考虑不确定性和需求响应的配电网储能优化配置

分布式电源的间歇性和不确定性等特点使其大规模接入电网对配电网的安全稳定运行带来一定挑战,而在配电网中合理配置储能系统可以有效应对此问题。为减少风光并网产生的不利影响,提高配电网电能质量,首先构建由分布式电源和储能系统共同接入的配电网模型;其次对可再生能源出力不确定性进行处理,并构建需求响应模型平滑负荷曲线;然后以年综合成本最低和电压偏差最小为优化目标,构建配电网储能多目标优化配置模型;最后以IEEE 33节点配电网络为算例,根据分布式电源接入后引起的节点电压偏移确定储能接入位置,并通过改进粒子群算法确定储能优化配置方案。仿真结果表明,该模型可以提高系统经济性和稳定性,同时改进后的粒子群算法在求解效果上更优。

分布式新能源接入对电网的影响分析

分布式能源系统作为一种新型能源利用方式,比传统能源更高效环保,将在未来电力系统转型中扮演关键角色。鞍山供电公司通过开展分布式新能源用户调研、接入配电网分析及展望工作,对现有新能源用户经济效益、政策落实情况及规划设计、调度运行等方面存在的问题进行分析,进一步提升鞍山新能源管理和服务质量,引领带动建设鞍山供电公司的市级新型电力系统。

地方支柱行业用电特性及对电网影响分析

在“双碳”背景及能耗“双控”政策转变影响下,鞍山地区的钢铁和菱镁两大支柱产业作为碳排放大户,面临着巨大减排挑战。因此积极寻求产业绿色发展新机遇,以技术升级推动产业高质量转型。对鞍山地区支柱型行业用户的用电特性进行分析,为鞍山地区钢铁和菱镁两大行业转型升级提供电力数据参考,为鞍山大力实施“两翼一体化”经济发展战略、推动融合发展提供借鉴。

一种电缆线路接地环流在线监测系统研究

研制了一种电缆线路接地环流在线监测系统,该系统由电缆隧道端的监测装置和远端监测后台组成。监测装置采用无线通信、感应取能方式方便灵活监测电缆环流,后台监测分析系统具有数据查看、报警查看和历史数据查看等功能,提高了电缆接地环流测量效率。

基于自适应蚁群算法的含分布式电源配电网故障定位研究

由于含分布式电源的新型配电网不同于传统配电网,新型配电网的结构更加复杂,系统潮流方向发生改变导致传统的定位方法可靠性下降,为此提出一种自适应蚁群算法。在传统蚁群算法基础上,改进信息素挥发因子表达式、更换信息素更新机制及限定信息素浓度的取值,改进后的自适应蚁群算法的容错能力和快速性得到大幅提高。仿真结果表明,自适应蚁群算法不受故障区段数量的影响,能够准确进行故障定位;此外,当多个分布式电源同时接入配电网发生三重故障且有2处故障信息畸变的情况下,自适应蚁群算法求解速度更快,比传统蚁群算法求解速度提升了18.63%,准确率提升了10%,验证了自适应蚁群算法具有很好的容错能力和搜索速度。

考虑风光不确定和阶梯式需求响应的园区综合能源系统博弈优化运行

为高效利用园区综合能源系统(park-level integrated energy system,PIES)中源荷侧资源,并兼顾PIES中各主体的运行效益,提出了一种考虑风光不确定和阶梯式需求响应的园区综合能源系统博弈优化运行策略。首先,对于源侧风光不确定性问题,采用蒙特卡洛法进行随机场景生成并利用k-means聚类和同步回代法对场景进行缩减;其次,在荷侧考虑用户阶梯式需求响应基础上,以园区运营商和用户聚合商效益最大化为目标,建立PIES主从博弈优化调度模型;最后,同时利用遗传算法和CPLEX求解器在MATLAB中进行仿真验证。算例结果表明,所提优化策略可以有效提高园区运营商和用户的效益。

三相变压器两侧绕组匝间短路电磁特性研究

为了研究变压器匝间短路时电流随匝数的变化规律,首先对变压器匝间短路时的电流进行了解析推导。然后,建立变压器匝间短路故障前后的等效电路,推导两侧电流随短路匝数变化的公式,并通过自检电阻的不同状态进行自我验证和推广应用。最后,采用商业软件Ansys对实际变压器进行正常运行及匝间短路时电流与磁场的仿真计算,与解析法电流公式对比,验证了解析公式及数值计算的准确性。研究结果可为变压器匝间短路的检测与分析提供参考。

风光储氢综合能源系统容量配置策略优化研究

在风光机组大量扩张下,风能和光能的间歇性和波动性等特点造成了严重弃风弃光现象。为解决该问题,将电解水制氢技术与综合能源系统相结合,并结合储能发电设备,构建风光储氢综合能源系统。首先,建立风光储氢综合能源系统中各单元模型;其次,考虑各单元的约束条件和系统运行特性,建立综合考虑可靠性、经济性及弃电率的多目标容量配置策略。在此基础上,利用MATLAB和商用求解器CPLEX对模型进行配置求解优化,分析系统在有无储氢技术的2种运行模式及系统有储氢技术时,3组权重系数对容量分配的影响。研究结果可为风光储氢综合能源系统容量配置策略优化提供参考。

热储能技术在新型电力系统中的应用综述

热能是能源的重要组成部分,全球约90%能源是热能的转换、传输和储存。随着“双碳”目标的提出,储能成为促进新能源大规模、高质量发展的新动能,其中热储能是储能中最具有应用前景的技术之一。分析国内外热储能最新发展动态,重点介绍熔盐储热和固体储热的典型应用场景和发展建议。热储能可为绿电供热提供热能储存,解决绿电供热成本高的问题,也为新型电力系统提供巨大的可调节负荷资源。

基于动态灰色关联分析法的高压断路器机械故障诊断

高压断路器机械故障成因复杂,机械故障与分合闸线圈电流之间难以找到解析的映射关系。因此引入灰色关联分析法,建立一种高压断路器机械故障诊断模型,进一步通过计算参考数列与比较数列的距离来选择分辨系数,提出一种基于动态分辨系数的灰色关联分析法。该方法不需要大量样本数据,且算法精度不受信号干扰的影响。研究表明,选取铁心卡涩运动的时间参量相关度作为故障诊断特征量能有效诊断出高压断路器机械故障。

优化的传输线有限元法在电磁场中的分析及应用

为提高传输线有限元法(transmission line model-finite element method,TLM-FEM)的求解效率,对该方法的入射阶段和反射阶段的求解过程进行了优化。在反射阶段采用优化的松弛方法加速求解非线性端口电压,将单元系数矩阵的计算以及全局矩阵的分解在GPU上并行实现进一步提升计算效率。将优化的TLM-FEM用于单相变压器电磁场的计算中,通过C++自编程分析与商用软件ANSYS的求解结果进行对比,验证了算法的准确性。对同一模型不同网格数量的计算时间进行对比,可知提出的方法可用于大型电气设备电磁场分析。

新型配电网的低碳性评估与减碳措施研究

构建以新能源为主体的新型配电网是实现碳达峰、碳中和目标的关键途径。随着能源结构和系统形态的改变,配电网碳排放特性也发生显著变化,准确评估低碳性对新型配电网的规划和运行都具有重要意义。揭示了新型配电网低碳性内涵,全面总结了适用于新型配电网低碳性评估理论体系。首先,从电源侧、电网侧、负荷侧、储能侧4个方面对新型配电网的内涵进行了分析;其次,梳理了描述配电网低碳性的低碳指标体系,并对综合评估方法、碳排放分析法和仿真模拟法3种低碳性评估方法进行研究综述;最后,从源、网、荷、储4个方面归纳总结了新型配电网减碳措施的关键技术,以期为后续新型电力系统建设、运行等提供借鉴。

基于VISIO组件的配电网监测系统设计与实现

针对中低压配电网监测技术无法实现对各类电网运行信息的有效共享以及可视化效果差等问题,设计出一个能够将配电网多种运行数据集成实现信息共享并直观显示配电网架构的实时数据监测系统。基于.NET平台结合VISIO开发技术以下位机设备端作为远程测量设备设计配电网实时数据的监测系统,其中主机端与下位机设备端采用C/S架构以及Modbus协议进行通信。该系统具有配电网设备数据监测、VISIO组件主界面数据显示、数据存储、数据管理等功能。测试运行结果表明,该系统可以较好地实现远程监测与控制,对于提升中低压配电网的分析和管理水平具有一定参考价值。

云边端架构下配电网实时一致性分布式优化调控策略

随着配电网中分布式新能源渗透率的不断提高,其波动性与不确定性使日前制定的调控计划在实时运行阶段产生功率偏差。为此提出了云边端架构下配电网实时一致性分布式优化调控策略。首先,构建了配电网分布式资源云边端协同调控框架,对云边端分别进行了角色定义及任务划分,并提出了云边端协同机制;其次,在所建架构基础上,提出实时一致性分布式调控策略,对台区内部调控单元采用“Leader-Follower”集中分布式调控方法,建立实时一致性分布式优化决策模型,以各调控单元的成本微增率作为一致性变量进行迭代;最后,通过算例分析证明了所提调控策略的有效性和经济性,为配电网中分布式资源调控提供一定依据。

考虑氢燃料电池汽车充放氢策略的区域综合能源系统优化调度分析

氢能在区域综合能源系统中(regional integrated energy system, RIES)优化运行经济性较低,氢燃料电池汽车(hydrogen fuel cell vehicles, HFCV)的灵活储能特性能够有效解决该问题。为此,提出一种基于动态氢定价机制引导的RIES与HFCV双层交互策略。首先,提出由风光发电功率、系统设备供电功率以及电网购电功率共同决定的动态氢定价机制,引导HFCV进行有序充放氢,并建立HFCV充放氢特性模型;其次,构建RIES与HFCV的双层优化模型,研究该定价机制对上下层运行成本的影响,并用CPLEX求解器对双层模型进行求解;最后,算例分析结果验证该动态定价机制与优化策略能有效降低上下层的运行成本,有利于系统稳定经济运行。

考虑需求响应的风光热联合出力优化调度

目前,以风力、光伏为代表的可再生能源发展迅速,但受电网调节能力弱、需求侧资源未充分利用等因素的影响,出现严重的弃风弃光现象。首先,在风光电站与光热电站联合并网的基础上,采用电加热装置将未消纳的风电与光电转换为热能储存于光热电站的储热系统中,构建风光热联合发电系统模型;其次,引入激励型需求响应,按用户响应时段的不同进行区分,采用基于用户响应量差异的阶梯型激励机制,建立考虑激励型需求响应的风光热联合出力调度模型,实现源荷协调调度;最后,调用Cplex求解器,以系统综合成本最优为目标进行日前调度优化,对比分析了不同模型调度结果,验证了所提模型在提升系统风光消纳能力和降低系统综合成本方面均具有有效性。

循环展开在电磁场计算中的应用

在电气设备电磁场数值分析过程中,程序代码中含有大量的循环计算,其计算时间随有限元分析网格中单元和节点数量的增加而迅速增加。为提高循环计算时硬件资源的利用率、减少计算时间,根据循环计算相关特征量,研究能够预测不同循环中最佳循环展开因子的机器学习算法。首先建立不同的机器学习回归算法模型预测不同特征变量的循环计算时间,对模型的参数进行优化以提高预测准确率,通过比较计算时间找出最佳展开因子。然后建立循环特征变量与展开因子之间机器学习分类算法模型,预测得到最优循环展开因子。最后将算法应用于预测有限元分析代码中循环计算的最佳展开因子,将结果在1台单相变压器磁场有限元分析代码中进行循环展开,计算得到展开前后时间的加速程度。循环展开技术可以应用到有限元串行和并行计算中,并且在不同的程序中都有很好的适应性。

三相立体卷铁心干式变压器磁-流-热耦合仿真分析

卷铁心变压器的铁心制造和结构不同于普通叠片铁心变压器,磁路和电磁性能有特殊性。建立三相立体卷铁心干式变压器电磁-温度-流场耦合仿真模型,仿真分析变压器额定运行时的磁场和电流,计算相应状态下变压器各项损耗,将计算出的损耗映射到温度场和流体场,采用Icepak软件对变压器进行磁-流-热耦合仿真分析,得到立体卷铁心变压器铁心和绕组温度场分布。结果表明,有夹件较无夹件时使变压器各组件温度升高。三相立体卷铁心变压器磁场、损耗、散热、温升的耦合分析,对变压器的性能分析、优化设计和运行维护及数字孪生技术发展有重要意义。

区域双碳目标与预测研究

以区域双碳目标为主线,综合运用了德尔菲法、差异性分析法和多元线性回归模型,深入研究和实施可持续发展与低碳经济的策略。德尔菲法汇集多领域专家意见,建立区域双碳目标共识,为碳排放规划提供基础;差异性分析法用于识别不同地区的碳排放特点、趋势和关键领域,为个性化碳排放路径的设计提供依据;多元线性回归模型解析碳排放与各影响因素的关系,为制定决策提供数据支持。通过整合3种方法,为实现区域双碳目标提供综合性工具,促进可持续发展和碳排放的有机结合。这一综合方法不仅有助于实施碳排放目标,还可以适应不同地区的需求,为未来可持续发展提供理论依据。

高压直流断路器在张北柔性直流电网中的应用

高压直流断路器是柔性直流换流站构成直流电网的核心设备,但±500 kV电压等级的高压直流断路器尚无应用经验。为了验证±500 kV高压直流断路器在实际应用中的开断特性,介绍了机械式、耦合负压式、混合式3种不同技术路线的高压直流断路器的拓扑结构,在张北柔性直流电网中通过现场实际短路接地故障,验证了±500 kV高压直流断路器能够在3 ms内可靠切断故障电流,最后对3种不同技术路线的高压直流断路器工作特性进行对比分析,指出了不同技术路线的高压直流断路器在分合闸过程中存在的问题,为大容量高压直流断路器的研制与应用提供一定参考。