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电力系统自动化 2017年第15期杂志 文档列表

电力系统自动化杂志环球瞭望

Web of Cell体系——适应未来智能电网发展的新理念1-9

摘要：针对未来大量分布式发电并网需求,以智能电网为背景阐释了一种全新的电力系统控制体系——Web of Cell体系。首先,诠释该体系的概念并总结归纳出其特点,通过对比Web of Cell体系与集中控制体系及Cell与微电网和主动配电网间的差异,剖析了该体系在未来电力系统中的优势和可行性。随后,对该体系调压调频的控制结构和运行方式进行了分析并指出应重点关注的技术问题。最后,对该体系的进一步发展和研究方向进行了展望,以期为中国电网智能化发展提供参考和借鉴。

电力系统自动化杂志信息能源系统

基于多智能体一致性的能源互联网协同优化控制10-17

摘要：针对能源互联网中多种能源协同优化与控制,提出了一种协调优化控制策略以实现分布式可再生能源的大规模利用。设计适用于区域能源互联网的动态多智能体协同框架,上层调度以综合成本最小化为目标,对一次能源进行日前调度优化,实现能源的经济利用和多种能源主网的安全稳定运行。提出了应用于配电网中的基于一致性理论的二级控制策略,在电压和频率的安全域内,实现分布式电源有功功率和联络线功率的精确控制,并讨论了延时通信对控制的影响。最后,仿真验证了所提策略的有效性。

基于知识迁移Q学习算法的多能源系统联合优化调度18-25

摘要：随着能源互联网的提出,传统的单一能源优化利用模式正在发生变革,多种能源网络协调优化模式展现出广阔的发展前景。在此背景下,首先以能源中心建模方法建立了多能源系统的联合优化调度框架,在此基础上构建了计及含阀点效应供能成本和碳排放目标的典型多能源系统联合优化调度模型。其次,对于此不连续可微、非凸的非线性问题,以知识迁移Q学习算法和内点法构成级联式算法进行求解,即上层Q学习以机组有功功率作为动作变量,下层以内点法求解机组有功功率确定后的多能源系统优化模型,并通过知识迁移提高求解效率。最后,以33能源中心测试系统为算例的仿真分析,验证了所提模型及算法的有效性。

利用建筑物与热网热动态特性提高热电联产机组调峰能力26-33

摘要：提出了综合考虑建筑物与集中供热管网热动态特性的热电联合运行模式,解决了因传统＂以热定电＂运行模式而导致的热电联产机组调峰能力不足的问题。详细介绍了基于建筑物与热网热动态特性的热电联合系统的构成方案;着重对比分析了考虑建筑物与热网热动态特性前后的热电联产机组运行点的变化情况,在此基础上明确了其能够提高机组调峰能力的机理;给出了综合考虑建筑物与热网热动态特性的热电联合调度模型。算例结果表明,所述综合模型可以显著提高机组的上调节和下调节容量,其效果优于仅考虑建筑物或者热网单一环节热动态特性的模型。进一步,将系统源侧＂热电耦合＂特性扩展到荷侧,利用系统＂源荷协调控制＂实现了机组＂热电解耦＂。

电力系统自动化杂志学术研究

采用基于市场控制的微网分布式能量优化方法34-41

摘要：为了控制微网内各类分布式能源的协调运行,同时适应能源互联网的核心理念,提出了采用基于市场控制的微网分布式能量优化方法。首先,从理论上论证了该方法与集中式能量优化方法的等价性,并建立了分布式能量优化的通用流程。然后,基于启发式规则,系统地提出了分布式电源、可平移负荷、储能、联络线等资源的投标策略。最后,通过仿真计算,验证了该方法在削峰填谷、经济性以及提高可再生能源消纳率等方面的效果。所提出的方法利用各分布式能源的分布式决策代替传统的集中式优化,能够更好地保护用户隐私,并能够适应各种类型的分布式能源以标准化方式接入不同规模微网的要求。

基于空调自适应修正模型的户用微电网能量优化42-50

摘要：空调负荷作为居民用户中的主要负荷,成为户用微电网能量管理的重要对象。以空调负荷为研究重点,结合户用微电网中其他可控负荷及储能设备,提出一种计及空调模型自适应修正的户用微电网能量管理策略。针对空调所属建筑物热力学模型中空调能效比系数、建筑物参数不易获取的问题,提出根据空调在当前场景下运行的历史数据,用遗传算法拟合得到适应当前场景的更为准确的热力学模型参数。针对室内人员活动、其他冷热型负荷工作状态改变等环境动态变化因素导致室内温度偏离优化温度的问题,用Q学习算法对空调设置温度进行在线自适应修正。最后,通过算例和实验证明了所提策略可以适应不同场景和环境的动态变化,提高了能量管理的适用性和准确性。

计及负荷特性的配电网多时间尺度电压控制及协调修正51-57

摘要：针对第三方光伏电源大量并入配电网的市场背景,提出了一种计及负荷特性及光伏无功成本的配电网电压协调控制方法。该方法分为日前优化和实时优化两个阶段。日前优化以网损及有载调压变压器和并联电容器组动作成本最优为目标,优化产生未来24h有载调压变压器分接头和并联电容器组动作方案;日内优化中建立了光伏电源无功输出成本模型,以网损和光伏无功成本最优为目标,通过优化光伏无功输出消除预测误差产生的影响,并增加了对日前优化的校正环节。同时,为了能在工业负荷和商业负荷占比较高的地区达到更好的优化效果,在无功优化中考虑了负荷静态电压特性,建立了考虑负荷特性的潮流计算模型,改善了优化效果。通过实例仿真表明,所提出的协调控制方法能够很好地消除预测误差对实时运行的影响,平抑电压波动,减少控制成本。

考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度58-65

摘要：在智能电网和低碳电力的背景下,提出一种考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度模型。首先,将需求侧资源分为可调度资源和不可调度资源,在可调度资源中分别建立了价格需求响应虚拟机组和激励需求响应虚拟机组模型,并分析了两种虚拟机组的运行特点;其次,在优化调度模型中引入碳交易,并提出系统碳减排目标的概念及阶梯型碳排放权价格,分析其对碳排放量的制约情况。在此基础上,引入功率平衡约束、机组出力及爬坡约束、虚拟机组运行约束等,建立了以碳交易成本、火电机组发电成本和虚拟机组运行成本为目标的新型低碳经济调度模型,采用细菌群体趋药性（BCC）算法对模型进行求解。通过仿真算例对不同场景下系统的风电消纳情况和系统的综合运行成本进行了分析。算例结果验证了模型及求解方法的可行性及优越性。

基于数据挖掘的梯级水电站群指令调度优化方法66-73

摘要：水电规模急剧扩大和电网调度精细化要求不断提高给水电调度的时效性和结果可用性带来极大挑战。提出一种基于数据挖掘的梯级水电站群指令调度优化方法,采用聚类分析从电站海量日发电数据中提炼出若干关键特性指标并聚类形成调度决策库;以此为基础,采用大系统分解协调方法对不同流域不同电站进行分层求解,并耦合逐步优化算法组合优选水电站群调度出力曲线及其变化幅值,快速得到合理可行的调度决策。澜沧江中下游梯级水电站群实例研究表明,所述方法能够快速获得水电站群发电出力曲线,且符合实际调度要求,是一种切实高效的实用化方法。

跨区域互联电网的可用输电能力计算方法74-80

摘要：为确保电网安全,保证跨区域电力交易的正常进行,提出了计算跨区域互联电网可用输电能力的方法。相比于其他方法,该方法仅需交换边界节点电压和购电用户有功负荷增长量即可准确地计算出跨区域互联电网的可用输电能力。首先,建立了适用于可用输电能力计算的外网等值模型,使各个区域从互联电网中解耦。同时,建立了虚拟的平衡节点和自动调节的边界注入功率,使各个区域可以进行独立的潮流计算。然后,采用分布式潮流计算对区域电网的潮流进行校正,旨在减小各个区域电网潮流计算的偏差。最后,根据定义计算出了跨区域互联电网的可用输电能力。通过IEEE 118节点系统的仿真计算,证明了该方法的有效性和准确性。

计及可中断负荷的电力系统可用输电能力计算81-87

摘要：为分析需求响应对系统可用输电能力的影响,提出一种开放电力市场环境下可用输电能力的计算方法。以可中断负荷这一典型的需求响应资源作为研究对象,构建考虑负荷服务实体和独立系统运营商不同利益需求的双层优化模型：上层模型以负荷服务实体的成本最小为目标,确定参与需求响应的用户;下层模型以发电总报价最小为目标确定节点边际电价,同时实现经济调度。将根据需求响应和发电机组报价分配的有功功率作为基态,在此基础上计算区域间可用输电能力。求解双层模型时,运用下层经济调度模型的KKT条件可将双层优化问题转化为均衡约束数学规划问题,根据强对偶理论消除约束中的非线性项,将原模型转化成混合整数线性规划模型。最后,在GAMS环境下调用CPLEX求解化简后的数学模型。通过对PJM-5节点、IEEE 30节点、IEEE118节点和IEEE 300节点系统的仿真计算,验证了所提方法的可行性和有效性,以及在可用输电能力计算中计及需求响应的必要性。

智能住宅小区的需求响应主从博弈模型88-94

摘要：针对含有多个售电商的智能住宅小区,建立了售电商和用户之间的主从博弈模型。在该模型中,用户间的电力消费行为用含有个人隐私的演化博弈模型进行模拟,售电商之间的价格竞争通过非合作博弈模型进行模拟。同时证明了该博弈模型均衡解的存在性并设计算法进行求解。数值结果表明所提出的算法能够快速收敛且具有可扩展性,同时售电商和小区用户之间基于价格的需求响应行为有利于实现电力供需平衡,从而维持智能小区电力系统安全运行。

电力系统自动化杂志研制与开发

面向多级电网调度运行的多业务培训仿真系统（三）调度培训仿真技术的实现95-99

摘要：以多业务仿真模式和多级调度一体化培训为目标,结合华北电网多级调度全业务培训仿真系统的建设实践,对该系统的设计思想和实现方法进行了详细的介绍。主要围绕＂多业务培训＂和＂调度一体化＂这两个显著特点,从调度核心业务在培训系统中的集成、一体化模型及教案管理、电网模型全覆盖的电力系统仿真、教员监视及控制等方面对整个系统的实现及控制进行了阐述。

基于电力调度数据网的广域消息总线设计与实现100-106

摘要：互联大电网中各电网调度系统间通知、告警、运行信息等实时数据通信需求日益强烈,而目前电网调度系统中的消息总线提供的消息传输服务局限在单一系统的局域范围内,缺少通用、高效的多系统间广域实时信息交互手段。分析了现有消息总线的特点,在此基础上提出了适用于广域范围实时数据通信的广域消息总线,研究了基于电力调度数据网的广域消息总线架构,介绍了该架构下广域消息的订阅、同步、监控、推送、跟踪、可靠传输等关键技术。广域消息总线建立了贯通各级电网调度系统的实时消息传输机制,能够有效提高广域范围各应用之间消息传输的通用性、可靠性和高效性。

灾害条件下移动应急电源组网和分散控制策略107-112

摘要：提出在灾害导致城市配电网大面积停电时,对停电区域进行区域划分,然后在各区域利用移动应急电源组成应急微电网对其中的重要负荷供电。针对该应急微电网,所提出的分散控制策略采用分层控制思想,一次控制采用传统的线性下垂控制;二次控制通过基于本地信息的反馈控制,无需中央控制器和通信网络即可实现系统频率、电压的二次调节,使其维持在允许的范围内。二次控制中低通滤波器的设计,实现一次、二次控制的动态解耦,减弱二者的内部联系。此外,该控制策略能够协调移动应急电源按其容量等比例分配有功负荷。

基于信息间隙决策理论的电网负荷恢复鲁棒优化113-120

摘要：停电电网的恢复过程中,负荷恢复的不确定性可能影响电网恢复过程的安全,需要在负荷恢复中考虑负荷的不确定性。考虑到准确的负荷不确定性分布模型难以获取,文中提出了基于信息间隙决策理论（IGDT）的电网负荷恢复鲁棒优化方法,使负荷恢复方案在负荷波动范围内均能满足要求,而无需已知负荷的不确定性分布。首先,基于IGDT,将确定性负荷恢复优化模型转变为在负荷波动范围内均能达到最低恢复要求的鲁棒优化模型,同时综合考虑负荷恢复过程中的负荷最大恢复量、单次最大投入量、电网潮流等约束条件,再利用人工蜂群算法对优化模型进行求解,最后以新英格兰系统和江苏系统为例验证了所提方法的有效性。

基于阻抗源变换器的光伏直流升压汇集系统121-128

摘要：针对大型光伏电站直流升压汇集技术挑战,提出一种计及阻抗网络概念的新型光伏直流升压汇集系统解决方案。该方案以一种阻抗型多模块串联式直流升压变换器为核心,具备多路最大功率点跟踪（MPPT）与高增益升压变流一体化功能,从而无需低压直流母线与专用MPPT装置,结构清晰可靠,便于内部故障隔离与整站动态控制。阻抗网络的引入,一方面具备灵活调压能力,可有效地解决输入光伏阵列间功率不均衡问题,具备良好运行适应性;另一方面具备抵御直通短路故障能力,可以大幅度提升电力电子系统运行可靠性。详述了系统架构、核心直流升压变流器拓扑、工作原理与控制方法。针对光伏阵列输出功率均衡与不均衡两种典型工况,对该系统进行仿真验证。仿真结果表明所述理论分析正确可靠,该系统对于未来直流光伏电站的推广应用具备潜在应用价值。

向无源网络供电的LCC-MMC混合直流输电系统控制策略129-135

摘要：电网换相换流器和模块化多电平换流器（LCC-MMC）混合直流输电系统兼顾了两种换流器的技术优势和经济优势,具有较好的应用前景。无源网络装设容性滤波装置能够起到平滑交流电压波形、提供电压支撑等作用。首先通过理论推导,建立了含容性滤波装置的模块化多电平换流器数学模型,基于dq理论,提出了模块化多电平换流器的无源解耦控制策略。针对送端电网换相换流器侧交流故障可能导致的功率中断等问题,从电网换相换流器和模块化多电平换流器的控制机理出发,分析了故障阶段及故障后的系统响应特性,并进而提出了送端交流故障穿越附加控制策略。为验证上述控制策略的有效性,在PSCAD/EMTDC内建立了一个LCC-MMC混合直流输电模型。通过受端电压频率变化和送端交流故障仿真,验证了所提控制策略的可行性和有效性。