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电网技术 2018年第02期杂志 文档列表

电网技术杂志特约专稿

超高次谐波问题及其研究现状与趋势353-365

摘要：超高次谐波是电力系统电力电子化过程中产生的电能质量问题。从超高次谐波的产生机理、传播机制、交互影响、危害、发射水平、测量与标准化等角度进行剖析。分析了电动汽车充电装置、光伏逆变器、照明装置等常见超高次谐波源及其发射特点;从谐振放大和设备异常两层面分析了超高次谐波对系统、设备和电力载波通信的影响;将超高次谐波划分为原生发射和次生发射,提出几种估计超高次谐波贡献度的思路;并对现有超高次谐波测量、分析方法和标准等进行了比较,指出未来的研究方向。

电网技术杂志±1100kV特高压直流输电技术

考虑地面倾角下±1100kV重要输电通道内邻近线路间雷电屏蔽效应仿真计算366-372

摘要：特高压重要输电通道内两线路间距离较近,±1100 kV线路与邻近线路的雷击屏蔽特性与单条线路运行存在很大区别。同时,特高压输电传输距离远、途经地形复杂、±1100 kV线路电压极性产生影响等,均会对雷电屏蔽效应产生影响。基于电气几何模型基本原理,建立存在地面倾角下考虑邻近并行线路间雷电屏蔽效应的电气几何模型,研究地面倾角、邻近线路距离以及±1100 kV电压极性因素对±1100 kV线路雷电屏蔽特性的影响,仿真计算各种因素影响下各相导线绕击次数,并利用雷电屏蔽因子来定量描述邻近线路的雷电屏蔽效应。仿真结果表明,相同情况下,地面倾角增大时,输电线路绕击次数增加明显;邻近线路距离越近,雷电屏蔽效应越强。综合分析表明,在地面倾斜角大于15°时,推荐负极性导线位于±1100 kV下坡极,邻近线路布置在±1100 kV下坡方位,并尽量减少两线路间距离,±1100 kV线路绕击概率明显降低,对重要输电通道的线路防雷具有指导意义。

±1100kV换流站管母线选型及地面合成电场研究373-379

摘要：直流地面合成电场是衡量换流站电磁环境水平的重要指标,需要控制在合理范围内。换流站内产生合成电场的主要设备是管母线,这使得换流站内地面合成电场的最大值与管母线电压、对地高度和直径密切相关。分析了±1100kV特高压换流站地面合成电场限值,计算了不同直径管母线分别在干燥、潮湿和污秽状态下的地面合成电场与最小对地高度间的关系。在特高压直流试验基地开展的直径300mm和400mm真型管母线地面合成电场试验结果验证了计算方法的有效性。综合考虑地面合成电场的计算结果和试验结果,确定了±1100kV换流站户内和户外管母线型式和最小对地高度。研究结果表明,对于低海拔地区±1100kV换流站,户内推荐采用直径300mm管母线,最小对地高度不宜小于16.5m;户外推荐采用直径400mm管母线,管母线最小对地高度不宜小于17.2m。

准东—皖南±1100kV特高压直流输电工程受端电网的直流偏磁影响预测及治理380-386

摘要：研究准东—皖南特高压直流输电工程接入后对受端电网的直流偏磁影响,分析了直流偏磁影响的作用机理,建立变压器直流偏磁风险评估模型,提炼土壤电阻率、中性点运行方式等影响直流偏磁电流的关键因素,多方法实测并运用嵌入局部共轭梯度搜索的人工蜂群全局优化反演方法,开展大地电阻率水平多层分布的参数反演,进一步考虑淮南—溧阳地质廊带连续介质二维反演电性结构,建立适用于受端电网直流偏磁电流分布计算的大地等效模型,最后仿真对比电容隔直法、阻容结合法等多种抑制措施,提出直流偏磁综合治理策略,为安徽电网及其他±1100kV特高压直流落点后的电网直流偏磁影响研究及治理提供技术支撑,提升电网安全稳定运行水平。

特高压换流变压器油纸绝缘交直流击穿特性及选型387-392

摘要：作为特高压直流系统的核心设备,特高压换流变压器的国产化对我国特高压直流技术的发展具有重要的推动作用。针对特高压换流变压器的实际运行工况,基于不同油纸组合交直流击穿特性,对其油纸选型进行研究。试验结果表明：绝缘油的击穿电压随交流分量的降低而缓慢下降;油纸绝缘的击穿场强随着交流分量的降低而快速上升;油纸绝缘的性能主要由绝缘纸决定,绝缘油对油纸绝缘强度影响较小。从特高压换流变压器网侧与阀侧出发,同时考虑交流、直流电压在油纸复合绝缘中的分布特点,分析油纸选型需要考虑的因素,根据实验结果,最终得到KI-50X绝缘油与魏德曼DPE绝缘纸为最佳油纸组合。研究结果可为特高压换流变压器的制造提供相关数据参考。

±1100kV线路长串盘形绝缘子污闪特性研究393-399

摘要：特高压直流输电技术可实现远距离、大容量的能源高效配置,相较±800kV,±1100kV输电效率和输电距离可进一步提升,经济社会效益显著。±1100kV线路塔头尺寸受绝缘子串长的影响,可通过长串人工污秽试验得到的污闪特性确定。为保证±1100kV直流工程的安全性和经济性,应在±1100kV全电压、全尺寸以及不同并联间距等条件下开展人工污秽试验,获得污闪特性。特高压直流试验基地的±1400kV/2A特高压直流污秽电源解决了电源在最高输出电压和大电流负载时的电压稳定性问题。人工气候罐的污秽试验系统突破了超长尺寸试品污秽试验雾的均匀性控制问题。这两项关键技术使得±1100kV等级全电压、全尺寸试验具备条件。在此基础上,开展了串长最高至15.6m、全电压至直流1100kV、并联时不同串间距（500~1000mm）以及最高至6并联的多串并联的直流污闪试验。通过±1100kV全电压下的长串试验,获得了绝缘子串长、并联串间距、串形和污闪电压的关系。结果表明,串长和污闪电压在±1100kV以下范围内呈线性关系。±1100kV绝缘子双串或多串并联时,为保证串间不相互影响,建议串间距大于600mm。根据概率分析,大跨越在采用多串并联时需进行串长修正,并计算给出了不同条件下的修正系数。采用升降法,试验获得了±1100kV长串绝缘子在全电压范围内的串长和闪络电压关系,给出了并联串间距对污闪电压的影响,以及多串并联对污闪电压和外绝缘设计的影响,研究结果可直接应用于±1100kV线路外绝缘设计。

电网技术杂志能源互联网

面向能源互联网的电–气耦合网络状态估计技术400-408

摘要：为保障电-气耦合网络安全可靠高效的运行,参考电力系统能量管理系统,可以形成电-气耦合网络能量管理系统。其中,电-气耦合网络状态估计是电-气耦合网络能量管理的基础,可以为后续电-气耦合网络优化调度、安全评估提供高精度的全局一致解。在考虑气网中压缩机和调压阀特性的情况下,建立了气网稳态状态估计模型,实现了对复杂气网的状态估计,在此基础上进一步建立了电-气耦合状态估计模型,并测试了其在状态估计精度和坏数据辨识方面的性能。

一种考虑天然气系统动态过程的气电联合系统优化运行模型409-416

摘要：由于环境污染和能源短缺问题的凸显,天然气-电力耦合形成的多能源互联系统因其清洁、高效引起了众多关注。然而天然气系统运行和电力系统运行属于2个不同的时间尺度,其耦合系统运行须考虑这一因素的影响。针对这一问题,推导了天然气系统动态潮流方程,考虑气电联合系统双边能量转换关系,建立了耦合系统的多时段优化运行模型,并在一定假设情况下,对模型进行了合理的线性化处理,使得该模型可以很好地反映耦合系统中天然气侧系统的动态过程,且能适用于大规模问题求解要求。最后通过仿真算例验证了所提模型的合理性和有效性。

基于能量流的电热综合能源系统弃风消纳优化调度模型417-425

摘要：针对三北地区供热期运行调峰约束导致的弃风问题,提出了基于能量流的电热综合能源系统弃风消纳优化调度模型。首先建立与电力系统模型相容的热力系统能量流模型。以能量流法根据温度变化预测热负荷,并以该结果作为优化调度模型的已知条件。然后以煤耗量最低为目标函数,建立优化调度模型。与传统模型相比,该模型考虑了换热环节约束如换热器热阻约束等。最后通过算例验证该模型的有效性,结果表明：利用电加热站供热,可增加低谷电负荷,降低机组的热定电出力,为风电上网留出空间;用户室内温度影响热负荷大小,进而影响风电消纳总量;计及换热环节约束的优化调度模型计算出的优化调度结果更准确、可信。

补偿度实时优化的储能-火电联合AGC策略426-433

摘要：随着储能调频应用规模化发展,在我国容量受限型储能调频服务计量和补偿办法空白阶段,辅助火电机组改善自动发电控制（automatic generation control,AGC）成为其主要运行模式。但现有工程采取满功率补偿策略,不利于储能工况持续性。对此,以储能对AGC指令与机组出力实时偏差量的补偿度为决策变量,以调频性能指标和储能电量平衡度最大化为目标,建立储能充放策略实时优化模型,在一定周期内通过密切度择优的多目标粒子群算法（multi-objective particle swarm optimization,MOPSO）进行决策。基于2台AGC机组数据的仿真实验结果表明：与其他策略相比,补偿度策略在具体场景下对储能可用率和调频性能改善明显;同时,短周期优化更利于性能和储能持续性的致衡;此外,该算法计算耗时满足决策实时需求。

电网技术杂志电力市场

一种基于挂牌的电力市场竞价模式与实践434-440

摘要：针对目前电力市场价格信号不清晰、竞争不充分等问题,基于挂牌交易机制,提出了一种发用电侧双向挂牌的竞价模式。通过信息公示、电厂挂牌用户摘牌、用户挂牌电厂摘牌3个阶段,供需双方在价格接受范围内分别进行挂牌、摘牌,累计摘牌电量上限不受约束。通过优化两个交易阶段的成交顺序,将市场主体公示电量作为整个双向挂牌交易成交电量上限,并给出了交易组织流程图和市场出清计算方法。该竞价模式不仅能激励供需双方合理报价,还可实现交易量价的有机配合,降低了交易风险,扩大了成交电量,提高了资源优化配置的效率。云南电力市场的运营经验证实了该竞价模式的合理性、有效性和实用性。

微服务在电力交易系统中的应用研究441-446

摘要：电力改革的推进促使电力交易的用户规模不断增长,传统基于单体结构的电力交易系统已经不能满足业务快速变化和系统性能方面的要求。利用微服务技术架构对电力交易系统进行了改造,并通过微服务的实施,将单体结构的系统转换为分布式系统,以增强系统的负载性能和伸缩性;分离服务使系统获得逻辑上的解耦,以便能够快速应对业务模式的变化和更便捷的升级维护。在分析电力交易业务与电力交易系统现状的基础上,提出了较为可行的系统架构设计方案,对关键技术的解决给出说明,并通过实验,验证了采用所提出的技术方案可以使电力交易系统的吞吐量、容错性、可维护性和可扩展性都得到较大的提高。

面向售电侧改革的用户分层聚类与套餐推荐方法447-454

摘要：针对售电公司实现多样化服务类型,吸引更多用户的需求,提出了一种基于差异化特征提取的用户分层聚类方法,并对传统的k-medoids聚类算法进行改进,实现了聚类数目可变的自适应k-medoids算法。分层聚类中第1层聚类先基于马尔科夫模型提取代表用户用电行为多样性的用电特征,并运用自适应的k-medoids聚类算法实现对用户用电行为多变与否的识别。第2层聚类首先针对第1层聚类得到的各类用户提取差异化的用电特征,接着分别运用合适的聚类算法实现用户的再次分类。最后,为两层聚类后的子类用户推荐合适的电价套餐。实验结果表明,基于该差异化特征提取的分层聚类方法能够为售电公司实现有效的用户差异化套餐推荐服务,进而为吸引更多用户购电、扩大售电公司规模提供技术支撑。

电网技术杂志可再生能源发电与综合消纳技术

交直流混合微电网网络坚强度评估的指标体系及方法455-462

摘要：网络坚强度是交直流混合微电网构建与运行的基础,可体现系统的容量、结构合理性以及抗干扰能力。在定义网络坚强度和描述其表现的基础上,提出了一套交直流混合微电网的网络坚强度评估指标体系。该体系基于系统对坚强度的需求层次,衍生出结构、容量、联络程度、备用大小和故障转移能力等相关指标,考虑了节点和支路的分布情况、节点和支路的供电能力以及交流和直流微网的容载比等因素。同时提出了可体现数据独立性和波动性的独立信息熵权法,并运用基于独立信息熵权-层次分析-主成分分析（independent information entropy-analytic hierarchy process-principal component analysis,IIE-AHP-PCA）的分层组合评价模型对网络坚强度进行评估。通过算例证明,所提出的指标体系与评价方法合理有效。

主从控制孤岛运行微电网的短期可靠性评估463-471

摘要：针对主从控制孤岛运行微电网短期可靠性的时变性和通信系统冗余的动态特性,提出一种基于时变动态故障树的短期可靠性评估方法。首先,定义时变动态故障树,给出动态子树和静态子树的求解过程。再以负荷点供电中断为顶事件,将顶事件划分为直接事件和间接事件,并进行概率计算。在此基础上,计算主从控制孤岛运行微电网的负荷点切负荷概率和系统停电期望值,给出可靠性评估流程。算例分析验证了所提方法的正确性及有效性,评估结果可为主从控制孤岛运行微电网的调度及运行提供一定的依据。

基于多进程的多微网分层控制仿真平台472-478

摘要：随着微网工程的推广应用,多个微电网因互联互需而成为多微网系统。针对多微网分层多主体控制架构的仿真模拟,设计一种考虑个体独立性和进程间信息交互的多进程仿真平台。所提多进程模拟仿真平台考虑当前主流多微网系统的分层控制架构,通过以＂一控制器一进程＂为设计原则,进程间数据交互通过特定文件传输协议完成,从而实现各子微网相对独立的控制算法,并考虑整体多微网系统的全局性以实现对多微网系统的场景化仿真模拟。通过算例测试验证所提方法的有效性,有利于通过模拟复杂工况场景运行以降低算法开发难度。

考虑备用动作约束的含风电场电力系统多目标动态优化调度479-486

摘要：建立了含风电场的电力系统多目标动态优化调度模型,以总燃料耗量、污染气体排放量及购电费用最小为优化目标,针对风电场出力随机性的特点,采用极限场景代表风电场出力偏离预测场景的各种可能方向,考虑了风电场出力极限场景下,各常规机组备用动作对应的网络安全、机组爬坡等约束。将极限场景与预测场景联立求解,得出机组出力计划及各极限场景下的备用动作方案。采用规格化法平面约束法（normalized normal constraint,NNC）和GAMS/CONOPT求解器求解三目标优化问题,以获得均匀分布的Pareto最优解集;并提出通过确定乌托邦面位于目标函数空间中可行域内部的完整部分,以求解完整Pareto前沿的方法。最后以IEEE 39节点系统和某省级电网为例,分析结果表明,所提出模型和算法能够为调度人员提供更为完整的决策信息,并得到在风电场出力波动条件下,能够满足系统各种运行约束的备用动作方案。

计及风电功率预测误差的需求响应多时间尺度优化调度487-494

摘要：风电功率预测存在误差,增加了电力系统运行调度的困难,影响系统风电消纳,降低系统运行的经济性。为了提高系统风电消纳能力,考虑风电功率预测误差,结合需求响应特点,从日前、日内和实时构建了电力系统需求响应多时间尺度优化调度模型。分析居民用户需求对电价的响应,构造日前价格型需求响应的初调度策略,并在日内根据风电功率预测偏差进行电价调整后的价格型需求响应再调度。分析工业用户和商业用户的调度补偿策略,以电网运行费用最低为目标,考虑平衡风电功率实时预测误差,建立激励型需求响应的实时调度优化模型,以提高系统风电消纳能力,降低系统弃风量。算例分析表明：所提出的优化调度策略能够较好地平衡风电功率预测误差,增加系统风电消纳量,节约系统运行成本,保证用户用电的自主性,最小化需求响应调度对其的影响。