电力系统自动化杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

电力系统自动化 2018年第11期杂志 文档列表

电力系统自动化杂志专题报告

2017年国际大电网会议都柏林研讨会报道体验未来的电力系统1-7

摘要：介绍了2017年国际大电网会议（CIGRE）都柏林研讨会会议概况和主要技术动态,论述了各专题论文内容,包括会议关注的几个方面：自适应市场设计、基于资源与技术变化组合的电力系统技术性能、配电系统运营商（DSO）和输电系统运营商（TSO）之间的协调、输配电架空线路、输配电网络动态稳定性、电力系统运行稳定性和供电可靠性改进等。这些专题反映了电力系统领域的当前国际学术前沿动态和热点技术问题。

电力系统自动化杂志能源转型与电力支撑

计及电转气运行成本的综合能源系统多目标日前优化调度8-15

摘要：电转气技术为弃风消纳提供了新的途径,将是未来综合能源系统的重要支撑技术之一。在考虑电转气运行成本的基础上,分析其对综合能源系统风电接纳能力与运行经济性的影响,并针对其较高的运行成本与较好的弃风消纳效果间的矛盾问题,提出一种多目标日前优化调度模型。首先,建立电转气及其运行成本模型,并给出含电转气的能源集线器模型。继而,针对电转气运行成本较高时系统在运行经济性与风电接纳能力间存在的矛盾关系,通过多目标加权模糊规划方法进行协调。最后,以9节点能源集线器系统为例对所提模型进行仿真计算,通过结果分析证明了综合能源系统中计及电转气运行成本的必要性,以及兼顾考虑经济性与风电接纳能力的可行性。

考虑附加成本的燃气机组深度调峰及电力系统能源效率16-23

摘要：由于新能源出力的随机不确定性及源荷分布的不平衡,区域电力系统的调峰压力日益加大,利用燃气机组深度变负荷能力进行调峰是解决该问题的一个思路。分析了中国现有燃气机组的调峰能力,针对燃气机组深度变负荷调峰与启停调峰这两种深度调峰方式,研究了燃气机组深度变负荷调峰过程中的附加成本,提出了其参与系统调峰控制的全过程调峰成本。在全额接纳风电的基础上,以系统发电成本最小为目标,建立了考虑燃气机组附加成本的电力系统经济调度模型。进而从经济、社会、环境角度建立电力系统能源效率指标,评估燃气机组参与深度调峰的经济性与可行性。以某实际电网为实例进行仿真验证,结果表明综合考虑系统能源优化与环境因素,在非采暖期采用燃气机组深度调峰具有合理性;同时需要建立考虑燃气机组附加成本的经济调度机制,以提高电力系统的整体能源效率。

基于机会约束的主动配电网热泵日前调度模型及可解性转换24-31

摘要：采暖热泵的大规模接入导致当地配电网需要大面积扩容改造,而采暖负荷日峰谷差大,因此设备利用率低。为了降低配电网扩容成本,提高设备利用率,需要研究有序用电策略。作为有序用电策略的重要组成环节,热泵日前调度决策面临很强的源荷预测不确定性。文中提出了一种基于机会约束的热泵日前调度模型,可以有效处理源荷不确定性。进一步将该机会约束模型转化为确定性混合整数二阶锥规划模型,可被有效求解。算例系统测试表明,该优化调度策略可在保证室内温度舒适度的前提下降低配电网和相关台区的峰谷差。

电力系统自动化杂志学术研究

计及灵活性的检修—运行协同优化模型及算法32-40

摘要：为提升风电并网条件下电力系统的运行灵活性,提出一种结合场景分析和协同优化的检修—运行决策方法。采用K-medoids聚类方法获得风电出力典型场景集,同时根据典型性评估指标确定目标场景集规模。以经济性和灵活性为目标,建立融合多场景经济调度的＂检修—运行＂分层协同优化模型。为提高模型求解效率,引入对潮流安全违约＂轻容忍＂的改进Benders分解法,降低运行优化主问题的约束矩阵维数。通过拉格朗日松弛技术及乘子更新机制,实现检修和运行的协同寻优。算例测试验证了所述模型及算法能有效实现经济性及灵活性更优的检修—运行决策。

考虑储能动态充放电效率特性的风储电站运行优化41-47

摘要：风电与储能联合是提升风电场消纳的有效途径,而储能效率直接影响风储联合发电系统的消纳效果,但目前的常数效率模型对储能的效率特性刻画不够精细。以等效风电消纳量最大为目标,建立了考虑储能动态效率的风储联合发电系统运行优化模型。该模型考虑了储能在充放电运行功率不同时的效率变化,将动态效率以分段函数形式纳入混合整数线性优化模型。基于实际风电场运行数据进行了仿真分析,对比了在单一储能和混合储能场景下,常数效率和动态效率模型对风储联合发电系统消纳效果和运行功率的影响,证明了动态效率特性对最大化消纳具有显著影响,是风储联合发电系统运行优化中值得考虑的因素。

基于主从博弈的含电动汽车虚拟电厂协调调度48-55

摘要：电动汽车作为配电网中最为重要的主动负荷,其充电优化管理成为目前售电侧开放下的重点研究领域之一。而虚拟电厂作为电网分布式能源管理的重要解决方案,其传统定义侧重于在发电侧聚合小容量分布式能源以提高可再生能源在电网中的消纳程度。结合售电侧开放下的电力市场改革需求,文中提出以虚拟电厂作为售电实体参与电动汽车充电管理的协调调度优化模型。在能量市场交易模型中,虚拟电厂作为分布式能源与电动汽车的聚合商参与电力市场电能申报与交易;在主从博弈模型中,虚拟电厂通过主从博弈制定合理的售电价格引导电动汽车的有序充电入网,并通过协调调度集中整合优化分布式能源。算例分析表明,通过虚拟电厂的集中优化管理可以有效实现分布式能源与电动汽车的能源互补并提升整体运行经济性。

容量受限下电动汽车充电策略优化及应急备用能力分析56-63

摘要：出行目的地充电覆盖的全面性、服务的及时快捷性及经济性是影响家庭乘用车电动化进程的要素之一,而居民区的充电设施建设和运营是其中的关键一环。因配电网容量限制等原因,居民区充电设施的发展落后于其他充电形式。有必要从居民区实际配用电条件出发,在精细化仿真纯电动汽车（BEV）充电过程基础上,讨论潜在的技术、市场手段对BEV充电过程的影响,并量化分析其作用和价值。在定义BEV充电合约模型基础上,开展了上述分析,给出基于最优价值网络的充/放电策略的优化求解方法,并通过算例验证了算法的有效性。仿真结果表明,在容量受限的条件下,相对于现有BEV的无序充电,集中管理的有序充/放电通过内部提效,能够显著扩大典型居民区内的充电服务容量,并提高BEV作为应急备用的并网容量互动能力,增加充电运营商的营收途径和综合效益。

考虑环网检测的配电网拓扑重构遗传算法64-71

摘要：提出了一种基于遗传算法的配电网自动优化重构方法。由于配电网拓扑约束的限制（连通辐射状网络）,遗传算法在解决配电网重构问题过程中,可能产生大量不可行解。针对该问题,首先提出了一种快速＂环网和孤立节点＂检测算法,可检测进化过程中产生的解是否满足配电网拓扑约束的要求;其次,提出了一种基于拓扑搜索的初始种群自动形成算法,该算法除可用于初始种群的形成外,还可用于生成新的解以替代遗传进化过程中产生的不可行解。为了提高遗传算法的收敛性能,提出了一种定向变异的遗传算子,该算子不仅可保证经变异运算后产生的个体满足配电网拓扑约束的要求,而且可保证该个体为本次变异操作可产生的最优解。该算法的提出提高了遗传算法解决重构问题的自动化程度和收敛性能。以IEEE 33节点、PG＆E 69节点和119节点系统为例对方法进行了测试,验证了该方法的有效性。

基于层次分析法的储能配置综合评估技术72-78

摘要：针对电池储能技术经济性逐渐提高、储能需求日益增长、部分电池储能技术应用效益性逐步凸显的现状,研究参与用户侧电能管理和需求响应的储能配置综合评估技术。基于层次分析法,提出了技术经济指标下不同储能规模间的标度计算方法,建立了综合评估指标的数学模型。考虑储能容量衰减,分别以投资成本、寿命、净现值、投资回收期、投资回报率等指标为上层目标函数;考虑削峰填谷、需求响应,以储能系统净年收益为下层目标函数,优化储能系统充放电曲线,提出了基于层次分析法的多目标优化模型求解方法。通过实例仿真验证了所提模型和方法的有效性和可行性,结果表明：综合评估指标可针对储能投资者的关注点,整体评估储能项目的可行性,得出综合评估指标最高时对应的储能规模。

基于电压源型换流器的多端直流配电网潮流计算79-85

摘要：随着分布式电源及电力电子技术的发展,基于电压源型换流器（VSC）的直流配电网具有接入灵活、可靠性高、经济性好等优点。在详细分析了VSC稳态潮流模型的基础上,计及直流配电网的运行控制策略,研究了基于VSC的多端直流配电网潮流计算。在潮流计算过程中,采用节点关联矩阵对网络结构进行自动搜索和自动开环处理,提出了针对环网和下垂节点的统一功率修正方法,并考虑了VSC的功率限制及其控制方式的转换。最后,利用修改后的IEEE 14节点直流配电网算例,验证了所提直流配电网潮流计算方法的有效性和正确性。

有源配电网分布式电源与智能软开关三层协调规划模型86-93

摘要：当前配电系统调节能力的欠缺严重限制了高比例可再生分布式电源（DG）的广泛并网。在以智能软开关（SOP）为代表的电力电子装置接入系统的趋势下,考虑系统规划与运行优化相结合,协调DG运营商与配电公司的利益需求,提出一种有源配电网DG与SOP三层协调规划模型。上层以DG运营商单位容量收益最大化为目标进行DG规划,中层以配电公司年综合成本最小化为目标进行SOP规划,下层以场景内运行成本最小化为目标优化系统运行状态,决策DG消纳量返回上层与中层模型。采用场景分析法解决DG与负荷的随机性问题,基于并行遗传算法和锥规划的混合算法求解模型。最后以IEEE 33节点系统为例,与仅规划DG,DG和SOP先后规划的情况对比,结果表明兼顾系统运行优化的DG与SOP协调规划有利于满足不同主体的利益需求,提高规划方案可行性。

主动配电网中计及网络重构的分布式电源鲁棒规划94-101

摘要：网络重构作为主动配电网（ADN）中优化潮流、减小网损的重要手段,有必要在规划阶段进行考虑。为此,在电源规划中计及网络重构,以年综合费用最小为目标函数,除传统分布式电源（DG）规划约束,还考虑了风电和光伏发电的运行约束、重构次数限制约束,以及DG的渗透率约束,并针对风速、光照和负荷的不确定性,给出了＂风—光—负荷＂的不确定场景集,建立了主动配电网中计及网络重构的DG鲁棒优化模型。同时,针对模型特点,利用双层优化方法对其进行分解,并采用粒子群优化（PSO）算法和二进制粒子群优化（BPSO）算法分别对上、下两层规划模型进行求解。最后,采用IEEE 33节点系统对模型进行算例仿真,分析了网络重构和鲁棒性对DG规划方案、系统经济性及可靠性的影响,验证了该模型的有效性。

基于堆叠自编码网络的风电机组发电机状态监测与故障诊断102-108

摘要：为实现风力发电机的异常检测分析,提出了一种基于风电机组发电机正常状态下数据采集与监控（SCADA）样本数据的堆叠自编码网络深度学习方法。首先将多个自编码网络连接构成深度堆叠自编码网络,选取发电机SCADA状态变量数据作为网络的训练输入,使网络逐层智能提取数据间的分布式规则,从而构建发电机的堆叠自编码学习模型。依据故障状态下发电机SCADA数据内部动态平衡规则被破坏,利用发电机深度学习网络的输入与重构值计算重构误差,并作为整体状态的观测量。通过采用自适应阈值检测重构误差的状态趋势变化,并作为异常预警判定准则,从而实现对发电机故障的判定。当发电机发生异常时,变量的实际值与对应模型的重构值发生较大偏差,表现为状态变量的残差趋势将会偏离原有的动态稳定状态。因此利用状态变量的残差趋势变化对异常变量进行隔离,判定可能的故障原因达到故障诊断的目的。通过对发电机故障前后记录数据进行仿真分析,结果验证了堆叠自编码网络深度学习方法对发电机状态监测与故障诊断的有效性。

电力系统自动化杂志研制与开发

基于调度数据网的广域数据总线体系架构和关键技术109-114

摘要：总线作为调控系统的数据通信的基础,承担了系统内的数据交互工作。随着电网运行一体化特征日趋明显,当前总线难以满足跨越不同调度机构的调控系统间数据交互的需求。分析了智能电网调度控制系统总线的体系架构,针对调度数据网的特点,提出了适用于多级调度一体化协同运作的广域数据总线体系架构,并分析了电力调度域名管理、广域分布式、广域服务总线、广域消息总线等关键组成部分,实现了服务的广域共享和消息的高效传输。最后阐述了广域数据总线在电力系统中的应用前景。

基于量子密钥的电力业务最优数据保护模型115-121

摘要：传统量子保密通信系统实时生成的量子密钥量有限,难以适应电力生产调度、营销和管理信息化等业务数据不同的安全等级和通信特性需求,无法对各类电力业务数据实现精准数据保护。文中深入分析了各电力业务的数据资产重要度和数据传输指标需求,提出自适应电力业务属性的量子密钥更新频率计算方法、密钥补充策略和最优分配策略,并优化量子虚拟专用网络（VPN）的量子密钥控制流程,解决了传统量子VPN对各业务采用无差别量子密钥更新频率的不足。实验结果展示了所阐述方法可实现各电力业务精准数据保护的量子密钥最优分配自动化及智能化。该方法可构建基于量子密钥的精准安全数据保护机制。

低压电力线通信网络性能的博弈分析及优化122-128

摘要：低压电力线载波通信介质访问控制接入协议是影响网络饱和性能（带宽利用率、接入时延）的重要因素之一。针对低压电力线通信信道非对称性及噪声干扰严重影响饱和性能的问题,提出了一种适用于低压电力线载波通信荷载受限的改进型自适应p-坚持载波侦听多路访问博弈优化方法。节点采用隐马尔可夫模型对当前信道竞争的博弈节点进行动态估计;根据博弈结果自适应调整收发端的纳什均衡,控制节点发送数据包行为,降低数据包冲突概率,保证信道处于最佳传输状态,获取最佳饱和性能。仿真结果验证了所述方法的有效性。

适用于不对称情况的线换相换流器动态相量模型129-135

摘要：为满足大规模交直流输电系统快速精确仿真的需求,采用动态相量法对不对称情况下的线换相换流器进行建模。首先分析不对称情况下换流器的实际触发及换相原理,提出计及换流器交流侧3次谐波、直流侧2次谐波时的触发角和换相角计算方法,改进传统的换流器开关函数,在此基础上,通过忽略不必要次项建立适用于不对称运行情况的计及低次非特征谐波的换流器动态相量模型,以简化模型的计算过程。将其应用于Cigre-Benchmark标准直流系统,与PSCAD仿真结果对比,结果表明模型准确有效。基于改进开关函数模型,进一步判断换相失败与否,结果表明计及交流侧3次谐波以及直流侧2次谐波能更准确有效地判断换相失败。