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电力系统自动化 2018年第06期杂志 文档列表

电力系统自动化杂志观点

支撑一体化大电网的调度控制系统架构及关键技术1-8

摘要：特高压交直流电网提升了大范围资源优化配置的能力,对电网调度控制系统也提出了新的挑战。分析了电网特性变化对电网调度控制技术支撑的新需求,提出了＂物理分布、逻辑统一＂的调度控制系统总体架构,并从基础支撑、模型云与调控大数据、基于源—网—荷互动的调度控制、大电网一体化安全风险防控、试验验证与运维等方面,具体分析了需要重点突破的关键技术。

未来中国特高压电网结构形态与电源组成相互关系分析9-17

摘要：基于中国电源和负荷分布的特点以及将来电源组成的变化,分析未来不同时期特高压电网结构形态与电源组成的相互关系,讨论未来中国特高压电网不同结构形态的适应性和安全性。结合中国间歇性电源不断增加和能源互联网发展趋势,展望2030年和2050年前后过渡期和远景中国特高压电网需要的结构形态,指出将来特高压直流电网安全运行所面临的严峻挑战,以及中国特高压电网结构形态的变化趋势和面临的关键技术问题。

电力系统自动化杂志学术研究

具有两种制冷方式的CCHP系统优化运行策略及其判别条件18-24

摘要：基于冷热电负荷组合和满足制冷负荷的方式,将包含吸收式制冷和电动制冷的冷热电联产系统的运行空间分成4种状态,每种状态下有3种运行策略。基于冷热电联产系统的运行优化模型,采用库恩—塔克（KT）条件获得了4种状态下各个运行策略为最优策略的条件。基于最优运行策略的条件分析,一种新的同时满足冷热电负荷的运行策略被证明具有最优性质。分析表明,最优策略与负荷的特征、购电价格、天然气价格、冷热电联产系统的效率等因素有关,提出的最优策略判别式可基于这些因素得出最优的运行策略。基于冷热电负荷组合和实际系统的计算结果验证了所述最优运行策略条件的正确性。

基于非合作博弈的冷热电联供微能源网运行策略优化25-32

摘要：提出了基于非合作博弈的冷热电联供微能源网优化的一般模型与求解方法。基于博弈论,建立了微能源网与用户的博弈模型;证明了该博弈纳什均衡的存在性,并提出了相应的求解流程;利用模糊双目标算法对用户的支付费用和不满意度进行归一化处理,在博弈模式下用户调整自身用电策略,微能源网根据用户的负荷计划调整电价,优化冷热电出力。以某小区夏季典型日负荷与冬季典型日负荷为例,对博弈模型进行求解。仿真结果表明,微能源网在所提出的博弈模式下能更好地消纳可再生能源,实现个体理性情况下的能源最优,且用户能在兼顾用能体验的前提下实现经济最优。

含高比例光伏的配电网有功—无功功率多目标协调优化33-39

摘要：高比例光伏并网,给配电网有功—无功功率优化带来了新的问题和挑战。因而提出了基于混合整数二阶锥规划的有功—无功功率多目标协调优化模型。首先,利用二阶锥松弛技术,将混合整数非线性规划问题松弛为混合整数二阶锥规划问题。然后,利用ε-约束方法刻画多目标问题的Pareto有效前沿。接着,运用Benders分解方法,将此问题分解为0-1整数线性规划的主问题和仅含连续变量的二阶锥规划的子问题,主—子问题利用Benders割的牵连,交替迭代,直至收敛到最优解。最后,利用改进的IEEE 33节点配电系统进行数值仿真,结果验证了所提模型的有效性。

基于Forney式因子图的主动配电网状态估计40-46

摘要：实时准确的运行数据是实现主动配电网在线运行分析与智能化控制管理的基础。为了解决配电网实时量测不足带来的估计结果不理想的问题,依据通信领域的置信传播（BP）算法,提出一种基于Forney式因子图的主动配电网状态估计方法。考虑到具体用户量测的稀缺性及分布式电源运行时受气候影响的随机性,该方法首先通过历史负荷曲线获得先验分布,为配电网建立了统计学的计及光照辐射度及风速的Forney式因子图模型,然后利用BP算法全局推理变量节点及因子节点双向传递的本地置信度和状态信息,来获得各状态变量的边缘分布。通过对某地区11节点配电网系统和IEEE 33节点配电网系统进行仿真,表明了所述方法具有良好的实时性且在配电网实时量测不足的情况下也有较理想的估计结果。

考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估47-52

摘要：韧性用于评估在遭受严重冲击后的系统性能的维持和恢复能力,是智能电网的重要性能指标之一,文中提出了一种考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估模型。根据不同等级台风灾害造成的配电网设备故障率分布函数及不同等级台风灾害的发生概率,同时考虑集中型、分散型、集中分散型3种常见故障设备分布方式,生成台风灾害影响下的配电网设备故障场景集合;评估各场景在＂灾害发生—网架重构—灾区复电＂全过程中配电网保证负荷供电的能力,并通过吸收率、适应率和修复速率3个综合指标来对韧性进行量化描述。最后,以IEEE 33节点配电系统为例,详细介绍了韧性评估的建模和计算过程,验证了该模型用于评估配电网韧性的可行性。

基于风速云模型相似日的短期风电功率预测方法53-59

摘要：风电功率预测是解决风电不确定性影响的重要基础和必要手段,高比例风电并网条件下对每个时刻点的预测精度要求都将更为严格。训练样本是影响预测精度的关键因素之一,但由于实际天气系统的复杂多样性和类属模糊性,定向选择与调度时段内风况相似的训练样本对预测精度至关重要。因此,提出了基于云模型定向选取风速相似日数据作为训练样本的短期风电功率预测方法,能够对指定时段内风速随机性和模糊性特征进行学习和建模,通过对历史数据的定向筛选和精细化利用提升预测精度。首先,以日为单位建立历史风速的云模型数据库;然后,建立云模型相似度量化指标,用于判断与待预测时段风速云模型最为相似的历史数据序列,以此为训练样本建立短期风电功率预测模型。在实际预测中,每日根据天气预报信息滚动更新训练样本和预测模型,提高预测精度。最后,选择中国北方某风电场运行数据进行实例分析,结果证明了所提方法能够提高风电功率预测精度,具有一定的工程实用价值。

采用Benders分解含机组禁止运行区间的安全约束最优潮流60-65

摘要：由于机组的物理结构特性等原因,机组的部分出力区间无法达到,又称其为发电机禁止运行区间,如果在安全约束最优潮流中未考虑禁止运行区间,可能会导致线路故障后机组的校正出力无法消除潮流越限。提出了考虑发电机禁止运行区间的安全约束最优潮流。由于所提模型为大规模的混合整数线性优化问题,难以直接求解,采用Benders分解算法将模型分解为基态最优潮流主问题与短、长期N-1故障校验子问题。通过固定整数变量的方法,将非凸的混合整数优化子问题转换为线性优化子问题,从而能向主问题返回对应的Benders割。6节点与IEEE RTS-96节点算例验证了所提模型与算法的有效性。

基于负荷特征库的大用户供电接入决策方法66-72

摘要：业扩报装业务是电改背景下提升大用户供电服务水平和电网资产利用率的重要环节。当前业扩报装业务在制定供电接入方案时,由于忽略了大用户负荷的时序特征,易造成同类型负荷集中接入同一供电点,导致供配电设施利用率不高等一系列问题。为此,提出基于负荷特征库的大用户供电接入决策方法。首先,采用模糊C均值聚类从历史用电数据中提取若干负荷模式,构建大用户典型负荷特征库;其次利用决策树模型对新接入大用户进行负荷模式识别;随后提出供电接入组合优化模型;最后通过典型算例验证所提方法的有效性。

基于k-NN结合核Fisher判别的非侵入式负荷监测方法73-80

摘要：非侵入式负荷监测是目前智能用电领域一个重要的研究方向,而负荷识别是非侵入式负荷监测的核心内容。以负荷的奇次谐波电流幅值作为特征建立负荷特征库,通过分析负荷样本在特征空间的分布,设计了一种AdaBoost样本筛选算法以精简负荷特征库。利用k近邻（k-NN）算法的简捷性和核Fisher判别算法的非线性分类能力,通过误判风险控制将k-NN与核Fisher判别相结合用于家庭负荷识别,兼顾识别精度和计算复杂度,以提高对负荷特征相近电器的识别能力及整体识别速度。经实测数据检测,结果表明所提方法能够快速准确地实现居民负荷识别。

电力系统自动化杂志研制与开发

基于CIM/G的电网调度控制系统Web图形展示技术81-85

摘要：电网调度控制系统采用电力系统图形描述规范CIM/G语言作为系统图形存储和交换的标准。针对现有的电网调度控制系统全球广域网（Web）图形展示复杂,Web画面数据刷新不及时等问题,实现一种基于CIM/G的电网调度控制系统的Web图形展示技术,Web浏览器能够直接解析CIM/G文件并进行展示,确保Ⅰ,Ⅲ区图形画面展示的一致性。通过Web前端和后台的心跳链接机制,将后台变化数据实时推送到Web前端,提高了Web画面的刷新效率。该技术已应用到多个电网调度控制系统Ⅲ区Web中,很好地满足了在Ⅲ区通过Web浏览器浏览电网和设备实时运行信息的需求。

调度自动化系统多视图人机交互界面设计86-91

摘要：设计了调度自动化系统的多视图人机交互界面。首先,提出了组件化的多视图界面图形化开发平台,该平台扩展了电网图元可视化方式,实现用户界面控件的编辑和标准化存储,可以按照需求图形化开发和编辑多视图界面;然后提出了一种基于脚本的画面信息传递机制和可视化效果动态改变机制,将画面文件和数据源定义进行分离,可视化图元可以通过脚本动态获取数据,也可以通过脚本动态切换显示效果。另外,通过扩展CIM/G规范实现了多视图界面的多级调度远程调阅和共享。最后,研究了多视图界面支持可视分析的人机交互方式,开发了基于关键字的关联分析和基于事件的深度搜索两种人机交互方式,支撑调度人员的分析和决策过程。

基于旁路技术的IEC 61968消息监管及交互测试方案92-97

摘要：配电网业务量逐年扩展,相关应用系统的数据规模也在大幅提高,由于缺乏监管与检测手段而无法掌握已投运系统的信息交互情况,也未能分析面向业务的信息安全。利用网络旁路监听技术开展基于IEC 61968消息监管及其一致性测试研究,提出配电网信息交互在线一致性测试方法,支持生产控制大区与管理信息大区的业务数据汇总、整合与分析。通过交换机端口镜像旁路技术、IEC 61968消息对比技术实现对样本数据的采集和测试正确性判定,涵盖标准接口测试、交互场景测试及性能测试。整体方案面向配电网信息交互一致性测试的基本需求,结合项目研发的检测模块,验证测试样本数据是否符合IEC 61968标准的交互规定,最后给出测试结果。

考虑源荷双侧预测误差的实时发电计划闭环控制模型98-105

摘要：针对源荷双侧不确定性对电网实时调度运行的影响,提出了模糊信息粒与机会约束目标规划相结合的建模求解方法,建立了实时发电计划与自动发电控制（AGC）闭环控制模型,动态优化系统的可调备用容量。针对服从不同概率分布函数的随机预测误差,引入模糊信息粒理论对可中断负荷切负荷率、负荷预测和风电出力的预测误差进行模糊粒子化,应用机会约束目标规划构建系统备用偏差量约束。在闭环控制过程中,通过动态调整机组的控制模式实现可调备用在不同类型机组间的合理分配,在目标函数中引入风险成本和机组模式转换成本,实现了满足安全备用需求条件下的经济最优性。最后,利用算例验证了模型的有效性和实用性。

计及源荷不确定性的柔性直流配电网分层协调控制策略106-112

摘要：首先,对柔性直流配电网的拓扑结构和节点类型进行了阐述。然后,提出了适用于柔性直流配电网的分层协调控制架构。系统级控制采用随机潮流嵌入的带精英策略非支配排序遗传算法,变流器级控制采用多级直流电压裕度控制,源荷设备级控制采用＂拟鸡尾酒＂源荷功率响应策略以减少端口功率控制误差。最后,在RTDS＆dSPACE互联仿真平台上建立了柔性直流配电网仿真模型,通过仿真验证了所提分层协调控制策略的有效性。

面向指数积分方法的电磁暂态仿真GPU并行算法113-119

摘要：为满足对大规模可再生能源接入的电力系统进行快速电磁暂态仿真的需求,提出了一种面向指数积分方法的电力系统电磁暂态仿真图形处理器（GPU）并行算法。首先,分析了矩阵指数积分算法求解过程所具有的高度数据并行性,进而将该特性与GPU计算资源相结合;利用GPU处理指数积分方法求解时所需的大规模矩阵运算,而将较为复杂的系统状态判别与更新保留在CPU中完成,有效提升了仿真计算速度。最后,分别针对17台和100台风机的风电场算例进行了测试,验证了所提并行算法的正确性和有效性,同时也说明了算法的加速效果会随着系统规模的增加而愈发明显。

并网逆变器的阻抗自适应控制方法120-127

摘要：弱电网下,含电网电压前馈控制的并网逆变器和电网之间的阻抗交互作用,可能导致并网电流谐波放大甚至系统失稳。分析了输出阻抗特性,以提高逆变器与电网之间的稳定相角裕度为目标,提出了基于并网电流微分和电网电压微分的串、并联复合阻抗校正方法;讨论了微分系数对相角提升的灵敏度,给出了一种自适应调整的微分系数设计方法。该方法使得并网系统在电网阻抗宽范围变化时均能稳定运行,同时提高了并网系统对电网电压的抗扰性能。实验结果验证了所提控制方法的有效性。