多源电力系统连锁故障建模与评估分析

双碳目标下可再生能源占比逐步提升,给电力系统稳定运行带来了巨大挑战。基于此,借鉴复杂网络理论,融合电力系统随机潮流和金融领域风险价值理论,构建一种含高比例可再生能源的电力系统连锁故障模型,分析高比例可再生能源对电力系统连锁故障的影响程度。从局部、全局和潮流特性3个方面分别提出电气度中心性、电气介数中心性和加权电网潮流转移熵指标来辨识电网中的脆弱节点,分析其在连锁故障演化进程中的作用,并以节点损耗率、线路损耗率和功率损耗率为指标分别对含高比例可再生能源的电力系统在随机和蓄意攻击下的鲁棒性进行评估分析,以改进IEEE39节点系统为例对所提方法进行仿真分析,验证其可行性和有效性。

计及碳捕集的综合能源系统低碳经济优化调度

针对碳捕集与封存(CCS)技术和电转气(P2G)设备,提出一种计及碳捕集、P2G和储能设备联合运行模式,通过细化P2G两阶段运行过程,提高氢能的利用效率;利用储能设备解决CO_(2)在捕集和利用上的时间不匹配问题,并考虑阶梯式碳交易机制进一步降低综合能源系统(IES)中CO_(2)排放量。据此构建含碳捕集的IES低碳经济优化调度模型,并根据不同时刻碳排放量大小分成两种调度模式,利用Matlab软件中的求解器GUROBI软件对模型进行求解。仿真结果表明,所提调度方法可进一步降低系统运行成本、提高可再生能源消纳和减少碳排放量。

计及灵活性资源的综合能源系统源荷协调优化调度

可再生能源和负荷的波动性、不确定性等给综合能源系统(integrated energy system,IES)的安全灵活运行带来了极大挑战。为提高IES灵活调节能力与可再生能源消纳水平,提出一种计及灵活性资源的IES源荷协调优化调度方法。针对系统内运行灵活性需求,精细刻画各类资源灵活性能力,源侧根据电氢耦合单元运行特性构建热电联产机组(combined heating and power,CHP)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)联合运行模型,荷侧考虑综合需求响应的灵活性供给能力,建立系统综合灵活性供给模型。根据不同时刻运行灵活性不足问题分成2种调度模式,构建基于IES灵活性约束的优化调度模型,并进行仿真分析。仿真结果表明,所提出的优化调度方法能够有效提高IES灵活调节能力和可再生能源消纳水平。

电力信息物理系统建模与故障分析

针对电力信息物理系统分层建模中信息层数据转发关系表达不清晰的问题,建立了考虑前置机数据转发功能的电力信息物理系统模型。基于信息物理交互视角,通过对信息流流动过程进行分析并结合电力信息物理系统结构与功能特性,将电力信息物理系统分为数据上传与数据下发两个部分进行建模。数据上传与下发过程中分别建立决策接收矩阵与前置机数据下发矩阵以表达信息流横向流动过程。在数据上传部分建立数据预处理矩阵以表征电力信息系统自动调控能力。最后以IEEE30节点系统为例进行模型推演与故障分析以验证模型的有效性,仿真结果表明,所提模型对多种故障情形下的数据流动分析具有普适性。

需求侧实行峰谷分时电价策略的影响分析

从原理上分析了需求侧实行峰谷分时电价策略对电能损耗和用户自身利益的影响,并以江苏省某市供电公司负荷控制中心实测日的负荷数据,利用基于用户反应度的峰谷分时模型进行了仿真分析,结果表明合理的峰谷分时电价策略对改善负荷曲线形状,提高系统负荷率,降低电网电能损耗,保护用户的利益具有重要意义。

考虑双边价格联动的峰谷分时电价机理研究

论文分析了"厂网分开,竞价上网"电力市场中,需求侧峰谷分时电价体系的特点和存在的不足,在已有研究成果的基础上,建立了基于双边价格联动的峰谷分时电价数学模型,并以江苏省某市供电公司负荷控制中心实测日的负荷数据进行仿真分析,得到了削峰填谷最优时的峰谷分时电价。仿真结果进一步验证了所建模型在保持了优化的负荷平滑效果的基础上,有效地克服了单纯基于需求侧管理的模型在各方利益分享和风险分担问题上存在的明显不足。

基于图论的矩阵算法在配电网故障定位中的应用

分析现有配电网故障定位算法的不足,提出一种基于图论知识的改进配电网故障定位算法。该算法首先利用配电网有向拓扑结构生成一个可反映配电网拓扑信息的网络拓扑矩阵,当配电网发生故障时,安装在开关处的馈线终端(FTU)通过通用分组服务技术(GPRS)网络向主站上传故障信号,生成故障信息矩阵,进而得到故障判定矩阵,由故障判据定位故障发生区段。该算法不仅可以对单电源的配电网单重故障定位,对于多电源网络的多重故障以及馈线末端故障也可作出快速判断,同时对于FTU上传的不完备故障信息情况也同样适用。算例测试结果表明,该算法判断简洁直观,计算量小,实用性强,满足现代配网自动化要求。

计及电动汽车充电负荷的风电-光伏-光热联合系统协调调度

考虑大规模电动汽车(Electric vehicle,EV)随机接入含高比例可再生能源电力系统后会进一步加大系统运行的稳定性问题,根据风光特性将联合系统划分为“有风有光”、“有风无光”、“有光无风”、“无风无光”四种运行模式,提出一种计及EV充电负荷的风电-光伏-光热协调调度策略。在“多能源端”通过外加电加热模块将盈余电功率转换成热功率储存在光热电站(Concentrating solar power,CSP)的蓄热系统(Thermal energy storage,TES)中,在可再生能源出力不足时,通过TES放热推动汽轮机组出力,从而减少功率波动性。在“负荷侧”将EV负荷划分为无序EV、单纯有序EV和V2G(Vehicle-to-grid)三种不同的EV负荷。最后利用Matlab进行仿真分析,仿真结果验证了所提调度策略在减少净负荷方差、增大可再生能源消纳、减小传统机组波动等方面的有效性。

一种改进的馈线终端设计

结合现代配电网对馈线自动化的新要求,分析了以TMS320LF2407为主控芯片设计的馈线终端(FTU)的局限性,提出了改进的馈线终端设计方案。以TMS320F28335为核心处理器,提升了总体性能;新增GPRS无线网络通信功能,实现多种通信方式并存;采用改进的故障定位算法,实现故障快速定位;给出了故障录波的具体实现方式,为故障分析提供可靠依据。算例测试结果表明,当故障发生时,终端能准确地实现故障定位,便于快速完成供电恢复,满足现代配网自动化要求。

考虑峰谷分时电价和时序特性的分布式电源选址定容

不同类型的负荷和分布式电源出力在不同季节不同时段表现出明显差异,即时序特性。文章基于负荷和分布式电源的时序特性,采取负荷峰谷划分时段理论,将一年进行四季五时段的划分,结合负荷峰谷分时电价,以配电网网损费用最小为目标函数,确立了对分布式电源的选址定容。最后以IEEE 33节点配电网为算例,采用遗传算法进行计算,仿真结果验证了所提方法的合理性及可行性。

基于有向图的网损分摊机理分析与建模

电力市场环境下,如何公平合理地进行网损分摊是市场各参与方十分关注的难点问题。针对电力市场中的网损分摊问题做了两部分研究:首先将网损分摊问题转化为运筹学中的多目标规划问题,应用优化方法证明比例分摊原则的合理性;其次为了合理分摊线路上的网损,利用图论中有向图理论和组合矩阵中幂序列的基本性质提出了域的定义及算法,然后在此基础上结合交叉项问题提出了一种基于有向图的网损分摊算法,并通过仿真运算说明了该方法的合理性及可行性。

一种基于矢量控制的异步电动机节能策略

为了降低异步电动机运行时的损耗,提高运行效率,提出了一种在线搜索节能优化控制方法。通过在一定工况条件下,在线搜索定子电流isq与isd最优比值,使得电动机输入功率最小,损耗最低。该方法不需要随电动机转矩变化而重新搜索最优值,减少了搜索次数、搜索时间和搜索过程的转矩脉动,且该方法不需要复杂的算法,易于实现。通过搭建硬件实验平台,验证了该方法的正确性和有效性。

基于同胚映射和微元分析的网损交叉项分摊方法研究

网损分摊中交叉项分摊问题是电力市场研究的难点问题之一。基于同胚映射和微元分析的数学原理,提出了一种新的网损交叉项分摊方法。通过分析分摊系数应该满足的基本性质建立了该问题的数学模型,推导出了模型函数的具体性质,在此基础上对目前常用的几种分摊方法进行了筛选。为了说明该方法的合理性,运用运筹学中的多目标决策方法对模型参数进行了优化,给出合理性的判断标准。将筛选后的方法与所提的方法进行了分析比较,结果表明所提出的方法比以前常用的方法具有更好的性质,是合理的、可行的。

含可再生能源与CAES电站的电热综合能源系统调度策略

考虑电动汽车(electric vehicle)及可再生能源不断并入综合能源系统,导致整个综合能源系统不确定性加大,进而产生能源利用不充分问题,提出含可再生能源与压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)电站的电热综合能源系统调度策略。根据电力负荷需求大小划分为2种调度模式,在能源端与储能端利用CAES与光热电站联合运行方式(solar and compressed air energy storage,S-CAES)增强电网与热网之间的耦合,实现不同能源之间的高效转换与利用;在负荷端将EV负荷按照其可控性分为有序、无序EV负荷,针对不同的模式给出S-CAES不同的运行功能并给出不同的优化调度模型。最后利用Matlab分别在不同负荷模式下进行仿真分析,与传统调度策略进行对比,仿真结果验证了所提策略在增加可再生能源消纳和减小综合成本等方面的有效性和优越性。

市场环境下峰谷分时电价建模原则研究

该文分析了电力市场中实行峰谷分时电价策略可能造成的电网运营风险及对供电方和用户利益的影响。利用心理学原理提出了建立用户响应曲线的方法,提出了峰谷分时电价理论建模中划分峰谷时段、确定用户反应函数和峰谷电价拉开比、规避电网运营风险等应遵循的原则,引导电力用户主动进行削峰填谷,缓解电网高峰期电力供应紧张的局面,保证电网经济安全地运行。

峰谷分时电价理论建模与应用研究

峰谷分时电价是需求侧管理中一个最重要的经济激励措施。合理的分时电价体系运用市场调节手段,有效地改变用户的用电模式,促使用户主动进行削峰填谷,缓解电网高峰期电力供应紧张的局面,以保证系统的可靠、高效运行。详细介绍了江苏省峰谷时电价政策的实施效果、取得的经验及存在的问题,并提出了进一步完善峰谷分时电价体系的建议。

灰色预测理论在异步电动机调压节能中的应用

异步电动机调压节能是根据其负载的变化,通过调节异步电动机定子端电压,以达到节能的目的.通过分析异步电动机T型等效电路,得到效率与定子端电压、功率因数之间的函数关系,并对其进行优化,寻求异步电动机在不同负载下的最优工作电压,然后应用灰色预测理论对数据进行预测,给出负载率与定子端电压之间的精确函数关系.研究表明,在异步电动机运行的过程中,只要检测出它的负载,就可以依据这个函数关系式调节定子端电压以达到节能的目的.实例分析进一步验证了该方法的可行性及有效性.

上网竞价策略的供给函数均衡分析

电力市场是一个不完全竞争的寡头垄断市场,研究竞价策略对发电商非常重要。市场中的独立发电商往往会采用合理的竞价策略来获得最大收益。该文根据联营模式下电力市场的特点,利用供给函数模型来模拟发电商的策略行为,给出了市场均衡解。此外,还分析了分段报价、需求弹性等因素对发电商均衡策略的影响。仿真算例说明了该方法的合理性和可操作性。

分布式电源接入配电网的多目标优化控制

随着能源新时代的到来,分布式电源技术日趋成熟,配电网的结构日益复杂,传统电网正在向能源互联网的形式变革。当分布式电源大量接入配电网时,需要多台DG并联运行,优化各DG的容量和接入位置,合理地进行功率分配,最大效率地发挥分布式电源"节能减排"的优点,成为现代电力工业技术领域新的研究热点。本文针对含多种分布式电源的配电网,以发电成本最优、CO2排放最少和电能损耗最小为目标,建立经济调度模型和综合环保优化模型。经济调度模型中将各优化目标转化为经济因素,运算出配网总经济效益最优的运行状态;综合环保优化模型中,给各指标值赋予权重,通过各指标权重值的变化来满足配网不同的运行要求。

Omron可编程控制器控制方案研究

论述了利用Omron公司可编程控制器,实现各种不同现场要求的控制方案的优缺点及设计方法。在进行方案选择时,除了考虑工业现场的实际情况外,还要考虑方案的可靠性、经济性、灵活性和实用性。