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电网技术 2016年第06期杂志 文档列表

电网技术杂志能源互联网

全球能源互联网对话工业4.01607-1611

摘要：智能电网是电力工业发展的必然趋势。随着智能电网的发展,智能电网概念得到了扩展。一方面,将能源从电力向气、热、冷、交通系统进行扩展;另一方面,在实施的范围上,向全球扩展,全球能源互联网概念应运而生。该文基于全球能源互联网的概念与框架,详细分析了全球能源互联网不同层面上的集成与交互,以及组成并参与各层面的个体。与智能电网和全球能源互联网的形成类似的,是近年来进入视野的基于信息物理融合系统、物联网和服务网等技术的＂工业4.0＂概念。通过全球能源互联网对话工业4.0,可以展望的是新兴的商业运营模式和增值潜力。

能源互联网环境下的信息经济学初探1612-1619

摘要：信息系统是能源互联网的重要组成部分,能源互联网环境下的信息经济学是相关的一个有待研究的重要问题。在此背景下,展望了信息经济学在能源互联网信息经济研究中的应用前景,并试图建立相关的研究框架。首先总结了国内外现有的对能源互联网比较典型的定义,在此基础上展望了能源互联网环境下信息系统的基本架构、功能和运行机制。之后,概述了信息经济学的一些主流理论与方法。最后,从信息价值增值、信息价值评估、信息增值服务模式、基于信息的博弈分析和机制设计等几个方面,探讨了能源互联网环境下信息经济学需要研究的问题。

多能源等效替代方式及其转移效益模型1620-1626

摘要：以能源互联网为背景,研究多种能源在转化利用过程中,不同＂能质＂能量之间的等效转化关系及其效益模型。首先,在含有风机、光伏电池、冷热电联供系统以及蓄能系统的多能源互联系统中,综合考虑负荷需求特性和价格因素对能源利用方式的影响,以能源利用率最大和系统综合运行成本最小为目标,构建了能源转化利用的多目标优化模型;然后,采用量子行为的粒子群优化算法对模型进行优化求解,并与传统用能模式进行对比分析。算例结果验证了所提模型的可行性。

面向能源互联网的多能流静态安全分析方法1627-1634

摘要：多能流是能源互联网的重要特征之一,涵盖电、热、冷、气、交通等多个能流子系统,带来诸多效益的同时也使系统更加复杂,安全问题更加突出。提出了面向能源互联网的多能流静态安全分析的概念和方法。多能流系统需要根据能流子系统之间的耦合程度确定合适的边界,其组成可分为耦合元件和非耦合元件。多能流系统静态模型的共性表现为网络拓扑约束和广义基尔霍夫定律,个性表现为支路特性和耦合元件特性。多能流求解方法可以分为联合求解和解耦求解。给出多能流静态安全分析的安全运行约束、运行状态分类、预想事故集和流程。电-热耦合算例验证不同能流子系统之间的相互影响,说明开展多能流静态安全分析的必要性。

热电联合网络状态估计1635-1641

摘要：热电联产可有效提高能源的使用效率,与此同时,通过合理调度热电联产还可稳定电网、减少电网波动,有利于各类可再生能源的接入。因此,近年来,热电联供在国内外都有了大力发展。由于热电联合网络日益庞大,对于热电联合网络的监控刻不容缓。参考电力系统常用的监控手段,即电力系统状态估计,对热网引入状态估计进行监控。总结了现有的3种热网模型,最终提出了半联合静态模型作为热网状态估计的模型,成功在热网中引入了状态估计。在此基础上,考虑了热网和电网之间的耦合关系,完成了热电联合网络的状态估计,并通过蒙特卡洛实验比较了热电联合状态估计与单独状态估计的性能。热电联合状态估计通常可以得到更精确的全局一致基态潮流解,这为后续的热电联合网络在线安全评估、优化调度打下了基础。

基于Spark平台和多变量L2-Boosting回归模型的分布式能源系统短期负荷预测1642-1649

摘要：分布式能源系统负荷预测是系统规划与经济运行的可靠前提和依据,在当前海量高维数据的背景下,有效的在线数据处理平台与精确的负荷预测方法是当前的研究重点。基于分布式能源系统负荷数据特点,在缺失数据处理、坏数据分类以及特征选择的基础上,建立了基于Spark平台与多变量L2-Boosting回归模型的分布式能源系统短期负荷预测方法。首先,利用Spark平台分割全部数据得到多个子数据模型,通过并行计算提高数据处理效率,采用特征提取方法得出模型需要的输入向量;其次,将得出的有效数据信息输入到多变量L2-Boosting回归模型进行训练学习,得到训练后的多变量L2-Boosting回归模型;最后,利用测试数据测试模型。算例结果验证了所提模型的有效性。

兼容需求侧可调控资源的分布式能源系统经济优化运行及其求解算法1650-1656

摘要：从分布式能源系统的优化研究着手,建立了兼容需求侧可调控资源的分布式能源系统经济优化运行模型,充分考虑了分布式能源系统中的电负荷、热负荷和冷负荷。其次,为能够解决上述多目标、非线性优化问题,提出了量子烟花算法（quantum fireworks algorithm,QFA）。最后,将所提出的模型及求解算法应用于我国西北地区某分布式能源系统的实际算例中,仿真结果表明：当分布式能源系统参与需求侧负荷优化管理时,系统总成本减少约6.17%;此外,验证了QFA算法求解此类问题的可行性。

基于Hessian内点法的微型能源网日前冷热电联供经济优化调度1657-1665

摘要：微型能源网包含冷、热、电和气4种能源形式,具有负荷种类多样、供能设备丰富的特点。在对微型能源网内多种供能及蓄能设备进行建模的基础上,提出基于集中互连能源交换网络的冷热电联供微型能源网的供能架构,架构内冷热电负荷被细分为纯电负荷、热水负荷、空间热负荷、冷冻制冷负荷和空间冷负荷,围绕该架构建立冷热电联供微型能源网经济优化调度模型,采用基于Hessian矩阵迭代的内点法对模型进行了求解。算例表明,通过调度微型能源网内各供能设备的运行方式和出力,可以显著降低系统的日运行费用,实现冷热电联供微型能源网的经济优化运行,得出的合理调度方案证实了所提模型和求解方法的正确性及有效性。

计及需求响应的虚拟发电厂优化调度模型1666-1674

摘要：由于虚拟发电厂内部具有大量的风电等可再生能源,使得虚拟发电厂的出力存在不确定性;而需求响应作为虚拟发电厂内部重要的用户侧资源,在保证虚拟发电厂出力稳定性上具有重要的作用。为实现虚拟发电厂内部机组与需求响应的互动,提出了考虑虚拟发电厂内部需求响应的虚拟发电厂优化调度模型。该模型以最大化虚拟发电厂收益为目标,在考虑机组运行约束、需求侧响应约束后,利用了机会约束描述虚拟发电厂的内部功率平衡,并采用了基于极限学习网络的粒子群算法对模型进行求解。通过算例分析了不同风电波动范围和不同置信度对虚拟发电厂的收益和需求响应量的影响,讨论了不同场景下的需求响应对虚拟发电厂调度收益的影响,得出了需求响应能够提高虚拟发电厂对主网的售电量、促进虚拟发电厂的整体收益的结论。

电网技术杂志低碳电力技术

欧洲低碳电力路线分析1675-1682

摘要：面对日益严重的气候变化与能源紧缺问题,低碳电力是世界各国电力发展的必然趋势。欧盟一直积极推进低碳电力建设,并设定了2050年的温室气体减排目标,很多欧盟组织机构围绕低碳电力目标的可行性及发展路线开展相关研究。根据的相关研究报告,总结介绍了欧盟低碳电力在电源侧、电网侧和需求侧的发展路线。主要思想是充分利用开发地区能源资源禀赋,在泛欧洲范围内实现多种类型清洁能源的互联互补,大范围、高能效地进行能源供需的平衡与配置。主要措施包括转型低碳能源结构、开发大型可再生能源基地、建设以泛欧洲超级电网为主干网架的智能电网、加强需求侧建设等。最后,讨论了欧洲低碳电力发展路线对中国未来低碳电力建设的启示。

混合电力市场下碳排放流的分配1683-1688

摘要：从消费角度分析了碳排放对制定相应的二氧化碳减排政策具有的重要参考价值。结合电力系统的特点,提出了碳排放流的概念,并将其应用于电力负荷的碳排放计算。针对联营交易与双边交易共存的混合电力市场,提出了一种基于交易的碳排放流计算模型。该模型考虑了负荷所参与电力交易方式的差异。首先,根据各交易对支路潮流的使用份额,将对应于网络损耗的碳排放分配给所有电力交易。然后,将网络损耗从原始有损网络中移去,实现联营交易与双边交易的解耦。最后,将双边电力交易继续从网络中减去,得到只存在联营交易的无损网络。在新网络中,应用潮流追踪将相应的碳排放分配给联营交易内部的各子交易。将上述计算过程合并,即可得到对应负荷电力消费的碳排放。所得结果可向负荷提供与其电力消费有关的碳排放信息,这将可能影响负荷的消费行为并有助于低碳电力的发展。最后,以简单节点系统为算例,验证了所提计算模型的有效性。

风速及风机地理位置分布特性对直驱风电场故障特征的影响分析1689-1695

摘要：为探讨直驱风电场分群建模的必要性,研究了风速和风机地理位置分布特性对直驱风电场故障特征的影响。故障特征分析是继电保护构造判据的基础,考虑到故障暂态时段极短且继电保护动作速度快,故障特征分析时可以假定故障切除前风速不变。在此基础上,由于故障阻滞了有功功率的传输,故障后直驱风机产生的有功不能全部传送到网侧。卸荷电路保持了逆变器直流电容电压的稳定,并将多余电能释放。在直流电容电压恒定的情况下,逆变器向故障点注入的多为无功电流,且仅与控制策略和电压跌落程度有关,而与负荷电流无关。理论上,风机对故障点注入的电流与风机所处的地理位置有关。但由于直驱风机的弱馈特性,各风机感受到的电压跌落差别不大,对故障点的注入电流基本相同;虽然各风机距离故障点远近存在差异,但就电气量传输延迟对应的相角差而言,几乎可以忽略不计。综上分析,直驱电场无需分群建模,无需考虑负荷和地理位置影响。最后,仿真结果验证了理论分析的正确性。

风速相关性下的电网阻塞概率预测1696-1702

摘要：大规模风电场接入电网后,由于风电具有间歇性和随机性等特点,会对电网潮流分布产生较大的影响。特别是当风速具有较强的相关性时,会造成部分线路出现输电阻塞。由于风速分布呈现非线性和尾部相关性的特点,使用广义Copula函数对风电场风速进行相关性建模,然后对其进行参数估计,并对风速相关性模型进行评价和对比,最后将特定相关性风速数据应用于潮流优化算法中。通过基于改进的小生境遗传算法的潮流优化和排序集抽样的蒙特卡洛仿真获取断面的潮流有功功率的概率分布,从而预测输电断面的阻塞概率。最后通过IEEE39节点系统的算例表明,在故障条件下风速相关性对电网阻塞有较大的影响,同时所提方法和模型是有效的。

基于光伏模拟器的虚增电量特性分析与检测方法1703-1708

摘要：光伏电站运行中存在虚增电量的情况,造成补贴费用增加和安全隐患。由于光伏发电测量和预测的误差,现有基于光伏发电实时测量值与预测值的识别方法难以识别虚增电量。因此,针对基于光伏模拟器的虚增电量方式,分析虚增电量前后的系统功率分布,发现关口电表数据随光伏计量表数据变化的斜率在是否虚增电量时具有差别,提出将该斜率作为虚增电量的检测指标;针对检测指标难以直接计算的问题,提出采用1 d的关口电表和光伏计量表数据,基于最小二乘法计算检测指标,从而判断是否存在虚增电量问题的检测方法。仿真结果和实验结果表明,虚增电量检测方法的计算结果与理论值误差较小,能够用于不同季节、不同光照条件、不同程度的光伏模拟器虚增电量问题的检测。

基于需求响应的光伏微网储能系统多目标容量优化配置1709-1716

摘要：电力市场环境下,考虑需求响应对光伏微网储能系统配置的影响,对光伏微网商业化投资决策具有重要意义。峰谷分时电价下,构建基于电量电价弹性矩阵的用户多时段电价响应模型,提出分时电价下储能充放电策略及微网优化运行策略,构建微网投资收益模型。根据系统调度和约束条件,以光伏利用率最大和年净利润最大为目标,采用改进非劣排序遗传算法Ⅱ求解所建光伏微网储能系统多目标容量优化配置模型。将优化方法应用于广东某实际微网,验证了模型和算法合理性。

采用改进粒子群算法的微电网短期调控模型1717-1723

摘要：现有的大部分微电网调控模型以预测发电功率作为调控目标,且在进行成本核算时没有考虑电池的状态变化带来的影响,致使调控周期长、调控策略经济性差且易受功率预测误差影响。针对上述问题,基于对风力发电、光伏发电和储能设备的成本分析,提出了一种以机组的启停为策略、以成本最小为目标的微电网短期调控模型。为寻求最优的调控策略,在保留传统粒子群速度更新方法的基础上,修改了位置更新方法并引入惩罚函数,提出一种改进的离散粒子群算法（discrete particle swarm optimization-Ⅱ,DPSO-Ⅱ）。仿真和实际算例结果表明,所提模型能够达到预期的调控目标,且具有较好的经济性和鲁棒性;所提DPSO-Ⅱ算法的寻优性能较传统基于遗传算法和离散粒子群算法有较大提高,因而具有潜在的应用价值。

利用信息融合技术的储能锂离子电池组SOC估算1724-1729

摘要：在电池储能系统的实际工程中,电池组荷电状态（state of charge,SOC）估算精度越来越受重视。电池组容量、运行环境、循环时间和充放电倍率等都将影响电池组的SOC估算精度,采用单一的电池模型和数据模型很难获得准确的SOC。提出了一种基于信息融合技术的锂离子电池SOC估算方法,主要基于开路电压（open circuit voltage,OCV）-SOC曲线进行。根据锂离子电池运行特性,把OCV-SOC曲线空间划分为锂电池稳定运行区间、识别校正区间、过充区间和过放区间,并据此重新定义锂离子电池运行模式。然后根据其运行模式,在不同运行区间内对锂电池的估算模型进行切换和优化。采取基于信息融合的SOC估算方法,不断修正消除估算模型在运行状态下产生的各种误差,得到较为精确的SOC估算值。最后搭建实验平台,以某储能电站的实际储能工况对该算法进行实验验证,结果表明,上述SOC估算算法在实际锂电池储能系统应用中具有较强的可行性和实用性。

基于电池租赁模式的电动汽车换电站电池容量优化1730-1735

摘要：深入分析了电动汽车换电站运行特性,建立了换电站电池状态转移模型;针对电动汽车日耗量特性,建立了电动汽车换电需求模型,并采用基于Kantorovich距离的场景削减技术对换电需求场景进行有效削减。在此基础上,以换电站电池投资等年值、电池年运行维护成本及换电站充放电费用最小化为目标,综合考虑换电站充放电能力、电动汽车换电需求等约束,建立了基于分时电价机制的换电站电池容量优化模型。利用某换电站进行算例仿真,并分析了电池投资价格、电价峰谷差对容量优化配置的影响。结果表明,降低电池价格或增大电价峰谷差,均使得换电站电池最优配置容量增加。