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文獻檢索:
  • 基于標準化金融交割曲線的現貨市場建設路徑設計
  • 中國新一輪電力體制深化改革正如火如荼地開展,加快建設電力現貨市場已成為后續的重要任務。基于中國現貨市場建設存在的眾多現實制約因素,探討了目前建設現貨市場的核心目標與模式選擇問題,從"發用電雙方競爭關系形成"的角度出發,設計了電力現貨市場的"三階段"建設路徑,提出了一整套中長期交易電量在現貨市場上的執行、分解與結算方法。所提出的路徑設計有利于抓住現貨市場建設的核心目標快速起步,實現現貨市場與中長期電量交易的兼容與協調運行。最后,從用戶側和發電側兩端分別對所提出的市場機制給出了算例分析,并分析了不同用電行為的市場主體的結算特點,體現了該結算方案有利于用戶響應系統調峰需求,實現激勵相容的資源優化配置的特點。
  • 利用暫態能量流的超低頻振蕩在線分析與緊急控制方法
  • 發電機原動系統阻尼轉矩系數為負是導致超低頻頻率振蕩的重要原因,退出負阻尼機組的一次調頻可增加系統阻尼平息振蕩,因此緊急控制的關鍵是在線評估機組原動系統阻尼。文中提出了利用暫態能量流的超低頻頻率振蕩在線分析與緊急控制方法,將低頻振蕩分析中的暫態能量流法拓展應用至超低頻頻率振蕩分析,證明了能量流法與阻尼轉矩法在分析原動系統阻尼時的一致性,根據現有廣域測量系統數據情況,提出了原動系統阻尼轉矩系數的在線評估方法,以及超低頻頻率振蕩緊急控制的流程。仿真結果驗證了文中方法的有效性,為超低頻頻率振蕩的在線防控提供了技術手段。
  • 微電網孤島運行混合儲能自適應控制策略
  • 蓄電池/超級電容器混合儲能系統綜合了超級電容器高功率密度和蓄電池高能量密度的優勢,是儲能技術未來發展方向之一。針對平抑微電網直流母線電壓波動的應用需求,研究了蓄電池/超級電容器混合儲能系統,建立了微電網孤島運行狀態混合儲能系統等效電路模型。為充分保證混合儲能系統整體性能,提出一種主從雙環結構自適應控制策略,系統依據所設置的不同開環截止頻率,對母線功率波動進行自適應響應,完成上層的功率自適應調節并使之平衡。針對負載電流不易測量的問題,提出基于擴張狀態觀測器的方法對其進行虛擬測量。仿真分析結果驗證了所提控制策略的有效性與可行性。
  • 計及負荷儲能特性的微網荷儲協調聯絡線功率波動平抑策略
  • 以微網整體參與市場交易為背景,計及直接控制負荷的儲能特性,提出采用電池儲能和直接負荷控制(DLC)協調的微網聯絡線功率波動平抑策略。將DLC視為儲能資源的調控行為,建立基于負荷儲能特性的DLC模型。在此基礎上,以經濟效益最大為目標,考慮DLC作用,基于兩階段隨機規劃優化微網短期交易行為。以經濟性和不影響用戶用能體驗為原則,提出考慮負荷運行狀態的微網聯絡線功率波動完全平抑方案。最后,通過仿真算例驗證了所提策略的有效性。
  • 變尺度時間窗口和波動特征提取的短期風電功率組合預測
  • 精確的風電功率預測對保障大規模風電接入電網后電力系統的安全穩定運行具有重要意義。其中,風速的隨機變化是引起風電功率波動和影響風電功率預測精度的最主要原因。針對該問題,提出一種基于變尺度時間窗口和波動特征提取的短期風電功率組合預測方法。首先,通過多重分形譜分析不同天氣類型下的風速特征。然后,根據當前風速的特征量采用變尺度滑動時間窗口算法,動態地進行特征提取,由提取結果對風電歷史數據進行分類,在此基礎上選擇特定參數建立對應的功率預測模型。為使模型在功率大幅度波動時刻的預測結果更加精確,提出了基于頻譜分析的修正方法。最后,將不同天氣類型下的功率預測結果與修正結果進行時序組合。算例結果表明,所述變尺度時間窗口與波動特征提取相結合的短期風電功率組合預測方法可有效提高風速波動劇烈的風電場的風電功率預測精度。
  • 基于混合整數二階錐規劃的動態無功優化方法
  • 動態無功優化對提升電力系統的安全經濟運行水平有著重要意義。然而,它是一個多時段緊密耦合的非凸非線性混合整數規劃問題。為高效、高精度地求解該問題,文中提出了基于混合整數二階錐規劃(MISOCP)的動態無功優化方法。該方法通過將非凸的交流潮流方程近似轉化為凸的二階錐約束及采用一般不等式約束等效替代絕對值約束,在高精度地反映交流潮流物理規律的同時,將原非凸的混合整數規劃問題轉化為凸的MISOCP問題,從而大大降低了求解的復雜度。通過求解MISOCP模型,能夠高效地得到動態無功優化的高精度解。基于IEEE-30節點系統和IEEE-118節點系統的算例分析驗證了所提出方法的有效性和魯棒性。
  • 基于仿射最小路法的含分布式電源配電網可靠性分析
  • 大規模風電和光伏發電以分布式電源形式接入電力系統,提高了配電網可靠性評估的復雜度。針對分布式電源輸出功率的隨機性問題,建立了基于馬爾可夫過程的發電機多容量狀態模型以模擬出力波動。在此基礎上,為克服區間最小路法過于保守的不足,提出了可以有效縮減區間范圍的仿射最小路法,該算法既考慮了配電網元件及負荷的原始參數不確定性,也計及了不確定變量之間的相關性。以IEEE-RBTS母線6配電系統為例,分析瞬時故障對配電網可靠性的影響,并對所提出的模型和算法的合理性進行驗證。結果表明,仿射最小路法相比于區間最小路法,在可靠性指標計算方面具有更高的精準度,并且在系統不確定性越大時區間縮減效果越明顯,為實際工程中的可靠性評估及系統規劃設計提供了有力依據。
  • 計及可靠性的跨地區交易統一輸電定價模型
  • 結合中國跨地區輸電交易、電力體制及價格政策環境,構造了輸電系統可靠性影響的評估指標,建立了計及可靠性的跨地區交易統一輸電定價模型。該模型包括二層結構:一是深入分析輸電成本,提出了長期邊際輸電可靠性成本的計算方法,基于電網使用程度和長期邊際輸電可靠性成本,構建了計及可靠性的用戶輸電定價模型;二是綜合考慮輸電線路的投資及可靠性貢獻,建立了電網運營商輸電收益分配模型,構造并引入了過度投資懲罰基金的經濟激勵模型。該模型采用統一定價機制,克服了多級疊加和點費率定價不能清晰反映跨區域交易對電網的使用份額的不足,定價公平,結算簡單透明;可靠性分量的引入能夠為市場成員提供輸電阻塞的經濟信號,有效引導輸電投資和使用。IEEE 57節點算例驗證了其有效性與合理性。
  • 基于多指標效能分析的分布式潮流控制器選址定容優化策略
  • 針對統一潮流控制器的推廣受制于其可靠性及制造成本的問題,分布式潮流控制器(DPFC)應運而生,文中詳細論述了DPFC的拓撲結構與工作原理,并對DPFC的特點及優勢進行了分析。考慮到DPFC在電網中的安裝位置及接入容量會直接影響其控制效能的發揮,制定了基于多指標效能分析的DPFC選址定容兩階段優化策略。首先,基于DPFC對系統潮流均衡的影響程度確定最優安裝地點,然后再應用經濟性成本/效益分析進行容量的優化。在IEEE 30節點系統中進行DPFC的優化配置以驗證策略的可行性與有效性,仿真結果表明DPFC接入系統后能夠有效改善電網多方面的效能。
  • 基于不對稱雙子模塊的混合MMC及其直流故障自清除能力
  • 柔性直流輸電技術及能源互聯網的迅速發展,大大拓展了電力電子變流技術在電力系統輸配電領域的應用。由于柔性直流輸電架空線路較常出現瞬時性故障,研究了具有直流故障自清除能力的不對稱雙子模塊結構。首先,詳細闡述不對稱雙子模塊的拓撲結構、工作原理和控制方法。在此基礎上,詳細分析不對稱雙子模塊的直流故障自清除能力,并具體分析計算了不對稱雙子模塊的損耗。然后,針對不對稱雙子模塊損耗高于半橋型模塊化多電平換流器(MMC)的問題,提出不對稱雙子模塊和半橋子模塊組成的混合MMC系統結構,并給出了兩類模塊個數的配置原則。最后,利用MATLAB/Simulink仿真軟件給出直流側瞬時故障情況下混合MMC系統的仿真波形,驗證了混合MMC系統的直流故障自清除能力。
  • 統一潮流控制器系統串聯變壓器保護設計
  • 串聯變壓器是統一潮流控制器(UPFC)系統的重要組成部分。其原邊繞組直接串入電力系統,變壓器設備特性和運行方式同常規電力變壓器有很大不同,需要提供專用的保護方案。文中從串聯變壓器的特性和運行方式出發,提出了串聯變壓器保護需要考慮的特殊問題。針對其特殊性提出了完整的串聯變壓器保護配置方案,并給出了適用于串聯變壓器的專用保護判據。最后使用實際工程參數建立實時數字仿真(RTDS)模型。仿真結果表明,文中理論分析正確,所提出的保護方案和判據可靠有效。
  • 柔性中壓直流配電網線路保護方案
  • 針對"手拉手"多端柔性直流配電系統的中壓直流線路,設計了基于通信系統和直流斷路器的繼電保護方案。首先,介紹了柔性直流配電系統的配置和中壓直流系統的故障特性;其次,針對系統危害較大的極間短路故障和小電阻接地故障,依靠電流量信息,根據每一保護安裝處的線路電流狀態矩陣,設計了能夠識別故障類型和故障區間、在5ms內隔離故障的速動保護;針對系統可能出現的大電阻接地故障情況,設計了以電壓不平衡量作為啟動判據,根據同一保護安裝處的正負極不平衡電流狀態矩陣,實現故障定位和故障隔離的后備保護;并針對可能出現的保護拒動或通信裝置失靈現象設計了第一級遠后備保護和第二級遠后備保護;還考慮了保護系統和控制系統的配合以保證非故障區域的正常供電。最后,通過PSCAD/EMTDC仿真驗證了所提保護方案的有效性。
  • 基于自定義差分電流的MMC-HVDC輸電線路縱聯保護
  • 為可靠檢測模塊化多電平換流器型高壓直流(MMC-HVDC)輸電線路故障并實現故障選極,提出一種縱聯保護新原理。基于MMC-HVDC系統自身特點,綜合使用兩端換流站不同極線路電壓量和電流量構造保護特征量——自定義差分電流。分析研究表明,直流側故障時的自定義差分電流絕對值明顯大于系統正常運行和交流側故障時的自定義差分電流絕對值;直流側正極接地故障、負極接地故障和雙極短路故障時自定義差分電流正負性不同。根據此特征,構造縱聯保護判據來識別直流側故障并完成故障選極。仿真結果表明,該原理在一定故障條件下可快速可靠地識別直流線路故障并實現故障選極。
  • 基于補償原理的MMC-HVDC系統不對稱故障控制策略
  • 為提高模塊化多電平換流器型高壓直流輸電(MMC-HVDC)系統交流側發生不對稱故障時控制系統的運行特性,研究了電網發生不對稱故障下的負序電流抑制和直流電壓穩定的控制策略。針對雙序內環電流控制系統需要進行電壓電流的旋轉變換且d軸和q軸之間存在耦合的問題,設計了二階復數濾波器對電網電壓的正負序分量進行提取,并采用電壓補償原理對提取出來的負序分量設計了負序內環電壓控制器,對雙序內環電流控制器進行了有效的改進,簡化了控制系統的結構。為實現不對稱故障下直流電壓的穩定,基于模塊化多電平換流器(MMC)低頻連續模型,在不對稱故障下推導出橋臂功率和子模塊電容電壓中均含有二倍頻的負序波動分量和二倍頻的零序波動分量,進而設計了二倍頻零序補償控制器。在PSCAD/EMTDC中搭建了上述控制器,仿真結果表明所提出的控制策略可以有效抑制負序電流、穩定直流母線電壓。
  • 送端系統對交直流系統輸送功率極限的影響
  • 分析了直流輸電系統整流側連接于不同強度交流系統的運行特性,研究了定電流控制下整流側的功率輸送極限。通過分析功率曲線和換相角曲線,指出了送端系統在額定電流控制下能夠保證穩定運行,并且發現受換流器換相角的限制,整流側系統強度越小,直流輸電系統整流側的輸送能力越弱;提出了電流調制裕度和短路比之間的關系,指出了能夠保證一定功率提升裕度的送端系統最小短路比。通過進一步分析參數變化對電流調制裕度和短路比之間關系的影響,指出在相同的短路比下,換流變壓器參數的選取(額定容量和等效電抗等)對送端系統輸送功率極限有較大的影響。
  • 協調經濟性及電壓穩定性的受端系統緊急負荷控制優化方法
  • 特高壓直流逆變站閉鎖后,應在確保受端系統安全穩定的前提下盡量減小緊急控制的經濟代價,同時,為了使逆變器盡快恢復正常運行,控制后的系統還需要提供足夠的無功支撐,為此提出了一種協調經濟性及電壓穩定性的受端系統緊急負荷控制優化方法。首先,討論了事故發生后受端系統的動態響應,提出根據電壓薄弱性指標識別受端系統的若干電壓薄弱節點,將其電壓跌落量的平方和作為電壓穩定性指標;然后,計算控制方案對應的負荷損失及事故罰款,將兩者之和作為經濟指標。為克服分段優化問題的求解困難,首先將分段的事故罰款曲線進行了近似光滑處理;然后,在考慮頻率、電壓及潮流等約束條件的基礎上,以經濟性、電壓穩定性指標的加權和最小為目標,構建緊急負荷控制優化問題的數學模型,并應用原對偶內點法快速求解;最后,以含高壓直流輸電的IEEE 10機39節點系統為例,對算法進行了驗證。結果表明,協調經濟性及電壓穩定性的優化控制可在不增加經濟代價的前提下,改善控制后系統的電壓穩定性,有助于逆變站恢復運行。
  • 計及用電行為聚類的智能小區互動化需求響應方法
  • 針對復雜智能用電環境下智能用電小區的多用戶日負荷需求響應問題,提出一種考慮用戶用電行為聚類的互動需求響應方法。首先,以智能小區用戶的基本負荷、可調度負荷、電動車負荷和儲能裝置負荷為約束條件,建立電網負荷波動最小優化目標的需求響應模型;然后,闡述了提出的智能小區互動化需求響應方法,將需求響應模型求解過程分解為電網側子響應和用戶側子響應的協作互動過程;最后,基于用戶側用電行為聚類分析,采用行為矯正的混合粒子群優化算法實現需求響應模型的互動化方法求解。實驗中與分時電價下的響應算法及無用戶聚類的集中響應算法對比,其結果表明所提方法通過聚類分析與互動化策略能夠在優化結果和算法性能方面優于對比方法。
  • 考慮容量及電壓約束的高壓配電網可靠性快速評估算法
  • 鑒于目前高壓配電網可靠性評估研究較少,文中提出一種考慮容量及電壓約束的可靠性評估快速混合算法。基于高壓配電網分區供電特點,將大規模電網轉換為多個小規模電網;提出將線路允許電壓損耗轉化為相應的容量約束,之后的算法不再考慮電壓約束;提出基于虛擬初始閉環潮流的元件冗余容量進行容量約束保守校驗,快速篩選出部分不受容量約束的故障狀態。該算法將網流法引入高壓配電網可靠性評估,利用最大流模型進行容量約束詳細校驗,并采用消圈法進行最小切負荷快速計算。算例結果表明,在滿足工程計算精度情況下,高壓配電網分區策略加上保守和詳細容量校驗可減少計算量,具有實用價值。
  • 新能源并網輸電電纜諧波諧振分析及抑制方法
  • 光伏發電或風力發電的選址距配電網一般較遠,往往需要通過電纜進行連接。由于電纜的寄生電容較大,使得配電網中的諧波電壓在長電纜中出現諧波諧振的問題。在電纜線路終端加入電阻可以有效阻尼電纜上的諧波諧振,且最優的電阻值為電纜的特征阻抗。利用分布式能源并網逆變器,在輸出基波有功能量的同時,通過有源諧波電阻的控制策略在連續的諧波頻率上模擬純電阻的特性,可以實現阻尼寬頻域諧波諧振的功能。文中首先建立了電纜線路的分布參數模型,并且分析了由于新能源并網接入點電壓諧波而引起的電纜線路諧波諧振問題。然后,基于有源諧波電阻的思想,提出一種新的諧波電流指令生成方法,可以實現新能源并網逆變器在連續的諧波頻率上呈現純電阻特性。最后,利用仿真和實驗驗證了理論分析的正確性及所提出諧波電流控制方式的有效性。
  • 基于雙側F-LCLC網絡的恒壓型電場耦合無線電能傳輸系統
  • 電場耦合無線電能傳輸(ECWPT)系統借助高頻電場作為能量介質來傳輸能量。在實際應用中,許多用電設備需要工作在穩定電壓下。為了滿足這種需求,提出了一種基于雙側F-LCLC諧振網絡的恒壓型ECWPT系統,在無需額外設置檢測與調節電路的條件下,實現了輸出電壓不隨負載的變化而改變,同時保證系統始終工作于零相角(ZPA)狀態。分析了F-LCLC諧振網絡正向與反向兩種形式的傳輸特性,給出了網絡輸出電壓與其負載阻值無關的條件,并研究了系統的總諧波畸變率、恒壓特性及參數敏感性,在此基礎上給出了系統主要參數的設計方法。最后,通過仿真與實驗驗證了所提出系統的恒壓特性以及參數設計方法的正確性。
  • 支撐電力業務規劃的軟件定義網絡控制器時延性能分析
  • 引入集中控制理念的軟件定義網絡(SDN)技術為網絡的智能化提供了新的思路,但也同時在業務的端到端傳輸時延中引入了控制時延。詳細闡述了SDN架構下,硬件資源和流表下發模式對控制時延的影響,在仿真環境和實際測試中,開展了兩種流表下發模式下端到端時延對比和應用系統控制時延對比。從數據分析中可以得出Reactive模式擁有較高的自動化程度與靈活性,但會引入高控制時延,Proactive模式的控制時延很低,但需要人工干預和預配置。基于對比結論,結合現網業務承載方式,建議電力通信網中涉及路由的承載方式可采用SDN技術進行優化,通過預配置業務路徑,以Proactive模式保障實時性,同時支持Reactive模式,應對復雜網絡的靈活性需求。
  • 新一代智能變電站通信網絡及管理系統方案
  • 通過分析新一代智能變電站網絡管理的特點和功能需求,對電信網絡管理體系結構和功能模型進行裁剪,提出新一代智能變電站通信網絡管理系統的整體框架和功能部署方案。研發了網絡拓撲自動成圖、業務自動發現和創建、物理回路與虛回路相結合可視化等關鍵技術。結合紹興楓橋變電站工程實例,驗證了方案的可行性。方案推廣應用后,將提升智能變電站網絡運維能力,降低網絡運維成本。
  • 月前日負荷曲線的概率預測和隨機場景模擬
  • 針對現有中長期日負荷曲線預測方法大多為點預測,難以滿足電力系統不確定性分析的不足,提出了一種基于因子分析和神經網絡分位數回歸的月前日負荷曲線概率預測和隨機場景模擬方法。采用因子分析技術,在保留日內負荷時序相關性的前提下,對日負荷序列向量降維;提取出少數相互獨立的負荷公共因子作為預測變量,以日氣象因素、星期類型和前一日公共因子值為輸入特征,建立計及相鄰日負荷相關性的神經網絡分位數回歸概率預測模型;以此為基礎,利用中期氣象預報信息,逐日預測和模擬未來30日的負荷曲線,并生成未來月負荷曲線的隨機模擬場景。實際算例結果驗證了所提概率預測方法的準確性和高效性,其生成的日負荷曲線模擬場景更好地體現了負荷的時序相關性,能為調度人員提供更準確、全面的月前負荷預測信息。
  • 基于靈活組網的智能配電自動化檢測系統
  • 針對傳統配電自動化系統檢測面臨的測試效率低、測試結果不可信等,設計了依托公共網絡、依托自建網絡、分階段逐層遞進等檢測方案,研究了基于靈活組網方式下的終端注入、不停電、主動干擾、場景重現和系統集成等技術。現場檢測結果表明:與其他同類檢測手段相比,基于靈活組網方式下的智能檢測系統,能夠實現持續干擾仿真測試,降低現場協調難度和檢測時間,提高配電系統的智能水平和運行可靠性。
  • [觀點]
    基于標準化金融交割曲線的現貨市場建設路徑設計(郭鴻業[1,2];陳啟鑫[1,2];鐘海旺[1,2];汪洋;張維靜;夏清[1,2])
    [學術研究]
    利用暫態能量流的超低頻振蕩在線分析與緊急控制方法(陳磊[1,2];路曉敏[1,2];陳亦平;閔勇[1,2];莫維科;劉映尚)
    微電網孤島運行混合儲能自適應控制策略(侯世英;余海威;李琦;楊祝濤;畢曉輝)
    計及負荷儲能特性的微網荷儲協調聯絡線功率波動平抑策略(馮雷;蔡澤祥;王奕;劉平)
    變尺度時間窗口和波動特征提取的短期風電功率組合預測(葉林;滕景竹;藍海波;仲悟之;吳林林;劉輝;王錚)
    基于混合整數二階錐規劃的動態無功優化方法(賴曉文[1,2];馬曉偉;白楊[1,2];汪洋[1,2];張小東;任景)
    基于仿射最小路法的含分布式電源配電網可靠性分析(熊小萍;楊露;李寧;李正天)
    計及可靠性的跨地區交易統一輸電定價模型(黃海濤;楊冬;賀敏)
    基于多指標效能分析的分布式潮流控制器選址定容優化策略(李順;唐飛;廖清芬;趙紅生;黃涌;蔡昌松)
    基于不對稱雙子模塊的混合MMC及其直流故障自清除能力(朱明琳;杭麗君;李國杰)
    [研制與開發]
    統一潮流控制器系統串聯變壓器保護設計(張曉宇[1,2];顧喬根[1,2];文繼鋒[1,2];莫品豪[1,2];鄭超[1,2])
    柔性中壓直流配電網線路保護方案(戴志輝;葛紅波;陳冰研;焦彥軍;王增平)
    基于自定義差分電流的MMC-HVDC輸電線路縱聯保護(寧連營;邰能靈;鄭曉冬;黃文燾)
    基于補償原理的MMC-HVDC系統不對稱故障控制策略(王振浩;張震;李國慶)
    送端系統對交直流系統輸送功率極限的影響(李欣蔚;劉崇茹;韓玉蓉;王莉麗)
    協調經濟性及電壓穩定性的受端系統緊急負荷控制優化方法(孫大雁[1,2];周海強;鞠平;周榮玲;蘇大威;徐春雷)
    計及用電行為聚類的智能小區互動化需求響應方法(陸俊;朱炎平;彭文昊;祁兵;崔高穎)
    考慮容量及電壓約束的高壓配電網可靠性快速評估算法(昝貴龍;王主丁;劉念祖;吳延琳;王曉博;王國亮)
    新能源并網輸電電纜諧波諧振分析及抑制方法(聶程;王躍;雷萬鈞;陳明鋒;王華佳)
    基于雙側F-LCLC網絡的恒壓型電場耦合無線電能傳輸系統(謝詩云;蘇玉剛[1,2];陳龍;趙魚名;唐春森)
    [信息通信技術及應用]
    支撐電力業務規劃的軟件定義網絡控制器時延性能分析(劉川[1,2];李炳林[1,2];婁征;陳雷;黃紅兵)
    新一代智能變電站通信網絡及管理系統方案(郝少華;李勇;張鐵峰;朱瑪)
    [工程應用]
    月前日負荷曲線的概率預測和隨機場景模擬(顏偉;李丹;朱繼忠;任洲洋;趙霞;余娟)
    基于靈活組網的智能配電自動化檢測系統(周建華;朱衛平;孫健;凌萬水;賈萌萌;稽文路)
    《電力系統自動化》封面
      2017年
    • 17

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