考虑源荷不确定性及用户响应行为的电力系统低碳经济调度

电力系统是未来实现碳中和目标的重要领域,随着源-荷不确定性的加剧,基于确定性模型的低碳经济调度方法无法准确描述不确定因素对碳排放的影响。针对上述问题,该文首先从系统层面构建考虑不确定性的低碳鲁棒优化模型,利用概率模型对源荷不确定因素进行建模,并采用机会约束对目标满足期望的显著性水平进行描述,通过最大化不确定因素的置信水平得出风险规避策略下的鲁棒调度方案。接着从用户层面构建基于事件驱动的用户低碳响应模型,根据系统层计算结果,通过设定事件触发的碳排放阈值定义碳排放超额事件,并以价格形式引导用户的低碳用能行为。最后通过算例分析,验证所提模型能有效量化评估系统的低碳经济调度不确定性水平,充分发挥用户侧降碳能力,实现源荷双侧低碳目标的协同。

新型电力系统多源异构数据融合技术研究现状及展望

能源转型背景下,新型电力系统以清洁低碳、开放互动为目标不断建设,同时监测技术与通信技术也快速发展,电力系统中的数据来源更加广泛,数据结构更加复杂,为新型电力系统数据融合提供数据基础的同时也提出了挑战。首先,分析新型电力系统数据特征,提出新型电力系统的数据融合需求;接着,介绍新型电力系统数据模型、多源异构数据融合技术层级,分析关键融合技术的优缺点,并对不同技术的适用场景进行分析;然后,分别从输配协同、源网荷储协同、虚拟电厂、多元负荷、电碳市场交易5个典型场景,对多源异构数据融合的数据需求、数据来源、融合目标、常见方法及研究难点进行归纳;最后,对新型电力系统数据融合技术的未来研究发展进行了展望。

基于层次分析法的配电网运行方式多目标优化

配电网运行方式在正常运行、检修和故障3种不同状态下需要重点解决各自不同的问题,分别需要不同的优化目标进行运行方式优化计算。基于层次分析方法综合评估配电网设备运行状态、技术性和经济性,建立层次分析模型,并通过方案属性决策向量表以及属性权重判断矩阵获得正常运行、故障、检修3种状态下的综合评价指标,将其应用于配电网3种不同状态下的运行方式优化目标。提出了一种多目标的配电网运行方式优化计算方法,以改进的IEEE 69节点配电网为算例,通过遗传算法进行优化计算验证了指标和算法的可行性。

馈线功率控制下的主动配电网信息物理风险演化分析

在主动配电网信息物理系统中,信息系统与物理网架之间存在强耦合关系。在电网复杂的信息物理交互作用下,信息系统的异常或故障会直接影响并降低电力系统的运行水平,甚至引发严重的连锁故障。且相对于传统电力系统,电网信息物理系统的风险致因因素更多,交互机理更复杂,监测识别更困难。电网信息物理系统的安全风险问题已成为当前亟待解决的基础问题之一。以主动配电网为研究对象,对信息侧架构与信息物理交互机理进行分析,建立了信息攻击下的风险传递模型,揭示了故障在配电网信息物理系统中的演化机理。最后,在DIgSILENT中搭建仿真算例进行实例分析,验证了所提出模型的正确性,并对未来配电网如何抵御信息侧风险,加强安全风险防护水平提出了建议。

信息物理融合的有源配电网故障仿真测试技术研究

有源配电网具有信息物理系统的基本形态,为了更高效准确的反映有源配电网的运行特征,该文提出基于有限状态机的有源配电网信息物理混合模型及其故障仿真框架,基于有源配电网馈线自动化（feeder automation,FA）及检同期合闸原理提出了信息物理融合的有源配电网故障仿真模型与方法,最后,通过仿真算例验证所提模型与方法的有效性。

考虑新能源发电与储能装置接入的智能电网转供能力分析

可再生能源发电和新型储能系统接入电网后使得N 1重构路径的选择更为复杂,为解决此背景下智能电网转供能力的计算问题,在对二者时变运行特性分析的基础上,提出基于智能电网转供能力指标体系的N 1恢复模型,通过对转供能力指标计算公式线性化处理,并结合基于拓扑模型简化的人工智能(artificial intelligence,AI)优化算法,利用优化调整电网、可再生能源发电、新型储能系统的运行方式,实现电网N 1后转供能力最大。最后,以某实际典型电网为例,分析可再生能源发电和新型储能系统接入电网对提升系统应对N 1故障能力和实现负荷有效转移的作用,验证了转供能力指标对于定量描述智能电网自愈特性的有效性。

含分布式电源的配电网供电恢复模型及改进贪婪算法

分布式电源及储能系统的并网运行使配电网供电恢复更加复杂。基于功率可控分布式电源及储能系统倍率放电、荷电状态与孤岛运行时间等因素,提出了孤岛运行约束条件及孤岛备用容量模型;提出了以恢复供电负荷最大为目标函数,考虑孤岛运行备用容量约束、无电磁环网运行约束、支路潮流及节点电压约束的配电网供电恢复模型。结合配电网辐射状网络、负荷依次接入的特征,提出了逐步最优的改进贪婪算法,分别以可供电功率最大与线损微增率最小为选择判据,求解故障后配电网网络重构与孤岛划分。通过算例验证了考虑孤岛并网备用容量的供电恢复模型与改进贪婪算法,并对算法效率进行了比较分析。

电网信息物理系统建模与仿真验证平台研究

电网信息物理系统通过建立融合模型，研究电网信息控制系统与一次系统的互作用机制，建模与仿真验证平台为此提供了研究工具。基于混合系统的融合模型以及信息模型，设计了平台功能模块、实现工具；初步构建电网信息物理系统建模与仿真验证平台，可建立电网连续及离散模型，仿真电网运行动态，模拟控制过程及信息交互，并验证信息交互的正确性和一致性；最后通过算例展示并测试了平台界面和主要功能。

考虑电网特性的网络重构算法解空间优化

用于配电网络优化的智能算法在选择初始可行解时,往往忽视其是否满足电网电气运行特性,从而造成求解效率不高。从配电网的拓扑模型入手,归纳通用的底层网络运行约束条件,并基于该拓扑模型提出考虑电网运行特性的通用网架简化与开关分组策略,建立应用于简化网架的辐射运行约束函数,形成满足配电网辐射状网络运行要求的初始解空间。以遗传优化算法为例,证明通过拓扑收缩去除不可行解,将以指数倍数提高优化算法的计算效率。

智能分布式馈线自动化的多电源处理方法

馈线自动化作为配电自动化的核心内容是提高供电可靠性有效的技术手段,然而在多电源配电网中,传统的分布式馈线自动化技术难以保证转供选择的正确性。针对多电源智能分布式馈线自动化实现方案进行研究,提出可满足多电源、多联络、多分支配电网络的智能分布式馈线自动化算法,为多电源配电网的分布式馈线自动化技术发展提供支撑。

2015年国际供电会议学术动态系列报道分布式能源与主动需求集成

介绍了2015年国际供电会议分布式能源与主动需求集成(CIRED S4)分会的学术交流情况与研究热点。CIRED S4共录用126篇论文,通过大会宣读、张贴交流以及圆桌讨论会等多种形式进行热点问题的沟通研讨。会议关注的热点问题包括:柔性负荷特征、用户电价响应机制等用户侧行为特点、分布式电源控制、需求侧管理策略、分布式能源和不同负荷响应模式引入对电网规划与运行等方面带来的影响,以及不同示范工程在各自领域内的先进研究成果及推广价值等。

电力调频系统的信息物理融合建模及其在容错控制中的应用

该文提出一种考虑离散事件系统与连续时间系统融合动态的电力信息物理系统(cyberphysicalpowersystems,CPPS)建模与控制方法,并应用于调频系统的容错控制。首先,基于混合自动机理论,依据信息系统和物理系统的运行状态划分出CPPS调频系4的四种运行模态并明确之间的转移条件;其次,对于每一种模态,分别在SimEvents及Simulink中构建了基于事件驱动的信息采集、通信、处理、控制模块以及基于时间驱动的物理系统动态模型。对于包含信息系统故障的模态,提出一种频率估计策略及其对应的容错控制方法。最后,通过算例对本文提出的信息物理融合建模方法以及CPPS调频系统进行了测试,系统频率控制结果验证了所提方法的有效性。

基于小波包全频带分析和OS-ELM的小电流单相接地故障选线

为提高配电网单相接地故障特征提取的有效性以及实现对故障选线的准确判别,提出了一种基于小波包全频带分析和在线序贯极限学习机(OS-ELM)的新的故障选线分析方法。本文灵活运用小波包的多分辨率分频特性,提取了小电流单相接地故障暂态信号的特征量;利用OS-ELM将批处理和逐次迭代相结合,不断更新训练数据和网络结构,实现了对单相接地故障线路的快速选取。仿真实验结果表明:利用小波包全频带分析能够获得更有效的故障特征,OS-ELM在测试时间和诊断精度上都优于该反向传播(BP)网络、径向基网络(RBF)和支持向量机(SVM),说明了所提方法在单相接地故障选线的有效性,更能满足在线应用需求。

基于事件驱动的配电信息物理连锁故障演化机理

随着通信与控制技术在配电系统中的迅速发展,配电系统逐渐呈现出信息物理系统的典型特征,这既带来了崭新的发展机遇,也将信息系统中的多类型风险引入到了电力系统。多类型风险易使电网中信息物理连锁故障频发,导致严重事故。因此,分析与研究信息物理连锁故障的演化过程与故障后果,探索信息物理连锁故障演化的内在机理具有重要的理论与现实意义。文中基于事件驱动模型提出配电信息物理系统架构,分析物理与信息系统的交互机理,提出信息物理连锁故障演化机理研究框架。然后,对信息系统内部节点重要度进行研究,综合考虑系统总风险值与防御资源,计算信息节点被攻击成功概率等相关参数并建立相关矩阵。最后,在算例上进行信息物理连锁故障演化机理的仿真计算,得出了发生信息物理连锁故障时系统会承受更大的风险且可能导致更大损失的结论,验证了所提机理在故障过程推演和后果计算上的有效性。

一种无表电量计费智能分析仪的研制与应用

为了解决目前无法精确计算用户电能表更换期间的电量,损害供电方、发电方及用户之间的切身利益。研制了无表电量计费智能分析仪,首先,通过研究二次回路的实际功率,对无表计费方法的软、硬件原理进行了分析研究,研制出了无表电量计费智能分析仪,实现了电量的准确追补;其次,为了确保所研制仪器的安全性以及实时性,提出了一些优化措施,减小装置的接入与拆除对系统二次回路的影响;最后,将研制的分析仪应用于多个现场,并以其中一个现场应用进行剖析,结果表明传统计量追补电量的误差为11.7%,通过现场数据验证了研发的无表计费装置的实用价值。

一种实用的配电网状态估计方法

目前配电自动化布点不足造成了部分信息缺失和多数据源的现状,为了给配电网高级应用分析与决策提供良好的数据基础,有必要进行配电网状态估计的研究。文章研究了配电网状态估计方法,提出了状态估计前进行坏数据处理的流程和算法,然后再应用基于加权最小二乘法进行状态估计,得出状态估计结果。

配电物联网典型数字孪生场景及仿真平台研究

大规模用户接入配电网后,新型配电物联网模型更加复杂,因配电网设备繁多、规模庞大,传统的仿真方法和仿真工具无法满足配电物联网的仿真要求。提出了配电物联网典型数字孪生场景、多类型能量流与信息流高度融合、多元化主体行为的动态仿真架构。该架构可支持灵活化网架构建、精细化信息过程描述、信息物理复杂交互下的系统验证等功能。针对含分布式能源接入配电网的典型信息物理交互场景,进行了实例分析,仿真结论验证了该仿真平台的实用性与有效性。

网格化配电网的控制设备即插即用关键技术探讨

网格化配电网作为应对分布式电源大量接入情况的新型配电网体系,具有高度自主决策能力和高效集体协调能力。传统的即插即用技术难以满足网格化配电网场景下新型终端设备接入的需求,也难以支持终端设备的自动更新升级和网格重构过程。针对这些问题,提出了一种适用于网格化配电网的即插即用技术,可以实现智能控制终端与配电主站以及网格边端设备间的自动识别和参数配置,支持智能设备的更新升级和网格的动态划分。首先,针对配电主站、网格边端设备以及智能控制终端间的模型不统一问题,提出了3层的模型映射方案;然后,描述了网格化配电网场景下即插即用机制的控制流程;最后,对网格划分变动过程中的拓扑动态识别与系统配置更新进行了研究,所提出的即插即用架构可以支撑网格重构的过程。

数字孪生配电网:探索数字驱动下的能源转型

“双碳”目标驱动下,传统配电网将逐步发展为可再生能源接入、分布式储能及柔性负荷互动、多类型综合能源互联的新型配电系统,呈现出源-荷不确定性的复杂运行工况的新形态与技术特征。数字孪生技术基于物理对象和虚拟模型的交互,孪生体精准刻画物理对象的多维属性与行为特性,分析物理对象的未来演化趋势,将其应用于配电网中,为解决其复杂运行工况下的监控与优化运行提供有力支撑,正在成为电力系统数字化转型发展的新趋势,具有重要的理论意义和工程价值。

物联技术在需求侧资源灵活接入的研究进展与应用展望

近年来随着海量需求侧资源接入电网,海量数据与庞大计算量使得需求侧资源与电网的互动难以通过集中式实现。为应对该问题,需求侧资源管控也从集中式向分布式演变。在分布式管理模式下,需求侧资源以负荷聚合商所聚合成的负荷集群的方式与电网互动。因此,需求侧资源需要具有灵活接入不同负荷聚合商的能力,这对需求侧物联技术支撑提出了新的要求。以需求侧资源去中心化管理为背景,明确了需求侧资源灵活接入在物联架构中的体现,总结了物联技术在需求侧资源灵活接入中的进展,并对其发展前景进行了展望。