配电网运营大数据挖掘与分析

文章以配电网运行效率及供电能力评价模型为基础,基于获取的上百万台配电网主设备(包括高压线路、主变压器、中压线路及配电变压器)2014年的档案和运行类明细数据,从业务理解、数据准备、挖掘分析、应用分析4个阶段阐述了基于配电网明细运行数据开展配电网运营挖掘分析的整个过程和相关的业务环节。从聚类分析、关联分析2个方面开展了数据挖掘分析;从时空分析、监测分析、趋势研判3个方面开展了应用分析。通过深入挖掘运行效率和供电能力的相关影响因素,定位目前存在的问题,以促进配电网发展更加协调,运行更加经济。

北京地区居民住宅负荷特性研究

应用智能网络电能表系统,选择北京地区具有代表性的普通居民小区4 117户,进行长达3年的大规模实时负荷样本数据采集,通过数据分析和深层次数据挖掘,建立了可用于居民小区供电设施配置的居民住宅负荷模型,并应用该模型对规划的居民小区的供电设施进行配置。研究成果已在北京地区成功应用,有效地指导了居民住宅区配电系统的规划,使规划小区的供电设施配置更加科学、节能且经济。

配电网规划的综合评价指标体系与方法

针对目前城市配电网规划缺乏量化评价手段的问题,研究了配电网规划的综合评价指标体系及评价方法。提出了适应配电网规划特点的综合评价指标体系;给出了电网规划评价的方法和步骤,包括评价指标设置和规划评价2项;选用上海某小区10kV配电网规划作为案例,应用该方法对该小区的现状电网及2个规划方案分别进行了评价。所提出的指标体系包含"抗大面积停电能力"、"高中压网供电能力匹配度"、"电网扩展裕度"等多项电网规划评价的新指标,突出了电网规划的适应性、协调性等特点,除可适用于规划电网与现状电网的比较外,还适用于规划多方案评价。实际算例表明,所提出的方法能够全面抓住影响电网规划特征的要素,量化描述配电网规划的优劣,并引导电网规划的方向。

配电网供电区域划分方法与实践应用

我国各地经济社会发展和电网特点差异明显,若按统一的标准建设配电网,会造成设备资产利用率不高甚至严重浪费的情况,在技术、经济上不合理,因此,迫切需要对配电网供电区域进行划分。通过分析影响配电网供电区域划分的主要因素,从政治、经济、负荷3个方面建立了配电网供电区域划分的指标体系,提出了配电网供电区域划分方法与流程;应用聚类分析法对我国342个地市样本数据进行聚类分析,得出了实用的供电区域划分标准;并将该标准和综合评价法应用于北京实际案例,得出了较为一致的结论,验证了2种方法的有效性,克服了现有方法只靠专家经验定性分类的缺点,可适用于不同类型、不同大小供电区域的划分,能够为差异化的配电网规划设计技术导则及相关技术标准的制定奠定基础。

大数据在用户供电可靠性预测评估中的应用

全球能源互联网的核心是大数据的应用,即实现全球能源大数据的综合处理与利用。智能配电网作为全球能源互联网的重要组成部分,直接面向终端用户,其供电可靠性是全球能源互联网建设成效最直接的体现。文章以智能配电网为对象,研究在全球能源互联网背景下能源大数据在用户供电可靠性预测评估中的应用。通过对历史供电可靠性运营大数据的统计、分析与评价,基于时间序列与聚类算法,挖掘供电可靠性指标及其影响因素的数据特征与业务发展规律,结合规划数据实现用户供电可靠性的预测评估,为全球能源大数据的综合处理与利用开拓思路与应用领域。

基于居民小区负荷成长周期的负荷预测方法

负荷预测是供电设施规划的重要基础工作。居民小区负荷增长呈现较为明显的成长规律,在深入研究住宅需求类型、周边配套设施等负荷成长周期影响因素的基础上,提出了一种基于居民小区负荷成长周期的负荷预测方法,实现了对居民小区分年度负荷的精准预测,克服了传统预测方法的不足,为电网设施有序建设和电网资源高效利用提供了科学依据。

“十二五”配电网规划若干技术问题探讨

配电网规划是要在保证基本的供电可靠性的前提下,满足负荷增长的需要,并做到经济环保。介绍了国家电网公司制订的《国家电网公司"十二五"配电网规划》的思路、规划重点、供电区域划分、规划目标、主要技术原则,具体分析了以青岛供电公司和南京供电公司作为试点,开展面向供电可靠性的配电网规划的研究工作,力求对今后配电规划工作的发展有所帮助。

基于特征模式划分的配网可靠性评估

针对配电网供电可靠性评估无法兼顾定量计算和工程实用性的难题,给出了一种基于网络可靠性特征模式划分的配电网供电可靠性快速评估方法,突破了传统计算模型对大规模全域配电网可靠性评估的局限性。采用中国电科院开发的配电网规划计算分析软件(DPCAS),对7种典型网架结构进行精确建模并计算其在不同参数下的供电可靠性,结合配电网供电可靠性快速评估方法,可实现对全域配电网供电可靠性的评估分析。通过对某市配电网2020年供电可靠性评估,展示了该评估方法在定量、快速计算方面的优势和工程实用性。

杭州钱江世纪城智能配电网的试点应用

以杭州市钱江世纪城的智能配电网规划为案例,论述了20 kV配电网供电的技术特点,介绍了钱江世纪城智能配电网的网架建设以及智能化建设,为国内智能配电网建设与发展提供参考。

基于功率和容量补偿的火/储AGC调频可行性分析与启示

随着“十四五”能源结构优化调整的推进,电网固有调频惯量减少,规模化电化学储能系统投入调频市场,其技术与经济可行性受到业界关注。针对当前AGC调频在功率与容量两种补偿方式下,何种方式更能体现储能性能优势且可越过收益的盈亏平衡点等问题,基于考核与补偿中的关键参量,建立了考虑电池储能系统功率与容量特性的火/储联合AGC调频的功率补偿和容量补偿数学模型,确定两种补偿方式下影响收益的性能特征量,选取调节性能中的爬坡速率为桥接参量,构建了功率和容量补偿单价与爬坡速率间的关联关系,提出了获得同等收益下的功率与容量补偿单价比率,通过补偿单价比率对比分析了两种补偿方式下的测算模型对储能参与AGC差调频性能与收益表征的充分性。算例基于调频需求较大但补偿方式不一的,以功率补偿为代表的广东省和容量补偿为代表的陕西省典型日运行数据,通过仿真计算得出技术与收益测算结果,并进行了比对分析,得出了两种补偿方式下的经济可行性比对结果,为储能在调频电力市场的投资决策提供借鉴与参考。

交直流混合配电网VSC与分布式电源三层协调规划方法研究

为了在规划中充分考虑交直流混合配电网的功率控制能力,文章考虑电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)与分布式电源(Distributed Generation,DG)之间的影响特性,以全社会综合效益最优为目标,建立交直流混合配电网VSC与DG三层协调规划模型:上层模型以直流改造和接入建设成本最小为目标进行VSC的选址定容;中层以DG规划成本最小为目标进行DG选址定容;下层以规划阶段整体综合运行成本最小为目标优化系统的运行状态。采用精英保留遗传算法以及二阶锥规划算法进行求解。算例结果验证了所提方法的有效性。

柔性环网控制装置选址定容方法

柔性环网控制装置的应用能够解决传统配电网无法持续合环运行的问题,是提高供电可靠性的重要手段。为了解决柔性环网控制装置选址定容的N-P难问题,通过对选址定容问题进行解耦,建立了基于"初筛-细筛"模式的选址模型,模型以供电可靠性为中心,同时兼顾供电能力和经济性等方面,并通过熵权理想解法对评估方案进行综合寻优;建立了基于净负荷和馈线容量的定容模型,模型贯彻资产全寿命周期理念,在分析电网不同发展阶段特性的基础上,建立了3种适用于电网不同发展阶段的定容方法,具有很强的适用性。通过对某示范区的分析,可知,该文所建模型具有很好的科学性和工程实用性。

基于柔性环网控制装置的交直流混合配电网接线模式研究

随着分布式电源、电动汽车等直流电源和直流负荷的大规模接入及用户对供电可靠性要求的提高,柔性直流技术在配电网中的应用越来越广泛。该文研究了含多端柔性环网控制装置的交直流混合配电网的典型网架结构;提出了传统交流配电网向交直流混合配电网的过渡目标、过渡原则、过渡过程,并给出了几种典型网架的过渡方式;最后,以三端柔性环网控制装置为例,通过对运行方式的划分,明确了含柔性环网控制装置的交直流混合配电网的运行方式及转换过程,为传统配电网向交直流混合配电网的升级提供理论依据。

考虑最优负荷削减与热负荷惯性的综合能源系统可靠性评估

综合能源系统(integrated energy system,IES)具有灵活调度和多能互济的特点,针对当前综合能源系统供能可靠性研究尚不充分的问题,提出一种考虑最优负荷削减与热负荷惯性的综合能源系统可靠性评估方法。首先,建立了综合能源系统总停供损失期望指标,充分体现了综合能源系统停供能造成的经济损失;其次,考虑能源品位、负荷重要度、热负荷惯性,建立了故障场景下综合考虑运行成本最小与加权停供负荷量最小为目标的综合能源系统最优负荷削减模型,采用CPLEX软件求解获得电热负荷削减功率和元件设备出力;然后,基于序贯蒙特卡洛模拟原理,设计了综合能源系统可靠性评估方法和流程;最后,通过算例仿真进行验证。算例分析表明,采用最优负荷削减策略和考虑热负荷惯性能够有效提升综合能源系统的可靠性水平。

直流配电系统典型供用电模式研究

随着充电设施、5G基站、直流家电等新型直流负荷及光伏等直流电源的快速发展,研究兼具安全、可靠、高效特性的直流配电网具有巨大的市场潜力和应用价值。提出了中压直流配电网网架结构及低压直流用电系统母线结构,分析了单极接线、双极接线的特点及其适用情况,提出了由两电平换流器、MMC换流器构成的伪、真双极直流配用电系统的接地方式。最后,以数据中心、居民楼宇等直流负荷集中区应用场景为例,从电压等级、网架结构、接线方式和接地方式等方面构建其典型供用电模式。

国家电网供电可靠性管理实践与思考

供电可靠性是指配电网向用户持续供电的能力,是对电力用户服务水平的综合体现。介绍了国家电网有限公司经营区域的供电可靠性指标现状,并对供电可靠性指标的变化趋势、停电原因进行了分析;总结了近年来配电网供电可靠性提升成效,分析了“十四五”期间供电可靠性管理工作面临的形势与挑战;最后,对提升“十四五”供电可靠性工作进行了展望。

源-网协同的中压交直流混合配电网换流器选址研究

对于含有高比例直流电源和直流负荷的配电网,采用交直流混合配电网具有降低能量转换损耗、提高潮流控制能力等优势。换流器的位置确定了混合配电网中交直流边界的划分,在对交直流混合配电网规划过程中,以换流器位置作为变量与以每段线路的交直流类型为变量相比,能显著降低变量数量并提高求解效率。提出了源–网协同的中压交直流混合配电网换流器选址方法,通过换流器的选址,在网端确定配电网的交直流划分,在源端确定光伏和电池储能在各接入点的容量分配。以中压交直流混合配电网设备全生命周期内,含建设和运行两要素的净收益为目标函数,并使用含混合整数和二阶锥松弛的优化模型求解不同选址方案的运行收益及成本;采用基于精英策略的遗传算法,对目标函数进行寻优,进而确定最优选址方案;最后以IEEE 33节点系统为基础构建算例,对提出的方法进行验证。