关于新型电力系统部分特点的思考

新型电力系统建设是我国电力行业的重大转型,其需求来源于经济社会发展,其实现依赖于电力系统运行机理的改进。从近10年电力系统的发展历程和阶段性目标分析出发,基于“双碳”目标,对新型电力系统的电源构成、特点及运行模式进行逆向推理和分析,进而分析新运行模式下的部分关键技术需求。指出:为了实现“双碳”目标,电力系统电源构成必须进行巨大调整,特别是在2030年之后;在新型电力系统中,发电侧将以新能源为主体,用户侧将出现大量产销者并呈现大量分布自治的形态,能源互联网将成为新型电力系统的基础支撑,电网调度将主要基于市场化机制实现;新型电力系统的建设在电力电量平衡、系统安全、有源配用电网管控、新能源发电和并网、电力交易和调度等方面迫切需要相关创新技术的支撑。

多时段电力需求响应的阻塞管理

合理制定分时电价和补偿价格,根据电量电价弹性系数建立了一种电力需求响应模型。该模型利用价格信号将负荷高峰时段的部分用电量转移到负荷低谷时段,实现了削峰填谷。根据该模型,提出了一种新的阻塞管理方法。该方法利用节点边际电价选取参与阻塞管理的负荷节点,被选取负荷节点根据多时段下的电力需求响应模型进行负荷转移,同时调节发电机出力,实现从发电侧和需求侧同时进行阻塞管理。IEEE 30节点系统仿真计算结果表明,该方法能够有效缓解阻塞、平抑电价、减少运行费用,具有更好的经济性。

针对分布式光伏接入的配电网改造方法

分布式光伏发电接入配电网是未来发展的趋势。以提高分布式光伏接入容量为目的,综合分析了制约分布式光伏接入的约束条件;以潮流分布、电压分布、电能质量等为限制条件提出配电网改造目标,利用层次分析法从分布式光伏能接入、能消纳、能稳定方面提出了电网改造措施,在综合考虑改造的经济效益的基础上,实现了对配网接纳分布式光伏"改造有措施"。研究结果为提高配电网分布式光伏的消纳能力,确保电网的安全、可靠运行方面具有实际的推广意义。

光储联合发电系统中混合储能的功率协调控制

针对光储联合发电系统中的混合储能,基于频率协调,给出了一种电池和超级电容的功率分配控制方法,记及储能的荷电状态(State of Charge,SOC),提出了多储能单元的出力分摊方法。基于频率协调控制,利用电池和超级电容平抑光伏出力的中频和高频分量,控制光储联合系统输出功率的带宽,降低光伏对电网的冲击。基于SOC的功率协调控制,分配光储联合发电系统中多个储能单元,按照其可用容量合理分担出力。使光储联合发电系统工作于电网调度模式和光伏平抑模式,利用PSCAD/EMTDC验证了所提协调控制方法的有效性和可行性。

智能电网对智慧城市的支撑作用研究

智能电网在智慧城市建设中的支撑地位、作用还没有得到充分的挖掘。在系统化梳理智慧城市体系架构的基础上,分析了智能电网和智慧城市相互之间的促进和制约作用,并对两者间的协调和支撑作用做了定量分析,最后对智能电网支撑智慧城市建设的关键技术和应用做了系统梳理。指出能源技术和信息、通信技术一样是智慧城市的基本支撑技术,智能电网和智慧城市在其交集范围内具有相互促进或者制约的关系,智能电网中各环节的技术和应用对智慧城市建设的支撑作用依据其密切程度呈现层次化分布的特点。

基于层次分析和改进逼近理想解法的分层储能系统综合评估

为了评估分层储能系统用于含高渗透光伏发电区域配电网中的适用性问题,考虑其平抑光伏出力及为电网提供辅助服务等实际功能,提出考虑多利益主体的分层储能系统综合评估指标体系,基于层次分析法(AHP)和改进逼近理想解法(TOPSIS)提出了多模型综合评估算法。针对层次分析法中判断矩阵生成权重的主观性问题,引入变异系数法计算客观权重,并改进了逼近理想解排序法中的判定策略,提出基于距离接近度与夹角接近度的综合判断方法,进一步提高评估结果的精度。算例表明:所提出的指标体系具有较好的完备性,综合赋权方法可以提升、发掘优势指标,改进的综合评估算法可信度更高,对分层储能系统的推广应用有一定的实际意义。

考虑风电能量随机性的配电网可靠性快速评估

提出了一种考虑风电能量随机性的配电网可靠性评估新网络模型和快速算法。新网络模型中配电网简化成开关-区域块网络,并分成主网络和支网络2个部分。通过对风电功率的概率特性和支网络故障特性的分析,构造了风电的供电能力范围,并确定了风电对供电能力范围内各区域块的供电次序和供电概率,实现了风电随机出力与其供电能力范围内供电可靠性指标的映射。新的可靠性评估算法区别对待主网络和支网络,利用故障模式影响分析(failure-mode-effect-analysis,FMEA)法计算主网络的可靠性指标,利用元件对可靠性指标的逆流和顺流传递特性计算支网络的可靠性指标,并在可靠性指标的顺流传递中考虑了风电对其供电能力范围的可靠性的定量影响。算例仿真验证了该方法的有效性。

基于前景理论的发电商电量分配策略

基于前景理论研究了有限理性前提下发电商的最优电量分配策略。在前景理论的框架下,分析了发电商的价值函数和概率权重函数,建立了计及发电商心理因素的电量分配决策模型。该模型同时考虑了价值函数和概率权重函数对发电商电量分配决策的影响。通过计算不同方案下发电商的前景效用值,将得到的前景值最大的方案作为发电商的最优分配方案。相比于传统的电量分配决策模型,该决策模型更能反映发电商的心理愿望。算例结果验证了该模型的可行性和有效性。

IPv6及其在电力自动化系统中的应用分析

网络层IP协议从IPv4发展到IPv6,与电力自动化系统的实现密切相关。目前迫切需要系统化梳理和分析IPv6对电力自动化系统的发展将会造成哪些影响,有哪些可能的应用。从IPv6协议相对于IPv4本身的改变出发,梳理了其引起的技术实现特点变化,在此基础上就IPv6所做出的技术改进逐条探讨了其在电力自动化系统中的应用前景,并就几个重要的可能应用场景进行了深入分析。结论指出:电力自动化系统对于IPv6协议具有广泛的潜在需求,特别是在需要大量公网可路由地址、端到端通信能力、Qo S控制能力的应用场景中,但对IPv6的应用实施则取决于不同应用场景中对它的亟须程度和具体技术条件。

省级智能电网发展程度评估体系与方法

为了评估省级电网智能化发展水平,深入分析了省级智能电网特征及其各环节建设重点和关键技术,构建了一套省级智能电网评估体系。该指标体系分为2个层次,涵盖发电、输电、变电、配电、用电、调度和通信信息平台,其中含有动态性指标,能同时反映省级智能电网的发展程度和发展速度,具有普适性。在此基础上,提出应用反熵权法和改进灰色关联度法的权重分层计算方法以及基于Delphi与曲线拟合的指标连续评分方法。最后,算例的应用分析证明了该方法的合理性,对于评估省级电网的智能化发展水平和实际效益、分析识别电网的运行状态和薄弱环节有重要意义。

基于群搜索优化算法的配电网重构

提出了基于群搜索优化算法的配电网重构方法,以系统有功网损最小为目标建立了配电网重构模型,选择种群中网损最小的个体为发现者,剩余个体分别作为加入者和游荡者。在寻优过程中,应用快速支路交换法对发现者进行局部物理寻优,加入者向发现者逐步靠近执行追随搜索,游荡者在解空间中随机搜索。该方法实现了全局搜索与局部寻优的良好配合,提高了搜索效率,具有较好的全局收敛性。算例结果验证了该方法的有效性。

基于分层控制的光储发电系统电能质量提升方法

分布式光伏发电系统是可再生能源的有效组织方式,随着分布式光伏渗透率的不断提高,给电网供电品质带来了挑战。针对分布式光伏直流侧输出功率波动、交流侧谐波电能质量的问题,提出光储联合发电系统加以应对。通过在直流侧加设一体化的混合储能系统,平抑光伏输出的波动性;利用基于自适应滤波算法的负荷谐波检测算法,以及分布式光伏电能质量主动治理控制方法,有效降低交流侧的谐波水平。提出了基于分层控制的光储联合发电系统控制方案,功率调度层管理光伏、电池和超级电容的功率潮流,变流器本地控制层控制各变流器精确跟踪指令功率,可以提升光储联合发电系统的可调度性和电网友好性。利用PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提控制算法的可行性和有效性。

无功电源的价值评估方法综述

在电力市场环境下,无功服务是维持系统安全运行和保证有功交易顺利进行的一项重要的辅助服务,因此对无功电源的价值进行评估显得十分迫切。从无功电源拥有者的角度看,依据价值评估得到的无功出力和无功备用补偿能为其提供明确的市场信号去优化无功发电量。从电网管理者的角度看,无功电源的价值评估能为决策者提供无功电源的重要程度依据,并通过竞争的电价机制使系统安全和稳定最大化。为此,本文对7种无功电源的价值评估方法进行了分析,并按经济价值和安全价值对这些方法进行了分类,最后指出上述方法的优缺点。

基于IEC61968和SG-CIM的物联网系统与配网自动化数据交互模型

针对物联网示范工程建设中涉及的与多业务系统之间的信息集成需求,解决各应用系统间的数据冗余、信息孤岛及数据交互缺乏标准等问题非常重要。文章以IEC61968标准及国家电网公司SG-CIM模型为基础,研究制定了现有的物联网示范系统与配网自动化系统的数据交互模型,以此模型为基础研发了基于物联网的配网故障点精确定位高级应用功能并进行了验证。实践表明,该数据交互模型可有效解决物联网系统安全、高效地与多业务系统进行信息集成和数据交互问题,对于研发物联网系统在配网中的高级应用功能具有重要作用,也为物联网在配电网中的深化应用奠定了基础。

考虑不确定出力的微网内分布式发电和储能的容量配置

在并网条件下,以降低微网联络线功率的峰谷差为配置目标,以一次设备投资、安装和维护等综合成本最小为评价标准,建立了微网内分布式发电和储能优化互补的容量配置模型。研究整点时刻分布式发电全年出力的概率分布,以及不同置信度下的分布式发电出力曲线的求解方法,得到10k W基本单位分布式电源出力曲线。以装机容量、网侧购电量、微网功率平衡、储能装置充放电平衡和充放电倍率及深度等要求为约束条件,论证优化模型为线性规划,并选择LINGO软件求解。通过算例分析,得出不同类型微网配置分布式发电和储能容量时对应的不同策略。

考虑强对流天气的乡镇配电网树线矛盾风险预警及优化处理

电力线路周围树木生长与线路安全运行之间的矛盾(即树线矛盾)是影响乡镇配电网供电可靠性的重要因素。针对强对流天气来临之前乡镇配电网树线矛盾风险预警及清障处理需求,提出了一套“分区预警-总体权衡-优化处理”机制。首先,考虑强对流天气的地域关联特性,基于支持向量机建立了乡镇配电网各区域强对流天气-树线矛盾映射模型,实现树障接地风险的分区预警;然后,基于风险预警结果,以总体经济投入和停电损失最小为目标,建立了考虑强对流天气影响的乡镇配电网树线矛盾双层优化处理模型,决策各矛盾易发点的清障计划;最后,采用某乡镇强对流气象监测数据、树障接地故障记录以及改进的IEEE33节点系统、123节点系统进行了算例分析。结果表明,所提模型能够有效挖掘强对流天气与树线矛盾间的映射关系,并给出经济性最优的事前清障计划,实现乡镇配电网树障接地风险的分区预警及优化处理。

架空配电线路电杆抗倾覆能力仿真建模与分析

架空配电线路电杆使用数量大、分布范围广,在极端天气条件下易发生倾覆,对局部区域甚至整条配电线路的供电产生威胁。如何借助科学有效的方法对电杆的抗倾覆能力进行仿真建模与分析,现已成为配电网建设与改造过程中的关键技术问题。针对该问题,以10 kV钢筋混凝土电杆为例,首先,结合气象条件对其荷载及内力情况进行计算;其次,基于FLAC3D软件,提出一种架空配电线路电杆抗倾覆能力仿真建模与分析方法;最后,结合河南某地区土体参数开展算例分析,详细分析极端天气条件下地基基础的变形破坏过程并绘制荷载—位移曲线,可为架空配电线路电杆的安装和加固提供技术支撑。

一种考虑气象因素的配电网设备故障关联挖掘模型

电网结构日益复杂,故障监测与防范的成本随之增大,而强对流天气的频繁出现使得设备故障与外界条件关联更加紧密,因此挖掘故障设备与故障因素间的关联关系,并对具有较高关联度的设备进行重点监测与防范,对电力系统的安全稳定运行具有重要意义。基于模糊频繁项挖掘算法,提出了1种考虑气象因素的配电网设备故障关联挖掘模型。该模型首先从多元信息库中提取故障特征数据,采用Relief-F算法排除相关程度较小的冗余特征,通过数据预处理与数据整合,构建包含气象因素的故障关联特征库。其次,以故障关联特征库为基础,引入模糊集理论,提出基于模糊频繁项集挖掘算法的故障因素与故障设备关联模型构建方法。最后,基于故障关联模型进行了算例分析,结果验证了所提方法的正确与有效性。

新兴ICT技术对电力系统自动化的协同支撑作用研究

电力系统的进步离不开ICT技术的支撑。近年来各类ICT技术迅猛发展,给电力系统的发展提供了多种可能的技术路线和发展愿景。通过梳理电力系统信息化、自动化的发展历程和对ICT技术的核心需求,系统化分析了部分新兴ICT技术对电力系统的支撑作用,以及在应用过程中的关键挑战,并基于不同的理想偏好,分析了未来可能的电力自动化发展愿景。指出:当前电力系统对ICT技术有着信息化、自动化、智能化和通信支撑等多方面的复杂需求,而各类ICT技术通过相互协同从基础设施层、设备层、数据层、应用层等多个层次提供了系统支撑。面对成本、可靠性等各方面约束,通过不同的理想偏好,有不同的发展愿景,其中大数据、人工智能、北斗等技术具有普遍的重要性。

阿替普酶静脉溶栓治疗轻、中度急性缺血性脑卒中的疗效

目的探讨阿替普酶静脉溶栓治疗轻、中度急性缺血性脑卒中(AIS)的疗效。方法选择本院2016年6月至2017年4月治疗的AIS患者100例,随机分为两组,每组50例,两组患者除常规治疗外,尿激酶组给予尿激酶静脉溶栓治疗,阿替普酶组给予阿替普酶静脉溶栓治疗,治疗前、后进行神经功能评估,并检测血清白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、超敏C-反应蛋白(hs-CRP)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)和同型半胱氨酸(Hcy)水平。结果阿替普酶组治疗72h后NIHSS评分低于尿激酶组(P<0.01);阿替普酶组治疗3个月后mRS评分低于尿激酶组(P<0.01);阿替普酶组治疗3个月后患者气力、手功能、ADL/IADL、移动能力、参与评分均高于尿激酶组(P均<0.05);阿替普酶组治疗7d后IL-6、TNF-α、hs-CRP、MMP-9等炎性因子和Hcy水平均低于尿激酶组(P均<0.01);阿替普酶组与尿激酶组不良反应发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论阿替普酶静脉溶栓可改善轻中度AIS患者神经功能,提高生存质量,观察到阿替普酶可降低炎性因子和Hcy水平,其机制有待进一步研究。