2017年 第34卷 第2期
2017, 34(2): 1-7.
摘要:
为对分布式电源接入引起的配电网暂态电压特性进行分析和研究,本文构建了风力发电、光伏发电、燃料电池、蓄电池等电源模型和IEEE33节点系统中压配网仿真模型,并就不同故障情况下,分布式电源类型及容量、渗透率、微源接入位置发生变化等对配电网暂态电压特性的影响进行了分析,并提出了暂态响应恢复率和相对电压提升率两大指标,来对暂态电压水平和暂态电压恢复速度进行量化。仿真结果表明:分布式电源的接入可以显著提升配网暂态电压水平,并且受接入位置的影响;渗透率的增加会使暂态电压恢复时间延长,并伴随有明显的震荡。
为对分布式电源接入引起的配电网暂态电压特性进行分析和研究,本文构建了风力发电、光伏发电、燃料电池、蓄电池等电源模型和IEEE33节点系统中压配网仿真模型,并就不同故障情况下,分布式电源类型及容量、渗透率、微源接入位置发生变化等对配电网暂态电压特性的影响进行了分析,并提出了暂态响应恢复率和相对电压提升率两大指标,来对暂态电压水平和暂态电压恢复速度进行量化。仿真结果表明:分布式电源的接入可以显著提升配网暂态电压水平,并且受接入位置的影响;渗透率的增加会使暂态电压恢复时间延长,并伴随有明显的震荡。
2017, 34(2): 8-13.
摘要:
本文提出一种基于发电可靠性和静态安全分析的区域电网外受电能力评估方法。一方面,在保证系统可靠性的前提下,采用优化卷积法计算电网的最小外受电需求,并将之与传统蒙特卡洛模拟对比;另一方面,分析了系统电源、负荷以及网架结构,设置相应的外联络点以及静态安全约束,并通过逐步协同提高系统内负荷水平和外受电能力,求解系统最大外受电能力。以某区域电网2020年规划方案为算例进行分析,结果表明,所提优化卷积算法在计算效率上较蒙特卡洛模拟法更高;所计算的外受电的需求和规模,可以从外受电的角度论证该规划方案的合理性。
本文提出一种基于发电可靠性和静态安全分析的区域电网外受电能力评估方法。一方面,在保证系统可靠性的前提下,采用优化卷积法计算电网的最小外受电需求,并将之与传统蒙特卡洛模拟对比;另一方面,分析了系统电源、负荷以及网架结构,设置相应的外联络点以及静态安全约束,并通过逐步协同提高系统内负荷水平和外受电能力,求解系统最大外受电能力。以某区域电网2020年规划方案为算例进行分析,结果表明,所提优化卷积算法在计算效率上较蒙特卡洛模拟法更高;所计算的外受电的需求和规模,可以从外受电的角度论证该规划方案的合理性。
2017, 34(2): 14-19.
摘要:
随着新能源和智能电网的大力发展,分布式电源并网对配电网各方面的影响越来越大,对电网运行和规划带来了新的挑战,因此对分布式电源并网的有效评估非常重要。本文根据分布式电源对配电网的影响,从电能质量、可靠性、经济性和环境影响性四个方面,建立分布式电源并网的综合评估指标体系,利用隶属度函数进行模糊评分,利用主观权重和客观权重相结合的组合赋权法进行权重计算,最后用模糊合成算子计算得出综合评估结果。结合算例,综合评估了多种分布式电源并网方案,验证了该方法的可行性。
随着新能源和智能电网的大力发展,分布式电源并网对配电网各方面的影响越来越大,对电网运行和规划带来了新的挑战,因此对分布式电源并网的有效评估非常重要。本文根据分布式电源对配电网的影响,从电能质量、可靠性、经济性和环境影响性四个方面,建立分布式电源并网的综合评估指标体系,利用隶属度函数进行模糊评分,利用主观权重和客观权重相结合的组合赋权法进行权重计算,最后用模糊合成算子计算得出综合评估结果。结合算例,综合评估了多种分布式电源并网方案,验证了该方法的可行性。
2017, 34(2): 20-27.
摘要:
大量间歇性分布式电源(DG)的接入可能给配电网带来电压和功率越限的运行风险,建设具备主动管理能力的主动配电网是控制该风险的有效手段。本文提出了一种基于随机潮流的主动配电网运行风险评估方法。考虑风光荷的不确定性,以蒙特卡罗模拟来求解随机潮流;构建了配电网的运行风险指标;采用无功补偿设备优化调节、DG功率因数优化调节和DG有功出力优化削减相结合的主动管理手段对越限风险进行控制,并应用改进和声搜索算法来求解DG有功出力削减问题。结合算例,分析了3种场景下配电网的运行越限风险,验证了所提出模型和算法的正确性。
大量间歇性分布式电源(DG)的接入可能给配电网带来电压和功率越限的运行风险,建设具备主动管理能力的主动配电网是控制该风险的有效手段。本文提出了一种基于随机潮流的主动配电网运行风险评估方法。考虑风光荷的不确定性,以蒙特卡罗模拟来求解随机潮流;构建了配电网的运行风险指标;采用无功补偿设备优化调节、DG功率因数优化调节和DG有功出力优化削减相结合的主动管理手段对越限风险进行控制,并应用改进和声搜索算法来求解DG有功出力削减问题。结合算例,分析了3种场景下配电网的运行越限风险,验证了所提出模型和算法的正确性。
2017, 34(2): 28-35.
摘要:
在传统供电能力评估模型基础上,提出了基于全概率理论的供电能力概率分析模型,并以风电为例分析间歇性能源渗透率和波动性对供电能力的影响。首先介绍概率潮流算法和系统各元件的概率模型,选取半不变量法和Gram-Charlier 级数展开式求取各支路潮流的概率分布;综合考虑网架结构的不确定性,提出了以静态供电能力为基础的全概率评估方法。其次,以IEEE14节点进行算例分析,在考虑N1故障约束条件下,通过确定性潮流和不同风电渗透率的概率潮流结果对比,表明间歇性能源的渗透率和波动性对电网供电能力有显著影响。最后,与蒙特卡罗模拟法进行比较,验证评估方法的快速性与准确性。
在传统供电能力评估模型基础上,提出了基于全概率理论的供电能力概率分析模型,并以风电为例分析间歇性能源渗透率和波动性对供电能力的影响。首先介绍概率潮流算法和系统各元件的概率模型,选取半不变量法和Gram-Charlier 级数展开式求取各支路潮流的概率分布;综合考虑网架结构的不确定性,提出了以静态供电能力为基础的全概率评估方法。其次,以IEEE14节点进行算例分析,在考虑N1故障约束条件下,通过确定性潮流和不同风电渗透率的概率潮流结果对比,表明间歇性能源的渗透率和波动性对电网供电能力有显著影响。最后,与蒙特卡罗模拟法进行比较,验证评估方法的快速性与准确性。
2017, 34(2): 36-42.
摘要:
为辨识电网运行中的薄弱节点,给出了统筹考虑电网各元件负载率分布的均匀程度、系统负载率和损失负荷相对值的综合薄弱度辨识方法。利用IEEE39节点系统仿真,将所得结果与现有研究方法进行比较,验证了综合薄弱度指标的有效性。最后对甘肃750kV及330kV电压等级电网进行仿真计算,结果表明,基于综合薄弱度指标得到的薄弱节点能较好地反映节点在电网中的薄弱程度,并且符合甘肃电网的实际运行情况。以此作为参考,电网的运行及调度人员就可以对薄弱节点进行重点监控,提前制定防御措施,以提高系统的稳定性。
为辨识电网运行中的薄弱节点,给出了统筹考虑电网各元件负载率分布的均匀程度、系统负载率和损失负荷相对值的综合薄弱度辨识方法。利用IEEE39节点系统仿真,将所得结果与现有研究方法进行比较,验证了综合薄弱度指标的有效性。最后对甘肃750kV及330kV电压等级电网进行仿真计算,结果表明,基于综合薄弱度指标得到的薄弱节点能较好地反映节点在电网中的薄弱程度,并且符合甘肃电网的实际运行情况。以此作为参考,电网的运行及调度人员就可以对薄弱节点进行重点监控,提前制定防御措施,以提高系统的稳定性。
2017, 34(2): 43-49.
摘要:
为了分析特高压接入后系统的可靠性水平,利用蒙特卡洛模拟方法建立了电力系统发输变元件以及特高压交/直流输电系统的可靠性评估模型,在模型中考虑了特高压直流输电系统的降额运行状态。提出了灵敏度分析与线性规划相结合的系统过负荷校正方法,同时,提出了与特高压关系密切的新的可靠性指标。IEEE RTS-79系统的算例分析验证了本文所建立模型的准确性。将本文所建立的模型应用于国内某区域电网实际系统,计算了不同场景下系统的可靠性指标,评估了特高压交/直流输电系统接入后系统的可靠性水平。结果可以为特高压接入的实际系统的运行提供参考。
为了分析特高压接入后系统的可靠性水平,利用蒙特卡洛模拟方法建立了电力系统发输变元件以及特高压交/直流输电系统的可靠性评估模型,在模型中考虑了特高压直流输电系统的降额运行状态。提出了灵敏度分析与线性规划相结合的系统过负荷校正方法,同时,提出了与特高压关系密切的新的可靠性指标。IEEE RTS-79系统的算例分析验证了本文所建立模型的准确性。将本文所建立的模型应用于国内某区域电网实际系统,计算了不同场景下系统的可靠性指标,评估了特高压交/直流输电系统接入后系统的可靠性水平。结果可以为特高压接入的实际系统的运行提供参考。
2017, 34(2): 50-55.
摘要:
对于柔性直流输电技术的交直流混联系统,如何通过辨识MMC换流站各相电气信息实现对MMC换流站运行状态的评判是该研究领域的一个新问题。针对此问题,本文首先分析了交流和直流输电线路暂态扰动对MMC换流站内各桥臂电压、电流的影响。指出当交流或直流输电线路发生暂态故障时,MMC换流站内各相上下桥臂的能量分布与正常运行时存在差异。基于此现象,利用指数熵权和灰色关联分析理论,提出一种基于指数熵权灰色关联分析法的评价方法,并将其应用到MMC换流站的运行状态评判中,实现了针对不同故障类型对换流站运行影响程度的综合评价。
对于柔性直流输电技术的交直流混联系统,如何通过辨识MMC换流站各相电气信息实现对MMC换流站运行状态的评判是该研究领域的一个新问题。针对此问题,本文首先分析了交流和直流输电线路暂态扰动对MMC换流站内各桥臂电压、电流的影响。指出当交流或直流输电线路发生暂态故障时,MMC换流站内各相上下桥臂的能量分布与正常运行时存在差异。基于此现象,利用指数熵权和灰色关联分析理论,提出一种基于指数熵权灰色关联分析法的评价方法,并将其应用到MMC换流站的运行状态评判中,实现了针对不同故障类型对换流站运行影响程度的综合评价。
2017, 34(2): 56-61.
摘要:
为了克服现有基于模式识别的暂态稳定评估(PRTSA)方法的不足,本文考虑广域测量系统可以提供的故障后实测信息,在合理选取一组具有代表性的输入特征基础上,提出了一种基于组合核函数高斯过程的PRTSA方法。相对于支持向量机,该方法具有参数自适应选取、输出具有概率意义等优点,并通过将不同特性的单一协方差函数相加构造组合核函数,进一步提高了评估模型的分类能力。应用于新英格兰39节点系统的仿真结果验证了所提出方法的有效性。
为了克服现有基于模式识别的暂态稳定评估(PRTSA)方法的不足,本文考虑广域测量系统可以提供的故障后实测信息,在合理选取一组具有代表性的输入特征基础上,提出了一种基于组合核函数高斯过程的PRTSA方法。相对于支持向量机,该方法具有参数自适应选取、输出具有概率意义等优点,并通过将不同特性的单一协方差函数相加构造组合核函数,进一步提高了评估模型的分类能力。应用于新英格兰39节点系统的仿真结果验证了所提出方法的有效性。
2017, 34(2): 62-66.
摘要:
电动汽车快速充电能有效解决充电时间长的缺点,但充电功率大且具有较大的随机性。为了解决这一问题,将储能应用于快速充电站,可缓解电网压力,提高电网稳定性。根据传统加油站车辆进站分布,运用排队理论对充电站进行负荷建模,以满足日最大到达率确定充电机数量。将充电机量化为储能侧充电机和电网侧充电机,构建了一种充电容量配置模型。该模型以充电站设备投资成本和购电成本最小为目标,配置充电机比例。最后通过算例验证了该模型的可行性和有效性。
电动汽车快速充电能有效解决充电时间长的缺点,但充电功率大且具有较大的随机性。为了解决这一问题,将储能应用于快速充电站,可缓解电网压力,提高电网稳定性。根据传统加油站车辆进站分布,运用排队理论对充电站进行负荷建模,以满足日最大到达率确定充电机数量。将充电机量化为储能侧充电机和电网侧充电机,构建了一种充电容量配置模型。该模型以充电站设备投资成本和购电成本最小为目标,配置充电机比例。最后通过算例验证了该模型的可行性和有效性。
2017, 34(2): 67-73.
摘要:
储能系统具有响应迅速、跟踪精确的特点,将其应用于区域电网的一次调频时,可以有效改善区域电网暂态频率特性。为了实现储能系统与区域电网中常规机组一次调频的配合,基于区域电网的一次调频理论模型,分析了常规机组独立参与一次调频时及与储能系统配合参与一次调频时的各自特性及相互配合的问题。基于此,提出了常规机组作为一次调频主体,储能系统承担功率缓冲的配合原则;并提出了包含改进下垂控制、调频退出控制及能量管理控制的完整的储能系统参与一次调频的控制策略。最后,搭建了相应的仿真模型,验证了控制策略的正确性。
储能系统具有响应迅速、跟踪精确的特点,将其应用于区域电网的一次调频时,可以有效改善区域电网暂态频率特性。为了实现储能系统与区域电网中常规机组一次调频的配合,基于区域电网的一次调频理论模型,分析了常规机组独立参与一次调频时及与储能系统配合参与一次调频时的各自特性及相互配合的问题。基于此,提出了常规机组作为一次调频主体,储能系统承担功率缓冲的配合原则;并提出了包含改进下垂控制、调频退出控制及能量管理控制的完整的储能系统参与一次调频的控制策略。最后,搭建了相应的仿真模型,验证了控制策略的正确性。
2017, 34(2): 74-79.
摘要:
完善与细化智能电网评价指标是必然趋势。作为智能电网的主要利益者,提高用户智能用电水平是智能电网建设的重要部分,因此从系统性、典型性、可比性原则出发构建评价家居智能用电水平的指标体系。首先进行专家群决策补充指标集,提高了原体系全面性,然后应用数学规划方法估计原始判断矩阵与理想值之间的偏差,结合专家群可信度,提出了一种体现专家决策误差的指标权重区间计算模型,并对弱权重指标进行筛选,提高指标体系精炼性,最后对实际小区的智能用电方面进行评价,评价结果表明优化后的指标体系能有效、可靠地评价家居智能用电水平。
完善与细化智能电网评价指标是必然趋势。作为智能电网的主要利益者,提高用户智能用电水平是智能电网建设的重要部分,因此从系统性、典型性、可比性原则出发构建评价家居智能用电水平的指标体系。首先进行专家群决策补充指标集,提高了原体系全面性,然后应用数学规划方法估计原始判断矩阵与理想值之间的偏差,结合专家群可信度,提出了一种体现专家决策误差的指标权重区间计算模型,并对弱权重指标进行筛选,提高指标体系精炼性,最后对实际小区的智能用电方面进行评价,评价结果表明优化后的指标体系能有效、可靠地评价家居智能用电水平。
2017, 34(2): 80-86.
摘要:
用电需求与经济结构密切相关。从区域发展的整体视角出发,建立了考虑空间效应的中国用电需求实证分析模型;基于1999-2014年中国30个省区电力消费空间面板数据,分析了产业结构、区域结构、分配结构、能源结构等经济结构性因素对用电需求的影响及其空间效应;结合“从具体到一般”和“从一般到具体”两种方法进行空间效应设置、检验和优选,并对固定效应模型的偏误进行了校正;在全国整体分析的基础上,分东部、中部和西部对解释变量的直接效应和间接效应进行对比分析;实证分析表明,经济结构对于用电需求具有重要影响,中国省域用电需求在样本期内具有显著的空间交互效应,解释变量变化会导致样本省区及其邻近省区用电需求发生变化,且不同区域内解释变量直接效应和间接效应明显不同;对中国“十三五”用电需求变化趋势进行了分析并为区域规划给出建议。
用电需求与经济结构密切相关。从区域发展的整体视角出发,建立了考虑空间效应的中国用电需求实证分析模型;基于1999-2014年中国30个省区电力消费空间面板数据,分析了产业结构、区域结构、分配结构、能源结构等经济结构性因素对用电需求的影响及其空间效应;结合“从具体到一般”和“从一般到具体”两种方法进行空间效应设置、检验和优选,并对固定效应模型的偏误进行了校正;在全国整体分析的基础上,分东部、中部和西部对解释变量的直接效应和间接效应进行对比分析;实证分析表明,经济结构对于用电需求具有重要影响,中国省域用电需求在样本期内具有显著的空间交互效应,解释变量变化会导致样本省区及其邻近省区用电需求发生变化,且不同区域内解释变量直接效应和间接效应明显不同;对中国“十三五”用电需求变化趋势进行了分析并为区域规划给出建议。
2017, 34(2): 87-96.
摘要:
智能电网信息化和智能化发展要求电网对多源多维、海量复杂的电网信息数据进行实时处理、快速分析以完成电网的智能决策和及时调控。本文开展了面向实时监测信息的基于多智能体技术的智能电网信息管理研究。首先探析了智能电网信息化和智能化实现的重要性和技术支撑,继而提出了基于多智能体技术的智能电网信息管理系统的框架结构,并重点阐述了该系统中设备级、子系统级以及总系统级智能体的设计和功能,最后给出了基于多智能体技术的信息管理系统的实现算法,并利用测试实例进行了系统功能的验证和分析。本文的研究工作为智能电网信息化及智能化实现提供了技术支持。
智能电网信息化和智能化发展要求电网对多源多维、海量复杂的电网信息数据进行实时处理、快速分析以完成电网的智能决策和及时调控。本文开展了面向实时监测信息的基于多智能体技术的智能电网信息管理研究。首先探析了智能电网信息化和智能化实现的重要性和技术支撑,继而提出了基于多智能体技术的智能电网信息管理系统的框架结构,并重点阐述了该系统中设备级、子系统级以及总系统级智能体的设计和功能,最后给出了基于多智能体技术的信息管理系统的实现算法,并利用测试实例进行了系统功能的验证和分析。本文的研究工作为智能电网信息化及智能化实现提供了技术支持。
