弱电网下多逆变器并网阻抗重塑谐振抑制策略

弱电网下多逆变器并网系统可能同时受到较大电网阻抗及背景谐波影响,电网阻抗较大导致逆变器与电网交互作用增强从而产生谐振问题,背景谐波进一步导致并网电压及电流波形畸变,使系统无法满足并网要求。鉴于此,文中建立弱电网下多逆变器并网系统阻抗模型,明确弱电网下并网电流波形畸变及谐振机理,进而提出一种适用于逆变器的改进电网电压前馈与并联自适应有源阻尼器结合的控制策略。利用改进电网电压前馈重塑多逆变器并网系统阻抗从而抑制背景谐波电压畸变的影响,利用有源阻尼器合成虚拟电阻以抑制系统与弱电网间的谐振,当系统工况变化时自适应调节虚拟电阻值并通过虚拟电阻补偿环节进一步改进阻尼效果。仿真结果表明所提策略能有效抑制背景谐波及并网系统谐振,提高多逆变器并网系统弱电网情况下的适应性。

计及冷负荷启动时变特性的弹性配电网供电恢复

极端灾害事件引发配电网停电后,利用分布式电源构建孤岛微电网恢复重要负荷供电,能有效提升配电网弹性。现有研究在制定配电网供电恢复策略时大都采用恒定负载模型,未考虑冷负荷启动时负载峰值引起的三相电流不平衡,无法保证孤岛微电网的安全运行。该文提出一种计及冷负荷启动时变特性的弹性配电网供电恢复方法。首先,考虑冷负荷启动特性与停电时间之间的关系,建立与时间相关的冷负荷启动模型,并通过采样法生成负荷功率需求曲线;其次,以加权负荷恢复量最大为目标,考虑微电网功率平衡、电流不平衡度等约束,建立协同区域划分、恢复路径和负荷投运时序的配电网供电恢复模型;再次,对模型进行线性化处理,将其转换为混合整数规划问题进行求解;最后,采用IEEE 37节点配电系统,对所提方法的有效性进行验证。

考虑电动汽车充电模式的配电网可开放容量提升改造策略

配电网可开放容量代表着现有配电网条件下最大可接入的负荷容量,是评估配电网规划与运行效果的重要指标之一。为应对电动汽车大规模无序充电导致可开放容量大幅度下降的现象,提出一种考虑电动汽车充电模式的配电网网格改造方法,通过优化网格拓扑结构以及有限投资内线路扩容与储能投入的最佳数量、位置和类型,实现可开放容量的最优提升。首先,利用蒙特卡洛法生成电动汽车无序充电场景,并搭建基于充电时序优化的电动汽车有序充电模型;其次,搭建基于网络重构、线路扩容及储能投资协同的配电网可开放容量提升改造模型;然后,通过Benders分解算法降低模型复杂度,并调用商业求解器求解;最后,以某城市实际配电网网格为算例,验证了所提可开放容量提升改造策略的有效性。

基于直流环节互联的配电网重构技术研究现状及展望

在“碳达峰、碳中和”背景下,大量分布式电源、电力电子设备接入到电网中,使网络结构面临复杂化,故需要寻求更优的配电网重构方案。为满足直流环节互联配电网可控需求,使网架拓扑结构与系统运行紧密耦合,进而实现组网灵活运行是现阶段研究重点。首先,对基于直流环节互联的交直流混合配电网展开分析;然后对考虑优化运行和故障恢复的几种常用的配电网目标函数及约束条件做了进一步讨论,并从经典算法、启发式算法、其他算法3方面探讨了其在直流环节互联配电网重构中的应用;总结了基于直流环节互联的配电网重构在优化运行和故障恢复面临的一系列挑战和技术需求;最后,展望了基于直流环节互联的配电网重构未来发展方向并给出了建议。

考虑线路阻抗和储能容量的孤岛直流微电网自适应SOC均衡

由于可再生能源的间歇性特点,储能单元广泛应用于孤岛直流微电网中。为保护储能单元,防止过度充放,需要对储能单元的荷电状态(state of charge,SOC)实行均衡控制,然而各储能单元线路阻抗及容量存在的差异将对SOC均衡造成影响。针对这一问题,提出了一种基于一致性算法及自适应下垂控制的储能单元SOC均衡控制策略。首先,通过定义电流比例系数,建立了各储能单元下垂系数与SOC之间的函数关系式,实现了储能单元自适应SOC均衡,并通过劳斯判据证明了系统的稳定性。其次,将所提控制策略与其他文献控制方法进行对比,并且考虑了4种不同工况对SOC均衡的影响。最后,通过Matlab/Simulink进行了仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。

基于改进虚拟振荡器和滑模控制的光储微电网控制策略

针对下垂控制模式下的光储微电网动态响应性能较差、受外界扰动时超调量较大的问题。文章提出了一种基于改进虚拟振荡器控制和滑模控制的光储微电网控制策略。光储微电网中光伏系统采用两级式结构,前级DC-DC变换器采用滑模控制,以增强微电网对外部干扰的鲁棒性;后级逆变器采用引入最大功率点追踪算法的虚拟振荡器控制,使光伏电池实现最大功率点追踪控制,提高了微电网的动态响应速度。储能系统逆变器采用虚拟惯性的虚拟振荡器控制,将惯量及阻尼特性引入虚拟振荡器控制中,为光储微电网提供可靠的功率和频率支撑。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建了光储微电网的仿真模型,与传统下垂控制策略的仿真结果进行对比,验证了本文所提控制策略的可行性及有效性。

基于对等架构的虚拟电厂-配电网双层电碳协同调度模型

为使虚拟电厂更好地适应多种低碳能源并存的碳市场,建立了一种基于对等架构的虚拟电厂-配电网协同调度双层模型。引入碳排放流理论,结合电网潮流确定节点碳排放责任。建立双层模型,上层为配电网最优潮流模型,下层为虚拟电厂点对点交易模型。上、下层模型间使用目标级联分析法构建对等架构,并通过共识变量实现协同调度。下层模型使用基于共识的自适应步长交替方向乘子法处理虚拟电厂间点对点交易问题,促进资源消纳的同时实现了隐私保护。以IEEE 33节点配电网为例,对调度结果进行多种分析,验证了所提模型的有效性。

提升LCL型并网逆变器在弱电网下适应性的优化策略

为提升LCL型并网逆变器在弱电网下的适应性,提出一种基于混合粒子群优化算法的控制器参数优化策略。首先,建立传统电网电压全前馈的LCL型并网逆变器模型,采用阻抗稳定性判据分析弱电网下逆变器系统的稳定范围。然后,通过构建包含相角误差和系统稳定性指标在内的多目标函数,并利用混合粒子群优化算法对控制器参数进行优化,进而提高系统在电网阻抗发生变化时的鲁棒性。最后,通过仿真平台以及实验验证了该策略的有效性。

基于DQN算法的直流微电网负载接口变换器自抗扰控制策略

在直流微电网中,为了保证直流母线与负载之间能量流动的稳定性,解决在能量流动中不确定因素产生的扰动问题。在建立DC-DC变换器数学模型的基础上,设计了一种基于深度强化学习的DC-DC变换器自抗扰控制策略。利用线性扩张观测器对总扰动的估计补偿和线性误差反馈控制特性对自抗扰控制器结构进行简化设计,并结合深度强化学习对其控制器参数进行在线优化。根据不同工况下的负载侧电压波形,分析了DC-DC变换器在该控制策略、线性自抗扰控制与比例积分控制下的稳定性、抗扰性和鲁棒性,验证了该控制策略的正确性和有效性。最后,在参数摄动下进行了蒙特卡洛实验,仿真结果表明该控制策略具有较好的鲁棒性。

基于电压-功率灵敏度的有源配电网数据驱动电压协调控制策略

随着分布式光伏渗透率的不断提高,实现配电网电压的快速精确调控变得愈加重要。首先,建立多输入-多输出的电压-功率灵敏度BP神经网络回归预测模型,得到功率参数、节点电压与电压-功率灵敏度间的非线性映射关系;其次,构建高比例光伏有源配电网电压协调控制策略,基于电压-功率灵敏度降序调控原则,通过无功补偿和有功削减结合的两阶段电压调控模式实现配电网节点电压的快速调控;最后,利用IEEE 33和IEEE 141节点典型配电系统的仿真,计算分析验证所提方法的正确性和有效性。

基于波形相似性的柔性互联配电网短路故障区段定位方法

由于柔性多状态开关(soft normal open point,SNOP)复杂的控制策略及其弱馈特性,传统配电网故障定位方法难以适用于柔性互联配电网(flexible distribution network,FDN)。因此,文中提出一种利用电流正序分量波形相似性进行FDN故障区段定位的方法。首先,针对SNOP的典型控制策略,分析FDN的短路故障特征。其次,计算配电网中不同故障位置电流正序分量的Tanimoto系数,通过对比不同位置的电流正序分量波形相似性,构建FDN短路故障定位判据,并通过Teager能量算子(Teager energy operation,TEO)实现故障时刻的精确定位,利用智能配电终端(smart terminal unit,STU)传递信息。最后,通过建模仿真对所提方法进行分析验证,结果表明该方法能够对故障区段进行准确定位,不受故障位置、故障类型、过渡电阻、采样频率及通信延时等因素的影响,验证了该方法的可行性与有效性。

基于能量管理的直流微电网集群协同控制策略

为实现微电网间的协调控制及功率互济,提高能量使用效率,提出了基于能量管理的直流微电网集群协同控制策略。其采用分层式控制结构,下层为功率-电压下垂控制,中层为分布式一致性电压控制,上层为集中式控制协调各个微电网的控制策略。多层协同的控制策略使得集群中各微电网既可以独立运行又可以相互间提供功率支撑,还可以与主电网进行互联,参与电力市场,利用不同地点的资源,最大化能量利用效率,保证整个集群电压质量。在微电网间通信故障或线路断开情况下所提控制策略基本不受影响,具有一定的鲁棒性。在MATLAB/Simulink中模拟多种工况对所提控制策略进行仿真,结果表明所提控制在保证集群电压水平的同时,可以实现整个微电网集群的能量管理。

考虑相关性的配电网分布式光伏承载能力提升方法

配电网中分布式光伏渗透率的不断提升对其充分消纳提出了更高的要求。针对配电网分布式光伏承载能力提升的问题,提出一种考虑相关性的分布式光伏承载能力提升方法。首先,利用Frank-Copula函数描述分布式光伏出力与负荷间的相关性,基于Nataf变换得到各随机变量的相关性样本矩阵,并进行概率潮流计算。然后,以分布式光伏接入容量最大为目标,电网运行安全指标为约束,建立分布式光伏承载能力提升模型。最后,提出采用非线性反向学习鲸鱼算法对模型进行求解,以IEEE 33节点系统为算例进行仿真分析。结果表明,所提方法能够有效提升配电网分布式光伏承载能力。

考虑配电网全过程韧性提升的多类型韧性资源分布鲁棒机会约束规划

针对现有配电网韧性提升策略研究侧重于某一阶段、考虑韧性资源单一、刻画线路故障不确定性不全面等问题,提出了考虑配电网全过程韧性提升的多类型韧性资源分布鲁棒机会约束规划方法。首先,构建了基于Wasserstein距离的风场强度与线路故障概率、风机出力阈值之间强耦合下的不确定性模糊集。其次,建立了基于极端灾害时序特性的“预防-应急-抢修”双层三阶段配电网分布鲁棒机会约束规划模型对多类型韧性资源进行联合部署、调度。然后,进一步对模型进行线性化处理,并基于条件风险价值理论(conditional value-at-risk,CVaR)和强对偶理论将所提分布鲁棒模型转化为混合整数二阶锥规划问题。最后,基于算例数字仿真验证了所提方法能够保障强不确定环境下配电网的韧性和供电可靠性。

基于σ-预算的主动配电网两阶段区间状态估计方法

针对新型电力系统背景下主动配电网存在的实时量测数据少、量测不确定性强等问题,提出一种基于σ-预算的主动配电网两阶段区间状态估计方法。在第一阶段,构建混合整数线性规划模型,采用伪量测数据替代辨识出的量测不良数据,提高区间状态估计算法的鲁棒性;在第二阶段,基于广义方和根误差合成理论建立基于σ-预算的量测不确定性集,作为区间状态估计模型的输入可行域,以克服区间估计算法高保守性的问题;结合稀疏矩阵构建区间状态估计线性优化迭代模型,从而更加高效地求解状态变量的区间上下界。通过修改的IEEE 33节点系统、IEEE 118节点系统和江苏某市26节点配电网仿真验证了所提方法的有效性。

新工科背景下智能电网技术课程思政体系探索与建设

课程思政建设是我国高等院校课程教学改革中的一项新型课题,而如何在工科专业课程教学建设中有机融入思政教育已成为亟待解决的新问题。为了有效提升新时期我国高校智能电网信息工程专业人才培育质量,研究分析当前课程思政建设中普遍存在的典型问题,结合智能电网技术课程专业知识特性,探索创建包含机制体系、知识体系、实施体系和质量评价体系四大模块为一体的智能电网技术课程思政育人体系建设方案。实践结果表明智能电网技术课程思政体系建设不仅有效提升新工科背景下智能电网信息工程专业人才培育质量,还能有效促进一流专业建设和全面推进电气类学科专业课程思政建设。

电网调度运行可视化系统设计与实现

电网运行环境的复杂性增加了电网调度的难度。为了实时监测电网调度过程、保障电网安全运行,设计了一种电网调度运行可视化系统。利用能量管理系统(EMS)实时数据库和交互式反汇编器(IDA)实时数据库建立电网数据采集模块。通过ASExporer平台Windows操作系统和面向服务架构(SOA)体系建立联合熵维度评价模块。采用远动应用服务元素2(TASE.2)通信协议和地面控制数据联网系统软件建立电网调度运行模块。利用三维可视化平台开放图形库(OpenGL)和动画制作软件建立可视化展示模块,完成硬件系统设计。在此基础上,通过获取电压分布特征、计算先验知识丰富度、使用动画制作软件跟踪动态调度网络特征,确定电网调度路径,从而完成电网调度运行可视化展示,并及时调整电网调度运行薄弱环节。试验结果表明,该系统的潮流分布特征与实际潮流分布特征吻合,节点调度顺序与实际节点调度顺序相同。该系统能够准确展示电网潮流分布和节点调度顺序,帮助用户直观了解电网运行情况、提高调度员的在线审查能力,并减少局部无电调配和停电的风险。该系统具有较强的调度运行可视化效果和实际应用价值。

智能配电网技术在城市电网中的应用及效果

智能配电技术作为新一代电力系统的核心组成部分,其在城市电网中的应用对电力系统的运行及服务可靠性具有深远影响。本研究聚焦于智能配电网技术在城市电网中的实际应用,通过结合智能配电网技术的运行模式与城市电网特性,创新性地提出了一种结构优化策略。借助模拟试验,我们评估了该策略在网络扩展、故障恢复等关键应用环境下的性能,并与传统方法进行了全面对比。研究结果显示,智能配电网技术的引入显著提升了电力系统的运行效率,增强了电网的自愈能力,有效降低了电力故障导致的生产损失,并大幅提高了城市电网的智慧化水平。本研究成果为城市电网的智能化转型、效率提升及服务质量优化提供了宝贵的策略参考与理论指导。

智能微电网发展趋势与关键问题探讨

随着全球能源结构的转型和智能化技术的发展,智能微电网作为新型电力系统的重要组成部分,其发展趋势和关键问题引起了广泛关注。首先探讨了微电网在各国的发展历程与内涵演变,接着分析了我国智能微电网的发展趋势,包括智能微电网的主要发展场景、演进态势、特征趋势等。最后指出了智能微电网需要关注的关键问题,并提出了相应的对策和建议。

智能电网背景下的配电自动化优化策略

本文深入探讨了智能电网背景下配电自动化的优化对策,概述了配电自动化当前面临的主要问题和挑战,随后从技术创新与研发方向、政策与管理支持措施以及配电网规划与运营优化策略3个维度提出具体的优化对策。在技术创新方面指出了通信技术、数据处理算法和设备创新等关键领域的研究方向;在政策与管理支持方面建议政府制定更具针对性的法规和标准并提供专项资金支持,同时强调跨部门协调和人才培养的重要性;在配电网规划与运营优化方面提出了前瞻性规划、数据驱动决策和用户互动机制等策略,旨在通过综合优化对策的探讨,为智能电网背景下配电自动化的发展提供理论支持和实践指导。