欧洲超级电网的发展及其解决方案
摘要：介绍了欧洲超级电网的发展驱动力和技术路线，讨论了超级电网可能的网络架构和关键技术，指出：基于柔性直流输电技术的网状多端直流系统是超级电网的可行解决方案；超级电网是一个长期、渐进的发展过程，其面临的挑战不仅包括直流断路器、直流变压器和直流电缆等关键设备研制，直流电网潮流的协调控制、直流电网的控制与保护、直流电网相关技术标准的制定等技术因素，其他诸如经济因素、供应链、社会因素等也必须考虑。最后介绍了超级电网第一个商业应用项目的进展情况。直流输电与直流电网.直流配电技术综述
摘要：目前电力消费终端中直流负载所占比重正越来越高，采用直流配电可以减少变流环节提高用电效率；此外，相对于交流配电，直流配电网更加易于新能源发电机和储能装置的接入，因此直流配电在解决能源危机中体现着开源可节流的双重作用，并得到越来越多的关注。在参考直流输电、船载直流系统、数据中心直流配电系统、分布式直流供电系统和风场直流汇集系统等研究基础上，概括了直流配电效率、输送容量、拓扑结构、系统稳定性、潮流计算和控制、继电保护和直流变压器等方面的国内外研究现状，并进行了评述。最后指出了直流配电网的几个需要深入研究的基础性问题。基于直流电流预测控制的换相失败预防方法
摘要：换相失败主要发生于直流输电系统逆变器中，仅通过减小触发延迟角来抑制逆变器换相失败有其局限性。通过逆变器正常换相过程及交流系统故障情况下换相失败机理的分析，指出可通过控制流过逆变器的直流电流来抑制其换相失败的发生；在对现有换相失败预测控制模块（commutation failure prevention，CFPREV）及上述机理分析的基础上，提出了一种适用于逆变器换相失败预测控制的直流电流预测整定方法；最后通过CIGREHVDC标准测试系统中的仿真测试，验证了算法的有效性，为当前换相失败预防控制措施的研究提供了新的研究方向。基于低压直流供电技术的市政路灯与电动汽车充电桩一体化系统
摘要：针对电动汽车充放电设施建设滞后的问题，基于LED路灯和电动汽车充电都有把交流电转换为直流电的实际需求，提出在进行市政路灯节能改造时，对220V交流电进行集中整流，同步建设一体化充电桩的节能技术方案。广泛分布于城市街道的一体化充电桩在保证道路高效照明的同时，为电动汽车充放电提供方便的接口，并且具有保护、监测、控制、通信、计量等功能，便于主站系统实现对路灯和电动汽车充放电状态的远程监测和控制。在对市政路灯供电线路规模化改造的基础上，可以建设大范围的低压直流供电网络，从而广泛吸纳光伏等新能源发电，最终形成城市智能充电网络。该方案能有效提高能源利用效率，并有力推动电动汽车的推广，效益分析表明该节案具有良好的应用和推广价值。相对湿度及雾水电导率对直流输电线路电晕特性的影响
摘要：由于导线电晕放电会引起能量损失、无线电干扰、可听噪声等危害，限制导线电晕效应是电网公司要解决但尚未完全解决的关键技术难题。对输电线路直流电晕放电特性己开展了大量研究，但目前对于在大雾、毛毛雨、污秽等恶劣环境条件，尤其是雾水电导率对导线电晕特性的研究较少。利用自制电晕笼研究了雾水电导率对导线直流电晕特性的影响，通过紫外成像仪及曲线拟合法对起晕光子数进行测量分析。研究结果表明，当导线表面没有饱和受潮的情况下，在一定范围内，导线直流起晕电压会随着相对湿度的增大而缓慢增大；在导线表面饱和受潮出现水滴附着时，导线直流起晕电压会随着雾水电导率的增大而下降。因此输电线路电晕限制条件应考虑雾水电导率的影响。应用于 VSC-HVDC 输电的谐波抑制控制器
摘要：基于电压源型换流器（voltage source converter，VSC）的高压直流输电工程在运行工况变化时，换流电抗器电感参数将随之变化，双闭环解耦控制器中含有电感参数的电流内环解耦将不准确或失效。为此，提出了一种dq同步旋转坐标系下无电感参数的解耦控制器。针对VSC．HVDC交流系统5、7、11、13等低次谐波含量较大的问题，提出了一种PI与准PR级联的控制器。算例仿真结果表明所提解耦控制策略可实现有功和无功的独立快速调节，能够有效抑制交流谐波，提高VSC-HVDC并网的电能质量。基于模仿者动态算法的虚拟发电厂内部分布式发电资源均衡调度方法
摘要：为优化整个虚拟发电厂（virtual power plant，VPP）内部分布式发电资源（distributed energy resources，DER）的调度成本。基于VPP的多结构形式建立了VPP内部DER的均衡调度模型，以实时满足系统负荷需求为条件，利用模仿者动态算法处理VPP内部调度资源分配问题。通过分析不同种类DER的适应度系数与可调容量，提出多方共赢的VPP内部DER的均衡调度策略：适应度系数越小（即调用成本越低1、可调容量越大的DER参与调度的机会越多，反之越少。算例分析证明了所提模型和算法的合理性和有效性。与传统基于市场机制的VPP调度方法相比，模仿者动态算法在解决VPP内部DER调度问题方面能有效控制调度成本，同时具有简便、易拓展的特点。基于滤波的孤立微网多目标规划设计方法
摘要：为实现孤立微网中经济性和污染物排放的整体优化，提出了一种基于滤波的孤立微网多目标规划设计方法。首先，针对当前多目标优化方法中目标权重选取需要主观先验知识，以及结果的选择性和指导性难以兼顾的问题，采用改进非支配排序遗传算法求解孤立微网的多目标优化模型，不需要主观先验知识就可得到多个可选方案，再通过方差最大化决策得到唯一的推荐方案。其次，优化过程中基于滤波调度策略来实现微型燃气轮机和储能优势互补，改善了微型燃气轮机的运行状况。算例结果验证了该方法的有效性。风、水、气互补发电模型的建立及求解
摘要：提出了风、水、气多种清洁能源互补发电模型，以一次能源天然气的消耗量最低为目标函数，并将风能全部接纳和水能全部使用作为约束条件，构建含风水气多种清洁能源互补发电的优化模型。采用模拟退火粒子群算法求解该模型，该算法前期全局搜索能力强并有利于跳出局部最优；后期局部搜索能力好且接受非优解的概率逐渐减小，进化速度快。算例结果验证了所建模型及算法的可行性。促进风电消纳的发电侧、储能及需求侧联合优化模型
摘要：将需求侧响应与储能技术纳入发电调度优化，借助需求侧管理与储能技术对负荷分布的调控能力提高风电的消纳水平。以经济效益最大化为优化目标，考虑功率供需平衡、用电侧电价弹性、储能系统能量损耗、机组启停时间、爬坡能力、发电出力界限、发电备用等约束条件，构建含大规模风电的电力调度模型。模拟结果表明，借助需求侧与储能技术的协作效应，系统对风电的消纳能力将有所提高，风电机组的经济效益将更有保证，系统的发电煤耗水平有所下降。计及梯级水电站群的水火电节能调度策略
摘要：考虑火电厂的发电机组出力、能耗成本及污染排放三者之间、及梯级电站出力与水力耦合参数之间，以及水火电机组之间综合效益基础上，建立了梯级水电站弃水量最小、火电能耗成本最低、和污染排放最小的多目标综合节能调度模型，并提出了计及梯级水电站的水火电节能发电调度策略；利用标度转换法，将梯级水电站弃水量最小、火电机组能耗成本最低和污染排放最小的多目标综合节能调度模型转化为不同权重系数下的单目标函数：运用混合惩罚函数优化算法将问题的求解转化为无约束优化问题，并利用Hessian矩阵改进了该优化算法，克服了缩减系数选择问题；通过对含4个梯级水电站、3个火电厂的水火电系统进行仿真，优化结果验证了该算法的可行陛，并具有较明显的节能效果。基于交互式多目标决策方法的固定式光伏阵列最佳倾角优化
摘要：在确定固定式并网光伏阵列最佳倾角时，设计人员要兼顾考虑年发电量和光照辐射均匀性两方面的因素。建立了以倾斜表面年辐照量最大和辐射累积偏差最小的多目标光伏阵列最佳倾角模型。运用基于目标满意度和整体协调度的交互式多目标决策方法对所建模型进行了求解，实时将决策者的主观意愿与系统进行交互，计算效率高。算例证明了所建模型的合理性和交互式多目标决策方法的可靠性。基于随机性环境影响评估模型的电力消费和碳排放关系实证分析
摘要：碳排放量、能源消费量、人口和经济增长存在着较为密切的关系，而作为清洁二次能源的电能，其消费使用量的多少影响着能源消费结构，进而影响着能源消费量。因此，电力消费强度和碳排放量之间存在着何种联系，是电力工业低碳之路需要考虑的问题。利用随机性环境影响评估模型（stochastic impacts by regression on population, affluence, and technology, STRIPAT），通过最小二乘回归方法测算碳排放量、人口、人均国民生产总值、电力消费量和能源消费量之间的碳排放影响系数。研究发现，人口、人均国民生产总值以及电力消费量和能源消费量之间的比值每发生1％的变化，将引起碳排放总量1．207％、0．901％以及-1．188％的变化，因此，在未来我国人口增长趋势放缓、国民经济保持7％以上较快发展的情况下，减少碳排放的途径应该从技术因素入手，通过提高电能占使用能源的比率、提高化石能源的使用效率和发展可再生能源来进行。基于改进化学反应优化算法的电动汽车与可再生能源多目标协同调度
摘要：为减小可再生能源出力波动对电网的影响以及加快电动汽车的普及速率，以最小化可再生能源的出力波动和最大化电动汽车用户收益为目标函数，计及电池储存电量约束、充放电功率约束和充放电次数约束等条件，建立了同时计及可入网电动汽车、风力发电和光伏发电系统的多目标协同调度模型。提出了基于虚拟理想分子的多目标改进化学反应优化算法（chemical reaction optimization algorithm，CROA），并用该算法对模型进行了求解，针对化学反应算法收敛速度慢、精度低的缺陷，在算法中融入了粒子群优化算法的更新模式。算例结果表明，通过合理安排电动汽车的充放电可以有效平抑可再生能源的出力波动和增加电动汽车用户的收益。通过比较验证了基于虚拟理想分子的多目标改进CROA具有较强的寻优能力。大规模风电参与系统频率调整的技术展望
摘要：要求风电主动参与系统频率调整是风电大规模并网后电力系统为保证其自身安全做出的必然选择。世界多个国家的风电并网导则对此提出了明确要求。然而，传统的风电机组一般都没有提供频率调整功能，风电如何参与调频是目前的研究热点。从风电参与系统调频的控制策略和能力评估两个方面对相关研究进展进行了综述。控制方面，对比研究了模拟惯量控制、下垂控制、转子转速控制、桨距角控制以及协调控制等不同控制策略。调频能力方面，分析了单台及多台风电机组的调频能力，归纳了风电区域互补性对调频能力的影响。并展望了需进一步重点研究的内容：风电场内部机组间及风电场与常规系统间的协调控制、风电场与储能等新技术的协调控制、风电场参与调频的能力评估与经济性分析。基于机舱风速数据的风电场弃风电量计算方法研究
摘要：为准确评估风电场弃风时段的电量损失，提出了一种新的风电场理论功率与弃风电量计算方法一机舱风速法。该方法基于风电机组正常运行时段的输出功率与机舱风速计的测量风速建立映射关系，再应用到弃风时段，计算风电场的理论功率与弃风电量。为研究该方法的可靠性，分析了仪器测量偏差、风机尾流波动性、开停机状态对理论功率计算结果的影响，并给出了开、停机状态下机舱测量风速的换算方法。采用风电场实测数据对机舱风速法进行了验证，验证结果显示机舱风速法计算的理论功率的相关性系数平均为0．9960，均方根误差平均为1．87％，理论电量误差平均为0．68％。与已有方法相比，机舱风速法计算精度高，便于区分电量损失来源，能针对不同开机方案进行灵活设置。机舱风速法不需要建立测风塔，但如能引入测风塔数据修正机舱风速，有可能进一步提升计算精度。含风电电力系统的多场景鲁棒调度方法
摘要：提出风电多场景的鲁棒备用调度模式和鲁棒经济调度模式，并建立一种综合体现两种调度模式的鲁棒调度方法，旨在降低风电出力不确定性对电力系统安全经济运行的影响。该方法描述了常规机组的鲁棒运行轨迹以适应所有的风电场景，并保证系统在不同场景下运行的安全性，同时引入最小最大化的鲁棒优化思想，建立常规水、火机组出力与备用协调的两阶段优化模型。针对多场景模型的复杂性，采用极端场景法对模型的约束条件进行合理削减，并基于Benders分解思想构建算法的整体框架和流程。最后基于改进的IEEE24节点系统分析了所建模型的鲁棒性、经济性和安全性，验证了所提出方法的正确性与有效性。基于信赖域序列二次规划算法的含 DG 配电网优化控制
摘要：针对含分布式电源（distributed generation，DG）配电网运行中的DG优化控制问题，建立了包括最大化DG出力、最小化系统网损和电压偏差3个目标的数学模型，提出一种信赖域序列二次规划（trust region sequential quadratic programming，TRSQP）算法来求解DG的最优化有功和无功出力。该算法在信赖域的指引下依照一定的规则，通过形成一系列信赖域内二次规划子问题（QP）来逐步求解原问题。通过灵敏度分析方法减小了二次规划子问题的规模并采用有效集法求解。以修改过的IEEE 33节点为例，对最优化DG出力问题进行了仿真，结果表明提出的最优化DG出力模型和求解算法能够保持网络运行在安全经济的状态；以33、69、292、588、1180节点配电系统为例，将文中算法与逐次线性规划法（sequential linear programming method，SLPM）和原对偶内点法（primal-dual interior-point method，PDIPM）进行了比较，结果表明所提算法具有较快的计算速度和良好的鲁棒性，适合在线应用。
