半月刊

ISSN 1000-1026

CN 32-1180/TP

+高级检索 English
    热点论文
    • 0
    • 0
    • 0
    • 0
    • 0
    • 0
    • 0
    • 0
    • 0
    • 0
    • 近年来风涝等极端自然灾害频发,灾后配电网生命线负荷的持续供电面临严峻挑战。针对台风灾害下配电网灾损难以准确评估、配电网恢复力与经济性难以兼顾的现状,结合台风历史数据与致灾机理,建立了同时考虑台风与暴雨的数据-机理联合驱动的台风下配电网故障率模型;针对极端灾害数据少、预测精度低的问题,利用φ散度获得灾害持续时间的条件风险价值(CVaR);将移动储能容量作为决策变量,利用纳什谈判方法构建配电网经济性和恢复力均衡模型,实现了对于恢复力和经济性的综合考虑。通过算例测试验证了所提策略的有效性。
    • 可再生能源的规模化接入增加了电-气互联区域综合能源系统中的不确定性,同时随着电力系统和天然气系统耦合程度的加深,耦合环节负荷的波动对整个电-气互联区域综合能源系统能流产生的影响日趋显著。首先,建立基于能源集线器模型的电-气互联区域综合能源系统稳态多能流计算模型;在此基础上,考虑可再生能源出力、电力系统负荷、天然气系统负荷和耦合环节负荷的波动性,并计及电力系统负荷和天然气系统负荷间的相关性,提出电-气互联区域综合能源系统中输出状态变量半不变量的计算方法;最后使用Cornish-Fisher级数展开法来拟合输出状态变量,得到输出状态变量的概率分布。在修改后的IEEE 33节点配电网络与天然气11节点网络耦合而成的电-气互联区域综合能源系统上进行算例分析,验证了所提方法的有效性、快速性和实用性,同时分析了耦合环节负荷不同波动水平和电力系统负荷与天然气系统负荷间相关性水平对概率多能流计算结果的影响。
    • 首先,比较了电动汽车交流充电系统中国方案与国际电工委员会(IEC)方案在物理接口、控制导引电路、连接确认电路、脉宽调制(PWM)占空比映射关系上的差异。然后,研究2种方案的技术分歧点,计算Case B连接方式中国方案与IEC type2方案公差叠加情况下物理接口的交叉耦合结果,分析可能带来的互操作性问题。最后,提出实现2种方案互操作性的标准修改建议以及中国交流充电系统国际标准化方案。
    • 当前电网对部分输电设备引入了基于代理的状态监测管理模式,但该模式存在单点故障安全隐患且严重依赖通信的高可靠性,分布广泛的配电设备也并不适用于此模式。即当前电力设备只执行功能不具备“智慧”,无法实现状态智能感知,不符合能源互联网需求。为此,阐述了“智能电力设备”概念,并全面详述了其智慧功能,包括自我传感、自我告警、自我状态分析、健康状态评估以及自我保护。该设备管理模式基于电力设备对自身的智能感知、状态分析与健康管理,使其具备自主思维,成为可与外界智能交互的独立个体,实现对设备的高效全面感知,适应电网智能感知与灵活运维的要求。此外,研究了支撑该模式的关键技术,包括传感技术、故障预测算法、故障诊断算法、设备退化模型、健康评估方法、通信方式与传输协议。最后,讨论了智能电力设备的运维管理。
    • 提出一种含分布式能源的配电网实时最优潮流分布式算法。首先,该算法在获取电压状态量的实时数据后,利用原问题的二阶泰勒展开对状态量进行一次修正,并将修正结果用于控制量的计算和分布式能源的功率控制,给出了该方法在连续执行后的可行性分析。然后,利用海森阵的稀疏特性,提出了海森阵元素的分解、并行计算方法和修正方程的分布式高斯消去法,从而实现算法的分布式求解。最后,通过算例分析验证了所提算法的可行性和有效性。
    • 电力电子装置在电力系统大量接入改变了电网故障特征,适用于同步机激励下电网的常规继电保护面临挑战。电力电子化电力系统故障暂态特征复杂、持续时间较短,限制了被动检测保护技术的应用和发展,利用电力电子设备的可控能力可以提高继电保护对故障的甄别能力。文中总结了控制与保护融合的探测式故障识别方法的关键技术,对能够实现主动探测的电力设备进行了分类,阐述了实现注入操作的可行性和注入探测信号的物理限制,最后探讨了探测式故障识别方法的应用场景,并给出了研究展望。
    • 针对纯能量市场难以解决发电机组的固定成本回收问题,国外电力市场已开展了建立容量市场的实践,以市场化机制形成对机组补偿的价格信号,保障发电容量充裕性。文中从容量市场机制设计的角度出发,在考虑市场成员策略行为的前提下,对引入投资决策的电力容量市场进行了建模与均衡分析。首先,描述了容量市场的基本机理,针对容量市场的投资决策问题建立双层均衡模型,上层模型为寡头主体的最优决策模型,下层模型为容量市场出清模型;其次,利用最优性条件将双层模型转化为单层模型,运用分段线性化等方法实现模型线性化,得到混合整数线性规划问题;最后,基于中国某省的实际数据进行算例分析,深入探究了市场主体的策略行为,揭示了寡头主体抬价时的过度投资行为及其影响因素,提出限制项目竞标自由度的策略行为规制方法并验证了该方法的有效性。
    • 随着能源结构与电力系统运行方式发生巨大变化,交互能源机制下的电力产消者优化运行研究得到了广泛关注。首先对电力产消者的类型、基本特性进行了分析与归纳,提出了电力产消者的典型运行框架,明确了不同运营商可能的功能与权责。随后,从电力产消者的资源灵活性预测模型、基于市场交易模型的协调策略、优化运行模型求解技术以及信息的采集、传输与处理4个方面对基于交互能源机制的产消者优化运行关键技术研究进行了概述与归纳。最后,考虑当前的发展趋势指出了存在的关键问题以及未来的研究发展方向。
    • 随着可再生能源并网比例持续提高,储能技术的发展受到广泛的关注。季节性储能作为新兴的储能方式,可以实现长时间以及广域空间范围内的大规模能量转移,是消纳高比例可再生能源的重要技术。文中介绍了季节性储能技术的典型类型与发展现状,总结了各种季节性储能的技术性能与关键特征,从季节性储能的建模、灵活运行分析、储能容量需求分析与效益评估、季节性储能优化规划、长-短期储能的协同运行与合理配置等方面综述了电力系统的季节性储能研究现状,从长时间尺度、多能源形式与跨空间范围3个层面分析了面向高比例可再生能源的季节性储能研究的关键科学问题与挑战,展望了未来在季节性储能精细化建模、协调规划、运行控制、综合能源市场等方面需要解决的重点问题,以期为未来研究提供参考。
    • 异步联网方式下的中国西南电网转动惯量显著减小,频率调节特性发生深刻变化,对自动发电控制(AGC)的动态品质要求更高。首先,利用离散傅里叶变换分析了区域控制偏差(ACE)的频域特性。然后,结合中国西南电网高比例水电、大规模外送的显著特征,分析了有功功率控制面临的新问题,建立了维持省级电网控制区有功功率平衡和电网频率稳定性的数学模型。提出了基于2层数字低通滤波的水、火电机组有功功率调节量分离算法,时间维度上实现不同响应时间和跟踪周期的水、火电机组互补协调控制。进而,通过考虑电网频率、ACE以及送出断面功率控制要求,空间维度上动态调整不同地理位置机组群的调用顺序和有功功率调节范围。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序(PSD-FDS)验证了所提方法的有效性。
    • 优先出版
    • |
    • 当期目录
    • |
    • 专辑论文
    • |
    • 学术争鸣
    • |
    • 过刊浏览
      全选
      • 马永硕, 齐林海, 肖湘宁, 王红

        优先出版日期:2021-04-23  DOI: 10.7500/AEPS20201024001

        摘要:传统的基于最小二乘法的谐波状态估计受到量测装置少、精确的谐波阻抗获取难、网络拓扑结构复杂以及电网运行方式变化等因素的限制,造成量测方程欠定、系统非全局可观以及节点间耦合关系难以准确提取等问题。文中提出了一种基于改进生成对抗网络的谐波状态估计方法。该方法基于pix2pix谐波状态估计网络拟合监测节点与目标节点间的耦合关系,利用采集的历史谐波数据,对模型进行批量训练,通过训练之后的生成网络估算目标节点谐波电流、谐波电压幅值,实现基于数据驱动的谐波状态估计。在加噪环境下对模型进行测试,实验结果验证了所提方法的有效性。

      • 蒋玮, 程澍, 李鹏, 章立宗, 张雪松, 单沫文

        优先出版日期:2021-04-23  DOI: 10.7500/AEPS20201022009

        摘要:用户侧分布式源储资源单体容量小、分布零散,归属主体多样,难以为现有电网调度系统直接调控。为能够在聚合层有效利用用户侧泛在资源,文中设计并实现了一种能源互联网区块链(energy network blockchain,ENBC)平台,将分布式发电资源和负荷侧资源进行聚合及协同优化调控。进一步研究了基于物联网和ENBC平台的分布式虚拟电厂内部能量优化调度方法,从参与主体、数据结构、优化调度、安全校核、价值结算等方面进行了框架设计,进而提出了面向可信交易的用户侧泛在资源调控实现方法。最后,以实际算例对系统的可用性进行了验证。

      • 颜新洋, 么莉, 张炳达, 靳朝

        优先出版日期:2021-04-23  DOI: 10.7500/AEPS20201020004

        摘要:针对由双端口子模块构成的模块化多电平换流器开关器件多、工作方式复杂的问题,提出一种采用模块组多样性等效实现的实时仿真方法。通过分析桥臂子模块间的双端连接工作方式,推导出端口简化过程,以此建立模块组概念并采用单端口戴维南等效模型简化计算。为进一步扩大换流站仿真规模,在模块组分析基础上对换流站桥臂进行静态分段解耦,各静态段内采用多样性等效模型计算分段后结构变化的模块组,静态段间以节点电压法完成仿真计算;对桥臂分段后的计算量进行定量分析,确定桥臂静态段最优分段数量准则。采用基于现场可编程门阵列(FPGA)的实时数字仿真平台,验证仿真方法的先进性和仿真结果的正确性。

      • 李宏仲, 付国, 孙伟卿

        优先出版日期:2021-04-23  DOI: 10.7500/AEPS20201016005

        摘要:风能的随机性和波动性严重影响风电功率的预测精度。通过挖掘风速在不同波动程度和预测功率之间的高阶特征可以提高预测精度。文中首先采用摇摆窗算法识别风速的波动过程,并通过广义优先搜索邻居算法对不同的波动程度进行聚类,然后将不同的波动过程作为深度递归信念网络的分类训练数据,其中,深度递归信念网络由前向生成网络和横向及纵向2个误差反馈网络构成。接着,以误差分布的交叉熵作为损失函数,有效控制了误差迭代方向和模型的训练规模。算例结果表明,文中所提预测方法可以改善波动过程存在的预测误差。

      • 冯昌森, 张瑜, 文福拴, 叶承晋, 张有兵

        优先出版日期:2021-04-23  DOI: 10.7500/AEPS20201011005

        摘要:随着光伏发电在微电网中的渗透率不断提高,其发电出力的不确定性和时变性为微电网的经济运行带来了挑战。在构建经济调度模型时,就需要适当模拟不确定变量并相应地发展高效求解算法。在此背景下,文中提出能够有效计及不确定性因素的深度强化学习算法,以实时求解微电网的优化运行问题。首先,采用马尔可夫决策过程对微电网优化运行问题进行建模,用实时奖励函数代替目标函数和约束条件,利用其与环境互动,寻找最优策略。其次,借助贝叶斯神经网络对不确定的学习环境建模,进而在马尔可夫决策过程中有效考虑状态转移的随机过程。为此,提出双深度期望Q网络算法,通过考虑状态转移的随机性,优化一般深度Q网络算法的Q迭代规则,显著提高算法的收敛速度。最后,采用算例验证了所提模型和算法的有效性。

      • 王海博, 张利

        优先出版日期:2021-04-23  DOI: 10.7500/AEPS20201002004

        摘要:针对可调节潜力与生产流程密切相关的短流程钢铁企业,提出一种计及该类用户生产过程的供需互动调度模型,以调动其参与电网调度积极性,促进可再生能源消纳。采用资源任务网方法对钢铁生产各环节与生产资源的耦合关系进行建模,并改进其中工序之间衔接关系的处理方式,以使制定的生产作业计划更具现实可行性;综合考虑电网调度与企业用户两方主体的不同利益诉求,建立双层规划调度模型,以真实反映电力供需间的互动博弈过程;为使模型求解与互动过程相匹配,基于分层迭代思想采用新异构分解算法,在保证层间仅交互实时电价与购电功率的前提下加快求解的收敛速度。算例仿真验证了所提改进方法的有效性与优越性,且表明所提模型在提高系统对可再生能源消纳能力的同时兼顾企业利益。

      • 张伟亮, 张辉, 支娜, 王韩伟

        优先出版日期:2021-04-23  DOI: 10.7500/AEPS20200926005

        摘要:直流微电网群实现了多个直流微电网的互联与能量互济,提高了单一直流微电网供电效率和可靠性,但多个直流子网的接入使得直流微电网拓扑更加复杂,增加了网络传输损耗和协调控制难度。文中提出一种以最小损耗为目标,具有自适应分配系数的优化策略。通过对各子网预测功率的修正,实现直流微电网群功率的协调与优化。为预测各子网功率变化情况,提出基于脉宽调制的模型预测控制,降低了在线运算量。最后,通过仿真和实验证了所提方法的有效性。

      • 刘有志, 资慧, 肖健, 高曦, 杨春奇, 林济铿

        优先出版日期:2021-04-23  DOI: 10.7500/AEPS20200924001

        摘要:杠杆量测的准确辨识多年来一直是状态估计精度提升的瓶颈。文中针对杠杆量测这一重要的量测类型进行了深入分析和研究。首先,分析了2个关于杠杆量测定义的内涵一致性;进而,分别从代数和几何角度对杠杆量测的特性进行了分析,并以命题形式证明了无限靠近雅可比矩阵列空间的量测只能是杠杆量测;在此基础上,提出了基于潮流解及改进广义潜能指标的杠杆量测辨识新方法。相对于其他方法而言,该方法能够明显提升多个杠杆量测的正确辨识率。算例结果验证了所提方法的可行性和正确性。

      全选

      2021年第45卷第8期

        >专辑:柔性互联配电网关键技术
      • 胡鹏飞,朱乃璇,江道灼,鞠平,梁一桥,吴彬锋

        2021,45(8):2-12, DOI: 10.7500/AEPS20210104007

        摘要:通过以智能软开关、能量路由器和智能功率/信息交换基站为代表的电力电子设备实现配电网的柔性互联,更好地适应多元源-储-荷设备的接入,将是未来智能配电网的演进趋势。从柔性互联智能配电网的概念阐述入手,详细介绍其核心柔性互联设备的拓扑结构及工作原理,分析柔性互联智能配电网规划设计、运行控制和故障自愈等关键技术的研究现状与难点,并对未来需要重点研究的技术领域和工程应用前景进行了讨论与展望。

      • 霍群海,李梦菲,粟梦涵,杨欢,李达义,陆翌,韦统振

        2021,45(8):13-21, DOI: 10.7500/AEPS20200117005

        摘要:随着配电网负荷、分布式能源及电动汽车的快速增长,传统的配电网结构与调控方式面临巨大挑战,馈线功率失衡、变压器重过载、城市输配电增容困难等问题日益突出。配电网柔性多状态开关技术为解决上述问题带来了可能。文中以配电网区域柔性互联典型应用场景为切入点,分析了柔性多状态开关适用的不同应用场景,研究了不同应用场景下柔性多状态开关的应用背景和优势,并对典型应用场景下功能需求、技术支撑情况、示范应用以及研究难点进行了分析,给出了不同应用场景面临的关键问题和挑战,并展望了柔性多状态开关未来的研究方向。

      • 董博,李鹏,富晓鹏,于浩,宋毅,王成山

        2021,45(8):22-31, DOI: 10.7500/AEPS20210104005

        摘要:未来柔性配电网中的直流环节可能以大量、分散的变流器形式与交流电网耦合,建立统一联立的计算模型对系统准确、高效求解将更具适用性。提出了一种基于改进增广节点方程的柔性配电网潮流分析建模方法。首先,建立了基于改进增广节点方程的交流和直流电网的网络模型,以及各类型节点的潮流约束。然后,考虑了作为耦合环节的换流器及智能软开关等包含多种控制模式的电力电子设备模型,形成了柔性配电网潮流计算的改进增广节点方程,并采用牛顿-拉夫逊法实现了对模型的求解。最后,通过改进的IEEE 123节点柔性配电网算例验证了所提算法能够有效实现对电力电子化柔性配电网的求解,并适用于包含多种运行模式场景下的系统时序潮流计算。

      • 张国驹,裴玮,申磊,李宁宁,邓卫

        2021,45(8):32-40, DOI: 10.7500/AEPS20200702004

        摘要:针对配电网三端柔性互联,提出了一种三端口三角形交交变换器。首先,介绍了三端口三角形交交变换器的电路拓扑,其与三端口背靠背模块化多电平换流器相比桥臂数量减少了一半。然后,分析了三端口三角形交交变换器的工作原理,建立其数学模型,并采用相量图法研究其运行特性。之后,结合柔性多状态开关的应用需求设计了控制策略,利用第3个桥臂的电流调节特性,在满足输出馈线功率需求的基础上,实现了2条输入馈线上的功率灵活分配。最后,采用仿真验证了所提出的三端口三角形交交变换器拓扑和数学模型的正确性及其控制策略的有效性。

      • 范世源,杨贺雅,杨欢,李武华,赵荣祥,许烽

        2021,45(8):41-50, DOI: 10.7500/AEPS20200629006

        摘要:针对常规模块化多电平换流器(MMC)难以兼顾直流故障穿越能力与系统经济性的问题,提出一种T型桥臂交替多电平换流器(T-AAMC)及其调制策略,其直流桥臂采用半桥子模块并配合桥臂移相的新型调制策略,有效降低换流器建造成本与运行损耗,同时由全桥子模块串联组成的交流桥臂实现了直流故障穿越。首先,介绍了T-AAMC的拓扑结构,再基于各桥臂能量平衡条件,明确T-AAMC的桥臂移相调制策略,进而分析了T-AAMC的运行参数与硬件配置;同时,设计闭环控制系统,实现交直流桥臂能量的动态平衡;然后,将T-AAMC与现有的MMC进行了对比,相比于混合型MMC,T-AAMC在子模块数量、功率器件数量、电容取值上均实现了削减;最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真平台,验证了拓扑、调制与控制设计的有效性。所提T-AAMC在正常工况下能够实现宽范围、高效率的能量转换,同时具有直流故障穿越能力,可保障系统持续可靠运行。

      • 林霖,裴忠晨,蔡国伟,刘闯,王菁月,孔德昊

        2021,45(8):51-59, DOI: 10.7500/AEPS20200714012

        摘要:多端口电力电子变压器(PET)作为柔性互联配电网关键装备,其端口解耦控制与区域协调控制是保证跨区域互联系统安全稳定运行的关键技术之一。文中以基于隔离型模块化多电平变换器(I-M2C)的多端口PET作为关键装备提出一种依靠中压直流(MVDC)馈线互联的柔性配电网架构。首先,分析基于MVDC馈线跨区域互联配电网方案的技术特点,建立基于双调制自由度的 I-M2C型PET端口数学模型。然后,根据端口数学模型及不同稳态运行模式需求提出各端口基于双调制自由度的解耦控制方法。同时,介绍了跨区域互联模式下区域间主从控制策略,总结了柔性配电网在各工况下的运行模式。最后,通过MATLAB/Simulink搭建了10 kV仿真系统模型,验证了MVDC互联的柔性配电网协调控制策略的有效性与可行性。

      • 袁宇波,张宸宇,袁晓冬,杨景刚,史明明,张学

        2021,45(8):60-67, DOI: 10.7500/AEPS20200519001

        摘要:基于柔性多状态开关(SOP)的交直流混合配电网能量管理控制方法是保证其高效、可靠、灵活和可控性的关键技术挑战。为了减少SOP非必要交换功率,并最大限度地利用可再生能源,提出了一种新的能量管理策略。该策略优先考虑可再生能源输出功率的使用,并辅以交直流子网储能的相互支持。交直流混合配电网并网运行划分为20种运行模式。基于能量管理目标生成了不同运行模式下交直流子网储能单元参考指令。针对传统交直流母线并联变换器的下垂控制电压压降和环流问题,提出了交流母线电压压降补偿方法和环流抑制方法。最后,通过仿真软件建立了基于SOP互联的交直流混合配电网仿真平台,仿真结果验证了该平台的可行性和有效性。

      • 窦晓波,皇甫霄文,全相军,胡秦然,肖小龙,吴在军

        2021,45(8):68-76, DOI: 10.7500/AEPS20191124007

        摘要:交直流配电网中受端弱交流配电网电压调节能力较弱,需要直流配电网提供功率支撑,而直流配电网受到自身和交流配电网的双重影响,导致直流电压偏差较大且低惯性特征更加明显。对此,文中引入柔性多状态开关(SNOP),并提出一种交直流电压自适应控制策略。首先,分析交流电网电压扰动对直流电压动态响应和惯性调节过程的影响机理,通过设计电压前馈控制方法有效抑制了扰动作用。其次,针对弱交流配电网调节能力不足的问题,设计自适应功率补偿控制方法,使得SNOP能够根据工作点处电压变化量自适应地补偿功率缺额,同时分析了该功率需求对于直流电压偏差的影响;在此基础上针对直流系统,综合考虑直流电压偏差与电压变化率设计了改进的自适应虚拟惯性控制方法,并分析主要控制参数变化对直流系统稳定性的影响,提升了直流系统惯性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建交直流混合配电网仿真模型,验证了控制策略的有效性。

      • 王灿,吴耀文,孙建军,查晓明,丁凯,李伟

        2021,45(8):77-85, DOI: 10.7500/AEPS20200714006

        摘要:分布式电源(DG)的大量接入使得配电网源荷不确定性与随机性增大,而柔性多状态开关(FMS)的应用使得供区间互联不再受制于电压等级和相位,主动配电网(ADN)多供区联合优化运行将成为新常态,也为改善负荷不均衡现象、提高供电水平提供了基础。利用FMS灵活互联的特点,以供区层和馈线层负荷均衡指数加权最小为目标函数,建立了ADN双层嵌套负荷均衡模型,并采用改进粒子群和二阶锥规划的混合优化算法求解网络重构拓扑方案与FMS出力。整体算法外部对合环配电网进行简化和等效,减小网络重构的粒子群算法的粒子规模,加快计算速度;内部采用最佳等距分段线性逼近法(OEPLAA)对目标函数进行线性化,将FMS出力优化问题进行二阶锥转化。最后,通过某实际配电网对所提出的负荷均衡方法进行了分析和验证。

      • 章博,刘晟源,林振智,杨莉,高强,徐华

        2021,45(8):86-94, DOI: 10.7500/AEPS20190930004

        摘要:提出了高比例新能源接入下考虑需求侧响应(DR)和智能软开关(SOP)的配电网重构策略。首先,构建了配电网重构下的DR和SOP模型;然后,综合考虑网损费用、弃风费用、弃光费用和开关费用,以社会利益最大化为优化目标,构建高比例新能源接入下多时段配电网重构模型;接着,通过大M法和二阶锥松弛将配电网重构模型转化为混合整数二阶锥规划问题,并采用YALMIP和CPLEX对转化后的模型进行求解;最后,采用改进的IEEE 33节点配电系统进行了算例仿真,并进行了灵敏度分析和不同配电网重构策略的对比分析,验证了模型的有效性。算例分析结果表明,采用所提考虑DR和SOP的配电网重构策略,可以有效提高配电系统的新能源消纳能力,平抑负荷峰谷差,提升配电网运行的经济性。

      • 贾善翔,彭克,李喜东,姚广增,张浩

        2021,45(8):95-103, DOI: 10.7500/AEPS20200713009

        摘要:围绕柔性互联交直流配电系统的优化调度问题展开研究。通过在配电网分区边界引入智能软开关(SOP)与直流充电装置相结合的柔性互联装置,建立了计及多种分布式资源的改进柔性互联配电系统多区域、多目标分布式优化模型。通过边界及SOP解耦模型的建立,将系统优化划分为微网子区域优化、配电网子区域优化、微网与配电网分区边界处以及柔性互联装置处优化等若干子问题。考虑对各区域隐私的保护,提出了各区域内、分区边界及SOP参与分布式优化的调度方案,设计了交替方向乘子法自适应步长调整机制,提高了计算效率。最后,通过仿真验证了算法的有效性、扩展性以及柔性互联模型的经济性。

      • 王颖,马佳骏,王小君,许寅,和敬涵,李佳旭

        2021,45(8):104-111, DOI: 10.7500/AEPS20200730004

        摘要:针对含多个智能软开关(SOP)的有源配电网大面积停电场景下的重要负荷恢复问题,文中提出了两步式负荷恢复方法。首先,求解混合整数二阶锥规划(MISOCP)确定各时段最优恢复策略。然后,根据第2步所提出的恢复操作规则确定相邻时段间运行状态转化的开关操作次序和SOP的控制模式。其中,MISOCP以最大化加权负荷供电时间为目标,考虑了配电网、SOP与电源的运行约束等。恢复操作规则以尽可能快速优先恢复重要负荷供电为目标,根据第1步最优恢复策略与SOP在系统中的作用进行开关操作和SOP控制模式切换。算例测试采用改进的手拉手配电网进行对比验证,结果验证了所提两步式负荷恢复方法的有效性和优越性。

      • 薛俞,李月乔,刘文霞,申泽渊,李琦,翟帅

        2021,45(8):112-119, DOI: 10.7500/AEPS20200505010

        摘要:为分析柔性多状态开关(FMS)保护隐性故障引起的柔性互联配电系统连锁故障风险,首先介绍其物理结构,随后分析稳态特性、交流馈线故障时的暂态特性,以及FMS的控制保护策略。然后,提出了引起保护误动的不确定因素并对其进行建模,并在此基础上分析了连锁故障形成的机理,建立柔性互联配电网连锁故障风险指标,并提出了基于蒙特卡洛法的概率指标和基于最优切负荷故障后果的计算方法。最后,以改进IEEE 33节点系统为算例,评估了系统连锁故障风险,并分析了故障位置和分布式电源渗透率因素对风险的影响。

      • 葛少云,周晨曦,刘洪,王成山,杨赞

        2021,45(8):120-128, DOI: 10.7500/AEPS20200505003

        摘要:针对当前软开关(SOP)规划方法未涉及馈线环间的接入模式以及配电网可靠性影响等问题,提出了一种考虑故障损失成本的SOP在馈线环内与环间的位置选择及容量配置方法。首先,分析SOP两种接入模式对配电网运行的效益,并针对环内接入提出了混合式SOP及将SOP与联络开关联动控制的方案。其次,构建了计及配电网正常、故障运行效益的双层规划框架与模型,规划层以系统年综合成本最小为目标,正常运行层考虑SOP的三相潮流调节作用优化网络状态,故障运行层基于序贯蒙特卡洛模拟可靠性评估方法计算故障成本。再次,面对该模型的离散、连续变量混合整数规划的非线性特性,提出了基于改进粒子群优化和锥规划的求解方法。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。

      • 熊正勇,陈天华,杜磊,戴则梅,陈建华,徐陆飞

        2021,45(8):129-137, DOI: 10.7500/AEPS20191021004

        摘要:随着大量间歇性分布式电源(DG)不断渗透到配电网中,电压越限和双向潮流等问题变得越发严重。智能软开关(SOP)是一种柔性电力电子装置,安装在配电网中用来替代传统联络开关,可以实现快速电压调节和准确潮流控制,从而有效解决DG所带来的相应问题。然而,SOP的投资成本较高,使得SOP选址定容问题显得尤为关键。文中提出一种基于改进灵敏度分析的有源配电网SOP优化配置方法。首先,结合DG出力的时序变化特性,从改善电压分布的角度采用改进灵敏度分析方法优化SOP选址;其次,采用二阶锥规划算法求解在改进灵敏度计算下的SOP选址定容优化模型;最后,在改进的IEEE 33节点配电系统上,对文中提出的优化方法进行分析与验证。算例结果表明,采用文中提出的方法对SOP进行优化配置可有效节省配电网年度综合运行成本和改善系统电压,有利于提高有源配电网运行的经济性和可靠性。

      • 张孝军,林湘宁,吴宇奇,王阳光,徐宇新,黄勇

        2021,45(8):138-145, DOI: 10.7500/AEPS20200715006

        摘要:以多微网经智能软开关(SOP)互联的主动配电网整体经济性为目标,开展选址研究。首先建立含SOP主动式配电网在正常工况下的约束模型,并充分计及实时电价、SOP和储能电池的运行维护费用建立目标函数。通过将原始的非凸非线性约束进行松弛和线性化处理,转化得到二阶锥规划模型,实现了对该非线性规划问题的高效求解。最后在约束条件下求解目标函数,综合对比不同方案下的配电网日运行经济性和节点电压偏移指标,得到最佳的SOP选址方案,证明了SOP在提升微配网经济性和可靠性方面的显著优势。

      • >学术研究
      • 曾锋,李崇涛,舒进,赵昱迪,张建新

        2021,45(8):146-154, DOI: 10.7500/AEPS20200615005

        摘要:阻抗法作为一种研究风电系统次同步振荡的热点方法,其采用的频域阻抗判据根据电抗过零点时电阻正负判断系统稳定性,判别方法简单但缺少理论证明。文中基于状态空间的阻抗求解方法,讨论了频域阻抗判据和李雅普诺夫第一方法判别系统稳定性的关系。证明了阻抗法和李雅普诺夫第一方法稳定边界一致;非边界情况下阻抗判据有2种情况,文献中的频域阻抗判据适用于其中一种情况,此时得到的阻抗判据和李雅普诺夫第一方法稳定性判别结果一致,但振荡频率不同。进一步,探讨了阻抗法判据的适用范围。最后,基于2个风电系统算例验证了阻抗法判据2种情况下的正确性。

      • 黄明增,胡雅涵,文云峰,李玲芳,肖友强

        2021,45(8):155-165, DOI: 10.7500/AEPS20200812004

        摘要:为实现电力系统暂态稳定在线快速评估和可信度评价,提出了一种融合联合互信息最大化(JMIM)和自然梯度提升(NGBoost)的暂态稳定评估方法。基于JMIM,采用联合互信息和“最大最小值”原则挖掘海量输入数据的相关性,从而筛选出电网关键运行特征,避免维度爆炸问题。为实现高可信度的暂态稳定评估,构建NGBoost驱动的暂态稳定评估模型,可以以函数形式对模型的条件概率分布参数进行预测,进而实现概率预测,并量化可信度。结合自适应可信度阈值修正方法,实现对系统受扰状态暂态稳定的时序评估。利用新英格兰10机39节点系统和中国某省级电网数据进行了算例测试。与其他机器学习方法相比,所提方法在噪声干扰下具有更好的鲁棒性,可更准确识别不稳定运行状态。

      • 周京华,翁志鹏,宋晓通

        2021,45(8):166-174, DOI: 10.7500/AEPS20200808003

        摘要:可靠性和经济性是孤岛型光储微电网容量配置的2个重要参照,但不能同时最优。为协调二者矛盾,提出了一种兼顾可靠性与经济性的孤岛型光储微电网容量配置方法。该方法针对概率类、频率及持续时间类指标,从容量及功率角度进行了可靠性评估与经济性分析,对比研究了不同负荷点接入光储微电网的配置方案。结果表明:一定储能配置方案下,光伏容量的增加可优化概率类指标,但频率及持续时间类指标变化并非单调;合理的储能配置能进一步优化概率类指标,降低或平抑系统平均停电次数指标对微电网的冲击;在负荷水平较低处安装微电网可实现可靠性与总成本的最优折中。

      • 谢小瑜,周俊煌,张勇军,王奖,苏洁莹

        2021,45(8):175-184, DOI: 10.7500/AEPS20200718002

        摘要:针对现有新能源超短期预测方法难以有效挖掘和分析数据的固有波动规律,且当时序过长时易丢失重要信息等问题,提出了一种基于注意力(Attention)机制的小波分解-双向长短时记忆网络(W-BiLSTM)超短期风、光发电功率预测方法。首先,利用小波分解提取输入时间序列的时域信息和频域信息。随后,考虑双向信息流,采用双向长短时记忆网络(BiLSTM)进行预测,引入注意力机制,通过映射加权和学习参数矩阵赋予BiLSTM隐含状态不同的权重,有选择性地获取更多有效信息。最后,通过实际数据进行仿真验证。仿真结果表明,所提模型与现有模型相比,具有良好的预测性能。

      • 陈少宇,黄文焘,邰能灵,卫卫,陈晔

        2021,45(8):185-193, DOI: 10.7500/AEPS20200621003

        摘要:直流配电网故障特性复杂,故障的可靠识别和快速切除是保护面临的主要难点之一。针对含限流电抗器的多端柔性直流配电网,文中利用限流电抗器的故障暂态电压特性,提出一种单端暂态电压的直流线路保护方法。根据限流电抗器故障暂态初始电压的差异识别区内外故障,利用正、负极限流电抗器故障电压构成的电压比值系数区分故障类型,并据此提出故障识别判据和故障选极判据。在Simulink中建立多端柔性直流配电网仿真模型,结果表明所提保护方法可在0.5 ms内快速判别故障位置和故障类型,仅利用单端数据即可实现全线速动,具有良好的区内外故障识别区分能力,且无须考虑通信和双端数据同步问题,具有良好的抗过渡电阻和抗噪声干扰能力。

      • 魏星,朱信舜,袁宇波,周启文,葛雪峰,杨晨

        2021,45(8):194-199, DOI: 10.7500/AEPS20200227015

        摘要:应用于交直流混合配电网的级联型电力电子变压器(PET)能够实现柔性互联、电压变换、电气隔离和功率控制等多种功能。由于级联型PET内部的级联H桥级和双有源桥级之间电气耦合程度高且控制目标不同,提出一种分级解耦控制方案,在简化控制架构的同时可实现各级的独立灵活控制。此外,针对级联型PET采用多个功率单元输入串联输出并联的拓扑结构,提出一种基于分级解耦控制的串联均压并联均流控制策略,以降低参数差异的影响。研制了一台额定交流电压为10 kV、额定直流电压为750 V、额定容量为500 kVA的级联型PET。实验结果验证了该控制方案工程应用的可行性及有效性。