计及灾后恢复全过程储能应急响应能力的配电网韧性规划

储能因响应快、灵活性高的特点,已成为可再生能源发展必不可少的支撑技术,不仅具有削峰填谷、改善电能质量的作用,在灾后恢复过程中的应急响应能力同样不可忽视。提出了一种计及灾后恢复全过程储能应急响应能力的配电网韧性规划方法,构建了同时考虑网架增强和储能配置策略的配电网韧性增强双层规划模型,系统地刻画了极端灾害发生后配电网网架重构、设备抢修及复电等灾后恢复全过程的源-网-荷-储互动模式场景。最后,通过IEEE33节点系统的算例分析表明,所提方法能更充分地挖掘储能的应急响应潜力,有效提高增强性规划决策的精准度,获得更佳的投资回报。

人工智能技术在发电厂智能化建设中的应用与挑战

随着人工智能技术进步与可再生能源的兴起,新型电力系统正逐渐转向更加智能化、更加安全可控与灵活高效,发电厂智能化成为能源行业发展的必然趋势。为此,分析人工智能的常用方法及其技术特点,围绕发电厂智能化的技术架构展开论述,探讨人工智能技术在新能源场站出力预测、机组运行控制、辅助值班监盘、设备故障诊断与趋势预测等具体应用场景,并进一步分析大模型技术在发电厂智能化建设中的应用趋势。最后总结发电厂智能化在算法、数据与应用层面的技术挑战与展望,为发电厂智能化建设与研究提供参考。

碳边境调节机制下近零碳制造体系建设研究

在国家“双碳”战略目标、欧盟碳排放交易体系改革的双重驱动下,我国制造业实施节能、减污、降碳协同增效,尽快实现低碳和零碳转型,成为关注焦点和发展亟需。本文重点探讨了欧盟碳边境调节机制(CBAM)对我国制造业的影响,基于此梳理了近零碳制造体系的概念特征,从关键技术、计量基础、市场驱动力等主要维度出发,详细阐述了近零碳制造体系的核心内容。分别从产品制造、电力供应两方面,提炼了近零碳制造体系的技术发展方向,建议形成“源网荷”碳计量系统以细化碳排放责任;借鉴国外碳市场发展经验并分析我国碳市场发展格局,在理论层面探讨了未来我国碳市场构建路径以促进近零碳制造体系发展。提出的近零碳制造体系实践方案,可为深化“双碳”背景下我国制造业高质量发展、开展CBAM背景下我国制造业低碳转型建设研究提供先导性和基础性参考。

含小水电配电网重要负荷评估及其水光储优化配置方法

为保证含小水电配电网重要负荷的电能质量安全与稳定,发挥水光储系统互补作用,提出一种负荷重要程度评估方法和含小水电配电网重要负荷的水光储优化配置方法。首先,从用户角度出发,基于用电效益指标与用电体验指标2个维度建立负荷重要程度评估体系,采用G1熵权法量化用户节点的重要程度,确定重要负荷节点并将其作为光储接入备选节点,降低光储优化配置求解维度;其次,建立以水光储全寿命周期成本最小、电压偏差平方之和最小为目标的优化配置模型,引入规格化平面约束法求解两目标水光储优化配置问题,得到均匀的Pareto最优解集;然后,计算各解集综合偏移程度函数,得到最优折中解,作为优化配置最佳参考方案;最后,以改进的IEEE 33节点配电网为算例,证明所提的优化配置方法可以改善重要负荷的电压偏差,同时提高投资者的收益。

基于混合博弈的多区域电-储共享运营模式与经济效益分析

随着用户侧新能源设备与储能装置的广泛接入,如何有效地促进新能源本地消纳与降低储能运行成本变得至关重要。针对多区域间电能与储能资源的共享问题,提出了一种基于主从-演化混合博弈的多区域电能-储能共享运营模式。首先,建立主从博弈模型和演化博弈模型进行优化决策。运营商作为领导者根据各区域供需平衡情况,制定区域内部电价;用户作为跟随者,根据区域电价与跨区交易传输费用信息,基于演化博弈模型调整自身用电量与区域选择概率。其次,考虑到各主体利益诉求不同,建立了运营商和用户的收入与成本模型,并以最大化双方收益、最小化与电网交互电量为目标函数,得到运营商的定价策略、共享储能配置与充放电策略,以及各主体的最终收益。最后,通过算例分析验证了所提运营模式的有效性。

考虑多重轮换调控的空调负荷调控潜力评估与控制策略

调度空调柔性负荷是缓解电网高峰负荷的有效措施,对稳定电网运行具有重要意义。首先,构建空调负荷模型,兼顾考虑空调可投切和空调允许关断时长,引入微元法的思想,提出考虑控制时长影响的空调调控潜力评估方法。其次,分析负荷聚合商系统发展需求,基于软件定义网络提出空调状态监控系统架构。然后,以空调群聚合功率变化量与电网调控需求量差值最小为目标,以用户舒适度为重要约束,考虑空调投切状态与空调调控总时长,构建考虑多重轮换调控的空调控制策略。最后,通过仿真分析验证了所提模型不仅能根据不同响应时长准确评估空调调控潜力,而且能够提升空调可调控能力。

考虑多重不确定性和潜在博弈的楼宇群电能优化调度策略

现阶段楼宇群用电负荷的种类繁多、用电习惯差别大,应在保证配电网安全可靠的前提下,用新型楼宇群对可控负荷进行集群调控。为此,提出一种新型楼宇群聚合商考虑多重不确定性、用户动态用电满意度的两阶段鲁棒优化方法,实现对柔性负荷的集群调控。基于用户的多种响应心理、禀赋效应,用连续区间数据有序加权平均算子改进的加权方法对柔性负荷响应量期望的不确定性进行建模;计及楼宇群用户的动态用电满意度,建立其与聚合商运营成本间的潜在博弈模型,并进行两阶段鲁棒优化。通过算例验证所提方法的合理性及有效性,结果表明所提模型与方法有利于提高新型楼宇群电网及聚合商抵御不确定性风险的韧性。

以数字电网促进新型电力系统IT与OT融合的思考

传统电力系统向以新能源为主体的新型电力系统的转型升级正在快速推动电力系统技术体系变革。剖析电力自动化运行控制技术(OT)和电力企业管理信息化技术(IT)的特征、发展历程以及两技术体系的差异,并从数据采集技术、系统OT、能源服务模式3个方面概括总结新型电力系统对电力系统技术体系的需求。对电力系统OT与IT两技术体系融合在安全风险防控、技术路径问题、新兴技术迭代等方面的挑战进行评述。结合工业数字化中IT与OT融合的本质与启示,为电力系统IT与OT融合的支撑路径指明方向,并对数字电网IT与OT融合技术体系架构进行分析及展望。

基于改进FCM聚类的光伏电站出力场景特性研究

为提高新型电力系统的运行安全可靠性,需要对光伏电站的出力特性进行量化评估,并从高不确定性的众多发电场景中掌握光伏电站的运行规律。为此,基于场景聚类和缩减原理对光伏出力进行分析。首先提出光伏出力特性的评价指标,包括波动性和出力效率2个一级指标和相应的二级指标;然后采用模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)聚类算法,基于密度思想和距离最大、最小原则确定初始聚类中心,通过不断迭代得到不同场景下光伏出力的聚类结果。考虑到传统聚类算法存在局部收敛性,难以确定最优聚类数目,提出结合聚类有效性指标来确定聚类最优数目,进而采用基于概率距离的前推回代法对得到的聚类结果进行场景削减,最终得到光伏电站季节典型出力场景。最后基于广东省某光伏电站实际出力数据进行分析,验证所提指标和算法的有效性。

具备故障限流和快速故障清除能力的多端口直流断路器拓扑与控制策略

为解决直流电网中直流故障快速清除的技术难题,提出了一种同时具备限流和快速故障清除能力的多端口直流断路器,并设计了启动、限流后开断线路和限流后复位3种控制策略。所提拓扑结构通过限流电路实现断路时刻电流值的大幅下降,通过电感旁路电路实现故障清除所需时间的缩短;所提控制策略通过复用拓扑部分回路实现直流电网对断路器电容的预充电,通过初步故障判断与二次确认方式来优化断路器的动作时序,实现断路时刻电流值的进一步下降。在PSCAD/EMTDC中搭建了三端直流电网仿真模型,对断路器的各种工况进行了仿真验证。结果表明该多端口直流断路器在各工况下均可实现多条直流线路的保护、减小断路时刻电流值和减小故障切除所需时间。

一种三电平NPC整流-逆变调速系统的无权重系数模型预测控制策略

针对异步电机三电平中点钳位(Neutral point clamped,NPC)整流–逆变驱动系统的高性能高效控制,搭建了三电平整流–逆变系统的预测与损耗模型,构建了包含中点电压平衡与损耗优化的代价函数,提出了一种基于序列并行结构的无权重系数模型预测控制.策略在传统的序列模型预测控制中引入了直流母线中点电压和变换器开关频率控制,构建了包含多个控制目标的统一代价函数.根据整流–逆变系统在运行中对各控制目标的实际需求,将代价函数中的多个控制目标分为主要和次要控制目标并归类为两个序列优化集,对不同的序列集进行顺序优化.在相同的序列集内部,采用自适应并行寻优来选择最优开关状态,保证了同级序列内各控制目标的同步优化,避免了权重系数的设计.仿真和实验结果验证了该方法具有良好的控制性能和参数鲁棒性,并能有效控制中点电压波动和降低系统损耗.

一种改进的T型三电平逆变器序列模型预测控制策略

为解决T型三电平逆变系统多控制目标模型预测控制权重系数设计困难的问题,该文提出一种基于串联-并联混合结构的改进序列模型预测控制策略。该策略以序列模型预测控制为基础,结合对共模电压和开关频率的控制需求,构建包含多控制目标的改进代价函数。基于对各控制目标优先级的充分考虑,设计一种串联-并联混合结构,采用并联结构同步优化具有相似优先级的目标,串联结构顺序控制不同优先级的目标,从而避免了权重系数设计。实验结果验证了此策略具有良好的动静态性能,并能有效抑制共模电压和降低平均开关频率。

考虑声-振模态结合的抽水蓄能机组轴承故障诊断

为解决抽水蓄能机组轴承磨损故障难以监测和识别的问题,提出一种结合声振数据的双模态神经网络机组轴承诊断模型。首先分析了抽水蓄能机组声振特性,融合相似软阈值对奇异值分解去噪方法进行改进,有效消除非接触式传感器固有噪声干扰。其次提出逆巴克频谱变换方法,并结合巴克频谱变换和格拉姆角和场变换等特征工程技术,提取机组轴承的声纹和振动特征图。通过融合相对位置编码的自注意力机制和深度可分离卷积,建立特征图传递网络。同时运用多头自注意力机制和双向长短期记忆网络搭建了时序数据传递网络,并以平行网格架构构建了机组轴承故障诊断模型。实验对比分析表明,所提方法具有较高的故障识别准确率,为抽水蓄能电站机组轴承监测问题提供了有效的解决途径。

双碳目标驱动的新型低压配电系统技术展望

新能源分布式应用是支撑中国实现“碳达峰·碳中和”战略目标的重要方式,势必对低压配电系统形成革命性的冲击,对传统的规划、运行、维护等方式提出了全新的挑战。首先,分析了中国低压配电系统的元素与形态变化,介绍各个环节的发展现状与面临的问题。其次,从透明化、低碳化、互动化、灵活化、多元化5个维度分析了新型低压配电系统的典型特征,并提出了其特征显著度定量评价指标。最后,从电能质量、可靠性、经济性和安全性4个关键问题出发,探讨了支撑新型低压配电系统的四大关键技术并展望了其未来发展方向。

电力系统无功优化调度研究综述

较为全面地综述了国内外学术界对无功优化调度问题的研究状况。通过对静态和动态无功优化调度数学模型及各种优化算法的分析,总结了该项研究的五个关键问题,即寻优质量、离散变量处理、求解效率、动态优化调度及协同优化计算和控制等。提出采用多智能体(Agent)建模及其协同优化方法进行全局实时动态无功优化调度的计算和控制。最后指出了有待深入研究的问题,例如无功优化调度的控制次序和负荷模型等。

基于三维空间的新型配电网关键技术时空适应性评估

在新型电力系统发展的背景下,针对配电网规划建设和配电网关键技术在实际应用时与所处时空的适应能力、应用缺陷难定量化等问题,分析新型配电网关键技术的建设条件,提出一种基于电网满足度、时空资源度、成效改善度的三维立体空间的技术时空适应性评估模型.采用连续区间有序加权平均算子对层次分析法主观赋权进行改进,引入标准间冲突性相关性法构建的主客观组合赋权方法,解决了单一赋权法具有偏向性的问题.利用模糊综合评价法确定各指标隶属度,进而得到新型配电网关键技术评价等级.算例结果表明,所提方法能够量化配电网关键技术与所处时空的契合程度和双向辨识关键技术对于不同时空的适应性以及不同时空对于技术应用的满足度,揭示配电网关键技术的薄弱环节,有助于提升配电网投资效率与效益,更好地服务经济社会高质量发展.

新一代信息能源系统:能源互联网

"互联网+"技术正逐渐渗透能源行业,并推动智能电网与能源网深度融合。从多耦合能量流的随机动态特性、广域互联网信息资源的整合能力、能量-信息流的互作用特性3个方面分析智能电网与能源网融合背景下,能源互联网所构建的新一代信息能源系统(CES)的形态特征;并以CES建模、系统分析方法、控制方法 3个核心技术为对象,概述CES在智能电网中的发展概况,进而提出相关核心技术在新一代CES中的发展挑战。

基于稳态特征量输入的大电网主导失稳机组辨识

以稳态特征量为输入的数据驱动稳定评估模型在新型电力系统安全防御系统中有重要的应用前景,但需要在模型设计中解决节点数量庞大和网络结构复杂带来的关键特征聚焦难题,并提供失稳模式等更为丰富的评估信息。因此,设计了一套基于稳态信息输入实现大电网主导失稳机群预测的深度学习稳定评估模型。首先,提出了一种异构的图和节点特征的动态池化降维模型,可伴随特征聚合过程,按节点特征相似性动态归并节点,实现大规模电网拓扑、节点数量和特征的并行降维。然后,提出了一种单机扫描型主导失稳机组分类器模型,通过全局注意力聚合将全网机组的相对运动信息集成到每台发电机特征向量中,使主导失稳机组辨识模型在结构上可以应对发电机组数量变化,具有很好的泛化能力。最后,在实际大规模电网中进行模型验证,并可视化地分析了关键环节的作用效果和应用性能。

10kV长线路杆上无功优化补偿

由于目前我国普遍采用的配电变压器低压侧分散补偿的补偿度有限，不能进一步提高配电线路的功率因数，所以从工程实际出发，提出 １０ ｋＶ 配电网杆上无功补偿方式及其年支出费用为最小的优化模型，以确定树状配电网并联电容器的最佳安装位置及相应的最佳安装容量。计算表明，对较长的配电线路，经杆上无功补偿后，线损将进一步下降，经济效益可观，可以推广采用。

基于灾变遗传算法的无功规划优化

提出了应用于电力系统无功规划优化的灾变遗传算法。算法中引入“灾变”的概念来保证解空间的多样性 ;采用了分组整数编码技术和锦标赛选择机制 ;提出采用与十进制整数编码策略相结合的邻近变异操作算子 ,以避免二进制编码中的海明悬崖。将此算法应用在佛山 2 2 6个节点的电力系统中。结果表明它能克服一般遗传算法 ( GA)的早熟收敛倾向和改善 GA的局部搜索能力 ,比常规 GA的寻优效率高得多。