流微網互聯設備的直流固態變壓器(DC solid state transformer,DCSST)子模塊均壓均流問題,同時實現微網直流母線電壓的穩定控制及靈活雙向功率運行能力,提出了一種以DCSST輸出電壓穩定為主控制環,輸入電壓均衡為附加控制環的雙環解耦控制策略。針對其輸入串聯輸出并聯(input-series output-parallel,ISOP)結構及隔離型雙向DC/DC變換器(isolated bidirectional DC/DC converter,IBDC)移相控制原理,對DCSST進行統一建模,并通過對其小信號線性模型及傳遞函數的推導,分析了兩控制環路之間的解耦條件。仿真與實驗結果表明,在所提出的控制策略以及控制參數下,DCSST雙向功率運行時輸出電壓穩定與輸入電壓均衡控制效果良好,同時,各IBDC模塊采用交錯控制可有效減小輸出電流紋波。
56-64

基于試驗數據的6250A換流閥逆向校核分析

摘要:±800k V/6250A特高壓直流輸電工程輸電電流從5000A提升至6250A對換流閥關鍵零部件的熱特性、電氣特性等均提出了新的要求,給換流閥關鍵零部件的研制帶來巨大的挑戰。為保證6250A換流閥滿足直流工程設計要求,提出了一種基于試驗數據的6250A換流閥逆向校核方法。通過試驗數據建立換流閥關鍵元器件電氣仿真模型,保證模型的精確性;同時,開展組件研發試驗,重點考核了在最嚴酷工況下換流閥所有性能是否具備充足的設計裕度;最后通過仿真和試驗結果對比,逆向校核6250A換流閥可靠性,保證了直流工程順利實施。
65-71

混合式高壓直流斷路器型式試驗及其等效性評價

摘要:混合式高壓直流斷路器型式試驗的目的是檢驗斷路器的功能性是否滿足設計要求?;旌鲜礁邏褐绷鲾嗦菲餍褪皆囼炘O計及試驗等效性評價原則展開研究。首先基于斷路器工作原理和運行工況并通過斷路器PSCAD/EMTDC器件級運行數字仿真模型解析了分斷過程和換流過程相關應力特性和影響因子,然后在應力分析的基礎上提出了斷路器型式試驗關鍵項目,最后提取了混合式高壓直流斷路器型式試驗等效性評價方法的核心,即具備工程實踐意義的斷路器應力等同關鍵參數。文中建立了基于整機應力和部件應力核心參數以及核心參數之間獨立性和相關性聯系的等效性評價方法,該方法能夠正確評估斷路器型式試驗的等效性。
72-78
電網技術雜志電力市場

邊緣計算在電力需求響應業務中的應用展望

摘要:電力自動需求響應業務的快速發展,引入了大量的智能終端,在云端進行集中式管理對IT基礎設施提出了過高的要求。提出了一種將邊緣計算技術應用于自動需求響應業務的設想,并基于歐洲電信標準化協會提出的邊緣計算框架,依據IEC 62939智能電網用戶接口的標準劃分,設計了自動需求響應邊緣計算(automated demand response edge computing,ADR-EC)節點的分層架構模型。分別給出了ADR-EC節點的功能層、信息層、通信層設計方案及應用示例,最后結合自動需求響應業務的發展剖析了未來邊緣計算大規模應用所面臨的問題與挑戰。
79-87

考慮多種用戶價格機制下的綜合型能源售電公司購電競價策略

摘要:自新一輪電力市場改革以來,售電公司在國內迅速興起,而其如何參與電力市場競價購電獲取最大利潤成為核心問題之一。結合能源互聯替代背景,研究了多種用戶價格機制下的綜合型能源售電公司參與市場競價購電的策略問題。首先介紹了綜合型能源售電公司的結構、運作、對用戶實行的售電價格機制和其參與電力市場競價的流程;然后研究了參與電力市場競價購電過程中的重要部分:綜合型能源售電公司支付函數的模型,為獲得其最優競價策略奠定基礎;最后運用粒子群算法對算例進行仿真求解,分析了各種用戶價格機制、能源替代模式與競價策略之間的關系,得出綜合型能源售電公司參與市場競價購電的最優策略。
88-95

基于不確定性測度的居民小區電動汽車充電分時電價制定策略

摘要:針對電力市場條件下,電動汽車響應分時電價的不確定性而導致的居民負荷隨機波動加劇等問題,提出了基于不確定性測度的居民小區電動汽車充電定價策略。首先,引入價格彈性系數定量描述考慮電動汽車對分時電價的響應概率,建立電動汽車充電負荷動態概率模型。其次,引入熵和越限概率對負荷動態概率波動進行測度,在保證居民小區變壓器期望過載時間不越限的前提下,以電動汽車代理商的期望收益最大為目標建立定價策略模型。再次,采用雙層粒子群優化算法對定價策略進行優化求解。最后,以某居民小區為例進行仿真研究,結果表明,所提出的定價策略不僅能保證代理商收益的增加,而且能夠有效減小居民小區內各時段變壓器過載運行的風險,降低居民小區內總負荷波動的不確定性。
96-102

基于風火網非合作博弈的電力市場均衡模型

摘要:以市場的手段調整能源結構,從供給側尋求風電消納的有效解決方案,已經成為國內外學者的共識,而保障各參與方的合法利益,提高風電消納積極性,是方案能否落實的關鍵。構建了基于納什均衡的風火網三方非合作博弈模型,詳細分析了影響各博弈方效用的主要因素,提出了分散的點模式和鏈聚的網模式兩種交易狀態。分析結果表明,電網公司收取風火交易的服務費用、風電場對富余電量的報價和電網公司對火電廠的協議罰金均會對交易模式產生影響;而政府對風電的補貼、風電場的發電成本和電網公司的平均電成本僅會影響風、火電廠和電網公司的效用值,并不會影響三方博弈納什均衡點的分布。
103-109

風電商與DR聚合商聯營對電力市場競爭的影響

摘要:風電出力具有較強的隨機波動性,風電與儲能、需求響應(demand response,DR)等資源聯營有助于緩解風電并網對電網的不利影響?;诠杨^競爭博弈理論,研究風電商與DR聚合商合作聯營參與電力市場競爭對市場均衡結果的影響。采用場景削減技術計入風速不確定性,建立了考慮風電商和DR聚合商聯營參與電力市場競爭的多時段隨機均衡模型。算例分析驗證了模型的有效性和合理性,并表明與無DR資源情況相比,風電商與DR聯營時傾向于在電價較高時段增加投標電力,而在電價較低時段減少投標電力,從而可以減輕市場電價的波動。同時風電商與DR聯營有助于減少風電商的投標出力偏差,且風電商與DR聚合商都會有動機通過合作聯營參與市場競爭。
110-116

新電改背景下基于多屬性決策的電力客戶評估和選擇研究

摘要:在售電側放開背景下和售電市場的巨大利潤的驅動下,售電主體之間競爭異常激烈,如何科學地指導售電主體選擇優質客戶、降低運營風險,從而推動售電市場健康、有序發展是亟待解決的問題。為此,提出一種基于多屬性決策的電力客戶評估模型,首先通過分析電力客戶特性和售電主體利益需求構建合理的電力客戶評估指標體系;然后根據數據類型特點提出一種層次分析法與改進熵權法相結合的組合賦權方法,綜合考慮了專家經驗和指標數據的客觀信息,解決了不同類型數據信息融合的問題;此外,為了克服逼近理想解排序法存在的逆序和歐式距離計算相對貼近度不合理的缺陷,提出一種包含絕對理想解和"垂面距離"的電力客戶排序策略,以提高該模型排序的準確性。最后基于產品生命周期理論模擬售電市場的導入、發展和成熟3個階段,并通過電力客戶實際數據進行算例分析,根據算例結果為售電主體在售電市場發展的不同階段提供電力客戶選擇建議,驗證了評估模型的有效性。
117-125
電網技術雜志特高壓輸電技術

特高壓交直流接入下山東斷面輸電能力提高措施

摘要:近年來在華北電網已建和將要建成多個與山東相關的特高壓交直流工程,首先介紹了華北—山東電網輸電斷面的網絡演化與發展進程,研究了山東斷面演化發展的各個階段的輸電能力,然后詳細研究了各個階段華北—山東交流斷面輸電能力的影響因素,主要包括元件熱穩約束、輸電斷面靜穩極限、受端電壓支撐能力和多饋入短路比等,在此基礎上提出了提高山東斷面輸電能力方法并進行了驗證。
126-132

特高壓直流換流站選相合閘裝置現場參數整定及測試方法

摘要:介紹了特高壓直流換流站選相合閘裝置的基本原理,分析了理想合閘時刻、斷路器機構離散特性以及合閘不同期等因素對選相合閘性能的影響。在此基礎上,提出了選相合閘裝置的整定原則;針對目前特高壓直流換流站選相合閘裝置還缺乏足夠有效現場試驗手段和方法的問題,提出了一種通過將繼保測試儀輸出電壓、電流與一次開關、選相合閘裝置及站內故障錄波裝置串聯并實際帶選相合閘二次控制回路試驗的,不需增加硬件成本的選相合閘裝置性能及二次回路現場試驗方法。祁韶(酒湖)±800k V特高壓直流輸電工程韶山換流站現場應用表明該方法有效、可行。
133-139

±800 kV特高壓直流穿墻套管地震模擬振動臺試驗研究

摘要:特高壓直流穿墻套管是換流站中的重要設備。為評估特高壓穿墻套管的抗震性能及地震作用下的響應特征,對±800 k V足尺仿真穿墻套管模型進行了地震模擬振動臺試驗研究。通過白噪聲掃頻試驗獲得了套管的動力特性。通過不同地震動輸入,研究了穿墻套管在不同地震動和加速度峰值輸入下的響應,獲得了穿墻套管關鍵位置的位移、應變及加速度響應。結果表明,在目標峰值地震動作用下,穿墻套管頂端位移及根部應力較大,外套筒與中間導電桿間的相對位移也較大。在對特高壓換流站穿墻套管進行抗震設計時,應注意與之相連的母線冗余度以減小母線對套管的牽拉作用,采取措施提高穿墻套管的應力安全系數,優化套管內部結構以限制其導電桿與外套筒的相對位移。
140-146
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

直驅永磁同步風電機組高電壓穿越技術研究與試驗

摘要:針對大容量直驅永磁同步風電機組的高電壓穿越問題,研究了電網電壓升高對全功率變流器母線電壓的影響;在風電機組不同的無功輸出情況下,分析了機組升壓變壓器阻抗對并網點電壓影響規律。在此基礎上,確定了電網高電壓故障下無功電流注入的原則,提出了基于變流器動態無功控制的高電壓穿越控制策略,并從"高電壓判斷-高穿執行-高穿結束"3個方面分析了主控系統協調配合機制。在MATLAB中建立了2.5 MW直驅永磁風電機組的仿真模型,實現了風電機組高電壓穿越全過程動態仿真;利用電網高電壓發生裝置,在MW級直驅永磁同步風電機組上進行了高電壓穿越現場試驗研究,試驗結果表明理論與仿真分析的準確性及控制策略的有效性。
147-153

大規模風電并網下多區域互聯系統熱電綜合調度模型

摘要:風電出力的隨機性與波動性,進一步加劇了以燃煤發電機組為主的中國北方電網的運行調峰問題。我國北方地區同時存在著大規模的風電機組和高比例的熱電聯產機組,因而面對巨大的采暖需求和風電消納問題,傳統的調度運行方法難以應對。對此,提出大規模風電并網下多區域互聯系統的熱電綜合調度模型。模型以最小化多區域互聯系統期望總能耗為目標,考慮了風電的隨機性,利用A R M A(auto-regressive and moving average)模型和Monte Carlo方法模擬生成大量風電場景,并基于場景削減技術得到具有較好代表性的有限場景集合。同時,模型打破"以熱定電"的傳統熱電機組調度方法,并根據熱能無法遠距離傳輸,進行熱電分區,將熱能就地平衡,并考慮多區域互聯的聯絡線約束,利用混合整數規劃得到各場景下各類型機組及熱電設備的日運行情況,由此分析熱電綜合調度模型對風電消納做出的貢獻。算例分析驗證了所提模型與算法的有效性和實用性,可為我國多能互補產業的發展提供借鑒。
154-161

計及不確定性因素的家庭并網風-光-蓄協同經濟調度優化方法

摘要:考慮風電、光伏出力和負荷等不確定性因素以及實時電價對家庭并網風-光-蓄發電系統優化調度的影響,構建了計及用戶售電收益、購電成本、政府補貼、運行維護費用和分布式電源投資建設成本的家庭并網風-光-蓄發電優化調度模型。并提出一種結合拉丁超立方采樣、場景縮減法以及自學習差分算法的優化方法對所提模型進行求解。該方法首先根據風、光、荷預測誤差概率分布采用拉丁超立方采樣方法生成大量樣本,并采用場景縮減法對所生成的樣本進行縮減。其次,針對標準差分算法在迭代后期所可能出現的"聚集"現象導致容易陷入局部最優的問題,提出一種融合自學習選擇操作和縱向交叉操作的自學習差分算法,對所提模型進行全局尋優,得到各場景對應的最佳決策方案。最后,結合典型算例進行仿真研究,結果表明所提模型和方法具有較強的可行性和有效性。
162-169

考慮氫能-天然氣混合儲能的電-氣綜合能源微網日前經濟調度優化

摘要:在可再生能源滲透率的快速增長背景下,構建電-氣綜合能源系統具有重要的經濟和環保意義。傳統電-氣綜合能源系統模型對電轉氣(power to gas,P2G)過程處理過于簡化,且環保效益考慮不充分。在電-氣綜合能源系統中,提出帶有中間緩沖環節的P2G實現系統—氫能-天然氣混合儲能系統(hydrogen-gas energy storage system,HGESS),將P2G過程細分為電轉氫和電轉天然氣,并分別與燃料電池和微型燃氣機形成高效型和能量型兩階段電-氣-電的能量閉環流動圈。然后將HGESS與微網結合,提出計及P2G過程能量轉換損失和環境成本的日前經濟調度優化模型。算法中分別采用分段線性化和二階錐松弛方法,對電網潮流和天然氣網絡潮流非線性邊界做線性化處理。最后在算例中采用高、低風電并網滲透率兩種場景,結果證明所提HGESS在高、低滲透率下的電-氣綜合能源系統都具很好的經濟性和環保性,具有廣闊的應用前景。
170-178

基于能源集線器的微能源網能量流建模及優化運行分析

摘要:討論了微能源網的概念,提出了全新的子能源集線器建模結構,包括集電器,集熱器和集冷器;該結構考慮了儲電、蓄冷、儲熱3種儲能裝置,可以實現能量的匯集、分配及存儲;對能源集線器進行了詳細的建模,并總結給出了廣義儲能裝置的通用模型;提出一種實時電價模型,并以此建立需求響應模型;綜合考慮微能源網能耗成本和環境成本,建立了微能源網的優化調度模型,計算分析了不同場景下微能源網中電、熱、冷、氣能源的優化調度結果,對提出的建模方法及優化調度模型的合理性和實用性進行了驗證。
179-186

基于統計學方法的微網混合儲能容量優化配置

摘要:混合儲能系統是微網中平抑功率波動的關鍵組件,為微網配置適當的儲能容量可有效提高系統的經濟性。提出了混合儲能系統容量優化配置的一種統計學方法。該方法提出了基于頻譜分析的功率分配策略,并與頻率滯環控制相結合。功率分配策略協調蓄電池和超級電容器的運行,改善了蓄電池的運行環境;頻率滯環增加了蓄電池的使用壽命。該方法還探索了超級電容器、蓄電池的容量配置子算法。此外,對統計模型進行蒙特卡洛仿真,獲得了混合儲能系統的容量概率分布,確定了不同累計概率水平下的混合儲能系統的容量。仿真結果驗證了所提方法的合理性和經濟性。
187-194

主從控制微電網的動態區間潮流計算

摘要:區間潮流是不確定參數為區間的潮流分析方法,只需知道不確定量的上下界。對主從控制微電網進行動態區間潮流計算,為避免傳統區間潮流算法的區間迭代過程,提出一種新型區間潮流計算方法。首先結合區間數與仿射數,建立仿射泰勒區間擴展函數模型。再在建立間歇性DG裝置有功出力動態區間的基礎上,建立主從控制微電網的仿射區間潮流模型,提出基于仿射泰勒區間擴展函數的區間潮流法得到潮流解的動態區間,該方法實現了區間運算與迭代運算的解耦,可減少區間運算量及提高收斂性。最后,通過改造的微電網系統的仿真算例,驗證所提方法的正確性和有效性。
195-202

一種適用于孤島運行的逆變器控制方法

摘要:分布式電源主要通過逆變器接入微電網,逆變器控制技術在微電網中具有重要地位。下垂控制可以自動調節功率且靈活性強,在微網協調控制中得到了廣泛的應用。提出了一種新型下垂控制方法,該方法對傳統下垂控制的電壓電流控制環、功率控制環2個環節進行改進,即:對電壓電流控制環,加入了動態虛擬阻抗反饋,實現了有功功率和無功功率的解耦,從而保證了逆變器輸出阻抗與線路阻抗相匹配;對功率控制環,除了構造了積分環節以提高系統穩態性外,還將頻率差值、電壓差值通過PI控制來修正下垂系數,以使系統能隨著系統運行情況而做自適應的調整,從而增強了頻率和電壓的動態穩定性。最后通過軟件仿真和硬件實驗驗證了所提控制策略的有效性和可行性。
203-209

光伏-蓄電池聯合供電水泵系統用集成式單管DC/DC變換器

摘要:提出了一種用于光伏-蓄電池聯合供電水泵系統的Buck+開關電感Buck-Boost集成式單管DC/DC變換器,分析了該變換器在不同工作模式下的輸出電壓調節能力;探討了前級電路采用脈沖頻率調制(pulse-frequency-modulation,PFM)控制且工作在恒壓充電模式下時太陽能電池的穩定工作區;提出了基于PFM控制的最大功率點跟蹤(maximum power point tracking,MPPT)和蓄電池恒壓充電雙模式自由切換控制策略;給出了電感參數設計準則,以確保系統在整個光照、溫度和負載變化范圍內均正常工作;最后通過24 W樣機進行了實驗驗證。研究結果表明,該集成式變換器具有結構簡單、輸出電壓調節范圍寬、效率和可靠性高等優點。
210-219

含高比例戶用光伏的低壓配電網電壓控制研究綜述

摘要:戶用光伏的并網和利用對緩解當前的能源和環境危機具有重要意義,高比例戶用光伏并網所導致的電壓問題成為制約網絡消納的關鍵因素。闡述了含高比例戶用光伏低壓配電網中的電壓問題;介紹了基于電壓靈敏度分析的電壓控制原理;在此基礎上,綜述了低壓配電網中基于有功調節、無功調節、分接頭調節以及多設備協調的電壓控制方法;評述了以上方法的適用場景、優勢以及不足;總結了當前研究所面臨的挑戰并展望了低壓配電網電壓控制新趨勢。
220-229
電網技術雜志主動配電網關鍵技術研究與示范

主動配電網分布式無功優化控制方法

摘要:隨著配電網中分布式電源的滲透率不斷提高,配電網運行和控制面臨諸多新挑戰。集中式控制的成本高、通信要求高、可靠性差,不適應主動配電網的實際需求?;诜謪^協調控制和凸優化的思想,提出了一種主動配電網分布式無功優化控制方法。此方法以網絡有功損耗為目標函數,考慮配電網潮流方程約束、各節點電壓上下限約束和分布式電源無功出力上下限約束。以簡化的支路潮流方程將非凸的無功優化控制問題轉化成凸二次規劃問題,以物理分區的形式對凸二次規劃問題進行分布式計算求解。每個控制區域都配有一個獨立的控制器,每個控制器僅對所控制區域數據進行測量,并且只收集相鄰控制器的邊界協調信息,采用同步型交替方向乘子法進行分布式優化計算,得到各區域分布式電源的無功優化控制策略。最后以IEEE 33和IEEE 69系統為例,仿真計算結果驗證了該方法的正確性和有效性。
230-237

基于二階錐規劃的含分布式電源配電網動態無功分區與優化方法

摘要:分布式電源大規模接入所造成配電網電壓質量問題一直受到極大關注。針對分布式電源大規模接入所產生的局部區域電壓嚴重偏高問題,提出配電網動態無功分區的方法,構建了配電網無功優化模型。利用錐規劃對原優化問題進行了簡化并轉化為二階錐規劃模型。為解決求解難度大的問題,提出了考慮動態無功分區的求解方法??紤]不同無功分區的分布式電源接入特點和運行特性,構建電壓靈敏度矩陣,計算確定配電網節點電壓變化量,提出電容器組、靜止式無功發生器(statle var generator,SVG)等無功補償裝置的運行策略并優化其在各種運行條件下的無功功率值。分別以IEEE33節點和東莞地區某53節點的配電網為實例進行了計算,驗證了無功優化的二階錐規劃方法的適用性和可行性,分析了動態分區對配電網無功優化以及電容器組和SVG等無功補償裝置運行策略的影響。
238-246

考慮可控光伏系統概率模型的主動配電網日前優化調度

摘要:針對含可控光伏主動配電網的日前調度問題,采用合適的功率控制策略使DC-DC變換器和DC-AC并網逆變器實現有功無功解耦控制。通過仿真探索計及有功可控能力的光伏發電系統的概率特性,得到有功參考值與其累積密度函數、均值之間的關系。進而考慮機會約束,設計能計算儲能系統充放電次數的約束,建立以配網企業運行成本最小化為目標的有功無功協調的主動配電網日前優化調度模型。將非凸約束松弛,利用二階錐規劃方法求解確定性優化步驟,加入割集重復優化保證松弛為緊。結合基于隨機響應面法的概率潮流方法檢驗機會約束,最終得到考慮光伏可控性的滿足全部機會約束的效益最大化調度方案。算例結果驗證了上述模型和算法是正確性的,且能夠滿足安全經濟運行要求。
247-253

用于交直流配電網的模塊化多電平換流器分序補償控制策略

摘要:針對交直流配電網中三相負荷不平衡對電能質量的影響,提出了基于分裂電容式模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的分序補償控制策略,控制MMC,通過直流側電流補償負荷電流中的負序和零序分量,從而使電網只需提供正序功率,提高了交流側電能質量。同時,通過環流控制讓不平衡功率在相間橋臂之間分配,并利用子模塊儲能特性來吸收不平衡功率,從而確保直流側電能質量良好。對MMC直流側功率控制進行了分析,采用零序控制改善直流側電能質量,并對該控制下的子模塊電容電壓波動進行了評估。最后通過仿真和實驗驗證了控制策略的有效性。
254-261
電網技術雜志電力系統

全過程電壓穩定故障篩選和排序方法及輔助決策

摘要:提出了全過程(機電暫態和中長期)電壓穩定故障篩選和排序方法。中長期電壓失穩的可能性不可忽視,但是中長期分析難以應對大量故障。為了克服這一困難,通過靜態、暫態和中長期三個分析階段進行嚴重故障的篩選和排序。首先利用靜態和暫態分析手段從預想故障集中篩選出可能導致中長期電壓失穩的故障,再利用中長期分析手段針對這一部分故障進行校核?;趯嶋H電網對所提方法進行了測試,靜態分析階段有效篩選出了功率裕度較低的故障;暫態分析階段篩選出了少量導致過勵和電壓穩定裕度較低的故障;中長期分析階段從中篩選出了中長期電壓失穩故障;針對電壓失穩故障,在關鍵節點制定了輔助決策,實施后能夠使系統保持電壓穩定。
262-268

基于局部電壓穩定指標及復雜網絡理論的無功電壓分區方法

摘要:提出了一種局部電壓穩定指標與復雜網絡理論相結合的無功電壓分區方法。首先根據局部電壓穩定指標定義了新的電氣距離,利用層次聚類分析方法構建分區負荷內層;再以基于邊介數的社區發現方法對復雜網絡理論構建的無功傳輸網絡拓撲圖進行分區,構建分區外層;最后,以相應的劃分原則進行圖層疊加,實現電網分區。算例仿真結果表明了該方法的合理性與有效性。
269-275

大電網靜態穩定主導模式在線判別方法研究

摘要:隨著可再生能源的大規模并網,電網源側狀態隨機性增強,可能導致源側靜態功角失穩或負荷側靜態電壓失穩,在線識別出電網靜態失穩的主導模式對安全防控具有重要的指導意義。為此,首先基于兩節點系統推導源側和負荷側的功率極限,以此建立統一量綱的源側功角穩定裕度和負荷側電壓穩定裕度指標。然后,將原有面向負荷節點戴維南等值方法擴展至電源節點,完善了戴維南等值參數辨識方法的適用范圍,為量化對比分析靜態穩定的功角因素和電壓因素提供了新的思路。最后,比較系統運行中2個裕度指標的變化態勢,確定穩定的主導模式,并用仿真算例驗證了所提穩定主導模式識別方法的有效性。
276-284

電熱聯合系統最優潮流研究

摘要:電熱聯合系統發展迅速,電熱聯合優化可取得更大經濟效益。在分析實際熱網結構特點基礎上,結合熱力系統的水力模型、熱力模型,提出了計及熱網回水管網熱損失的熱力系統潮流計算模型。建立了熱力系統和熱電機組、電鍋爐等電熱耦合設備的運行約束條件以及含多分支輻射狀熱網的電熱聯合系統最優潮流模型。研究了跟蹤中心軌跡法求解該模型的計算方法與計算過程。算例計算以及與普通潮流對比分析表明,最優潮流可在熱源參數上下限范圍內優化選擇熱網運行控制參數,并優化發電機出力,故熱電聯合系統最優潮流運行時,具有更好的經濟性。
285-290

基于改進SLIQ算法及多粒度氣象信息匹配的短期負荷預測

摘要:短期負荷預測容易受到氣象等多種因素共同作用的影響,找到關鍵影響因素是提高短期負荷預測精度的必要手段。電力系統海量數據包含了巨量的運行信息,為挖掘有用信息,提高數據利用效率,提出了一種基于改進SLIQ算法及多粒度氣象信息匹配的短期負荷預測方法。采用改進的SLIQ決策樹算法對氣象負荷信息進行聚類,提取同等氣象條件下決定負荷波動的關鍵因素。由動態靈敏度方法建立短期負荷拐點預測模型,再由熵權法選擇最佳預測參考日并預測曲線拐點,并在此基礎上提出多粒度氣象信息匹配算法進行負荷曲線預測。通過對我國南方某地區的多季節負荷進行仿真預測,計算結果表明在任意氣象條件下曲線預測精度均能滿足電網要求,證明了所提方法的正確性及普適性。
291-300

基于元胞負荷特性分析的RBF神經網絡空間負荷預測方法

摘要:針對元胞歷史負荷數據的特點,結合RBF神經網絡在非線性擬合方面的優勢,提出了一種基于元胞負荷特性分析的RBF神經網絡空間負荷預測方法。該方法以元胞的歷史負荷數據為基礎,橫向從元胞的年歷史負荷特性入手,描述各元胞年負荷峰值段的發展趨勢;縱向從元胞日最大負荷出現的時刻入手,刻畫峰值時段的最大負荷數據群。在充分地考慮元胞負荷的季節特性、雙峰特性和轉移特性對空間負荷預測精度影響的基礎上,構建出一種合理的峰值時段最大負荷數據群的雙向選取模型。然后采用RBF神經網絡對所選取的最大負荷數據群進行訓練和預測,進而得到目標年各元胞的年最大負荷預測值。工程實例驗證了該方法的實用性和有效性。
301-307

基于改進FastICA及偏最小二乘法的系統諧波阻抗估計

摘要:系統諧波阻抗的精確估計可用于合理區分系統與用戶的諧波污染責任。提出一種基于改進快速獨立成分分析(Fast ICA)及偏最小二乘法的系統諧波阻抗估計方法?;诠策B接點處的諧波電壓和諧波電流數據,采用基于修正的三階收斂牛頓迭代的Fast ICA算法實現混合信號的分離,相比傳統二階牛頓迭代提高了算法收斂速度;其次,基于解混出的變量,采用偏最小二乘法進行主成分分析求得混合系數,降低了解混變量之間的弱相關性帶來的計算誤差。最后依據系數間的線性關系計算系統諧波阻抗。仿真和實際案例分析表明,所提方法的系統諧波阻抗估計結果相比現有方法精度更高。
308-314

氣象數據驅動的架空線路載流動態定值分析

摘要:架空線路傳統的靜態熱定值采用固化的、苛刻的氣象參數組合計算一成不變的線路最大熱載流量,計算結果往往偏于保守。為此,采用氣象數據驅動的統計分析方法,將全年恒定載流量轉換為季節或月份載流量,縮短熱定值的時間尺度。通過運行環境下實際氣象數據的統計分析,實現氣象數據驅動的架空線路載流的動態定值?;贑IGRE標準熱平衡方程,采用控制變量法識別影響線路熱定值結果的關鍵氣象參數;進而對關鍵氣象參數的歷史數據進行統計分析,確定不同置信水平、不同時間尺度(按月、按季度和按年)氣象數據子集內的氣象參數閾值,通過各參數閾值計算相應時間尺度下的熱定值;并利用當前運行年度的實際氣象數據對各時間尺度定值結果進行運行風險評估。結果表明,根據電網允許的運行風險可方便地確定合適的氣象參數置信水平和相應的熱載流定值,基于氣象數據驅動的架空線路熱定值有效地挖掘了線路的熱載流能力。
315-321

一種基于改進單相Y源逆變器的功率解耦方法

摘要:基于改進單相Y源逆變器,提出了一種新型功率解耦方法。由于二倍頻功率紋波的存在,會在單相逆變器直流母線側產生電壓和電流紋波。通常情況下,會在全橋逆變器的直流側并聯大容量電解電容來實現前后級功率解耦。然而,電解電容體積大、壽命短,會影響光伏系統的可靠性和壽命。因此,利用改進Y源逆變器來實現功率解耦,該方法只需要分別在全橋中點和兩個橋臂之間增加一個解耦電容。同時對應的控制策略確保在不影響負載電壓的情況下,功率波動完全轉移到兩個解耦電容上。最終,搭建了一臺基于TMS320F2812的200W的實驗樣機來驗證所提功率解耦方法的有效性。
322-329

電網電壓不平衡情況下三相并聯型PWM整流器的控制策略

摘要:電網電壓不平衡情況下的并聯型PWM整流器控制策略是保證其安全穩定運行的關鍵技術。傳統控制算法存在坐標變換運算量大、控制結構復雜、直流母線電壓波動以及電網電流畸變等問題,為此提出了一種基于靜止坐標系下的并聯型PWM整流器控制策略,建立了電網電壓不平衡情況下的數學模型,給出了抑制正序、負序和零序環流的基本原理,提出了直流電壓外環采用比例積分諧振控制器和網側電流內環采用比例反饋諧振控制器來消除直流母線電壓波動和網側電流諧波的控制方法,給出了PWM整流器并聯運行的整體控制框圖,設計了比例反饋諧振控制器參數。最后,通過仿真軟件進行了仿真研究,仿真結果研究了所提出算法的可行性和有效性。
330-337
電網技術雜志自動化

一種配電線路單端全線速動保護方案

摘要:不依賴電源特性,僅和線路拓撲有關的單端量全線速動保護是改善目前配電網薄弱保護配置的重要方案。針對配電線路多分支、損耗大的特點,設計了一種穩態分布補償、暫態故障識別的邊界元件,并基于邊界元件提出了一種配電線路單端量全線速動方法。在配電線路各母線處并聯電容作為邊界元件,利用其對階躍故障行波的反射作用,通過小波分析提取區內外故障時電壓時域暫態能量差異,并綜合故障前后電流幅值特點,實現全線速動保護方案配置。PSCAD仿真結果表明,該方法能夠快速可靠的識別配電線路區內外相間故障,具有較高的耐過渡電阻能力;且邊界電容值越大,越有利于區內外故障的識別,但電容的選取仍需考慮電網運行要求、經濟性等因素的影響。
338-345

基于距離權重向量優化模型的虛端子自動連接方法

摘要:為了區分傳統的變電站電纜連接,虛端子的概念被提出來。虛端子連接是智能變電站二次設計的主要內容。當前虛端子連接以人工方式為主,工作量很大且容易出錯,對智能變電站的安全運行造成隱患。提出了一種基于距離權重向量優化模型的虛端子自動連接方法,實現虛端子的自動連接。該方法基于編輯距離定義了虛端子連接的相似度,并通過虛連接的樣本數據建立優化模型,同時采用粒子優化算法計算距離權重向量,使編輯距離相似度能夠適應各個廠家生產的設備。最后,基于相似度對2個待處理的IED(智能電子設備)中的虛端子進行匹配,同時給出了匹配的可信度。算例結果表明,該方法可準確實現虛端子的自動連接,有效減輕變電站建設的工作量,提高虛端子的設計質量。
346-352

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