电网技术杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

电网技术 2018年第03期杂志 文档列表

电网技术杂志面向园区微网的综合能源系统运行规划关键技术

面向园区微网的“源–网–荷–储”一体化运营模式681-689

摘要：园区微网是多能互补、能源互联网等能源新业态的重要落地点。但是目前我国微网运营缺乏成熟的运营模式和合理的投资回报途径。立足于我国新一轮电力体制改革和能源互联网的背景,分析微网的概念特征以及在能源系统演化发展趋势中地位,提出微网运营主体一体化和投资主体多元化的模式框架,从＂源–网–荷–储＂优化控制运行、微平衡市场交易、内外两级购售电、网对网辅助服务、内外两级需求侧响应、新型备用容量机制建立面向园区微网的＂源–网–荷–储＂一体化运营模式,提出传统运营模式和一体化运营模式下微网经济性分析方法,通过算例分析验证一体化运营模式能够增加微网收益来源,保障微网合理的投资回报,将极大促进园区微网的健康和可持续发展。

微电网运行效果评价指标体系及评价方法690-697

摘要：对微电网运行效果进行全面准确的评价,是促进微电网可持续、规模化健康发展的有效手段。运用鱼骨图法建立了基于源-网-荷3个维度的微电网运行效果评价指标体系,该评价指标体系充分考虑了微电网源-网-荷运行特性对微电网可靠性、协调性、经济性和优质性的影响。同时,提出使用环比评分秩和比评价方法对所提指标体系进行综合评价,该方法不仅兼顾了主客观因素,还可消除异常值对评价结果的干扰。最后,将该评价指标体系和评价方法运用于微电网示范工程评价,并对评价结果进行分析。

基于深度结构多任务学习的园区型综合能源系统多元负荷预测698-706

摘要：为进一步减轻环境压力,提高能源利用效率,综合能源系统已经成为了能源转型过程中一种重要的能源利用方式,电、热、气系统之间的联系更加的紧密。精确的能源需求预测将成为综合能源系统经济调度和优化运行中重要的一环。提出了基于深度结构多任务学习的短期电、热、气负荷联合预测方法。首先介绍了底层深度置信网络和顶层多任务回归的深度模型结构,其中深度置信网络作为无监督学习方法提取了抽象高级特征,多任务回归层作为有监督学习方法输出预测结果;其次建立含离线训练和在线预测的多元负荷预测系统,分析天气信息、历史信息、日历信息及经济数据的输入属性,提出验证模型预测精度的指标;最后,采用某综合能源系统的实际数据对算法的有效性进行了验证,结果显示深度学习和多任务学习在能源需求预测方面有较好的应用效果。

市场环境下园区售电商的最优报价和运行优化707-714

摘要：分析了电力市场环境下园区参与市场的互动行为,考虑园区参与日前市场和实时平衡市场,使用场景描述分布式电源出力的不确定性,并建立基于随机规划的日前市场和实时市场联合出清模型,以及园区参与该市场的双层优化模型。通过最优性条件将双层模型转换为单层混合整数线性规划问题求解,并通过算例仿真分析了园区的最优报价策略和运行优化。结果表明,在提出的市场机制下,园区的最优报价能够实现自身的运行优化,并实现需求侧对电价响应,提升园区的经济性,增强可再生能源的消纳能力。

计及可平移负荷的分布式冷热电联供系统优化运行715-721

摘要：冷热电联供系统作为将能源从电力向气、热、冷系统进行扩展的能源集成系统,已经成为能源互联网的重要组成部分。针对冷热电负荷需求的随机性和不匹配性,从供能侧和负荷需求侧控制的角度对冷热电联供系统的综合优化运行问题进行了研究。结合冷热电联供系统内各类可平移负荷的用电特性,从满足各时刻供能侧与需求侧的热电比相匹配的角度建立了可平移负荷模型,并且分别对于冷热电负荷进行负荷平移。然后建立了包含经济、能源和环境等多方面运行成本的优化调度模型,并且利用遗传算法对系统各设备出力进行了优化求解。最后通过算例仿真分析了冷热电联供系统的负荷平移在削峰填谷,减少综合运行成本等方面的作用,从而验证了所提模型和算法的有效性。

分布式热电联产系统规划设计理念与方法探析722-729

摘要：立足分布式热电联产系统＂按需供能、梯级利用＂的本质特征,提出了系统规划设计的基本理念和基础课题。根据系统规划设计的实施流程,重点阐述了能源需求预测、设备选型配置、运行策略设定以及综合性能评估的要求与方法。对于负荷预测而言,虽然软件模拟法缩小了传统指标法的预测误差,但仍有必要与实测数据的统计分析相结合。对于设备配置与运行管理而言,传统经验法简单易行但实施效果具有较强的不确定性;以优化为核心的系统工程方法可以获得理论最优解但可操作性较弱。为此,分布式热电联产系统规划设计过程中,要权衡考虑理论先进性和现实可行性,通过构建决策支持系统,确立合理、高效、灵活、可行的系统规划设计方案。

光储协调互补平抑功率波动策略及经济性分析730-737

摘要：为提高光储型电站的综合经济性,降低储能的容量配置,提出了采用光储协调互补方法来平抑光伏并网功率波动的策略,通过动态调整光伏的最大功率跟踪（maximum power point tracking,MPPT）工作点来平抑大幅度的功率波动,此外通过储能的快速充放电来平抑幅度较小、变化较快的功率波动。通过光伏和储能的协同作用,既能将光伏功率波动抑制在电网允许范围内,又可减少储能系统的容量配置、降低储能系统的使用频率。建立了5个方面的指标用于评价平抑后的光伏功率波动性、储能的投资和运行费用,并以某光伏电站的实测数据对所提策略进行了仿真,结果验证了所提策略的正确性。此外,通过与常规的平抑光伏功率波动方法对比,结果表明：所提方法能够减少对储能容量配置的需求,延长储能的使用寿命,提高光储型电站的综合经济性。

含高渗透率光伏的配电网分布式电压控制738-746

摘要：随着分布式光伏在配电网中渗透率的不断提高,配电网电压越限问题日益受到关注。高光伏发电功率与低负荷需求间的不平衡易造成潮流倒送,进而引起线路过电压问题。在深入分析分布式光伏系统电压调节能力的基础上,提出了配电网分布式电压控制策略,通过光伏系统的无功协调补偿和有功优化缩减实现了电压的低成本快速控制。所发展的控制方案具备配电网拓扑变化下的自适应能力。通过对改进的IEEE 33节点系统算例进行仿真验证了所提电压控制策略的有效性。

电网技术杂志高比例可再生能源并网

考虑可消纳风电区间的多区电力系统分散协调鲁棒调度方法747-754

摘要：多区域分散协调调度是提高电力系统风电消纳水平的有效措施。针对风电出力的不确定性以及多区域电力系统动态经济调度的安全可靠性要求,采用仿射可调节鲁棒优化结合分层协调技术,构建了考虑可消纳风电区间的多区电力系统分散协调鲁棒调度模型,将跨区电力系统可消纳的风电区间与自动发电控制（automatic generation control,AGC）机组的参与因子一同优化,以确保调度方案的可行性。基于目标级联分析技术,建立由各区域优化调度并行子问题和确保区域间联络线安全运行主问题组成的分散调度实现方法。以2区12节点和3区354节点算例验证了所提模型通过同时优化跨区系统可消纳的风电区间和AGC机组的参与因子,能够有效应对风电出力的不确定性,实现了多区电力系统整体运行的经济性和风电消纳最大化。

考虑风-光-荷联合时序场景的分布式电源接入容量规划策略755-761

摘要：随着分布式发电市场的进一步开放,含大量分布式电源接入的主动配电网将成为未来配电网的发展模式,为保障配电网的安全和优质,有必要对配电网各节点的最大允许接入容量进行规划决策。针对风、光等分布式电源以及负荷的随机性和时序相关性,提出了一种考虑风-光-荷联合时序场景的分布式电源接入容量规划模型,所提模型同时考虑了分布式电源（distributed generation,DG）出力控制、DG功率因数调节、无功补偿装置投切等3种主动配电网的典型主动管理措施,并采用联合概率分布法和场景削减技术对其进行求解。IEEE 33节点系统的仿真结果验证了所提模型的可行性。

计及源-网-荷不确定性因素的马尔科夫链风电并网系统运行可靠性评估762-771

摘要：考虑风电出力、元件故障及负荷波动对系统运行可靠性评估的影响,提出一种计及源-网-荷不确定性因素的马尔科夫链风电并网系统运行可靠性评估方法。首先建立不确定性因素等值运行可靠性模型;其次,将系统运行状态进行划分,建立风电并网系统马尔科夫链模型,进而根据系统状态样本数据得到马尔科夫链状态转移矩阵;再次,根据状态转移矩阵和当前运行状态,能够准确评估系统当前时刻可靠性水平,快速预测未来时刻状态概率,定量分析不确定性因素对运行可靠性的影响;最后,采用改进IEEE-RTS79系统,对文中所提模型和方法进行了验证,结果表明所提模型和方法的正确性和有效性。

改进K近邻算法在风功率预测及风水协同运行中的应用772-778

摘要：风电输出功率的不确定性和不可控性成为了制约风电发展的根本问题。研究风功率预测技术,为电网运行提供准确的风电输出功率预测数据和信息,是解决风力发电发展的根本途径。提出基于改进K最邻近算法的风功率预测模型,并将模型应用到了风水协同运行中,在风水协同运行计划的基础上增加了数据实时修正。通过Python语言实现仿真,通过实际仿真结果表明该方法具有较好的预测精度,提高了协同运行系统的精度和准确性。验证了该方法的有效性。

高可再生能源渗透率海岛微电网运行控制779-788

摘要：在对国内外微电网示范工程进行调研分析的基础上,对在山东省长岛县开展的35 kV海岛微电网示范工程建设目标、方案进行阐述。针对系统中高可再生能源渗透率以及分布式电源多点分散接入的特点,设计了微电网示范工程并网/孤岛运行控制策略,并对微电网中多类型混合储能系统的运行管理策略进行研究。基于所开发的海岛微电网运行控制策略,开展了微电网并网/孤岛运行试验研究,设计微电网分别运行于并网模式、孤岛模式、并网转孤岛模式以及孤岛转并网模式,并对各模式下的运行曲线进行深入分析。试验研究表明,所提出的35 kV微电网工程建设方法及其运行控制策略是切实可行的,可以实现海岛电网在并网、孤岛2种模态中的稳定运行及模式平滑切换,保障了海岛丰富可再生能源的最大消纳,为海岛居民提供绿色、稳定的电力供给。

智能配电网故障后自愈能力评估789-796

摘要：目前,智能配电网得到了快速发展,自愈作为其主要特征具有重要的研究意义,但迄今尚未有全面的智能配电网自愈能力衡量标准。建立了智能配电网故障后自愈能力评估指标体系,提出了自愈能力评估方法。针对自愈能力评估指标,建立了自愈恢复率、自愈恢复速度、自愈控制操作复杂度、自愈可持续时间覆盖率等4项量化指标,涵盖了配电网故障后负荷恢复的范围、速度、操作难度、可持续时间等因素。然后,基于负荷与分布式电源（distributed generation,DG）出力的时序数据,通过故障遍历的方式,对配电网各区段故障后的自愈能力进行了评估计算,并将各区段故障概率作为权重计算得到了全系统自愈能力水平。最后,基于构建的含10个区段的配电系统进行仿真分析,考虑了不同故障时间、不同故障区段、不同DG渗透率等对系统自愈能力的影响,并进行了时空分析,得到了系统自愈的薄弱区段和时段,验证了所提评估指标和评估方法的有效性。

电网技术杂志直流输电与直流电网

一种提高MMC交流电压鲁棒性的改进调制策略797-803

摘要：柔性直流输电技术被认为是目前应用于新能源大规模接入的较好解决方案,且可接入弱交流系统。柔性直流输电工程大多基于模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）,工程中MMC采用最近电平逼近调制（nearest level modulation,NLM）策略。在系统发生扰动或故障使得直流电压波动时,采用传统NLM调制策略的MMC换流器输出的交流电压稳定性较差。该文分析了传统NLM调制策略存在以上缺陷的原因,并针对该原因,提出了一种考虑子模块电容电压实际值的改进调制策略,从而使MMC输出的交流电压在系统扰动时具有较好的鲁棒性。通过在PSCAD/EMTDC中搭建电磁暂态模型并进行仿真分析,验证了该文提出的改进调制策略可以有效提升MMC换流器输出交流电压的鲁棒性。

孤立MMC站在线平滑接入直流电网的控制策略804-811

摘要：直流电网已成为未来电网的重要发展方向,然而如何将孤立站平滑地接入运行中的直流电网中仍没有成熟的解决方案。在充分利用换流站的结构特点、不加入额外设备的情况下,通过控制直流线路正、负极直流断路器（DC circuit breaker,DCCB）的闭合时序,提出了孤立站在线平滑接入直流电网的控制策略。详细分析了每次断路器闭合后子模块电容的充电电路,计算了断路器闭合时的冲击电流。在该控制策略下,由于充电回路中大电阻的存在,断路器闭合时的冲击电流足够小,因此可以实现孤立站的平滑接入。另外,为最大程度得减小解锁瞬间对原系统的冲击,提出了四阶段控制策略。在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建了直流电网模型,仿真验证了所提出控制策略的有效性。

HVDC开路状态下换流阀控制设备误发保护性触发故障原因分析812-818

摘要：HVDC开路状态下,监视晶闸管正向电压的换流阀控制设备易误发保护性触发故障,导致直流闭锁。针对此情况,分析了HVDC开路工况特性和保护性触发原理,以祁连—韶山±800kV特高压直流工程为例,深入开展了故障分析,提出了换流阀控制设备误发保护性触发的原因和条件。受实际电压波形的影响,晶闸管电压相角为180°附近时,阀电子电路在收到触发脉冲信号的情况下,将极有可能发送建压脉冲信号。阀接口电子设备会误将此信号识别为保护性触发脉冲信号。HVDC非开路状态下,由于换流器控制单元对触发延迟角的限制,阀电子电路不可能在晶闸管电压相角为180°附近时收到触发脉冲信号;换流阀控制设备误发保护性触发的故障只可能发生在HVDC开路工况下。最后进行了换流阀控制设备实验测试,故障现象、实验测试结果与分析结果一致。

直流自耦变压器样机设计与实验验证819-826

摘要：当互联不同电压等级的直流输电系统时,需要利用直流变压器技术。直流自耦变压器凭借其结构特点,被认为是最具经济性的拓扑之一。文章研制了由两电平电压源型换流器组成的直流自耦变压器（DC AUTO）实验样机。通过将双向DC AUTO中特定的电压源换流器闭锁便可将其重构为单向直流自耦变压器。设计了实验样机系统主接线,研究了各VSC换流器单元在不同工作模式下的控制策略及其控制系统架构,提出一种应用于单向直流自耦变压器的带电流保护的双环控制器,详细分析了实验样机的启动方法及其功率传输特性。通过直流功率传输实验验证了不同类型的直流自耦变压器的可行性,实验结果表明,实验样机在稳态直流功率传输、潮流反转等工况下具有较好的静态和动态性能,系统功率响应迅速且跟踪准确。