新型配电系统分布式经济调度信息安全问题研究综述

随着大规模高比例的分布式电源接入电网运行,分布式经济调度系统因其优势显著受到更多的关注。但是,该系统特有的分布式通信构架、优化问题迭代求解过程和多利益主体参与模式为从系统内部和外部实施网络攻击提供了更宽广的时空条件,攻击模式和手段更加复杂多样,解决信息安全问题是提高分布式经济调度系统实用化程度的重要前提和基础。文中对分布式经济调度系统可能出现的信息安全问题及应对措施的研究现状进行了综述。首先,讨论了电力系统各种通信技术对分布式经济调度系统的适应性以及通信技术本身存在的安全风险;其次,介绍了外部网络攻击和内部恶意行为两类典型的信息安全问题,并进行了相关的特点分析和影响评估;然后,归纳和分析了两类信息安全问题的检测、预防、抑制措施和方法;最后,对信息安全问题模型的建立和综合安全防御体系构建进行了探讨。

基于改进ADMM的含分布式光伏的配电网电压无功优化方法

由于所建立含分布式光伏(PV)的有源配电网电压无功优化模型是一个典型的非凸混合整数非线性优化模型,提出一种改进交替方向乘子法(ADMM)来求解含分布式光伏的配电网电压无功优化问题。首先以有载调压变压器和投切电容器组为例,建立一种新的广义可分解有源配电网电压无功优化模型,然后根据ADMM算法将有源配电网电压无功优化模型分解为2个子问题求解,并设计惩罚参数的自适应调节机制以加速收敛。在3个不同规模有源配电网算例上进行仿真测试,结果表明,所提出改进ADMM方法具有较好的收敛性和最优解。

基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法

针对现有配电网鲁棒调度方法缺乏对不确定参数相关性问题的考虑,提出了一种基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法。首先,构建分布式光伏出力的传统多面体集合,利用历史数据驱动形成了相关性包络图,通过弯曲多面体集合边界,建立了相关性多面体集合模型。然后,在此基础上,针对相关性多面体集合存在鲁棒性差和保守性大的问题,建立了数据驱动的多面体集合模型。进一步,建立了基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度模型,并采用列与约束生成(column and constraint generation,CCG)算法对鲁棒调度模型进行求解。最后,改进的IEEE33节点系统仿真结果表明,基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法可以减少优化结果的保守性,提高其鲁棒性,证明了所提出方法的有效性。

变权-混合决策评估的复合功能并网逆变器多目标协同优化控制方法

复合功能并网逆变器(multi-functional grid-connected inverter,MFGCI)在完成功率输出的同时,具备解决配电网中多种电能质量问题的能力,但该能力往往受其可用于电能质量治理的补偿容量的限制。以MFGCI的控制结构为基础,给出了无锁相环补偿指令电流及并网跟踪电流指令,提出了基于变权-混合决策评估的多目标协同优化方法,以更好适用于因新能源不确定性及非线性负荷接入导致的电能质量指标波动问题。构建了以电能质量补偿效果最佳和所需补偿容量最小的多目标函数,采用基于多目标人工蜂鸟算法(multi-objective artificial hummingbird algorithm,MOAHA)更新机制的优化算法,求解补偿各电能质量问题的最优容量分配系数,并通过多种场景下仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。

基于分布式协同的配电网电压和功率优化控制方法研究

传统集中式控制模式可靠性低、计算和通信压力大、可扩展性差,不能适应分布式电源渗透率不断提高背景下配电网运行和控制的要求。该文基于分布式协同控制思想,采用分布式电源分组模式设计了配电网多目标分布式优化控制策略。考虑配电网线路电阻/电抗比较大的特点,以容量利用比为一致性变量设计了电压控制分组的分布式控制算法;根据配电网与外部电网交换有功和无功功率差额的不同情况,分别设计了以容量利用比和功率因数为一致性变量的功率交换控制分布式控制算法,并给出了三种控制分组控制算法的参数整定方法。通过IEEE14节点系统中的仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性。该方法为实现高渗透率分布式电源接入的配电网优化运行提供了参考。

含高渗透率分布式电能资源的区域电网市场化运营模式

提出一种新型区域电网市场化运营模式,以满足高渗透率分布式电能资源接入运行背景下售电侧市场化改革的需求。首先设计该运营模式下的市场组织结构,通过对其运营机制的介绍,分析该模式所具有的市场化和对分布式电能资源的开放性特征。其次设计适应所提出市场化运营模式的基于区域网络和区域源/荷能量管理及其有效交互的能量管理系统,并给出基于电能交易计划的能量管理流程。最后提出实现该运营模式的阶段和需要解决的主要技术问题。该文可为推动分布式电能资源接入运行时售电侧市场化进程提供参考。

基于区间TOPSIS法的高层建筑电气火灾风险两级评估方法

高层建筑电气火灾风险居高不下,长期以来威胁着人们的生命财产安全,为此,准确地评估电气火风险、辨识出风险因子,可以有效地制定电气火灾防范措施,为此,文中提出了基于区间TOPSIS方法的高层建筑电气火灾风险两级评估方法。首先,查阅电气火灾数据和专家评价意见,采用改进的德尔菲法获取电气火灾风险评估的两级指标框架:主指标和子指标,然后采用区间层次分析法确定高层建筑电气火灾风险指标的权重系数,最后结合区间TOPSIS方法对风险指标因子进行风险排序。经验证发现高层建筑电气火灾风险因子排序依次为易燃易爆品的连锁反应(占到27.9%)、电气线路引发火灾(占到22.07%)和电气设备引发火灾(占到20.89%),其中过负荷风险因子在子指标中占比最大。

基于一致性算法的电力系统分布式经济调度方法综述

传统集中式调度方法难以满足高渗透率分布式电能资源接入背景下电力系统经济调度的需求,分布式经济调度方案因具有可靠性高、可扩展性强、通信计算负载均匀等特点得到了越来越多的关注。对电力系统分布式经济调度方法的国内外研究现状进行了综述,重点阐述了一致性算法的原理、应用及成为分布式经济调度主导算法的原因。比较了集中式和分布式经济调度系统及问题的求解过程,分析了分布式经济调度实现过程的关键环节,并对现有关键问题解决方法的优缺点进行了评述,分析了电力系统分布式经济调度方法研究中有待解决的问题并提出了未来可进一步研究的方向。

基于图像识别技术的变电站防误操作系统的研制

研制了一种基于图像识别技术的变电站误操作系统。利用便携式图像捕获设备获取当前工作间隔标志牌的实时图像,并用于判断工作人员是否走错间隔。给出了该系统的整体结构和工作流程,详细介绍了采用Hough变换来检测标志牌边框,采用投影法进行标志牌字符分割以及利用神经网络法进行图像匹配技术的原理和实现方法。通过实验和现场测试验证了该系统的有效性和工程实用性。该系统能与五防系统结合以进一步提高变电站操作安全性。

500 kV限流器接入对南网系统过电压的影响分析

串联限流电抗器能有效限制500 kV电压等级的短路电流,但其接入系统后会影响系统的过电压水平,需要进一步进行安全校验。以广南站500 kV/90 kA限流器示范工程为背景,利用电磁暂态仿真软件EMTP研究500 kV限流电抗器自身的过电压以及限流电抗器接入后对系统的工频过电压、操作过电压、线路断路器的暂态恢复电压,以保证系统与设备的安全运行。结果表明,无论是否采用限流电抗器,顺德-广南500 kV线路无故障甩负荷和单相故障切负荷时的工频过电压均在允许的范围内;500 kV限流电抗器接入后的顺德-广南500 kV线路合闸操作过电压未超过标准允许范围,变电站及限抗站金属氧化物避雷器MOA能耗及电流与其设计参数相比有很大的裕度。

电容式电压互感器谐波测量误差试验技术

电容式电压互感器(CVT)被广泛应用于高压系统中的电压测量、继电保护及载波通信等场合。文中研究谐波条件下CVT测量误差的试验分析方法。设计了采用试验用小容量升压变压器提供高压谐波源的试验平台,分析了高压侧谐波电压放大和衰减的原因,通过仿真验证了所得结论的正确性。在此基础上提出了将试验升压变压器更换为大容量普通升压变压器的方案,完成了CVT谐波测量误差的试验。建立了CVT的谐波等效电路并分析了谐波条件下其内部电路的谐振模式,通过理论分析和仿真计算对试验平台的有效性和试验结果的正确性进行了验证。

中压配电网多目标分布式优化控制策略

分布式优化控制具有鲁棒性高,可扩展性强等优点,在高渗透率分布式电源接入的中压配电网的控制中得到了越来越广泛的应用。该文基于分布式电源分组合作的模式,设计了适用于中压配电网的多目标分布式优化控制策略。首先给出配电网分布式优化控制的系统框架和多个优化目标;然后针对中压配电网R/X较大的实际,分别以有功/无功功率利用率为一致性变量,设计了分组实现节点电压控制和配电网有功功率控制,以及全局合作实现配电网无功功率控制的分布式优化控制算法,给出了算法参数的整定方法;最后通过在IEEE 33节点系统中的算例结果验证了该方法的正确性和有效性。该文为实现高渗透率分布式电源接入的中压配电网分布式优化控制提供了技术参考。

无功补偿设备和分布式电源协同的配电网优化控制策略研究

集中式控制模式因可靠性低、通信计算压力大、可扩展性差而不能适应高渗透率分布式电源接入的配电网控制的需求。考虑配电网中接入的无功补偿设备,基于分布式协同控制思想,利用分布式电源分组和无功补偿设备分组实现配电网多目标分布式优化控制。针对节点电压控制,设计了以分布式电源容量利用比为一致性变量的电压控制组分布式控制算法。根据配电网与外部电网交换功率差额的信息,设计了以无功补偿设备容量利用比为一致性变量的无功控制组分布式控制算法。对于有功功率控制,设计了分别以容量利用比和功率因数为一致性变量的有功控制组分布式控制算法。给出了各控制组分布式控制算法参数的整定方法,并进行了两种有功功率控制方法的比较。通过14节点配电网系统的仿真算例验证了该方法的正确性和有效性。

基于统一数学模型的三相四线有源电力滤波器的电流滞环控制策略分析

提出一种三相四线并联有源电力滤波器(APF)主电路统一的拓扑结构,三桥臂电容中分拓扑和四桥臂拓扑都是该拓扑结构的一个特例。建立了三相四线并联APF统一的数学模型和性能评价指标体系。在此基础上,文中分析了三相四线并联APF应用电流滞环控制策略时的性能,得出了各桥臂输出电流相互干扰的机理,并对两种电流滞环控制进行了比较,通过具体的仿真计算验证了所得到的结论。该文的理论推导和所得结论为改善三相四线并联APF应用电流滞环控制时的性能提供了较好的理论基础。

一种新型的四桥臂三电平并联有源电力滤波器的空间矢量控制策略

提出一种新型的四桥臂三电平并联有源电力滤波器(APF)的空间矢量控制策略。基于参考电压分解的方法将复杂的开关矢量的选择问题简化为四桥臂两电平APF的空间矢量控制和四桥臂三电平APF的一个开关状态选择2个部分进行解决,从而解决了现有的控制策略普遍存在的计算复杂的问题。所提出的控制策略具有需要的采集量少、易于硬件实现的特点。通过具体仿真计算结果表明所提出的方法控制效果良好,具有较高的实用价值。

三相四线并联APF的电流滞环控制策略分析

提出了一种三相四线并联有源电力滤波器(APF)主电路的统一拓扑结构,建立了它的数学模型,并定义了衡量并联APF补偿性能的指标。在此基础上分析了2种电流滞环控制策略应用于三相四线并联APF时存在的本质缺陷,通过具体的仿真计算验证了所得到的结论,为改进三相四线并联APF的电流滞环控制策略提供了重要的理论依据。

电力系统多区域分布式状态估计方法

提出了一种电力系统多区域分布式状态估计方法,各区域估计器利用其数据采集与监视控制系统提供的量测数据进行本地状态估计,并通过平均一致性算法获取全局信息进行系统级状态估计。建立了基于拉格朗日乘子法的状态估计模型并设计了基于一致性的全局信息交换协议,给出了多区域分布式状态估计算法的实现流程。通过IEEE 14节点和118节点系统中的仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性,并就估计精度和计算效率与现有状态估计方法进行了比较。仿真结果表明分布式状态估计方法可有效提高集中式状态估计系统的计算效率及可靠性,适用于结构更加复杂、量测数据体量更大电网的状态估计。

多元线性模型预测药物的稳定性

首次提出了预测药物稳定性的多元线性模型。该模型指出，任何满足恒温降解动力学公式和Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式的药物，都可在３维坐标系中以药物平面形式表示。以药物的浓度函数ｌｎ［ｆ（ｃ０）－ｆ（ｃ）］和绝对温度的倒数１／Ｔ为变量，对时间的对数ｌｎ（ｔ）进行多元线性回归，可以计算得到药物的活化能和室温贮存期。应用多元线性模型和经典恒温法对替诺昔康注射液（自制）、抗坏血酸注射液及盐酸丁卡因水溶液的室温贮存期预测的结果表明：两者无显著性差异，而本模型可大大减少实验次数，应用ＳＡＳ软件使数据处理更简便。

大规模分布式光伏接入的配网风险评估及应对措施研究

分布式光伏出力存在较强间歇性、波动性和不确定性,当其大规模并网时将对电网潮流分布及电压分布产生较大影响,引起配电网运行风险。开展了大规模光伏发电接入配电网的风险评估方法及预控措施研究。以节点电压越限和线路潮流越限为风险评估指标,建立了配电网运行风险评估模型,给出了配网风险评估的具体实现步骤,提出针对性的风险应对措施。给出了所提风险评估方法的算例,并通过仿真结果验证了风险应对措施的有效性。

基于虚拟电阻补偿的柔性直流输电数模混合仿真系统的功率接口建模方法

该文提出基于虚拟电阻补偿的功率接口建模方法,以提高用于MMC-HVDC的数字物理混合仿真系统的稳定性。通过分析现有采用电压源型理想变压器法建立功率接口模型的混合仿真系统的稳定性条件,在数字仿真系统受控电流源的控制量中引入虚拟电阻电流补偿,分析含改进功率接口模型的仿真系统的稳定性。综合考虑稳定性和仿真精度,对虚拟电阻取值进行优化设计。搭建含所提改进功率接口的双端双极柔性直流输电系统的仿真模型,进行稳态及暂态运行条件下的仿真结果对比。所提方法可有效提高混合仿真系统的稳定性,同时具有仿真精度高、易于实现的特点。