摘要:

摘要:随着分布式资源和灵活负荷广泛接入，配电网正演变成为主动配电网，其能量管理与运行控制面临着巨大挑战：1)海量分布式资源并网使得调控需求大增，同时引入了大量随机性使得运行风险增加，需要挖掘其主动支撑能力；2)分布式资源量大且异动频繁，难以及时维护，配电网模型精度差，基于精确建模的运行控制和优化调度技术的工程应用困难。为应对上述挑战，文中介绍了基于机器学习的理论和方法，提出了“测-辨-控”一体化的主动配电网能量管理与运行控制技术体系，实现少/免模型维护的运行控制与优化调度。同时，分析了以下核心技术：1)配电网弱/无模型实时调控技术，实现自律优化；2)分布式资源集群自适应动态控制技术，实现对电网的主动支撑；3)风险量化的概率优化调度方法，实现风险与经济的平衡。最后，简要介绍了适应含极高比例分布式资源的主动配电网的能量管理与运行控制系统架构。

摘要:分散在新型配电系统中的广义负荷具备一定的调控潜力，为应对新能源渗透率攀升引发的源-荷再平衡提供了有效思路。对广义负荷特性的观测是负荷侧参与调控的前提。文中对广义负荷可观性的内涵、评估与提升进行探讨。首先，阐明可观性的概念与内涵，结合广义负荷特性和电网调控需求提出可观性研究的3个层次，即围绕广义负荷典型成分进行成分识别、占比估计和态势分析研究。在此基础上，分析典型负荷成分特征并提出可观性评估方法的选取原则。随后，以提升可观性为目的探讨量测配置方案，并梳理量测数据的价值挖掘思路。最后，展望新型配电系统中的广义负荷可观性研究，包括整体框架、评估与提升。

摘要:随着分布式光伏渗透率的提高，传统能源机组占比持续下降，电力系统所具备的惯量和一次调频能力不断降低。因此，挖掘低惯量系统下分布式光伏的频率支撑能力显得十分关键。基于此，文中首先提出了改进变备用率的电压型分布式光伏虚拟同步机（VSG）频率主动支撑方法，以增强系统惯量、减少响应时延，提升分布式光伏主动参与系统频率支撑的能力。然后，提出了基于瞬态搜索优化算法的功频参数整定优化选取模型，以求解分布式光伏最优初始备用功率和最佳调频参数，改进了光伏初始备用功率固定的局限性。最后，将所提模型分别应用于单机模型及高渗透率分布式光伏接入的实际台区，以验证其有效性。

摘要:针对新建新能源微电网数据稀缺性和源荷不确定性的能量优化调度问题，文中提出了一种基于数据模型双驱动的微电网分布鲁棒优化调度框架。首先，通过神经网络与光伏发电物理模型相结合，利用历史气象数据增强场景生成的准确性和鲁棒性，以应对数据稀缺带来的问题。其次，通过引入基于Wasserstein距离的分布鲁棒优化策略和线性决策规则，将考虑源荷不确定性的微电网能量优化调度问题由复杂的半无限规划问题转化为易于求解的混合整数线性规划问题。所提出的分布鲁棒优化能源调度框架能够在低运营成本和高可靠性之间实现平衡，并适应光伏发电功率和其他因素的实时变化。最后，在3种典型气象条件下的实验对比结果验证了所提方法的有效性。

摘要:微网是消纳新能源和提高配电网可靠性的重要形态，通常有独立的能量管理系统。含多微网的配电网需要协同各个微网，满足安全经济运行的约束。在进行配-微协同调度的过程中，需要采用考虑新能源不确定性、离散调节设备特性的分布式协同方法。针对以上需求，采用分布鲁棒优化建模的思想对新能源的不确定性进行建模，并基于单纯分解方法-非线性分块高斯-赛德尔方法-增广拉格朗日方法（SDM-GS-ALM）对离散调节设备进行处理。该算法通过凸包对整数变量进行逼近，理论上保证了每次计算问题都是凸问题。在凸问题的基础上，将列与约束生成（C&CG）作为外层算法、SDM-GS-ALM作为内层算法内嵌在C&CG的各阶段，实现配-微协同分布式计算框架的构建。最后，基于北美240节点实际工程系统，采用线路运行状态的聚合等值方法验证所提方法的有效性。

摘要:含高比例分布式可再生能源的微电网群协同运行是提高可再生能源就地消纳能力、降低碳排放成本与运行成本的重要技术手段之一。为使得微电网群适应可再生能源的随机性和波动性及运行环境的不断变化，文中将各子微电网灵活组成各种形式的微电网群，并以配电网-微电网群系统碳排放与运行总成本最小为优化目标，建立了配电网-微电网群低碳经济调度主从博弈模型。在此基础上，根据灵活组群的特征，提出了一种基于互济功率价值大小的涌现收益分配方法。通过IEEE 33节点配电系统-实际微电网群的算例仿真，验证了所提方法的有效性。

摘要:配电-气网(EGDN)中新能源大量并网和燃气运输过程中管网压力变化均可能导致配电网的电压波动增大。文中提出一种考虑异步通信的EGDN有功-无功协同优化方法。首先，研究EGDN中各元件的有功-无功特性；其次，根据EGDN能量运输过程中无功需求特性，建立EGDN无功供需模型；然后，考虑EGDN无功平衡和网络运行约束，以最小化电网电压波动、网损和EGDN购电/气成本为目标，建立EGDN无功电压优化控制模型；最后，为保障EGDN中各能源主体信息的安全性与私密性，考虑配电网与配气网信息采集传输情况存在差异，可能存在通信延迟和信息丢包情况，采用异步交替方向乘子法对模型进行求解。通过对改进的IEEE 33节点系统和7节点配气网构成的EGDN系统进行仿真，结果表明，所提方法可有效缓解EGDN电压波动问题，减小网损并降低系统总运行成本。

摘要:多分布式源荷接入导致配电网电压波动性增强。同时，上级主网电压的不确定性波动也会对配电网电压特性造成影响。为有效应对主配电网电压波动，文中提出一种基于数据驱动与模型求解结合的主动配电网多时间尺度电压控制框架。在慢时间尺度下，考虑主网电压波动，构建了上级主网非无穷大系统多馈线环境，对该环境下的电压控制问题进行了对抗性马尔可夫过程建模。在训练过程中，以投影梯度下降算法使主网电压发生扰动。利用贝叶斯深度Q网络算法感知上级主网电压波动，实现有载调压变压器挡位快速控制。在快时间尺度下，基于传统二阶锥优化方法控制光伏逆变器无功输出。算例结果表明，该方法可准确感知上级主网电压波动，在极短时间实现配电网无模型电压控制，保证各节点电压维持在安全范围内。

摘要:高比例分布式光伏接入配电网会导致潮流返送和电压越限等一系列问题，严重威胁到配电网的安全运行。文中提出了含分布式光伏配电网的矩差分析理论，将配电网对分布式光伏的消纳问题转化成恢复和维持矩差方程的平衡问题。对一个给定的配电网，当最高节点电压等于规定的电压上限时，光伏矩减去负荷矩的矩差近似为一个常数，称为临界矩差。临界矩差代表了配电网对分布式光伏消纳能力的极限，光伏矩才是配电网需要消纳的对象，而负荷矩是消纳光伏矩的资源。基于矩差分析理论提出了配电网分布式光伏的最小弃光决策，并应用于某10 kV单分支配电线路以及12.66 kV的IEEE 33节点多分支配电网的分析计算。算例表明，所提的最小弃光决策在误差不大于1.2%条件下，寻优速度提高了2 877倍，验证了该方法的正确性和快速性。

摘要:高比例分布式光伏接入配电网使得系统的不确定性更加严峻，而配电网的网络拓扑与线路参数等数据很难准确获取，使得基于精确物理建模的传统配电网控制方法难以发挥作用。随着配电网量测装置的普及应用，配电网运行数据的获取愈发容易。文中提出一种基于配电网量测数据的有源配电网无模型电压控制方法。首先，基于配电网历史数据构建Hankel矩阵，建立网络节点电压与储能输出功率的关系；其次，利用局部量测数据，在考虑不确定干扰因素以及储能寿命衰减模型的同时，构建数据驱动预测控制下的配电网电压优化框架，实现控制周期内配电网电压的滚动优化；最后，通过IEEE 34节点标准算例与改进的IEEE 123节点算例仿真验证了所提方法的有效性和优越性。

摘要:锂离子电池作为一种重要的储能电池，近年来发展逐渐成熟并被广泛应用于各种工业领域，有效缓解了能源转型和环境污染的压力。为保障锂离子电池能够安全、高效地长期服役，降低运行成本，实时准确地估计电池的健康状态变得尤为重要。文中对锂离子电池健康状态估计方法的发展现状进行了综述。首先，介绍了锂离子电池的老化机制和健康状态的相关概念。其次，介绍了包括基于测试、基于模型、基于数据驱动、基于不同方法融合在内的传统健康状态估计方法，以及基于先进感知技术的新型健康状态估计方法，展示了不同方法的改进过程，并对储能系统中锂离子电池模组的健康状态估计方法进行了简要概述。作为一种新兴方法，基于先进感知的方法对电池内部信息进行感知,具有广阔的应用前景。然后，分析比较了这些方法的优缺点和改进角度，为面对不同问题情境时如何选择合适的方法提供参考。最后，为推动锂离子电池的健康状态估计方法的实际应用，提出了该领域面临的挑战，并展望了该领域未来的研究方向。

摘要:随着“双碳”目标的提出，光伏发电在电网中的渗透率不断提高，而光伏发电可能受到多种环境因素影响。其中，光伏面板污染造成的局部遮挡是造成功率损失、影响光伏发电效率的重要因素。针对传统污染检测依赖于大型数据集的构建，且损失预测存在着预测精度低、数据形式单一等问题，提出基于图像矫正与重构的光伏出力损失预测方法，利用图像矫正与重构检测光伏面板污染，并对功率损失进行估计。该方法首先通过图像矫正与图像重构检测污染，并将图像数据转换为文中数据；其次，从矫正与重构后的图像数据中挖掘特征；最后，构建包含时序信息的多模态特征数据进行损失预测。测试结果表明，文中所提方法较传统方法性能得到提升。

摘要:高比例新能源接入电网挤占了火电机组的发电空间并带来了较强波动性，火电机组常处于深调状态且易受到扰动的侵扰，导致锅炉蓄热水平差，频率响应能力未达标称，威胁系统频率稳定性。文中针对火电机组蓄热动态变化的影响展开研究，基于直流潮流与经典锅炉模型，构建了计及锅炉蓄热动态的互联系统频率暂态分析模型；通过模型等值聚合、等效变换、解环与近似替代，降低了模型阶数；进一步，基于模型特点进行模态分解，推导两机等值模型的简单闭式解，并基于闭式解，分析了火电机组锅炉蓄热模型参数对互联系统频率暂态过程的影响。算例表明，所建模型与所提解析方法能够在频率暂态计算中准确计及锅炉蓄热对互联系统的影响，所得结果可为增强火电机组频率支撑能力提供参考。

摘要:在包含跟网型储能虚拟惯量控制的新型电力系统频率响应（SFR）建模应用中，跟网型储能的虚拟惯性常数具有时变特性，且无法聚合求解系统等效惯性常数，导致不能构建完整的SFR模型。基于此，提出了跟网型电化学储能虚拟惯性常数的常数化计算方法，通过计算具有等效惯性常数-能量支撑效果的常数化虚拟惯性常数，实现系统等效惯性常数的聚合求解。该方法根据能量变化关键节点和动态过程的约束条件，以及跟网型储能虚拟惯量响应的两阶段相异特征，建立了具有最相近能量变化的目标函数，以分段求解常数化虚拟惯性常数。最后，通过建立SFR模型，结合时域仿真法和相关评价指标验证了计算结果的精确性。

摘要:极端灾害会对输配电网造成不同程度的破坏，影响电力系统正常运行。在故障发生后，合理的恢复策略有利于快速恢复供电，减少停电损失。针对极端灾害造成输配电网同时多重故障的场景，提出一种可以统筹输配电网资源的基于多时段安德森加速的输配协同灾后恢复策略。以恢复过程中最小运行成本为目标函数，计及输电网的机组运行状态、故障修复顺序，并同时考虑配电网的灵活资源响应、故障修复顺序以及网架重构和孤岛划分策略，采用全并行目标级联分析法对模型进行求解。为了解决由网架拓扑变化带来的目标级联分析法内循环收敛性差的问题，将扩展到多时段的安德森加速法应用于求解过程。T30D2和T57D8算例表明，所提方法不仅可以有效降低灾后恢复过程中的失电损失，还可以显著提高计算速度,并且对于接入多个主动配电网的大规模网架有良好的适应性。

摘要:在中国的“三北”地区，风资源丰富，系统灵活性资源匮乏，供暖期系统内热电占比高，挤占风电上网空间，给系统安全经济运行带来严峻挑战。为提高风电消纳的经济性，文中提出了一种计及备用优化的电热灵活性资源协同鲁棒规划方法。首先，研究各类资源促进热电解耦调峰运行机理及其协同规划机理。在此基础上，建立了min-max-min三层两阶段轻鲁棒规划模型。主问题以规划目标年增量投资成本、运行成本和备用不足风险成本之和最小为目标，优化各类资源投资方案和日前确定性优化调度；子问题在日前调度结果的基础上，计及风电不确定性，以最恶劣场景下备用不足风险最小为目标在日内对设备进行重新调度，搜寻最恶劣场景并评估备用不足风险。基于列与约束生成算法与强对偶理论，进行主、子问题迭代求解。最后，算例验证了模型有效性，并对模型的鲁棒性和风险进行分析。

摘要:近年来，“碳达峰∙碳中和”目标的提出促进了能源电力领域的低碳转型。在新型电力系统中，除了发电侧，用户侧也应承担部分碳排放责任。针对用户侧的碳排放责任分摊以及现有用户画像对碳特性的研究缺失，提出了一种基于改进自组织映射（ISOM）的用户电碳画像构建方法。首先，基于节点负荷数据构建潮流模型并进行碳排放流分析；其次，基于碳排放流分析，构建结合减碳潜力的负荷动态调度模型，进而得到多元电碳特征；然后，基于麻雀搜索算法(SSA)和三角拓扑邻域的自组织映射（SOM）对多元电碳特征聚类形成用户电碳画像；最后，在不同调度场景下对电网用户实际负荷数据进行测试，并与现有方法进行对比，实验结果验证了所提方法的有效性和实用性。

摘要:低压配电网中，台区剩余电流与零线、地线接线错误用户的用电行为具有密切关联性，而正常用户对台区剩余电流的影响较小。文中提出一种基于台区剩余电流关联性分析的接线错误漏电用户识别方法，根据接线错误用户的负荷电流与台区总剩余电流之间的内在关系来识别接线错误的漏电用户。首先，指出了基于电流幅值回归分析识别异常用户的理论缺陷；然后，结合台区剩余电流实部时序数据和台区用户负荷电流实部时序数据构建状态方程和测量方程，采用卡尔曼滤波进行状态估计，通过计算各用户负荷电流与台区剩余电流的相关系数，达到识别接线错误的漏电用户的目的；最后，基于已查证的含接线错误的漏电台区的实际数据，验证了所提方法的有效性。