基于日间日内不确定集的中长期电源扩展规划

电源扩展规划(generation expansion planning,GEP)模型常用于为高比例可再生能源电力系统设计可行的规划方案,而对波动性可再生能源(variable renewable energy,VRE)不确定性的合理表征对规划方案的可行性至关重要。随着风光等可再生能源渗透率的增加,波动性可再生能源表现出了不同时间尺度上的不确定性。提出了一种基于日间和日内可再生能源不确定集的长期GEP模型,从而保障不同时间尺度下的电力电量平衡需求。日间不确定集用来描述长期VRE出力的波动性和间歇性,而日内不确定集用作描述日内的典型和极端出力情形,二者共同描述不同时间尺度下VRE出力的不确定性。使用我国电力系统作为算例,将所提方法与典型日法、典型日聚合法和日间电量平衡法进行仿真对比。基于8760 h全年时序生产模拟的结果表明,所提方法能够显著降低不同风光出力情形下电力系统的失负荷和碳排放,但其他方法均无法满足平衡和清洁需求。

基于现代化基础设施体系政策要求的电网规模预测及优化需求

现代化基础设施体系政策提出后,对交通、水利、能源和以信息通信为代表的新型基础设施建设提出了新的要求。各行业从基础设施发挥的效能出发,提出了布局结构功能和系统集成的优化方向。从研究现代化基础设施体系的功能作用出发,分析了电网基础设施在现代化基础设施体系中的重要角色,采用皮尔逊相关系数研究了电网基础设施线路长度和变电容量规模与全社会用电量的关联关系,并对2025、2035年东部、中部、西部、东北地区及跨区输电线路长度和变电容量规模进行预测,在此基础上分析了电网基础设施在现代化基础设施体系框架内布局结构功能和系统集成优化的逻辑,给出了构建现代化基础设施体系对电网布局结构功能和系统集成优化的需求,为电网基础设施的投资和建设提供参考。

电力信息-物理相互依存网络脆弱性评估及加边保护策略

随着一次电网与信息系统深度融合,研究电力信息-物理系统的交互连锁故障机理与保护措施具有十分重要的理论价值与现实意义。基于相互依存网络理论,建立了电力信息-物理相互依存网络模型。由于相依网络的脆弱性同时受到依存边与网间拓扑互相似性的影响,文章首先基于复杂网络理论,对华中500k V电力网及其信息网的拓扑结构特性进行对比分析。其次,考虑网间节点的相互依存关系,定量评估了信息网与电力网的拓扑互相似性。通过对华中500 kV电力信息-物理相依网络在随机故障下的连通脆弱性进行评估,发现:虽然网间的相互依存提高了电力系统的脆弱性,但由于信息网与电力网的拓扑具有高度互相似性,这使得电力信息-物理相互依存网络避免了一阶相移。针对电力网与信息网的结构特点,研究了低度数节点加边策略及其分配策略对电力信息-物理相互依存网络的脆弱性的影响。仿真结果证明了低度数节点加边策略的有效性,且加边分配策略对改善电力信息-物理相互依存网络的脆弱性具有重要影响。

相依网络理论及其在电力信息–物理系统结构脆弱性分析中的应用综述

近年来,全球发生的多起交互连锁故障停电事故促使研究人员从一体化建模分析的角度对物理电网与信息通信网间的相互影响进行深入研究。相互依存网络理论作为复杂网络理论的延伸,从宏观的角度解释了交互连锁故障的传播机理。该文在概述电力信息-物理相依网络的建模方法、现有的模型及脆弱性评估方法的基础上,重点对其结构脆弱性影响因素及保护策略的研究现状进行了总结归纳。最后,结合电力系统的发展需求和研究总结,展望了相关研究课题与方向。

基于复杂网络理论的电力通信网拓扑脆弱性分析及对策

为辨识电力通信网的结构脆弱性并提出针对性的保护措施,基于复杂网络理论,分别对华中5省1市的电力通信网进行建模、拓扑统计特性分析,并从连通性和网络效率2个角度进行了脆弱性评估,指出各省市电力通信网具有无标度网络的特点:在随机攻击下具有较强的鲁棒性,在蓄意攻击下十分脆弱。在此基础上,提出了高度数节点保护策略和低度数节点加边策略以改善电力通信网的结构脆弱性。将上述策略应用于华中各省市电力通信网,取得了较好效果,从而证实了该策略的有效性。

计及储能容量优化的含风光储配电网可靠性评估

采用改进准序贯蒙特卡洛法进行配电网可靠性评估,提出2个衡量储能平抑风光储联合发电系统有功功率波动的指标进行储能容量优化。结合储能容量优化结果,对比分析不同的风光储协调运行策略以及系统孤岛划分方案对配电网可靠性评估的影响。改造的IEEE RBTS BUS6算例分析表明:合理选择储能容量可以很好地平抑风光储联合发电系统的有功功率波动,同时减少能源浪费;风光储协调运行策略中,相比容量跟踪策略,负荷跟随策略可以提高系统的供电可靠性;不同的孤岛划分方案中,相比优先切除负荷量小的分散用电负荷,优先切除负荷量大的集中用电负荷,系统具有更高的供电可靠性。

高维随机矩阵描述下的量测大数据建模与异常数据检测方法

随着互联电网运行方式的愈加复杂多变以及广域量测系统部署的越来越完善,以广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)量测大数据为基础的实时稳定分析成为必然要求。与此同时,如何对全网多节点毫秒级海量WAMS大数据进行时空同步处理和异常数据检测,成为阻碍其发挥更大作用的关键问题。因此,该文提出基于高维随机矩阵描述的WAMS量测大数据建模与分析方法。首先在对WAMS量测数据时空特性分析的基础上,根据高维随机矩阵理论,进行了WAMS量测大数据的高维随机矩阵模型构建,然后推导了其异常数据检测理论和方法,最后在仿真算例上模拟实测量测数据,通过对比不同异常时刻量测数据的Trace检测和谱分布,验证了该量测大数据的建模方法的有效性与适用性。

基于复杂网络理论的电力通信网加边保护策略

基于复杂网络理论,对华中电力通信网进行了网络建模和拓扑统计特性分析,得出华中电力通信网是一个典型的无标度网络的结论。其结构特点造成华中电力通信网对随机攻击具有较强的鲁棒性,而在蓄意攻击尤其是高介数节点攻击下十分脆弱。针对华中电力通信网的结构特点,从连通脆弱性和网络效率2个角度,对比了随机加边策略、低度数节点加边策略、低介数节点加边策略和代数连通性加边策略对华中电力通信网鲁棒性的影响,研究表明:上述加边策略可以有效地提高华中电力通信网的鲁棒性,低度数节点加边策略在保护效果及计算效率上明显优于其他3种策略。

基于ARMA模态辨识的低频振荡性质区分

针对目前尚未完全解决负阻尼低频振荡和强迫功率振荡性质定量区分的现状,通过低频振荡机理分析得出2种振荡在振荡频率和阻尼比方面的区别,提出定量区分低频振荡性质的判据。采用基于加权递推最小二乘算法的ARMA模态辨识对振荡数据进行动态加窗辨识,根据辨识所得振荡模态的频率和阻尼比的变化判别低频振荡类型。算例分析表明该方法是可行和有效的。

近期全球能源供需形势分析及中国能源电力保供策略

2021年以来,世界多个国家和地区出现了能源电力短缺的局面,中国也出现了长时间、大范围的能源电力短缺,对经济社会发展、人民生活产生较大影响,能源电力保供成为中国绿色低碳转型过程中必须要高度重视的问题。首先系统分析了全球经济社会、能源电力供需格局发展现状及历史演变趋势;其次剖析了2021年以来全球及中国能源电力短缺现象及其原因,展望了2022年能源电力供需形势;最后结合中国国情,从能源供给、消费、技术、体制及国际合作5个方面提出了中国保障能源电力安全的应对策略。

能源高质量发展下中国电力供需格局演变趋势

为应对气候变化,世界各国都在加快能源转型,习近平总书记提出了“四个革命、一个合作”能源安全新战略和“碳达峰、碳中和”愿景,要求全力推动能源高质量发展,这将对中国电力供需格局产生深远影响。首先,提炼能源高质量发展的内涵、特征;其次,从消费侧、供给侧、技术、体制等角度研判能源高质量发展下电力行业的转型发展方向;最后,通过构建多区域“能源-经济-电力”分析预测模型体系,从电力需求、电力供应、跨区电力流、电力系统形态、电力市场交易等方面研究中国中长期电力供需格局的演变特征。

能耗电耗现状分析及“十四五”能效发展预判

近年来,我国能效水平不断提升,单位GDP能耗、电耗均呈下降趋势,但是两者并不同频,能耗呈现持续下降趋势,而电耗则呈现波动性下降趋势,且各省之间能效水平差异较大。首先,梳理了我国促进能效提升的重要政策法规,对单位GDP能耗、电耗整体及分省发展情况进行了分析,并从不同维度,由表及里分析了单位GDP能耗、电耗走势的影响因素。然后,对影响能效的几个主要因素进行走势研判,对“十四五”期间能效情况进行了展望预判,预计单位GDP能耗、电耗将呈现下降态势。最后,提出了推广以电为中心的综合能源系统等促进能效提升的相关建议。

落实能源消费总量“两个不纳入”,需优化核算体系

1月30日,国家统计局发布数据显示,2022年能源消费总量比上年增长2.9%。非化石能源消费占能源消费总量比重较上年提高0.8个百分点,煤炭比重提高0.2个百分点,石油比重下降0.6个百分点,天然气比重下降0.4个百分点。能源消费结构得以优化,与能源消费总量“两个不纳入”落地密切相关。