考虑充放电激励机制的电动汽车聚合商参与能量-调频市场多阶段运营策略

完善电动汽车(EV)主动参与充放电双向互动调频的激励机制,综合考虑EV充放电行为在能量-调频市场中的多阶段交互影响,有利于准确评估聚合商参与电力市场的收益。提出了EV聚合商参与多品种市场的多阶段运营策略,以实现聚合商的运营收益最大化。基于充电行为特征的统计数据,建立单体EV的功率及能量响应边界,并考虑用户参与充电和放电控制的差异性,结合用户自身偏好、电池损耗,提出EV集群的充放电激励机制,并在此基础上建立EV集群功率及能量的响应边界约束。基于EV充放电调节控制的时序性和多阶段市场的调频需求,建立考虑多阶段时序交互的多品种市场运营收益优化模型。结合PJM市场的运营案例,验证所提充放电激励机制和运营策略的有效性,结果表明其能在保障用户充电需求的基础上,有效提升聚合商参与能量-调频市场的收益。

集成有源阻尼器功能的并网逆变器虚拟电阻补偿控制方法

有源阻尼器通过构造虚拟电阻提高接入弱电网中逆变器的稳定性,但虚拟电阻的准确性受开关频率限制,有源阻尼器的功能难以集成到常规的并网逆变器中,为此,提出一种虚拟电阻补偿控制方法。建立集成有源阻尼器功能的并网逆变器阻抗模型,分析虚拟电阻对提升系统稳定性的作用;阐明控制带宽和数字延时对虚拟电阻准确性的影响,针对并网逆变器易发生谐振稳定性问题的谐振频段,设计一种新的虚拟电阻补偿环节,显著提升了虚拟电阻的补偿精度。系统阻抗稳定性分析表明,所提方法虚拟出的阻抗具有良好的电阻特性。实验结果表明,集成有源阻尼器功能的并网逆变器接入系统后具有较好的阻尼谐振作用,显著提升了系统稳定性。

光伏并网与电能质量治理统一控制

为提高光伏并网系统利用率,并使其具备主动参与电网电能质量治理的能力,提出一种协调并网发电与网侧电能质量治理的统一控制策略。研究基于光伏组件出力的运行模式切换与直流侧电压控制方法,提出基于无功/谐波优先级的逆变器容量分配和指令电流合成策略。设计并研制基于FPGA+RT架构的并网控制器,构建DC/AC单级结构的光伏并网实验系统。实验验证统一控制策略的可行性和有效性,为分布式光伏电源可定制电能并网发电提供基础。

面向复杂工况的输电线路本体结构安全评价

针对基于在线监测装置的输电线路安全评价的准确性、成本和可靠性等问题,提出通过校核部件运行应力与实际强度的线路本体结构安全评价新方法。应用还原论和反演论思想,构建复杂工况条件下多模态线路力学模型,推导相应部件应力求解方法;考虑部件长期运行强度影响因素及评判专家知识的不确定性,建立了强度模糊综合评价模型。基于J2EE的SSH(Swing,Spring,Hibernate)三层架构,设计并开发相应的安全评价系统。应用实例证明了系统的有效性和可靠性,评价结果可为电网安全措施与预控调度提供科学决策依据。

基于改进无差拍光伏并网谐振抑制研究

分布式光伏接入配电网会产生谐波,易引发系统谐振,危害配电网可靠运行。为解决这一问题,建立并网逆变器等效模型,分析其产生谐振机理。在此基础上,为提高谐振抑制效果,提出一种改进无差拍控制策略,通过预测k+2时刻采样电流,解决了传统无差拍控制延时以及电流闭环控制响应性差等问题。然后将其与虚拟谐波阻抗法结合,重塑逆变器自身输出阻抗,破坏谐振形成条件。通过系统实验验证,表明了所提方法对抑制谐振的有效性。

面向配电网优化运行的混合储能容量配置

为提高配电网对分布式光伏的消纳能力,实现主动配电网优化运行,提出一种基于改进希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)的混合储能(hybrid energy storage system,HESS)容量优化配置方法。该方法首先获得光储系统参与配电网运行的最优出力与光伏实际出力之间的不平衡功率,将其作为混合储能的参考功率,采用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)将不平衡功率分解为一系列固有模态函数(intrinsic mode functions,IMF),通过递归希尔伯特变换得到各IMF的瞬时频率-时间曲线,可有效避免传统HHT存在的模态混叠效应,提高瞬时频率的准确性。根据功率型和能量型储能的特性,以瞬时频率-时间曲线混叠最少为原则确定分频频率,采用功率型储能和能量型储能分别对不平衡功率的高频分量和低频分量进行平抑。最后,考虑充放电效率、荷电状态和全寿命周期成本,提出经济最优配置方案。

基于改进熵权法和灰色关联分析的变压器故障诊断

针对目前电力变压器故障诊断存在数据信息不完备和故障诊断准确率低的问题,提出了改进熵权法和灰色关联分析相结合的变压器故障诊断方法。该方法首先对变压器故障样本数据进行标准化处理,然后采用改进熵权法确定变压器故障诊断指标的权重,再通过计算改进的灰色欧几里德加权关联度确定变压器的故障类型。实例分析结果表明该方法的正确性和可行性,与传统熵权法相比,指标的权重分配更为合理,并克服了传统灰色关联分析中指标平权的不足问题,故障诊断准确率显著高于IEC三比值法和一般灰色关联分析。

基于改进相似日和ABC-SVM的光伏电站功率预测

为提高光伏电站输出功率预测的精度，以满足电网调度的高精度要求，提出基于改进相似日和人工蜂群算法优化支持向量机的光伏电站功率预测方法。运用熵权法计算得到各气象因素对光伏出力的影响权重，通过计算历史日与待测日气象因数的加权欧氏距离和加权关联度确定相似日，选取相似日光伏输出功率历史数据、温度和湿度以及待测日温度、湿度作为支持向量机的输入变量，采用矗．折交叉验证和人工蜂群算法相结合的方法优化核函数参数和惩罚因子，最终输出光伏电站各时段发电功率的预测值。实验结果表明该方法可有效提高光伏电站功率预测模型的泛化能力和学习能力，具有较高的预测精度。

背靠背柔性直流互联的有源配电网合环优化运行

高可靠性供电和大规模分布式电源友好接入推动了有源配电网采取合环运行方式。为满足合环运行的安全性和经济性要求,实现满额消纳清洁能源,提出了基于背靠背柔性直流的配电网安全合环和潮流优化控制方法。分析了背靠背柔性直流的注入功率模型和控制方式,考虑配电网与主网最优运行的差异,建立了以售电企业综合供电成本最低为目标,以网络潮流、分布式能源出力和柔性直流功率平衡等为约束的配电网合环最优运行模型。基于修改的IEEE 33节点系统,多种运行方式下的仿真算例验证了背靠背柔性直流实现配电网安全合环、环网潮流经济分布和规模化分布式电源满额消纳等目标的可行性和有效性。

基于多维动态规划的柔性光储参与主动配电网优化运行

当前城市电缆配电网高电压问题影响着电网安全运行和高品质供电,清洁能源刚性并网进一步加剧了这一现象。柔性并网是主动配电网的重要特征,可从有功/无功2方面共同作用调节优化电网运行。为此提出光伏和储能一体的光储系统参与主动配电网优化运行的方法,给出了光储系统的拓扑结构,并建立了光储柔性并网模型;构建了以"源-网"损耗最小为目标的主动配电网优化运行模型;针对模型中储能电量的时序连续性和光储有功/无功双决策问题,采用多维动态规划算法求解所建模型。仿真结果表明,柔性光储系统具有较强的潮流调节能力,优化方法实现了清洁能源满额消纳、配网经济运行和电压越限治理等目标。

自储能多端背靠背柔直投影自适应指令滤波反推控制

为提高自储能多端背靠背柔直系统控制性能,提出一种自储能多端背靠背柔直投影自适应指令滤波反推控制算法。首先建立系统数学模型,分析系统的工作原理。然后采用反推法设计系统控制器,实现直流电压的稳定和有功无功功率的快速独立控制,同时引入约束指令滤波器来解决反推控制的微分膨胀和控制饱和问题,并设计补偿信号解决滤波器的误差问题,引入自适应投影算子保证系统对不确定参数的鲁棒性,基于Lyapunov稳定性理论设计系统的控制律,提高系统的抗干扰能力,实现整个系统的渐进稳定。最后在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,与传统PID控制算法、指令滤波反推算法进行比较,仿真结果表明投影自适应指令滤波反推控制具有更好的鲁棒性与动态响应性能。

基于自适应模型预测控制的柔性互联配电网优化调度

针对柔性互联配电网中源荷不确定性问题,提出了一种基于改进模型预测控制的优化调度方法。建立基于模型预测控制的柔性互联配电网日内优化调度模型,采用自适应动态权重方法处理包含综合供电成本和电压偏差的多目标优化问题,在预测模型部分采用动态场景生成及K-means聚类场景削减方法对源荷预测误差进行处理,针对经典模型预测控制滚动优化部分域参数恒定问题,提出一种域参数自适应调整的滚动优化方法。通过四馈线互联的33节点系统仿真算例验证了所提优化调度方法的有效性。

基于扩张状态观测器的PEMFC电堆温度控制

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的电堆温度控制系统,提出一种基于扩张状态观测器的PEMFC电堆温度控制器设计方法。首先建立PEMFC的电堆温度模型,并对模型进行非线性变换。根据变换后的模型设计扩张状态观测器,利用扩张状态观测器得到电堆温度的动态过程,并将得到的动态过程信息补偿到控制器中。所设计的控制器不需精确的PEMFC内部传热过程,是一种不基于模型的控制器设计方法,且算法简单,工程实用性强。仿真结果表明所提出的控制方法适合PEMFC电堆温度控制系统的设计,并具有较好的控制效果。

自储能多端背靠背柔性直流系统控制策略

为了解决自储能多端背靠背柔性直流系统的协调控制与电压稳定问题,提出了一种改进的电压裕度控制策略。首先建立了系统的数学模型,然后针对3种典型的运行场景设计了协调工作机制及其控制方式。基于Lyapunov稳定性理论设计了自适应指令滤波反推电压控制器,解决了系统控制方式切换导致的功率振荡与电压波动问题,改善了系统的稳定性和动态响应性。最后分别对3种典型的运行场景进行仿真分析,验证了所提控制策略和方法的有效性。

柔性并网光储系统的设计与实现

为实现主动配电网中清洁能源对电网的支撑和调节功能,设计并开发一种柔性并网光储系统。系统上位机实现顶层控制策略,确定系统参与配电网优化运行的最优有功、无功出力,实现光储系统友好接入电网。系统能量变换单元由光伏DC/DC变换器、储能双向DC/DC变换器和DC/AC变换器3部分组成,其中光伏DC/DC实现升压功能和最大功率点跟踪(MPPT),储能双向DC/DC实现功率可控的充放电,使系统并网有功为参与配电网优化运行的最优有功功率。DC/AC变换器稳定直流母线电压,实现有功、无功最优并网,同时检测负载电流,实现谐波补偿。基于配电网动态模拟系统构建实验平台,测试结果验证柔性并网光储系统工作的有效性和可行性,为高渗透率并网光储系统的工程应用奠定基础。

电网输电杆塔塔材结构强度优化设计

由于输电杆塔塔材结构强度分析是一个复杂不确定性问题。由于传统的塔材强度计算方法精度较低,为了有效提高塔材强度计算的精度,提出了输电杆塔塔材结构强度优化设计方法。应用粗糙集对塔材强度影响因素集进行约简,采用数据挖掘法从大量的历史数据中挖掘有用数据构造学习集,根据学习集运用梯度下降法不断迭代学习来确定因素集权重,并将得到的权值综合评价计算塔材的实际强度。仿真结果验证了上述方法的准确性和可行性,可解决输电塔材强度优化问题。

基于思维导图的配电自动化可视化研讨式教学

针对电气工程专业课配电自动化的教学难点,讨论了思维导图在可视化研讨式教学中的应用。阐述了思维导图的作用原理,重点针对构建知识结构网络、实施可视化研讨式教学以及提高学生复习效率三个方面,分析了思维导图在本课程的应用模式。通过实践证明,思维导图能够帮助学生高效掌握课程的知识结构体系、加强对重点难点的理解,培养学生的独立思维能力,提高了教学效率,提升了学习效果。

多QoS约束的自适应组播路由协议

在多加性QoS约束的自适应组播路由基础上,提出了一种基于多QoS约束的自适应组播路由协议MQDMRP。采用多路径寻路和受限泛播策略,有效限制了控制报文开销;对MQDMRP与传统协议进行仿真研究,表明新协议的接入成功率比传统协议要好。

基于熵权法的绝缘子污闪状态模糊综合评价

为了评价绝缘子污闪状态,提出基于熵权法的绝缘子污闪状态模糊综合评价模型。建立表征绝缘子污闪状态的模糊评价指标体系以及评语集,运用熵权法确定各评价指标的权重,采用三角形和半梯形结合的隶属度函数描述各指标的模糊性。重点研究和分析了评价模型的建立过程,包括评价指标选取及层次划分、权重确定方法。对某500 kV线路绝缘子污闪案例进行分析评价,结果与实际状况相符,证明了所提方法的正确性。

规模化分布式储能的关键应用技术研究综述

分布式储能可以从根本上解决分布式电源接入和负荷快速增长给电力系统的运行与规划带来的问题与挑战。从分布式储能的规划技术、面向电网的应用模式、关键装备研发及商业运营模式4个方面介绍了国内外分布式储能研究的最新进展,并重点就其中的容量配置、选点布局、协调控制设备研发及运营模式进行了评述,并给出了进一步的研究方向建议。最后,结合中国未来智能电网的建设规划,对分布式储能的发展前景进行了展望。