微电网运行控制关键技术评价

微电网是一种智能化的控制系统,其运行效果与管控技术密切相关。为了实现微电网的精细化管理,开展了微电网运行过程评价研究,建立了包含有功功率控制、电压/无功调节、孤岛安全技术和能量优化管理4个方面的微电网运行控制关键技术评价指标体系;同时提出了基于改进变权评价方法的综合评价方法,解决了评价结果不能反映部分指标权重较小但指标值已严重偏离正常值的实际评价问题。最后,通过实际微电网运行评价算例,验证了提出的微电网运行过程评价指标体系和评价方法的有效性。

基于变分模态分解-BA-LSSVM算法的配电网短期负荷预测

配电台区日负荷序列呈现为既包含变化趋势、又含有波动细节的不规则曲线,该文借助变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)将包含这些信息的原始日负荷序列分解为不同频率尺度的子序列,并结合一系列复杂的环境因素,分别利用不同的最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)模型进行负荷预测,最后将基于不同频率分量的预测结果相加得到最终的日负荷预测结果。为了提高LSSVM预测能力,采用蝙蝠算法(bat algorithm,BA)对各LSSVM的参数进行寻优,同时,该文分析了影响负荷变化的环境因素,设计了一套因素归一化方法,预测过程考虑了环境因素的影响。仿真结果表明,该文提出的考虑复杂环境因素的预测思想及对历史日负荷进行VMD分解、BA优化、LSSVM预测的组合预测方法能有效提高短期日负荷预测的准确性。

利用改进G1-TOPSIS法的智能配电网层次化评价

为全面评价智能配电网建设和发展的水平,在分析智能配电网特点的基础上,综合考虑配电网智能化实际建设的各个层次及其关键要素,将其建设和管理定义为由基础设施层、测控网络层、管理层和效果层组成的4层次系统,并基于这样的层次划分,构建了智能配电网层次化综合评价指标体系及各层评价指标集。同时,针对该评价指标体系,提出了适用于单目标评价的改进序关系分析法(G1法)与优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)相结合的综合评价方法。该方法运用改进G1法确定权重,并对TOPSIS评价方法进行改进,使评价结果更加精确。最后,将所提方法应用于某地智能配电网评价,结果表明,该指标体系及评价方法可以为智能配电网的建设和改善运行提供依据,从而服务于智能配电网的精细化管理。

基于短时傅里叶变换的电压暂降扰动检测

用短时傅里叶变换作为时频信号分析工具,研究在电压暂降扰动下暂降电压幅值检测、扰动时间定位和扰动源识别问题。提出利用暂降后电压信号的基频幅值曲线检测暂降电压幅值,利用暂降发生和结束时产生的高频信号对电压暂降扰动时间定位的方法,并提出根据基频幅值和扰动点个数来识别电压暂降扰动源的方法,该方法可以有效区分由短路故障引起的电压暂降和由感应电机启动引起的电压暂降。仿真试验结果表明该方法对电压暂降扰动检测精度高,同时比以往基于小波变换的方法在抵御谐波和噪声干扰方面更具有优越性。

基于VMD-MPC法的并网型微电网多时间尺度能量协调优化调度

对于含有不同类型储能和分布式电源(Distributed Generation,DG)的并网型微电网,如何优化调度这些设备以提高设备的使用寿命同时平抑DG出力和负荷的波动性与不确定性对配电网的影响具有重要的研究意义。该研究提出一种基于变分模态分解(Variational Modal Decomposition,VMD)和模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)相结合的、多时间尺度滚动优化兼具反馈矫正的微电网优化调控模型,该模型在调度过程中考虑了不同类型储能和可控微电源在不同时间尺度上的运行特性,设计了1 h和15 min相结合的调度控制策略,有效解决了含多种微电源及储能设备的微电网的经济优化调度问题;最后,通过算例对比验证了此模型能比较显著地降低铅酸蓄电池充放电频率和系统的运行成本、改善了调度经济性,证明了该方法的有效性和优越性。

基于S变换和时域分析的电能质量扰动识别

提出了一种基于S变换(S-Transform,ST)和时域分析的电能质量扰动自动识别方法,该方法利用信号的S变换幅值矩阵和时域信息快速提取与各类电能质量扰动相应的特征,并借助简单的规则树识别特定的扰动,避免了因训练样本不足引起的较大误差,提高了识别效率。仿真试验结果表明,该方法识别率高,抗噪能力强,适用于电能质量扰动监测和辨识系统。

多能互补能源系统多维度综合评价方法

随着风光等清洁能源的广泛应用,具有多能互补特性的能源系统受到了广泛关注。该研究基于多能互补能源系统架构和利益主体间关系,从清洁低碳水平、安全可靠水平、能源利用水平、高效经济水平、社会服务水平等维度构建多能互补能源系统评价指标体系;提出了基于G1-CV离差最大化综合赋权-多层次物元可拓评价方法,对系统的建设与运行成果进行综合评价;最后用算例验证了指标体系与评价方法的科学有效性。该研究可为多能互补能源系统的最优规划和运行提供理论指导。

时频分析方法在电能质量扰动检测与识别中的应用

全面综述了时频分析方法在电能质量扰动分析中的应用。分别对基于小波变换、短时傅里叶变换、S变换和Hilbert-hung变换等几种时频分析方法在电能质量扰动检测与扰动类型识别中的应用加以讨论,并就值得进一步研究的问题及今后的主要研究方向进行了展望。

基于时域、小波变换和FFT的电能质量扰动识别

利用时域均方根值电压变动特性、小波变换及FFT变换对多种电能质量扰动信号进行分层次辨识。首先根据扰动信号均方根值分布特性将扰动初步分类,随后对扰动信号多尺度小波分析,确定具体的扰动类型。对陷波和谐波应用其频谱特性进行区分。仿真试验结果表明了该方法的可行性、有效性和较强的抗噪性。

面向高比例分布式光伏发电消纳的复合型需求侧响应控制

在大力推进分布式光伏发电的形势下,利用负荷侧灵活性资源提升光伏消纳水平并改善电网运行经济性已成为促进新能源发展的重要措施,如何高效进行需求侧响应控制是目前该领域研究的关键问题之一。传统的峰谷分时电价仅根据区域电网内的负荷变化的总体情况确定分时段电价实现削峰填谷,该方法未考虑区域内新增电源的发电特性,从而导致负荷调整的灵活性较差,无法有效解决区域内光伏消纳的问题。该研究针对光伏装机比例较高的区域配电网尤其是乡村配电网,提出一种基于优化调整分时电价时段的激励型需求侧响应和区域集中优化调控相结合的配电网复合型需求响应控制策略。该策略首先结合负荷需求和光伏出力曲线对分时电价峰谷时段进行因地制宜的自适应调整;其次,基于新的电价时段进行用户侧分布式最优出力计划建模,并给出用户侧可削减、可时移负荷的响应调整范围的计算方法;最后由区域调度中心实现负荷集中控制。通过算例对比验证该文方法在计及用户舒适度的基础上,弃光率和系统综合运行成本较优化前均有明显降低,解决了含高比例光伏配电网的光伏消纳及经济运行问题,为配电网精细化管理水平的提升提供了理论依据。

考虑多能互补供应特性的综合能源系统经济优化调度

综合能源系统通过多种能源互补优化,达到提升系统整体效益的目的。考虑综合能源系统自身多能源互补供应特性,在确定综合能源系统结构和各能源设备数学模型的基础上,建立了以能源外购成本、环境污染惩罚成本、能量损耗成本之和最小为目标的经济优化调度模型,通过控制各能源转换设备的出力,以达到提升系统运行性能的效果。最后利用算例验证了所提优化调控方法能很好地提高综合能源系统的运行经济性和环保性,并能够促进系统多能源互补供应和满足多种负荷需求。

基于大数据的低压配电网无功运行评价体系

我国低压配电网无功运行补偿方式多样,且补偿设备相对分散,无功运行的管理工作存在一定难度,低压配电网的无功运行缺乏有针对性的评价体系,亟需完整科学的方法进行指导。针对上述问题和需求,文章提出了基于电力大数据的包含数据层、指标层和应用层的完整的低压配电网无功运行评价体系。该体系充分发掘了大数据技术在无功运行评价的应用价值,并通过对评价对象的网格划分和评价指标的完整构建,最终实现了对低压配电网格单元的横向比较,将低压配电网的无功运行管理工作推向科学化与精细化。将该评价体系应用于某区域低压配电网算例,验证了其合理性,并可以结合电力大数据的优势,为低压配电网的无功运行管理提供更加有针对性的评价和科学有效的指导。

采用启发式策略的动态无功优化混合算法研究

严格考虑控制设备的动作次数限制,建立一个完整的非线性混合整数动态无功优化模型。结合混合算法,把离散变量和连续变量分开优化,分别使用改进后的遗传算法和内点法求解,以改善算法的收敛性和计算速度。将动态约束分为设备一天内调节次数限制和变压器相邻时段调节次数限制,提出全局调整策略和局部调整策略来分别处理这两类动态约束,使离散变量严格满足动作次数限制。启发式策略的应用使算法既能严格保证离散变量的动态约束,又能充分保留其动作自由,得到可行的最优解。Ward-hale6和IEEE30节点系统的仿真结果证明提出算法的有效性。

基于定常海森矩阵的配电网三相最优潮流模型

含有高比例分布式电源和多种离散可调设备的主动配电网最优潮流问题,实质上是一种非凸、非线性混合整数优化问题,这类问题的求解速度较慢。文中提出了基于定常海森矩阵的配电网三相最优潮流模型,模型中考虑了三相变压器、具有三相耦合特性的分布式电源、分相调压器等设备的二次模型,以保证海森矩阵为常数。通过增加支路电流为待求变量,提出直角坐标系下三相变压器的二次模型,使优化模型的海森矩阵为常数阵,从而降低最优潮流的计算时间。构建了计及分布式电源三相功率耦合特征的配电网三相最优潮流模型,比较了二次罚函数和高斯罚函数对离散控制变量的处理效果,并应用预估—校正原对偶内点法对优化模型进行求解。同时,提出加入调压器的二级迭代最优潮流策略,从而进一步优化目标值。最后,通过算例验证了所建模型与所提方法的正确性与有效性。

农村低压配电网台区智能化管理的评价与措施

将配电台区智能化发展和配电网规划有机地融合在一起,分析了农村低压配电网运行管理存在的问题,给出了农村低压配电网台区智能化管理评价方法,提出了基于智能化的农村低压配电网台区管理措施,以满足农村低压配电网负荷增长的需求,提高农村低压配电网的供电可靠性及电能质量。

基于Android的户用微网EMS客户端软件

户用微网EMS(能量管理系统)主要是针对小型的、单用户的微电网系统。结合户用微网的特性,软件主要监控分布式电源、负载和储能单元的实时运行数据,综合分析各单元发用电数据,同时协调与控制各单元的工作。采用基于集操作系统、中间件和关键应用为一体的Android系统所设计的智能手机软件平台,改变了传统的微网EMS基于B/S结构设计,采用标准的JavaEE平台进行开发的特点,克服了必须有独立的PC机来支持运行和访问的弊端。建立了户用微网能量管理系统客户端软件的基础功能模型。总结了便携式终端设备可随时方便灵活地进行数据访问和远程控制的特点,提出了智能户用微网业务管理的新方法和建议。

含电采暖的农村低压配电网规划

结合一个深山区农村"煤改电"试点工程,对使用电采暖的农村低压配电网规划与改造方法进行了研究,给出了规划评价指标和电采暖的用电负荷指标,提出了规划与改造的资料收集、现状电网分析、负荷预测、目标网架规划、投资估算等方面的基本思路和方法。

无直流电容单PWM型功率变换器整流桥换流控制

无直流电容单PWM型功率变换器是减少大容量无功元件的新型拓扑之一,该功率变换器具有结构简单、电压利用率高、损耗较低等优点,其难点问题是如何实现整流桥安全换流。本文首先对其工作原理进行分析,然后围绕整流桥换流策略、电压利用率、补偿直流电压波动的SVPWM算法等问题进行理论研究,得出了有效的整流桥换流策略和逆变桥修正SVPWM算法,仿真和实验结果表明所设计的算法正确,为该功率变换器实用化奠定了基础。

分布式电源接入对配电网运行指标的影响评估

分布式电源(DG)接入的节点位置及接入容量会对电压偏差、节点静态电压稳定和网络损耗产生相应的影响。为了量化评估这些影响,首先定义了系统电压偏差性指标、系统静态电压稳定性指标和系统网络损耗指标,进而提出了以系统电压偏差变化、系统静态电压稳定性提升和系统网络损耗变化为基础的DG接入配电网的综合影响指标,并借助IEEE 33节点系统分析了指标的价值与意义。

火电厂燃烧系统全程解耦控制

火电厂燃烧过程中燃料量难于直接测得，以及送、引风之间存在强烈耦合是燃烧系统投自动的严重障碍。本文阐述了应用于山东潍坊电厂的国产３００ＭＷ机组燃烧控制系统。该系统在信号测取，送、引风解耦及炉膛防爆等方面有新意，很值得借鉴。