产业链碳流分析及用能权交易研究

在“双碳”和“能耗双控”的大背景下,为了优化能源结构,科学配置能源要素,协调用能控制和经济的发展,研究了产业链客户群碳排放量的获取方法,设置了用能单位的碳排放等级评判机制,规定了用能权交易的初始指标分配标准,并设计了相应的用能权交易市场。通过整理分析某市本土“泵与电机”产业链上下游客户群各用能单位的能耗数据,得到碳流情况、碳排放等级评价结果以及用能权配额设置,验证了所提理论的可行性和有效性。

考虑可靠性成本的配电网多阶段扩展规划方法

传统的配电网可靠性评估通过模拟组件中断来量化一组事件对供电可靠性的影响,这种基于模拟的可靠性评估方法使得其纳入到配电网扩展规划中需要采用启发式或元启发式方法求解。为了克服启发式或元启发式方法收敛性和局部最优的缺点,文中提出了考虑可靠性成本的配电网多阶段扩展规划的混合整数线性优化模型。该模型建立了配电网可靠性指标(即系统平均停电持续时间指标、系统平均停电频率指标和系统缺供电量)的显式评估表达式,并将其相关的可靠性成本纳入到配电网多级扩展规划目标函数中,以系统运行约束等为约束条件。在24节点、54节点、86节点和138节点四个算例系统上验证了所提出的方法的有效性和适用性。

基于动态离散电价协约的风电-抽蓄联合日运行优化研究

鉴于风电场和抽水蓄能电站联合运行是电网提高风电消纳能力的有效方式,提出了风电-抽蓄联合与电网签订并网电量和多种动态离散成交价格的协约交易方式,建立了风电-抽蓄联合系统经济效益最大化为目标的调度模型,利用改进粒子群算法求解模型,得到联合系统的最优运行调度计划,分析协约条件对联合系统运行和收益的影响,进而通过实例仿真几种风电场典型日场景。结果表明,所提运行模式有助于减小弃风;降低基本并网功率、增大并网功率范围,可增加联合系统的收益。

电力系统分布式模型预测控制方法综述与展望

模型预测控制作为一类约束优化控制策略,在电力系统控制领域得到了广泛的应用,传统的集中式模型预测控制难以满足复杂互联电力系统的多目标优化、可靠性、实时优化等要求。分布式模型预测控制能够协同多个局部控制器实现全局优化或纳什优化。文中全面综述分布式模型预测控制在电力系统中的研究现状和发展方向。首先,按照控制结构对模型预测控制方法进行了分类和对比分析,接着重点阐述了非协作式和协作式2类分布式模型预测控制方法。然后,围绕分布式模型预测控制在不同应用场景分别进行综述和分析。最后,指出了分布式模型预测控制在电力系统控制应用的研究方向。

基于图像处理技术的输电线路走廊烟火识别研究

识别输电线路走廊烟火对保障输电线路安全运行有重要意义。采用图像处理技术,在分析输电走廊环境下烟火特征的基础上,首先对监控视频图像数据进行采样、灰度化、滤波和图像增强等预处理,然后选择混合高斯法构建图像背景模型,并确定前景目标图像区域,最后将前景图像和烟火做特征比较,以排除干扰物影响并得到烟火目标。仿真分析空旷野外和居民村落两种环境,验证了该方法识别烟火的有效程度。

考虑DG不确定性的主动配电网两阶段无功机会约束优化方法

随着高比例的分布式电源(Distributed generation,DG)并网,传统的确定性无功优化方法难以应对DG和负荷的双侧不确定性,提出了主动配电网的两阶段无功机会约束优化方法。首先将配电网潮流方程线性化和松弛,建立基于混合整数二阶锥的配电网两阶段无功优化模型,分别在第一阶段优化有载调压变压器、并联电容器等离散控制装置,在第二阶段考虑DG的不确定性优化DG的无功出力。然后,通过场景缩减法来减少机会约束优化方法的场景数。在95节点系统的仿真结果表明,与确定性性无功优化方法相比,所提出的两阶段无功机会约束优化方法能有效地消除安全约束越限问题,在略微增加网损的情况下获得了较高的鲁棒性。

考虑电动汽车集群的互联电网负荷频率分散预测控制

随着大量电动汽车接入互联电网,其移动的充电模式会给电网带来一定的冲击,反过来,电动汽车作为一种移动式储能单元可参与互联电网调频,但目前的研究都是集中式或分散式的V2G控制上。在电动汽车储能电池动态模型的基础上,构建含电动汽车集群的多区域互联电网负荷频率控制模型,基于广域监测系统,结合模型预测控制实现了多区域电网负荷频率广域分散预测控制。在MATLAB/Simulink中搭建三区域互联电网模型,并进行仿真分析。算例结果表明,电动汽车作为移动式储能单元参与互联电网调频,可以在短时间内平抑电网频率波动;而文中提出的广域分散预测控制方法较经典的PI控制方法,能将三区域电网的频率偏差限制在更小的范围内波动,又能较快地恢复至稳态值。

风电-抽水蓄能联合运营利润分配研究

风电场和抽水蓄能电站联合运营具有较好的经济效益,文中研究了两者的利润分配问题。分析了风电场和抽水蓄能电站的建设成本、资金成本和运行维护成本;介绍了利润分配的原则和几种常用方法;最后通过实例仿真,得到不同分配方法下两者的获利。比较得知,Shapely值法在该利润分配中最合理,更能使两者维持长期良好的联合运营。确定的分配方案为:风电场得到总利润的89.48%,抽水蓄能电站获利占10.52%。

基于广域测量系统信息的放射形配电网故障定位方法

针对传统放射形配电网馈线保护难以区分线路末端故障和小电流接地故障等问题,提出了一种新的故障判断及定位算法。该算法主要是利用放射形配网的拓扑结构信息和线路参数信息,以及广域测量系统所提供的系统各节点电压信息和节点注入电流信息,并经过适当的变换对比,判断系统是否发生故障以及是哪一条线路发生故障,从而解决配电网中诸如小电流接地等传统馈线保护所难以解决的问题。该算法具有计算简单、物理概念明确等优点,仿真测试结果初步验证了所提算法的有效性。

基于集成聚类和XGBoost的短期光伏发电功率预测

光伏发电功率预测是光伏发电规划和电网经济运行的重要基础。针对K-means算法无法确定最佳聚类数和聚类结果不稳定的问题,以及GBDT(梯度提升树)预测结构简单、预测精度低的缺点,提出集成聚类和XGBoost的组合预测算法用于构建短期光伏发电功率的预测模型。首先,采用Mean-shift(均值漂移算法)、凝聚层次聚类算法和DBI(戴维森堡丁指数)优化K-means算法,解决了无法确定最佳聚类数和聚类结果不稳定的问题;其次,在集成聚类得到的聚类结果数据上,训练得到不同气象类型下的XGBoost预测模型,以此来对光伏发电功率进行短期预测;最后,为了验证XGBoost集成学习算法的有效性,采用GBDT算法对比预测结果。经分析验证,所提出的组合预测算法在晴天、多云、阴雨天的气象类型下具有更高的预测精度,验证了该方法的有效性。

基于概率潮流的主动配电网静态安全校核方法

随着DG(分布式电源)大量接入配电网,基于确定性潮流的配电网静态安全分析已经不适用于含DG的主动配电网静态安全校核中。为此,提出将基于半不变量法的概率潮流应用于主动配电网的静态安全校核中。在建立反映支路有功功率越限和无功功率越限的静态安全综合指标的基础上,应用基于半不变量法的概率潮流对预想故障集进行分析。通过改进的IEEE 34节点配电网算例对所提出的方法进行仿真验证,结果表明该方法可以有效地辨识出主动配电网潜在的有功功率、电流越限状态,为调度、运行人员提供参考。

台架变压器底座水平调整装置的研究与应用

针对目前处理台架变压器沉降方式繁琐且耗费人力物力巨大,难以应对台架变压器高速增长带来的日益增多的变压器沉降问题,提出研制一种变压器调整装置,能够快速、方便、经济地对沉降变压器进行调整,提高作业效率的同时,实现精准调整。