2014年国际大电网会议学术动态系列报道信息系统和通信技术
摘要：简单介绍了2014年国际大电网委员会(CIGRE)信息系统和通信技术专委会(SC D2)的会议情况,重点描述了信息通信技术在分布式能源(DER)中的应用、新形势下生产运行管理系统的可靠性和电力系统通信网及业务管理发展3个优先课题所研究的技术内容及相关论文,并对信息系统与通信技术的发展趋势及应重点关注的技术问题进行了分析。按时序特征优化模型后在线选配的超短期风电预测
摘要：讨论超短期风电功率预测(USTWPP)模型的适用性。提出的USTWPP方法,从历史数据的风电功率时间序列(WPTS)中筛选特征量,选择门限值,并将短窗口内的WPTS划分为不同形态的子集,以及一个囊括所有不具有排他性分类特征的"非形态子集"。然后在离线环境下,分别按对应的训练样本优化各子集专用的预测模型及参数。在线应用时,将当前时刻前一个短窗口的WPTS与各子集的分类判据比对,以归入上述子集之一,然后调用相应的预测模型完成USTWPP。最后,以实际算例验证了该方法的有效性。平抑长短期风电功率波动的风储协调运行方法
摘要：提出了一种基于模型预测控制(MPC)和低通滤波(LPF)原理的实时平抑长短期风电功率波动的风储协调运行方法。首先,该方法利用风电场发电功率预测曲线,综合考虑优化时域内实际并网功率的平滑效果、储能荷电状态(SOC)、储能出力以及相关约束,通过每15min的滚动计算来实现对储能系统的优化控制。然后,建立了MPC与LPF两种原理的联系,推导了对常规LPF原理进行补偿的计算公式,使得储能SOC变化能够跟踪MPC设定的优化轨迹。算例分析表明,新方法既能够有效平抑1min和10min的短期风电功率波动,又能在15min~4h的时间尺度上,有效控制储能SOC的变化范围。基于经验模态分解和神经网络的微网混合储能容量优化配置
摘要：提出一种针对独立微网的超级电容/蓄电池混合储能系统(HESS)的容量优化方法。运用经验模态分解技术,将一段记录完全的非平稳风功率分解成为若干固有模态函数(IMF)。在各固有模态函数的瞬时频率—时间曲线的基础上,通过"分频频率"将原始风功率分解成高频与低频2部分,并分别采用HESS中的超级电容和蓄电池来平抑风功率的高频、低频波动分量。平抑后输入负荷侧的功率平滑度可通过平滑度指标量化。采用神经网络模型优化HESS的容量,通过成本和平滑度指标之间的折中实现HESS的容量优化配置。基于某风电场实测数据的仿真实验验证了所提方法的有效性。基于功率监测和频率变化率的孤岛微电网紧急切负荷控制
摘要：考虑到微电网中的储能配置特点和孤岛微电网等效转动惯量难以准确确定的问题,分别提出了基于超级电容器功率监测和基于微电网频率变化率与反馈信息的孤岛微电网紧急切负荷控制策略。前者充分利用了微电网中的功率型储能设备,简单、可靠但不具有通用性;后者利用首次切负荷之后的反馈信息进行补充切负荷,能在近似估计孤岛微电网等效转动惯量的情况下比较准确地确定孤岛微电网中的有功缺额并进行紧急切负荷控制。利用DIgSILENT/PowerFactory建立了微电网模型,仿真结果验证了所提出的两种切负荷控制策略的有效性。馈线联络对配电网最大供电能力的作用机理
摘要：最大供电能力(TSC)是衡量配电网建设水平的新指标,而馈线联络是影响TSC的关键因素,文中研究了馈线联络对TSC的影响。首先,定义了加权联络均衡度、联络效率等量化描述联络位置和联络效率的指标。其次,针对联络位置对TSC的影响,给出同等联络规模下TSC与加权联络均衡度的关系。再次,针对联络规模对TSC的影响,给出TSC、联络效率与联络规模的关系。最后,分析了不同联络建设次序下的TSC变化规律和特点。研究初步揭示了馈线联络对配电网TSC的作用机理,为优化配电网提供了新的依据。考虑多种分布式电源及其随机特性的配电网多目标扩展规划
摘要：为了增强新建配电网环网转供能力,提高供电可靠性,同时减小投资和运行维护成本,提出了一种分布式电源(DG)选址定容和多供电途径的网状新建配电网协调规划方法。该方法建立了考虑经济性、可靠性和稳定性的多目标优化模型,优化求解采用两层嵌套的粒子群算法。在规划中考虑了风电、光伏、燃气轮机、储能电池4种DG的选址和定容。针对输出功率不确定的DG,建立了概率模型,利用多状态系统理论,将随机性问题转化为确定性问题。最后以某开发区的实际配电系统为例,验证了所提模型和方法的合理性。考虑相关性的间歇性分布式电源选址定容规划
摘要：节能减排背景下,以分布式风电和光伏为代表的间歇性分布式电源得到了快速发展。考虑风速、光照强度和负荷间的相关性,以年综合费最小为目标,利用机会约束规划方法建立了间歇性分布式电源选址定容规划模型。采用秩相关系数矩阵表征风速、光照强度和负荷间的相关性,利用拉丁超立方采样和Cholesky分解生成相关性样本矩阵。应用动态小生境差分进化算法对规划模型进行求解。IEEE 33节点配电网算例的仿真结果验证了模型的合理性。含非可靠分布式电源的配电网孤岛划分
摘要：当大量分布式电源接入电网时,合理的孤岛运行方式可以在配电网故障期间充分发挥分布式电源的潜能,提高配电系统运行可靠性。根据分布式电源的供电特性和配电网孤岛运行的特点,建立了不同可靠性类型的分布式电源联合供电表达式,并根据电力负荷的等级和可控性,在满足各类安全约束的基础上,建立了优先恢复一、二级负荷供电,提升配电网最大供电收益的智能配电网孤岛划分数学模型。该模型全部采用解析性表达,利用数学优化方法求解,最大程度上实现解的最优性。经多个算例的计算结果,证明了所提模型的有效性和实用性。一种电力系统量测噪声自适应抗差状态估计方法
摘要：为克服传统状态估计方法在处理量测噪声方面的局限性,文中首先提出一种基于最大相关熵准则的抗差状态估计一般模型,该模型可从理论上统一已有的几种抗差状态估计方法,并可导出新的抗差状态估计方法。在此基础上提出一种量测噪声自适应抗差状态估计方法(ARSE),ARSE能够通过统计学习获得量测噪声的分布规律,并与所提出的抗差状态估计一般模型进行在线匹配,从而实现对量测噪声类型的自适应,即在常见的量测噪声分布类型下,ARSE可得到更接近于状态变量真值的估计结果。最后通过仿真算例验证了所述方法的有效性。基于分层相关均衡强化学习的CPS指令优化分配算法
摘要：提出了一种应用在控制性能标准(CPS)下自动发电控制(AGC)指令(CPS指令)由调度端至各台机组的动态分配过程的分层多智能体相关均衡(HCEQ)算法。根据机组调频时延对其进行聚类分层,有效解决了CPS指令分配过程的维数灾难问题。相比单智能体强化学习算法,HCEQ算法引入了均衡目标函数的求解,有效提高了算法寻优速度。将功率偏差、水电裕度和调节成本目标以线性加权的方法转化为算法奖励函数,研究了不同权值下CPS控制性能和调节成本的变化关系。南方电网模型仿真研究表明,HCEQ算法具有较快的收敛速度,在复杂随机扰动的环境中能有效提高系统CPS考核合格率,并有效降低AGC调节成本。基于简化预测—校正内点法的拟直流最优潮流
摘要：在大规模电力系统最优潮流的在线计算应用中,传统直流最优潮流算法虽然有着很高的计算效率,但是由于其完全忽略了电压和无功功率的影响,计算结果精度偏低。文中通过引入无功功率来修正有功功率平衡方程,提出了基于拟直流模型的最优潮流算法。为进一步提高计算效率,提出了一种简化预测—校正内点算法,该算法通过对最优潮流模型中不等式约束进行简化处理,形成只含上限约束的广义不等式约束,大大简化了程序的编写。通过对IEEE 30,118,300节点系统以及Polish 2 736,3 120节点系统的仿真测试,验证了算法的可行性和有效性。电磁共振式无线电能传输系统距离特性的分析
摘要：主要研究了电磁共振式无线电能传输(WPT)系统的距离传输特性以及提高传输距离的途径。利用互感模型解释了电磁共振式WPT系统的工作原理,同时,通过理论求解得到了系统关于距离的传输特性表达式。在此基础上,进一步研究了提高系统传输距离的途径。研究表明,电磁共振式WPT系统存在电压增益与输出功率特性的最优距离点,同时系统高频化是提高传输距离与传输效率的有效途径。最后,搭建了一个电磁共振式WPT实验装置进行实验验证,实验结果与理论分析结果一致。磁耦合谐振三线圈无线电能传输的交叉耦合效应及电抗补偿
摘要：在具有中继线圈的磁谐振耦合无线电能传输系统中,非相邻线圈的交叉耦合有可能对系统的工作状态产生扰动,这通常导致系统传输功率和效率的降低。针对单中继线圈的无线电能传输系统,从其等效电路归一化模型入手,详细分析发射线圈和接收线圈之间的交叉耦合对各回路电流和系统传输功率、效率的影响。给出了交叉耦合效应是否可忽略的判定条件,并提出了一种简便的在各回路中通过附加串联电抗以补偿三线圈(发射—中继—接收)无线电能传输系统交叉耦合效应的方法,通过数值仿真计算和实验证明了该方法的可行性。基于放电法的高压电场感应取能技术
摘要：在高压电力线上安装的在线测量装置需要持续可靠的电能供应,提出了一种新的通过感应高压电场来获得能量的电源技术。这种技术的主要思想是通过安装在电力线与大地之间的一个金属极板来获得恒定的位移电流,使之向一个小容量的取能电容充电,进而通过一个放电电路将能量转移到一个大容量的储能电容上,当存储的能量达到一定水平,则提供给后端的测量装置。由于电力线的电压是稳定的,因此这种供电方式较少受到负载和环境的影响。文中详细介绍了放电法电场感应取能技术的主要原理和优化设计方法,并将之应用于一种隔离开关触头温度在线测量和无线传输装置中,该系统已经在110kV变电站中成功挂网运行,从而验证了技术的有效性。基于磁控电抗器的谐波励磁方法
摘要：为了降低磁控电抗器(MCR)补偿无功功率时工作电流中的谐波含量,提出了一种新的抑制MCR谐波的方法。该方法利用MCR特有的工作方式,在其低压直流控制绕组中加入谐波电压,让其产生的特定次谐波磁通抵消铁芯中由于MCR铁芯饱和后磁化曲线非线性的影响,从而使各分支工作绕组中生成的电流中不含有该次谐波电流,这样便可有效抑制总工作电流中的谐波生成,使总工作电流谐波含量极小。同时本设计将MCR控制绕组中直流控制电压的调节与谐波电压的生成控制结合在一起,从而实现了一个直流控制电源双重功效的作用。使其在直流控制交流及谐波抑制两个方面具有低压控制高压、小容量控制大容量的优点。通过理论分析及实验仿真,证明了所述方法的可行性及有效性。基于层次分析和变权重机制的电网安全指标计算及展示方法
摘要：电网安全指标不断扩充,而调度员驾驭电网的能力极其有限,以一种综合性指标表征电网安全显得尤为必要。文中提出一种基于层次分析法和变权重机制的电网安全指标计算及展示方法。以多项电网安全基础指标为例,计及指标量纲、指标结构和设备重要性差异3个方面设计了计算公式,并统一以"1"作为安全限值。结合层次分析法和3种权重修正机制,得到各指标权重并聚合电网安全综合指标。在此基础上,设计了电网运行状态安全等级划分方法以及展示方法。对某省级电网测试结果表明,所述方法计算得到的电网安全指标可以实时反映电网安全状态变化,准确捕捉电网安全故障,是适用于新一代调度系统的电网安全指标计算方法。电网运行风险评估与定级体系的构建及应用
摘要：为解决风险指标体系在工程应用中存在的评估细节反映不足和风险信息不够充分的缺陷,文中提出了一种电网运行风险评估与定级体系。首先,在结构上将风险重新定义为等级、类别、概率、严重程度、原因集和后果集的集合,在类别上将风险分为减供负荷、重载或过载、电压偏移、电网解列、厂站全停和重要用户全停。其次,设计了各类风险发生概率等级、严重程度等级及风险综合等级的定级方法。最后,从信息采集、风险辨识、风险评估、风险定级和风险预警五个环节设计了体系流程,并对该体系的应用效果作了说明。
