电网技术杂志

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Power System Technology

  • 11-2410/TM 国内刊号
  • 1000-3673 国际刊号
  • 3.66 影响因子
  • 1-3个月下单 审稿周期
电网技术是国家电网有限公司主办的一本学术期刊,主要刊载该领域内的原创性研究论文、综述和评论等。杂志于1957年创刊,目前已被CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版)、JST 日本科学技术振兴机构数据库(日)等知名数据库收录,是国家电网有限公司主管的国家重点学术期刊之一。电网技术在学术界享有很高的声誉和影响力,该期刊发表的文章具有较高的学术水平和实践价值,为读者提供更多的实践案例和行业信息,得到了广大读者的广泛关注和引用。
栏目设置:面向新一代电力系统和能源互联网的人工智能技术、国家重点研发计划、可再生能源发电与综合消纳技术、直流输电与直流电网、电力市场、电力系统、高电压技术、工程应用

电网技术 2019年第05期杂志 文档列表

特约主编寄语1489-1490

摘要:近年来,分布式可再生能源发电得到了快速发展,分布式发电接入配电网已成必然趋势,然而大量具有间歇性、随机性的分布式发电接入电网,极大地增加了电网复杂性和管控难度,对电网的安全、可靠、经济运行产生重大影响。

电网技术杂志分布式可再生能源发电集群控制与并网消纳
基于模糊C均值聚类的分布式电源集群并网逆变器输出功率置信区间估计方法1495-1503

摘要:为了提高多分布式电源仿真建模的精度,降低仿真模型与物理设备的运行误差,提出基于模糊C均值聚类的分布式电源并网逆变器输出功率置信区间估计方法。首先,根据DG的电压电流输入输出关系建立同类型DG的统一模型,采用粒子群算法进行参数辨识,得到DG输出功率偏差与物理系统同型设备运行参数的关系特性;其次,采用模糊C均值聚类方法,对DG集群进行分类,并将输出功率偏差划分成若干个子集;最后,采用概率分析方法得到输出功率偏差对应各子集的概率密度函数,并对偏差进行概率置信区间预测,根据预测结果通过物理系统同型设备输出特征修正仿真模型运行行为。采用实际运行算例验证,结果表明该方法快速准确修正了仿真模型与物理模型的运行误差。

面向多应用需求的分布式储能优化调度1504-1511

摘要:储能系统作为一种灵活的资源,在电力系统中发挥着重要作用,具备参与调峰、调压、提供备用等功能。针对该问题,提出了面向多应用需求的分布式储能优化调度模型。首先通过0-1变量的引入及对交流潮流的简化,解决了潮流双向流动的电力网络中难以考虑电压的问题。并基于此构建了以考虑煤耗成本、电压偏差惩罚的总运行成本最小为目标的分布式储能优化调度模型。该调度模型考虑了储能在电力调度中参与调峰、调压并提供备用容量等功能。为精确求解该模型,采用大M法将原有非线性模型转换成混合整数线性规划模型,并调用Gurobi求解器求解该模型。最后,基于修正的IEEE14节点系统,仿真验证了所提方法的有效性。

基于柔性互联的独立微电网分布式优化调度方法1512-1519

摘要:围绕不同独立微电网之间的互联运行控制问题,采用基于双向AC/DC变流器的柔性互联方法连接独立微电网。每个微电网与相连的变流器交流侧单独构成一个控制区域,区域内部网络采用支路潮流模型,集中优化光伏单元、储能系统和柴油发电机组等设备;相邻区域交互区域边界有功功率,采用基于交替方向乘子法的分布式优化算法协调控制不同微电网内的资源。正常工作条件下,通过柔性互联装置可实现各微电网内设备的协调互补,提高系统运行经济性;设备故障条件下,基于柔性互联装置的灵活控制和功率支撑能力,可减小故障微电网的停电范围。最后用仿真案例验证了不同运行工况下上述方法的有效性。

含分布式光伏的多级变压交直流混合配电网经济性评估1520-1528

摘要:交直流混合配电系统可以提高电网的灵活性和可再生能源消纳,提出了在高渗透率分布式光伏场景下基于电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的交直流配电网运行优化和经济性评估方法。通过计算包含交直流变换环节损耗和电网可靠性约束等条件的运行成本,分析交直流配电系统相比传统交流配网在提高优化调度水平和降低功率损耗方面的优势。将PET和PV并网变流器作为调控对象,提出PET配置与运行综合优化调度方法,在确定PET最优位置与容量设置的条件下进行有功和无功功率调节,最小化运行成本与计及多级变换器运行效率的总功率损耗。为求解包含整数变量的多目标优化问题,提出两阶段优化算法,优化配置与功率调节两个阶段迭代求解。最后在含分布式光伏和PET的改造33节点配电网进行仿真,验证交直流配电在促进光伏消纳和提高运行经济性的效果。

含高比例分布式电源接入的低感知度配电网电压控制方法1528-1535

摘要:大规模分布式电源的接入给中低压配电网的电压控制带来了新的挑战。考虑配电网中低四遥覆盖率和网络建模精度的限制,设计了一种无潮流模型依赖的低感知度配电网集中式电压控制方法。该方法以最小化节点电压与参考值的偏差为优化目标,并用一个深度神经网络来拟合可控节点注入功率与关键节点电压之间的函数关系,然后采用梯度下降的方法对优化模型进行求解实现系统电压控制。该方法对节点电压的拟合和控制梯度的计算都是基于深度神经网络实现,仅以系统历史运行数据作为训练数据,无需依赖系统的电气参数,因此可有效应用于低感知度配电网。最后以修改的IEEE33节点系统作为算例验证了所提方法的有效性。

考虑系统延时的微电网有功功率分布式控制策略1536-1542

摘要:一致性控制是微电网中应用广泛的一类分布式控制策略。然而,一致性控制依赖于各分布式电源(distributed generator,DG)之间的交互通信,系统中通信延时和控制延时的存在极可能恶化系统性能,甚至造成系统不稳定。分析了通信延时和控制延时对基于一致性的微电网有功分布式控制的影响,提出了一种系统稳定性判据。在此基础上,设计了考虑系统延时影响的微电网一致性有功控制策略。相比传统一致性控制策略,该策略能够保证系统在更大的延时下稳定运行。多种场景下的仿真结果验证了上述分析和所提策略的正确性和有效性。

改进连续集模型预测控制策略在平抑光伏功率波动中的应用1543-1549

摘要:随着光伏渗透率的不断增加,光伏发电的波动性已经成为影响电能质量和电网稳定性的一个重要因素,为此提出了将一种改进连续集模型预测控制策略应用于含储能的分布式光伏发电系统,利用模型预测控制能够对系统阻抗模型进行预测,并增加了在线修正过程,仅使用储能变流器采集的本地数据,即可实现对光伏功率波动的抑制,并保证系统并网点电压的稳定,该方法不再需要监控系统,避免了通信延迟,提高了控制的实时性,同时有助于实现储能在分布式光伏发电系统中的即插即用。实验结果证明了该方法的有效性。

光伏并网逆变器输出电压直流分量的扰动观测抑制方法1550-1556

摘要:无变压器非隔离型光伏并网逆变器因为功率开关器件的容差、PWM门控驱动脉冲的不对称性等原因会导致输出电压中含有一定的直流分量。为此提出一种新型的基于扰动观测器的直流电压分量抑制方法,该方法的扰动抑制内环参数设计简单,且扰动抑制内环不会影响到常规电压反馈控制外环的跟随性能。首先分析了光伏并网逆变器直流注入的产生原因,在此基础上将并网逆变器输出电压的直流分量视为系统外部扰动,利用扰动观测器实时估算出扰动量并前馈补偿以动态消除扰动对逆变器输出电压的影响,通过与传统直流抑制方法的理论对比分析证实了所提方法的优越性,仿真结果证明了所提控制方法的正确性和有效性。

虚拟同步机运行区域计算与参数分析1557-1565

摘要:针对电压型虚拟同步机参数的设计提出了一套完整的方案。根据虚拟同步机已有的数学模型,对于有功环从稳定性、稳定裕度以及超调量等方面对参数选择范围进行约束;对于无功环,从稳定性、一阶低通滤波器的截止频率角度限定了参数选择范围。结合了相应的电网标准,进一步缩小参数的选择范围,最终得到综合考虑有功环、无功环稳态性能与动态性能的参数选择范围。利用伯德图、零极点分布图等工具分析了各参数变化时对于有功环、无功环的稳态、动态性能的影响。经PSCAD/EMTDC环境下的仿真证明了所提方法的可行性。所提方法可供采用虚拟同步机算法的控制器参数设计使用,所得结论可用于实际工程、实验中,根据性能表现进行参数调整。

VSG一次调频和转速振荡阻尼的解耦控制方案1566-1575

摘要:现现有二阶模型的VSG控制方案,对一次调频和转速振荡阻尼功能的定位与区分并不明确,表现为阻尼系数或有功调频系数的取值会同时影响到VSG的稳态功率/频率偏差和振荡阻尼性能。分析了一次频率调节和转速阻尼的物理本质,提出采用转速阻尼功率高通反馈和一次调频功率低通反馈改进VSG功频控制模型,实现了一次调频和转速阻尼作用的区分。根据同步发电机组的电磁暂态、机电动态以及稳态响应的频域特性,将VSG的调节器分为高、中、低3个作用频段。进而,分别在单机并网模式和双机并联模式下分析了一次调频和转速阻尼的频域响应特性。实验表明:所提方案同时实现了稳态功率调差分配和转速振荡抑制两个目标,并且这2个目标分别与VSG的调频系数和转速阻尼系数对应。

电网技术杂志特约专稿
5G通信与泛在电力物联网的融合:应用分析与研究展望1575-1585

摘要:泛在电力物联网是物联网在电力行业的一种具体表现形式,是互联互通的电力网与通信网深度融合的产物,是实现能源互联网的重要举措。第五代移动通信(5G通信)因具有高带宽、低时延、低功耗等优势,受到各行各业青睐,也将于泛在电力物联网深度融合。基于此,探讨了5G通信技术与泛在电力物联网的深度融合,深入分析了5G通信在泛在电力物联网中的应用场景,总结了5G通信支撑泛在电力物联网关键技术;鉴于未来5G通信网基站密集,能耗可观,进一步还研究了泛在电力物联网下5G通信网的能量管理机制,以及两者产能用能的协调互动;最后,对未来5G通信与泛在电力物联网的融合研究进行了展望。

电网技术杂志国家重点研发计划
柔性直流电网直流过电压分析及控制策略研究1586-1592

摘要:基于MMC的运行基本原理,研究了柔直电网功率不平衡时桥臂电容的充电过程,得到了直流电压与不平衡功率之间的表达式。针对不平衡功率引起的直流过电压问题,现有的故障穿越措施主要有紧急降低风电功率和装设耗能装置2种,该文提出了一种自适应NLM策略实现直流电压的紧急控制,可延长直流电压上升达到保护定值的时间,在换流站闭锁前实现安控有效切机。通过在PSCAD/EMTDC中搭建电磁暂态模型进行仿真分析,验证了该策略的有效性。

1000kV特高压变压器的GIC无功效应分析1593-1598

摘要:地磁暴导致变压器损毁及电网事故的原因是输电线路的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)流经变压器的次生干扰所致,尤其1000 kV特高压变压器的GIC响应机制及大电网中的GIC无功(GIC-Q)效应是制定防御地磁暴灾害的策略迫切需要解决的问题。根据2017年9月8日地磁暴侵害山东昌乐站1000kV特高压变压器高中压侧的无功功率的实测数据,以及山东安丘地磁台的地电场实测数据,推导建立了基于变电站同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)量测无功数据和地电场数据计算、验证1000 kV特高压单相自耦变压器的GIC-Q扰动的模型,完成了2017年9月8日地磁暴GIC侵害昌乐站1000 kV变压器的GIC-Q扰动的理论计算。对计算结果的分析表明,利用PMU量测无功数据能有效计算分析变压器的GIC-Q扰动,这对基于电网调度运行防御地磁暴电网灾害具有重要的意义。

基于SOP的多电压等级混联配电网运行二阶锥规划方法1599-1605

摘要:当前配电系统多电压等级共存,智能软开关(soft open point,SOP)的接入能够有效解决多电压混联场景下功率调节问题,全面提升配电网运行的灵活性。提出了一种基于SOP的多电压等级混联配电网运行优化方法,首先阐述了适用于多电压等级混联配电网的SOP基本原理;建立了基于SOP的多电压等级混联配电网运行优化模型,并将其转化为可有效求解的二阶锥规划模型;最后,在改进的实际配电网算例上分析验证文中方法的有效性。结果表明,通过调节SOP的运行策略,可以灵活调节不同电压等级馈线间功率,全面提升配电系统运行状态,改善配电网电压水平、平衡各馈线负载,提高配电网运行经济性。

基于随机生产模拟的日前发电–备用双层决策模型1606-1613

摘要:随着波动性的风光等新能源并网比例不断提高,电力系统需要配备更多的调节能力。如何量化应对新能源出力等不确定性所需的调节能力是大规模新能源接入系统面临的一个新问题。该文采用通用生成函数(universal generating function,UGF)建立包括风电出力、负荷出力及机组随机故障的不确定性模型,进而将UGF与随机生产模拟(probabilistic production simulation,PPS)相结合,旨在建立反映发电侧调节能力的运行备用容量与可靠性之间的关系;并通过建立日前发电-备用双层模型实现确保系统可靠运行的发电计划。上层规划模型根据预测的负荷、结合风电预测出力制定基于指定可靠性的备用容量约束的日前机组组合方案;下层模型考虑各种不确定性因素,利用基于UGF的PPS建立系统运行备用与可靠性的量化关系,进而校验上层规划的机组组合方案是否能提供足够的备用,不足时则反馈给上层进行修正。通过改进的IEEE-118节点系统的仿真计算验证了所提模型的合理性和方法的有效性。

有源电力滤波器基于准比例谐振的电流协调控制策略研究1614-1623

摘要:利用有源电力滤波器实现对电能质量的综合控制是配电网智能化的关键,但现有文献均未考虑补偿时各频率分量电流的协调控制,且控制系统对频率的波动敏感,参数整定困难,补偿效果较差。该文通过等效电路变换,建立了三相四线制三电平三桥臂有源电力滤波器在实现正序无功电流、负序电流、谐波电流和中线电流补偿时的等效电压源电路模型;基于瞬时功率理论求得三相指令电流的参考值,无需基波电流正负序分量的分离和无功及各次谐波电流的提取,简化了控制结构设计;在静止坐标系下基于准比例谐振控制实现了对指令电流各频率分量的协调控制,利用数字锁相环实现了单位工频周期的定点数采样,保证了控制系统对频率波动的自适应性;给出了控制器在现场可编程门阵列上的离散化实现方法。仿真及0.4kV/50A模块化有源电力滤波器的实验研究表明,该文所建立简化模型准确,所提控制策略的稳态特性好,动态响应快,对频率波动和负荷突变的适应性好,控制算法实现简单可靠。

电网技术杂志高比例可再生能源并网
基于控制硬件在环的风电机组阻抗测量及影响因素分析1624-1631

摘要:随着局部地区风电渗透率的不断提高,风力发电振荡脱网事故频发,阻抗建模成为分析大规模风电并网振荡问题的一种有效方法。控制硬件在环仿真作为获取风电机组阻抗特性的有效方式,其阻抗测量结果受仿真平台性能参数的影响。研究了基于控制硬件在环实时仿真的风电机组阻抗测量建模方法,定量分析了对于测量精度影响较大的因素。首先介绍了控制硬件在环实时仿真建模方法,搭建了风电机组控制硬件在环实时仿真实验平台,给出了基于控制硬件在环考虑频率耦合的阻抗测量方法;然后建立了考虑仿真步长、接口延时、开关模型等效参数的阻抗测量数学模型,计算分析了控制硬件在环实时仿真模型对阻抗在不同频段幅值与相位精度的影响;最后针对某双馈风电场次/超同步振荡案例,开展了基于控制硬件在环实时仿真的阻抗测量以及基于控制参数修正的阻抗重塑,有效解决了现场振荡问题。验证了控制硬件在环实时仿真为开展风电机组阻抗测量和分析提供一种有效研究与实验手段。