2019年 第36卷 第5期
2019, 36(5): 1-9.
摘要:
针对地方电网与能源基地直流送端系统并网模式选择问题,构建基于技术、经济和发展规模指标的综合评价指标体系,并考虑主客观因素的影响,提出基于多属性决策的并网模式优选方法。首先,在总结孤岛和联网接入模式存在的问题基础上,建立了一套考虑技术、经济性以及发展规模等多因素影响的综合评价指标体系;其次采用了基于主观权重的层次分析法和基于客观权重的熵权法进行组合权重的选取,提出了基于多属性决策的优选方法,通过计算不同备选方案的相对贴近度,实现并网模式的优选决策;最后,以某实际直流工程为例,验证所提方法的合理性。
针对地方电网与能源基地直流送端系统并网模式选择问题,构建基于技术、经济和发展规模指标的综合评价指标体系,并考虑主客观因素的影响,提出基于多属性决策的并网模式优选方法。首先,在总结孤岛和联网接入模式存在的问题基础上,建立了一套考虑技术、经济性以及发展规模等多因素影响的综合评价指标体系;其次采用了基于主观权重的层次分析法和基于客观权重的熵权法进行组合权重的选取,提出了基于多属性决策的优选方法,通过计算不同备选方案的相对贴近度,实现并网模式的优选决策;最后,以某实际直流工程为例,验证所提方法的合理性。
2019, 36(5): 10-16.
摘要:
随着分布式能源的大量接入,还有储能、电动汽车、柔性负荷等新技术的进步,主动配电网的运行控制越来越困难。针对这一问题,基于虚拟微电网的概念,提出了一种主动配电网微网化的分区优化划分方法,以虚拟微网分区的形式简化主动配电网的运行控制。该方法以通信成本最低、分区功率不平衡最小及分区供电独立性最高为目标,建立主动配电网微网虚拟分区优化模型。基于广度优先搜索算法获取各分区信息,提出主动配电网微网化虚拟分区方法,将主动配电网划分为多个虚拟微网分区。以改进IEEE-33节点系统为例进行验证。研究结果表明,所提方法可以提供面向主动配电网的虚拟微网分区建议,为主动配电网的高效运维提供支撑。
随着分布式能源的大量接入,还有储能、电动汽车、柔性负荷等新技术的进步,主动配电网的运行控制越来越困难。针对这一问题,基于虚拟微电网的概念,提出了一种主动配电网微网化的分区优化划分方法,以虚拟微网分区的形式简化主动配电网的运行控制。该方法以通信成本最低、分区功率不平衡最小及分区供电独立性最高为目标,建立主动配电网微网虚拟分区优化模型。基于广度优先搜索算法获取各分区信息,提出主动配电网微网化虚拟分区方法,将主动配电网划分为多个虚拟微网分区。以改进IEEE-33节点系统为例进行验证。研究结果表明,所提方法可以提供面向主动配电网的虚拟微网分区建议,为主动配电网的高效运维提供支撑。
2019, 36(5): 17-23.
摘要:
为了分析并改善光伏并网系统稳定性问题,本文建立了包括锁相环(PLL)在内的两级三相式光伏并网系统小信号模型,利用特征值法分析了电网强度、最大功率追踪(MPPT)控制参数、锁相环控制参数对系统稳定性的影响。分析可知弱电网下主导振荡模态与锁相环控制参数直接相关。基于锁相环和电流内环控制的相互作用,提出一种附加控制方法,将锁相环的输出频率变量通过控制系数附加作用于电流内环控制。利用特征值法和时域仿真证明该方法可解决弱电网情况下由于锁相环控制参数设置不当带来的系统稳定性问题,并找出了控制系数在不同锁相环参数设置下的可行域。
为了分析并改善光伏并网系统稳定性问题,本文建立了包括锁相环(PLL)在内的两级三相式光伏并网系统小信号模型,利用特征值法分析了电网强度、最大功率追踪(MPPT)控制参数、锁相环控制参数对系统稳定性的影响。分析可知弱电网下主导振荡模态与锁相环控制参数直接相关。基于锁相环和电流内环控制的相互作用,提出一种附加控制方法,将锁相环的输出频率变量通过控制系数附加作用于电流内环控制。利用特征值法和时域仿真证明该方法可解决弱电网情况下由于锁相环控制参数设置不当带来的系统稳定性问题,并找出了控制系数在不同锁相环参数设置下的可行域。
2019, 36(5): 24-30.
摘要:
通常计算含电压源换流器(VSC)交直流混合系统的直流潮流时,需按照直流侧VSC的控制策略列写对应的潮流方程。但是,由于控制策略的不同潮流方程会有多种表达式;随着柔性电网的发展,直流系统将形成由多种单一策略构成的混合控制策略,其表达式结构和维度均不一致;在计算基于实际情况下控制策略需要切换的潮流时,出现控制策略的切换,这些都为潮流计算带来了极大的不便。本文在分析直流侧VSC不同控制策略的基础上,通过定义新的直流节点类型,推导出含多种控制策略的直流电网潮流统一表达模型。该模型可以表征直流系统多种控制模式,形成模型的统一表达,具有统一结构和固定维度。当直流电网控制方式变化时,仅需修改少量参数,即可求出其稳态潮流,编程简单,实现方便。以含5端6线的VSC直流电网为例,验证了所提算法的准确性。最后,将此算法用于求解7端VSC-MTDC直流网络控制策略切换时的潮流,验证了其灵活性。
通常计算含电压源换流器(VSC)交直流混合系统的直流潮流时,需按照直流侧VSC的控制策略列写对应的潮流方程。但是,由于控制策略的不同潮流方程会有多种表达式;随着柔性电网的发展,直流系统将形成由多种单一策略构成的混合控制策略,其表达式结构和维度均不一致;在计算基于实际情况下控制策略需要切换的潮流时,出现控制策略的切换,这些都为潮流计算带来了极大的不便。本文在分析直流侧VSC不同控制策略的基础上,通过定义新的直流节点类型,推导出含多种控制策略的直流电网潮流统一表达模型。该模型可以表征直流系统多种控制模式,形成模型的统一表达,具有统一结构和固定维度。当直流电网控制方式变化时,仅需修改少量参数,即可求出其稳态潮流,编程简单,实现方便。以含5端6线的VSC直流电网为例,验证了所提算法的准确性。最后,将此算法用于求解7端VSC-MTDC直流网络控制策略切换时的潮流,验证了其灵活性。
2019, 36(5): 31-38.
摘要:
风火打捆系统中,风电机组的并网使得火电机组的次同步振荡情况变得更为复杂。基于IEEE第一标准模型搭建了风火打捆经串补外送系统,推导了直驱风机输出功率与火电机组次同步阻尼的关系,分析了其对火电机组次同步振荡的影响机理,并通过PSCAD平台结合复转矩系数法和时域仿真分析进行验证。基于此机理,提出了一种在直驱风机的网侧变流器控制系统无功外环处附加阻尼控制的抑制方法,并对其关键参数的优化设计方法进行了分析,时域仿真结果表明所提出的附加阻尼控制可以有效抑制火电机组的次同步振荡。
风火打捆系统中,风电机组的并网使得火电机组的次同步振荡情况变得更为复杂。基于IEEE第一标准模型搭建了风火打捆经串补外送系统,推导了直驱风机输出功率与火电机组次同步阻尼的关系,分析了其对火电机组次同步振荡的影响机理,并通过PSCAD平台结合复转矩系数法和时域仿真分析进行验证。基于此机理,提出了一种在直驱风机的网侧变流器控制系统无功外环处附加阻尼控制的抑制方法,并对其关键参数的优化设计方法进行了分析,时域仿真结果表明所提出的附加阻尼控制可以有效抑制火电机组的次同步振荡。
2019, 36(5): 39-46.
摘要:
为应对含不同类型储能微能源网在实际运行中面临的多种不确定因素,在给出考虑储电、储热、储气设备参与的微能源网日前经济调度策略的基础上,以跟踪日前微能源网与外网交互功率及储能设备能量状态优化结果为主要目标,并尽可能提高可再生能源利用率,基于模型预测控制方法建立了微能源网多时间尺度协同调度模型。算例结果表明,所提方法能有效应对间歇性可再生能源出力波动与负荷预测误差,在保证各储能设备日运行能量平衡的前提下,提出了可控元件的日内平滑出力策略,并提高了微能源网对风电、光伏的消纳能力。
为应对含不同类型储能微能源网在实际运行中面临的多种不确定因素,在给出考虑储电、储热、储气设备参与的微能源网日前经济调度策略的基础上,以跟踪日前微能源网与外网交互功率及储能设备能量状态优化结果为主要目标,并尽可能提高可再生能源利用率,基于模型预测控制方法建立了微能源网多时间尺度协同调度模型。算例结果表明,所提方法能有效应对间歇性可再生能源出力波动与负荷预测误差,在保证各储能设备日运行能量平衡的前提下,提出了可控元件的日内平滑出力策略,并提高了微能源网对风电、光伏的消纳能力。
2019, 36(5): 47-53.
摘要:
针对微电网中电动汽车充放电及风光荷预测误差带来的问题,提出一种在微电网环境下考虑日前预测误差的电动汽车多时间尺度优化调度模型,由日前调度计划和日内短期滚动优化调度构成。日前调度模型兼顾微电网与电动汽车车主双方利益,以微电网运行成本最低、所有电动汽车车主充电总成本最低为目标;滚动调度模型以实际等效负荷与日前调度计划中等效负荷匹配程度最大为目标,将实际车主充电总成本不大于日前计划车主充电总成本作为约束条件考虑。最后使用适用于电动汽车充电优化问题的灰狼优化算法求解,优化结果表明,微电网通过多时间尺度优化调度可以有效降低运行成本,并减小预测误差带来的影响,同时电动汽车车主也可以获得一定的经济利益。
针对微电网中电动汽车充放电及风光荷预测误差带来的问题,提出一种在微电网环境下考虑日前预测误差的电动汽车多时间尺度优化调度模型,由日前调度计划和日内短期滚动优化调度构成。日前调度模型兼顾微电网与电动汽车车主双方利益,以微电网运行成本最低、所有电动汽车车主充电总成本最低为目标;滚动调度模型以实际等效负荷与日前调度计划中等效负荷匹配程度最大为目标,将实际车主充电总成本不大于日前计划车主充电总成本作为约束条件考虑。最后使用适用于电动汽车充电优化问题的灰狼优化算法求解,优化结果表明,微电网通过多时间尺度优化调度可以有效降低运行成本,并减小预测误差带来的影响,同时电动汽车车主也可以获得一定的经济利益。
2019, 36(5): 54-61.
摘要:
针对区域性规模化分布式光伏并网引起的系统调峰问题,本文提出了一种含储能电站的削峰填谷优化调度方法。首先从容量渗透率、天气等角度分析了规模化分布式光伏并网后对系统负荷以及调峰能力的影响;随后将储能电站作为独立电源接入系统,提出了规模化分布式光伏并网条件下含储能电站的优化调度方法,利用储能电站削峰填谷,以净负荷方差最小为目标,对储能电站充放电功率进行优化,兼顾系统经济性和风电优先调度,以系统运行成本最小为目标对常规机组与风电场群进行调度;最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。
针对区域性规模化分布式光伏并网引起的系统调峰问题,本文提出了一种含储能电站的削峰填谷优化调度方法。首先从容量渗透率、天气等角度分析了规模化分布式光伏并网后对系统负荷以及调峰能力的影响;随后将储能电站作为独立电源接入系统,提出了规模化分布式光伏并网条件下含储能电站的优化调度方法,利用储能电站削峰填谷,以净负荷方差最小为目标,对储能电站充放电功率进行优化,兼顾系统经济性和风电优先调度,以系统运行成本最小为目标对常规机组与风电场群进行调度;最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。
2019, 36(5): 62-67.
摘要:
针对光伏输出功率非线性、波动大、不稳定等特征引起光伏功率短期预测不精确的问题,本文提出了一种基于相似日聚类和利用共轭梯度法(CG)改进深度信念网络(DBN)的组合模型预测方法。首先利用FCM聚类算法将原始数据按照隶属度进行相似日聚类,随后根据类别进行CG-DBN预测模型的建模,最后利用该模型进行光伏输出功率的短期预测。本文将方案应用于浙江龙游发电站,并将预测结果与传统预测模型进行了比较。最终得出,FCM和CG-DBN组合预测模型在光伏功率短期预测中的性能优于其他模型。
针对光伏输出功率非线性、波动大、不稳定等特征引起光伏功率短期预测不精确的问题,本文提出了一种基于相似日聚类和利用共轭梯度法(CG)改进深度信念网络(DBN)的组合模型预测方法。首先利用FCM聚类算法将原始数据按照隶属度进行相似日聚类,随后根据类别进行CG-DBN预测模型的建模,最后利用该模型进行光伏输出功率的短期预测。本文将方案应用于浙江龙游发电站,并将预测结果与传统预测模型进行了比较。最终得出,FCM和CG-DBN组合预测模型在光伏功率短期预测中的性能优于其他模型。
2019, 36(5): 68-75.
摘要:
风电消纳问题已成为我国风电进一步发展的瓶颈,以需求侧资源逆向匹配生产端的风电能源,是促进风电消纳的有效途径。本文以家用电热水器为研究对象,提出了一种新的需求响应调控策略:首先建立电热水器的热力学模型和动态调控模型;将电热水器在自然运行状态下1min之内将要开启或关闭的状态定义为预切换状态(pre-switching state,PSST);采取考虑PSST的分群策略,并基于Tse和Cse联合指标分别对开启群和关闭群中的电热水器进行优先级排序,生成负荷群优先序列;最后建立负荷群功率调整量优化模型。将调控策略应用于风电消纳场景并与其它策略进行对比,仿真结果表明,基于PSST的负荷群调控策略能够较好地跟踪风电响应目标,在有效减小响应误差的同时,能够均衡负荷群加热效果,具有良好的应用前景。
风电消纳问题已成为我国风电进一步发展的瓶颈,以需求侧资源逆向匹配生产端的风电能源,是促进风电消纳的有效途径。本文以家用电热水器为研究对象,提出了一种新的需求响应调控策略:首先建立电热水器的热力学模型和动态调控模型;将电热水器在自然运行状态下1min之内将要开启或关闭的状态定义为预切换状态(pre-switching state,PSST);采取考虑PSST的分群策略,并基于Tse和Cse联合指标分别对开启群和关闭群中的电热水器进行优先级排序,生成负荷群优先序列;最后建立负荷群功率调整量优化模型。将调控策略应用于风电消纳场景并与其它策略进行对比,仿真结果表明,基于PSST的负荷群调控策略能够较好地跟踪风电响应目标,在有效减小响应误差的同时,能够均衡负荷群加热效果,具有良好的应用前景。
2019, 36(5): 76-81.
摘要:
为实现电动汽车充电站中光伏电能的充分利用和减小负荷峰谷差,将光伏功率和电动汽车充电功率结合作为等效负荷功率,并以此配置储能。以等效负荷功率上下限为决策变量,充电站日净收益和峰谷差率为目标函数,建立储能优化配置模型。使用改进遗传交叉过程的NSGA-II算法对目标函数进行优化,得到不同峰谷差率对应的充电站日净收益和储能容量,同时对比不同光伏出力和充电功率等级下储能容量配置的差异。结果表明,合理的光伏容量配置能够减小充电站对储能容量的需求,并且根据峰谷差率联合配置光伏和储能,能够实现充电站经济运行和负荷优化作用。
为实现电动汽车充电站中光伏电能的充分利用和减小负荷峰谷差,将光伏功率和电动汽车充电功率结合作为等效负荷功率,并以此配置储能。以等效负荷功率上下限为决策变量,充电站日净收益和峰谷差率为目标函数,建立储能优化配置模型。使用改进遗传交叉过程的NSGA-II算法对目标函数进行优化,得到不同峰谷差率对应的充电站日净收益和储能容量,同时对比不同光伏出力和充电功率等级下储能容量配置的差异。结果表明,合理的光伏容量配置能够减小充电站对储能容量的需求,并且根据峰谷差率联合配置光伏和储能,能够实现充电站经济运行和负荷优化作用。
2019, 36(5): 82-86.
摘要:
随着需求响应在电力市场中深度应用,负荷聚合商作为新的参与主体在市场平衡中发挥着调峰避峰、提供需求侧备用的重要作用。然而,针对负荷聚合商柔性资源风险管理方法方面的研究尚有不足。因此,提出一种基于均值方差风险模型的柔性资源投资组合策略。该方法能够基于一定的预期收益,优化得到最小化风险的柔性资源投资组合方法。通过分析算例,证实了该方法与基线方法相比能够有效降低投资风险,提高负荷聚合商的经济效益。
随着需求响应在电力市场中深度应用,负荷聚合商作为新的参与主体在市场平衡中发挥着调峰避峰、提供需求侧备用的重要作用。然而,针对负荷聚合商柔性资源风险管理方法方面的研究尚有不足。因此,提出一种基于均值方差风险模型的柔性资源投资组合策略。该方法能够基于一定的预期收益,优化得到最小化风险的柔性资源投资组合方法。通过分析算例,证实了该方法与基线方法相比能够有效降低投资风险,提高负荷聚合商的经济效益。
2019, 36(5): 87-94.
摘要:
为了提高我国电网建设项目投资建设的精准性,本文提出了一种多个电网建设项目的投资决策方法。首先,通过深入分析我国电网建设项目特点和发展需求,根据电网建设项目投资建设时序,进行多维度、多视角识别风险来源,构建了全息风险评估指标体系;其次,根据风险影响后果对指标进行分类分析,构建电网建设项目投资决策风险评估模型;接下来,对指标进行赋权,构建基于风险影响后果的综合风险模型,考虑到当前赋权方法的不足和企业投资意愿,提出了一种新的组合赋权方法;最后,建立了考虑综合风险的电网建设项目投资决策模型;算例分析结果表明了本文所提投资决策方法的有效性和适用性。
为了提高我国电网建设项目投资建设的精准性,本文提出了一种多个电网建设项目的投资决策方法。首先,通过深入分析我国电网建设项目特点和发展需求,根据电网建设项目投资建设时序,进行多维度、多视角识别风险来源,构建了全息风险评估指标体系;其次,根据风险影响后果对指标进行分类分析,构建电网建设项目投资决策风险评估模型;接下来,对指标进行赋权,构建基于风险影响后果的综合风险模型,考虑到当前赋权方法的不足和企业投资意愿,提出了一种新的组合赋权方法;最后,建立了考虑综合风险的电网建设项目投资决策模型;算例分析结果表明了本文所提投资决策方法的有效性和适用性。
