基于有限状态机的电网多源时空数据的区块链追溯方法研究

电网基础数据类型多、变化关系复杂,地理空间、时间周期跨度大,数据追溯困难,该文提出基于区块链技术的电网多源数据追溯方法。根据电网基础数据时空分布及数据流变动性特点,建立了基于区块链的多源数据追溯架构,研究了数据追溯依赖关系及溯源路径结构。提出了基于有限状态机模型的数据溯源的路径结构分析图,及路径构建算法,研究了多源时空数据区块的平行追溯方式。构建了基于有限状态机溯源路径的电网多源时空数据追溯优化流程,研究了多层次溯源数据区块时空序列关联性。工程实例表明,基于区块链、有限状态机可高效灵活追溯电网基础多源时空数据的完整可信分布序列。

基于自适应蚁群算法的岛礁混合发电系统电源容量优化方法

[目的]针对岛礁混合发电系统电源容量配置存在的问题,提出一种基于自适应蚁群算法(ACA)的优化方法。[方法]采用自适应蚁群算法作为核心优化工具,对岛礁混合发电系统的电源容量进行配置。通过采用自适应蚁群算法模拟蚁群寻食过程,在搜索空间中以可再生能源发电量作为信息素,通过全局搜索找到最优解,实现对可再生能源的充分利用。并以外伶仃岛为目标岛礁,搭建“风光柴储”微电网混合发电系统模型,采用自适应蚁群算法优化配置其容量。[结果]算法仿真结果表明,相较于改进灰狼算法和人工蜂群算法,自适应蚁群算法能够有效降低微电网混合发电系统的运行成本和对环境的污染,确保供电稳定性。[结论]所做研究能够有效增加微电网混合发电系统的供电稳定性,减少运行成本与环境污染,从而实现对能源的高效利用。

配电系统电力电子变压器的研究

供电可靠性及电能质量一直是用户和供电部门密切关注的问题。在电网中 ,变压器是电能转换的最基本的元件 ,但常规变压器难以对供电可靠性的提高和电能质量的改善作出贡献。本文介绍了一种全新的产品 -电力电子变压器 ,它具有提高供电可靠性、改善电能质量并且体积小、重量轻、环保效果好等一系列优点 ,可以较好地解决这些问题。在对电力电子变压器现有方案进行分析的基础上 ,本文提出了一种新的实现方案 ,计算机仿真结果表明 :变压器原方可以实现输入电流波形为正弦和功率因数接近于 1 ,变压器副方可以获得良好的输出电压、电流。

基于互联网技术的源荷互动配电网规划模式

高比例可再生能源接入电网带来大量不确定性因素,传统确定性规划方式将导致系统设备利用率低、弃风弃光严重等问题。基于互联网建立全面、实时和共享的规划数据体系,实现电源侧和负荷侧双方信息透明交互,从而避免规划的盲目性。计及源荷特性进行概率建模,运用多场景分析模拟源荷间不确定性,基于改进M-K聚类算法确定源荷典型场景。构建上层以规划综合成本最低为目标,下层从经济、技术和安全三个角度进行优化的双层规划模型,应用免疫遗传算法进行求解。最后通过对配电网区域和整体算例进行比较验证,结果表明基于互联网技术的规划模式能有效降低电网容载比和规划综合成本,同时减少弃风弃光现象。

面向电动汽车路面无线充放电的移动微网

以城市交通中的电动汽车充放电网络这一典型的信息物理系统为应用背景,提出移动微网的概念。分析了电动汽车路面无线充放电的移动微网特点,并研究了其典型的体系结构。基于电动汽车无线充放电网络和交通网络特点,建立了移动微网的分析模型。研究了移动微网优化运行的改进差分进化算法,考虑电动汽车行驶中充放电及交通信息,可实现对节点功率正常、紧急及故障情况下的优化控制。仿真结果表明:移动微网正常运行时,通过电动汽车移动电能实现节点间20%以上的功率转移,提高20%左右太阳能消纳量,故障情况下根据电动汽车可用移动储能容量最大限度实现对配网重要负荷的支撑。

基于“互联网+”的分散式太阳能规划方法

当前太阳能发电规划存在一定的盲目性,导致弃光问题严重。提出了基于互联网+分散式太阳能的规划模式,基于"互联网+"的规划思路,克服传统规划中源荷之间的信息不对称,可实现太阳能等新能源规划的主动性、互动性、有序性、经济性及可扩展性。研究了互联网+太阳能+可控负荷+配电网的规划框架,建立了基于互联网+模式下分散式太阳能规划的分析模型。研究了互联网+分散式太阳能规划的多场景生成和削减算法,提出源荷场景匹配原则,根据源荷之间的动态容载比调整来确定规划的静态容载比。最后针对IEEE 33节点算例进行了仿真计算,结果表明互联网+手段及多场景方法可引导分散式太阳能规划,提高其利用率。

区域能源系统中变压器多维测度的优化设计控制研究

针对现有多点分布式光伏电源接入配网后形成区域能源系统的变压器规划设计控制问题,考虑配网中高层建筑负荷、分布式光伏的容量大小、空间位置构建源荷多维测度分析模型;利用统计分析对分布式光伏的四季出力功率数据,片区负荷的用电数据进行处理,得到分布式光伏与负荷的四季时序曲线;采用K-means++算法对负荷区进行三维分区,以负荷矩作为基本测度;并考虑区域内负荷大小、距离、使用率等影响因素,结合分布式光伏电源的时间特性及接入位置等多维测度,研究了三维负荷矩测度的优化计算;利用粒子群优化算法对该模型进行求解,确定变压器位置与容量,采用变压器优化配置双层模型对变压器位置及可控性进行评估与分析;算例结果表明,本研究在多维测度内能够降低变压器优化容量下综合经济成本,变压器位置更接近分区的实际负荷中心。

潮流计算的对等式计算模式研究

为克服当前串行和并行计算的不足,在阐述P2P的网络计算模式的优点,分析网络计算环境下潮流计算的数学模型和计算方法的基础上,研究了此计算模式的对等式管理调度、动态交互特点及调度算法,以实现应用基于P2P的网络计算模式于潮流计算。此计算模式采取静态和动态调度相结合,可灵活根据计算任务的具体情况调整计算资源拓扑结构,使负载平衡实现更容易。算例计算结果表明了此计算模式的有效性。

基于风险评估的电动汽车直流充电站运维策略

随着电动汽车保有量的迅速增长,针对当前直流充电站运维工作的粗略性和低效性,提出基于风险评估的电动汽车直流充电站运维方法。首先建立充电站运维体系,定义充电桩故障事件给用户造成的后果为最小时间损失(LOT),结合故障参数建立风险评估模型,实现系统风险量化;通过缺供电量(ENC)对充电站进行风险追踪,评估各站风险水平并确定运维次序。其次,建立用户行驶与充电模型,采用动态交通模拟计算相关风险指标。最后,构建以经济性与可靠性为目标的直流充电站优化运维模型,确定各站运维时长。算例结果表明,相较于当前运维工作,该策略在满足运维要求的同时又能够显著提高系统的可靠性,提高了整体运维效益。

考虑需求侧响应的电力碳银行结构及模型分析

随着可再生能源、用电负荷增长,电网中源荷峰谷差不断增大,传统调峰代价较高且碳排放大。基于区块链技术的公开透明、自治性、去中心化等特点,提出考虑负荷侧的调峰方式。提出电力碳银行的结构,由“源随荷动”变为“源荷互动”模式,把尖峰时刻的用电需求转移到低谷,降低负荷而不影响负荷用电需求。提出负荷控制模型及算法,引导用户主动参与电网的错峰平谷调控,实现负荷调控过程的精准化、高效化。最后结合某地区用电数据,应用电力碳银行下错峰平谷调控方法,有效快速降低了电网的负荷峰值,提高了电网运行安全稳定裕度。

基于P2P的电力潮流的冗余计算模式

阐述了P2P的网络计算模式的优点,计算模式采取灵活的对等式和动态交互式调度管理。针对潮流计算的特点,提出了基于P2P的冗余计算模式,这种冗余计算实现形式虽然也是对同一个问题进行计算,但不是进行同样的处理,而是对不同的划分方案采取主方案和辅助方案的方式同时进行计算,可以提高计算准确性,还可起到容错性效果。算例的计算结果表明了这种计算模式的有效性。

电力电子变压器的理论及其应用(Ⅰ)

分析和讨论了电力电子变压器 ( PET)的基本理论和实现方案 ,并提出了两种新的拓扑结构。仿真研究表明 ,PET可保证原副方良好的电压、电流波形 ,并具备良好的控制特性。

采用改进细菌觅食算法的风/光/储混合微电网电源优化配置

风能和太阳能具有随机性和波动性的特点,由分布式电源、储能装置、负荷组成的微电网协调运行与控制十分复杂,对孤岛运行的微电网合理地配置电源以提高供电可靠性、经济性是微电网规划建设的一个首要问题。将改进的细菌觅食算法(bacterial foraging algorithm,BFA)应用到解决风/光/储混合的全年孤岛运行的微电网电源优化配置问题中,建立了计及设备投资成本、运行和维护成本、燃料成本、环保折算成本的微电网电源优化配置模型,以年风速、气温、光照强度作为输入,根据不同的用户供电可靠性和备选电源要求,得到微电网电源的类型及其容量的最优方案,结果表明改进的细菌觅食算法具有全局最优搜索能力强、寻优速度快的特点。该方法可以全面评估各种分布式电源的经济性,根据微电网建设地点的气象条件、投资成本等降低微电网电源的冗余投资,满足用户定制的多样化可靠性要求。

继电保护系统对一次设备可靠性的影响研究

目前的继电保护可靠性研究主要是评估继电保护系统本身的可靠性,基本上没有定量分析继电保护对一次设备可靠性影响,在大电网可靠性评估中有必要定量计算继电保护对一次设备可靠性影响。建立了一种评估继电保护系统对一次设备可靠性影响的马尔科夫模型,得到继电保护系统对一次设备的整体不可用度的贡献量,并对部分可靠性参数进行了灵敏度分析,为进一步准确评估大电网可靠性的影响提供了参考。以IEEE-RTS79为算例,计算结果验证了所提方法的正确性。

大规模风电特高压专用通道落点优选方法

中国经济发展和风电资源的分布不均衡特点决定了大规模风电需要通过特高压专用通道远距离输送至东、中部负荷中心,选择合理的落点是一个复杂的多目标决策问题。提出了大规模风电特高压专用通道落点优选方法,分析了基于熵权决策理论的决策过程,建立了可以全面评估大规模风电接入受端电网的安全稳定水平、电力电量需求、网架结构和经济性等重要因素的评价指标体系。将该方法应用于中国某省接纳北方大规模风电特高压专用通道的落点优选实际案例,结果表明该方法可以有效评估大规模风电接入受端电网的影响,可为风电落点优选决策提供参考。

微网高渗透率接入后的综合经济效益评估与分析

微网是智能电网的重要组成部分。微电源装机成本偏高,微网技术还不成熟,发展微网的机遇与风险并存。提出了定量评估高渗透率下微网的综合经济效益的新方法。建立了高渗透率下微网的成本与收益的计算模型。将该方法结合我国某地区接入高渗透率的微网为例,评估了典型情况下我国城市高渗透率接入微网的综合经济效益。通过分析影响高渗透率微网经济性的因素,提出了提高微网经济性的措施。结果表明,微网的高渗透率接入将带来可观的经济效益。

基于可靠性评估的微电网配置方法

研究了微电网的可靠性评估及通过可靠性评估结果进行微电网配置的方法。采用基于故障影响遍历算法的可靠性评估方法,通过建立区域网络图、节点邻接矩阵、故障影响矩阵,对含微电网的复杂配电网进行了可靠性评估。根据可靠性评估结果,配置微电网供电区域和规划微电源的接入位置。以RBTS-BUS 6系统为例,计算了可靠性指标并得到了微电网配置结果,结果显示采用文中方法可以提高供电系统可靠性、降低停电损失。

基于网络分割的电力系统潮流分解协调计算

因现有计算模式的速度已无法满足现代大规模电力系统实时计算的要求,故引入对等计算(P2P)模式以提供低廉而充足的计算力。为此研究了网络计算环境下的电力系统潮流计算模型,结合基于支路切割的网络分割方法和基于注入电流的潮流模型,提出了基于网络分割的电力系统潮流分解协调算法,将大规模互联电力系统分解成若干子网络,子网络间只需交换边界母线的电压状态就可完成分布式潮流计算,保证各个子网络潮流计算模型的独立性。对IEEE标准系统进行潮流计算的结果表明该法具有较高的收敛速度和计算精度,适合网络计算环境。

考虑运行时间和温度的继电保护可靠性分析

在继电保护可靠性评估中,考虑运行条件的影响可以更准确评估保护系统的可靠性。将继电保护系统失效分为硬件失效和软件及人为因素失效,分别分析了两种失效的失效率时变特性,并分析了运行温度对保护装置可靠性的影响,进而建立了考虑运行条件继电保护系统失效率模型。考虑一次设备和继电保护系统的耦合关系,建立了保护系统可靠性模型。分别在不同的运行条件下,对实际的继电保护系统的不可用度进行了计算,计算结果验证了所提理论的正确性和有效性。

基于北斗系统的电力同步网可靠性模型研究

北斗系统可提高电力同步网可靠性,为电力系统的运行控制及安全保护提供更加可靠的授时信号。考虑北斗的自主研制技术及短报文通信优势,建立了北斗系统的可靠性模型。根据电网可靠性需求及北斗特点,研究了北斗系统在电力同步网中的布点原则。基于北斗系统的短报文通信特点,提出了基于北斗的同步网的重构方式,及同步网可靠性分析模型。以某地区电网的同步网为算例进行了仿真分析,计算结果表明,北斗系统可有效提高同步网的可靠性。