电力CPS的架构及其实现技术与挑战
摘要：引入前沿信息技术并把电力系统和信息系统进行深度融合是实现电力系统智能化的关键。信息物理融合系统（cyber physical system,CPS）是通过3C（computation,communication,control）技术将计算、网络和物理环境融为一体的多维复杂系统,通过多技术有机融合,实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务,具有非常广阔的应用前景,因而在国际上受到了普遍重视。在此背景下,基于CPS概念并结合电力系统特点,提出建立电力CPS的思路和框架。首先,概述了CPS的概念、主要功能和技术特征。之后,构造了电力CPS的架构和主要组成部分,指出了实现电力CPS的若干关键技术。最后,从基础理论、建模方法、仿真算法、安全性分析、可靠性分析、系统设计与规划、运行调度、标准化等方面讨论了电力CPS研究中所面对的主要挑战。智能电网IPv6地址资源应对策略
摘要：随着电网智能化程度的提高及维护和运行管理自动化的升级,智能电网中的设备将会带有Internet协议（IP）地址。IPv6是下一代Internet的网络层协议,智能电网需要Internet的网络层协议向IPv6过渡,首先要研究IPv6地址资源分配问题。鉴于中国在IPv4时代的地址窘境,通过对比IPv6地址与IPv4地址,分析智能电网各个环节和支撑平台对IPv6地址的需求,建立IPv6地址预测数学模型,提出了智能电网IPv6地址资源应对策略和申请建议。为了提高电力系统信息通信网络性能,便于减小各级路由表的大小,对于电力下一代Internet IPv6地址资源,建议采取统一规划、统一申请、统一管理的申请管理机制,快速、足量地申请到国家智能电网发展所需要的IPv6地址。合理地申请和保留IPv6地址,可以最大限度地减少IPv6地址碎片,提高信息与通信网络效率,进而提升智能电网品质。半波长交流输电技术的研究现状与展望
摘要：超长距离半波长交流输电因其特有的经济性与技术优势在国内外受到广泛关注。文中介绍了半波长交流输电技术的发展历史与研究现状,阐明了该技术的基本输电特征,分析了半波长交流输电的关键技术问题,如人造半波长交流输电线路的调谐网络优化、功率传输和暂态稳定特性、线路的运行与维护、潜供电弧特性与抑制、内部过电压以及沿途负载供电等,指出了半波长交流输电技术未来发展的重点方向,并给出了一些参考性建议。基于停电风险评估的城市配电网应急预警方法
摘要：应急预警是城市配电网应急管理所必备的重要基本功能,其核心工作是评估各种突发事件对电网的威胁程度,进而评定相关预警级别并预警信息。文中研究并提出了一种城市配电网应急预警方法,通过分析各类突发事件引发的设备停运概率,计算出突发事件下配电网停电风险,并以此为判据确定突发事件预警级别。该方法考虑了应急调度措施的作用,所构建的停电风险指标具有明确清晰的物理意义,可用于优化设计应急预防和处置方案。以IEEE标准系统为算例说明了所提出的方法的工作流程和实用性。运行风险评估中的变压器时变停运模型（二）基于延迟半马尔可夫过程的变压器时变停运模型
摘要：建立了用于电力系统运行风险评估的变压器时变停运模型。首先,根据变压器事故停运的特性,将其状态划分为运行状态、内部潜伏性故障状态和外部附件故障状态。然后,建立了基于延迟半马尔可夫过程的变压器时变停运模型。该模型既能够反映变压器内部故障和外部故障在修复时间上的区别,又能够反映变压器内部潜伏性故障在维修前后故障率的变化。最后,利用数值算例验证了所提出的模型的科学性。电力系统时域仿真的动态一致性检验
摘要：电力系统中模型参数的辨识值常因优化算法、收敛区间、迭代次数等的差异而不同,此时常规的误差分析方法很难判断并选择合理的参数组。为解决这一问题,文中提出采用一种定量的不确定性分析方法——随机响应面法对仿真结果进行动态一致性检验的新观点,并提出了相应的检验标准。由于随机响应面法能克服传统的蒙特卡洛法仿真次数多、时间长的缺点,利用随机响应面法可快速计算出参数组中多个参数的联合不确定度,从而得到仿真结果的均值和置信区间,校验模型参数的有效性,为参数的合理选择提供参考依据。某大区电网的负荷实测记录验证了该方法的有效性。基于模糊层次分析法的黑启动方案评估及灵敏度分析
摘要：电力系统黑启动方案评估及其灵敏度分析对辅助调度人员制订黑启动方案、实现系统快速恢复意义重大。文中提出了一种基于模糊层次分析法的黑启动方案评估及灵敏度分析方法,通过建立黑启动方案评估的层次结构模型,构建梯形模糊数互补判断矩阵确定各层间的权重,计算各方案的综合评价值及排序。在此基础上,对影响方案排序的权重及指标值进行灵敏度计算,得到导致排序结果变化的灵敏度权重及指标临界值。某电网的应用实例证明了该方法可为调度运行人员进行黑启动恢复提供更加科学的决策参考。一种电价持续曲线理论计算方法
摘要：定义了面对负荷水平的价格持续曲线和面对考察期内所有负荷的平均价格持续曲线。依照该定义,给出了考虑发电机组强迫停运和机组报价随机性的价格持续曲线的计算方法。该方法通过用等效机组替电机组的容量块,从而便于采用电力系统随机生产模拟的方法计算边际电价的概率和价格持续曲线。该方法具有计算速度快且概念清晰等优点。将该算法应用于一个PJM电力市场的计算算例,计算结果说明了文中方法的优越性。基于公共信息模型的配电网网架优化规划
摘要：在公共信息模型（CIM）扩展的配电网模型基础上构建了组合式迭代器以实现系统级元件遍历。讨论了实际配电网规划普遍存在的多交叉点的情况,运用改进的基于关键节点最小代价多播路由算法建立配电网规划模型,提出了组合边的概念,以组合边的形式参与边的动态迭代,获得总体费用最小的优化规划结果。以迭代器隔离算法和数据,降低耦合度并增强稳定性和可拓展性。算例表明了文中方法的有效性。空间负荷预测中的负荷时序消差方法
摘要：通过分析影响基于时序的空间负荷预测（SLF）精度的主要因素,提出一种用于识别和校正负荷转移的负荷时序消差方法。将元胞之间经常出现的非永久性负荷转移分为跨单位时间型和非跨单位时间型2种,对前一种采用改进的负荷转移耦合法实现负荷时序消差,对后一种采用基于累积负荷曲线确定元胞负荷最大值的算法实现负荷时序消差,从而降低元胞之间负荷转移对SLF精度的不利影响。通过算例验证了基于负荷时序消差的SLF效果,结果表明该方法实用、有效。基于多区域的AGC多目标协调控制方法
摘要：将单一自动发电控制（AGC）的控制区划分为多个控制区域,并提出一种基于多区域的AGC多目标协调控制方法。主控制区负责控制全网的区域控制偏差（ACE）,各分控制区负责控制其对外联络线构成的稳定断面,并在紧急情况下协助主控制区控制全网的ACE。该方法可方便地实现全网多目标的协调控制,有利于保证电网的安全和优质运行。在河南电网的实际应用表明了该方法的可行性和有效性。注入式发电机定子接地保护的自适应整定
摘要：与通常的20 Hz电源注入式定子接地保护接地电阻高定值、低定值整定方案相比,自适应整定方案能够根据接地电流的允许值大小,按照发电机接地故障位置自动调整接地电阻的整定值,实现按照故障的严重程度执行保护动作。但现行的自适应保护原理在推导接地电阻整定值时没有考虑接地故障电流3次谐波分量的影响,当发电机中性点附近发生故障时,由于3次谐波电流较大,导致现行的自适应20 Hz注入式接地保护在发电机中性点附近存在保护定值整定偏低和拒动的情况。在综合考虑了接地故障电流基波分量和3次谐波分量影响的基础上,按照有效值定义的接地电流允许值大小自适应整定20 Hz注入式接地保护的接地电阻动作值,实现了20 Hz注入式定子接地保护无死区的自适应整定,有利于发电机的安全运行。三角波比较法的幅值和相位补偿原理
摘要：对引入系统电压前馈并采用P控制器的静止坐标系下三角波比较法的幅频特性和相频特性进行了详细的理论研究。首先用微分方程定量地推导出了该算法所带来的幅值差和相位差,然后用相量图推导出数字化实现时控制器的延时对算法所固有的幅值差和相位差的影响。在实际装置中,以上述理论为指导对三角波比较法进行了幅值和相位补偿。实验结果验证了文中理论分析的正确性。数字互感器中基于最小二乘算法的温漂修正
摘要：简要描述了最小二乘算法实现相量测量的过程,给出了一个最优化的相量滤波器,分析了温度对算法的影响,并对温漂与交流测量误差之间的关系进行了仿真计算。分析了温漂对通信的影响,提出了通过波特率自适应法得到温漂程度,并对采样周期进行修正,进而保证无误差相量测量的方法与步骤。孤立系统的风电接入容量及低电压穿越特性的仿真分析
摘要：重点研究了孤立系统的风电接入容量及低电压穿越特性。结合国内第1座海上风电站项目,基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,搭建了海上油田平台的直驱永磁风电机组、燃气轮机发电机组、平台负载等的详细动态模型。通过仿真,研究了该孤立系统的最大风电接入容量,以及在此系统配置下,当公共联络点发生短路故障时整个孤立系统的低电压穿越能力。仿真结果表明,该孤立系统风电接入容量最大占负荷的21.6%,这为后续的示范应用提供了参考。考虑负荷转移的检修计划安全校核优化方法
摘要：充分考虑负荷转移对检修计划可行性的影响,建立了考虑负荷转移的检修计划安全校核优化模型。该模型的目标函数为负荷转移量和切负荷量的加权平方和最小,约束方程以交流潮流模型为基础,包括考虑负荷转移和切负荷量的节点功率平衡方程以及支路传输功率、负荷转移和切负荷量等上、下限约束。基于该模型不仅可以判断检修计划的可行性,而且还能够给出负荷的转移方案,或者给出检修计划不可行时的调整方案,因而该模型对于检修计划的安全校核具有重要意义。采用半光滑牛顿法求解上述优化问题,并通过对IEEE 14节点系统的仿真分析验证了该方法的有效性。双重化配置继电保护的压力闭锁电源问题分析
摘要：随着电力网络结构的进一步扩大,220 kV电压等级电网成为目前电力网络的主网架。文中就220 kV及以上电压等级保护双重化配置实施过程中出现的第1组控制电源故障导致2组控制回路都不能完成跳闸任务的问题进行了分析讨论,提出并实施了改进措施。结果表明,改造后的方案完全满足设备运行的各种操作要求,保证了电力系统及压力闭锁回路电源的运行可靠性。
