农村背景下基于需求响应的虚拟电厂博弈策略

针对整县光伏接入对农村配电网的影响问题,本文聚合光伏发电、分布式电储能装置组及电动自行车聚合商,引入考虑光伏逆变器影响的交直流混联网络共同组成虚拟电厂,提出一种基于主从博弈理论的含新能源虚拟电厂的双层优化模型。构建电动自行车聚合商的演化博弈模型,在此基础上建立以虚拟电厂为领导者、电动自行车聚合商为跟随者的主从博弈模型。最后,建立农忙与农闲两个场景并分别考虑晴天和阴天两种情况进行仿真,仿真结果验证了该模型可提高经济效益并改善电网运行指标。

基于PVsyst软件模拟发电量数据的光伏电站电能损耗的分析方法研究

电能损耗是光伏电站非常重要的综合性指标,对其进行分析可以为光伏电站能效管理提供数据支持。在电能损耗的计算过程中,最大负荷损耗小时数的选取非常关键。提出了一种基于PVsyst软件模拟所得的发电量数据来分析光伏电站电能损耗的方法,结合工程实际情况给出了精确计算年最大负荷损耗小时数的改进算法数学模型,并对采用不同算法得到的年最大负荷损耗小时数进行了比较分析;以山西省大同市鸦儿崖乡100 MW光伏电站为算例,对其电气设备及线缆的电能损耗进行详细分析,验证了所提出光伏电站电能损耗分析方法的正确性。研究结果表明:1)由于光伏电站容配比的影响,应分别计算光伏电站直流侧和交流侧的年最大负荷损耗小时数,直流侧和交流侧的电能损耗也需要分别计算。2)该方法基于PVsyst软件模拟得到的光伏电站全年各小时的发电量数据,可准确计算出光伏电站的年最大负荷损耗小时数,在数学逻辑上合理,可以提高光伏电站电能损耗计算的准确度。该方法也可应用于其他实际运行的发电项目的电能损耗分析。

光伏办公建筑的关键设备容量配置方法

“双碳”目标下,建筑光储直柔(PEDF)系统迅速发展。城镇办公建筑具有光伏出力一般低于建筑用电负荷的特点,针对提高系统负荷供给率和用电曲线平滑性2种优化目标,研究了建筑PEDF系统中各类主要器件的设备容量配置方法,并对内部不同资源的协调配置与调控进行了分析,充分发挥储能和电动汽车的柔性能力,提高系统整体性能,为后续办公建筑PEDF系统发展提供借鉴和参考。结果表明,建筑PEDF系统配置部分储能可大大提高系统负荷供给率和用电平滑性,降低AC/DC容量配置,电动汽车充电桩在增加系统柔性调节能力的同时,可能带来新的用电尖峰负荷。配置约0.2倍日均负荷的储能容量即可实现90%以上的光伏消纳,用电曲线平稳性有效提高,同时可降低29.1%的AC/DC容量。

考虑需求响应的交直流混合配电网分布式光伏承载能力鲁棒评估方法

鲁棒优化通常采用多面体模型来描述分布式光伏出力的不确定性,却忽略了分布式光伏出力的时空相关性,为此,该文建立了分布式光伏的时空相关性多面体模型,提出了考虑需求侧响应的交直流混合配电网分布式光伏承载能力鲁棒评估方法。首先,建立分布式光伏出力不确定性的时空相关性多面体模型和电价激励型需求侧响应模型,以最大化分布式光伏并网容量为目标,考虑交直流混合配电网中多种运行约束和调节策略,建立交直流混合配电网分布式光伏承载能力两阶段鲁棒评估模型,并采用列与约束生成算法进行迭代求解。在70节点系统上验证了算法的有效性,仿真结果表明:不同的管理策略有助于提升交直流混合配电网的分布式光伏承载能力。

交流大跨越线路改直流运行关键技术的研究及实践

通过将交流大跨越线路改为直流运行,构建具有“内嵌式”直流系统定位和“扩展背靠背”的功能定位的系统网架,提升现有输电通道的输电能量密度,实现送受端220 kV分区柔性联络。针对镇江五峰山大跨越线路不改变杆塔结构的要求,根据绝缘子的爬距确定满足污秽要求的直流电压,并进行操作过电压、雷电过电压、直流跳闸率和通航高度的校核,同时进行了线路增容改造及导线排列方式优化。五峰山“交改直”改造工程的运行情况表明,将220 kV交流大跨越线路改为±200 kV直流运行后,其输送容量可达到原交流线路的4.8倍,有效解决了过江输电瓶颈问题,挖掘了长江大跨越线路的输电潜能。这一创新性示范方案为解决电网发展难题提供了有益的方案,尤其对于国内新增通道代价高昂或实施困难的场景具有重要意义。

考虑连锁故障风险的交直流混联系统容量最优分配

将交直流混联系统的连锁故障风险与交直流容量最优分配这2方面结合考虑的研究迄今未见报道,旨在研究考虑连锁故障风险的交直流容量最优分配问题,作者进行了交直直流容量最优分配问题的初步分析和数学建模,提出了连锁故障蒙特卡洛仿真算法和交直流容量最优分配隐式枚举算法,对修改的IEEE 39算例系统进行了计算,求得使系统连锁故障与大停电风险最小的交直流容量分配最优解,分析了各种因素对交直流容量最优分配的影响。结果说明交直流混联系统的交直流容量分配存在一个比例均衡的最优方式,而应用所提方法可以从连锁故障与大停电的角度对此进行定量计算,这将为电力系统的实际规划运行提供一定的参考。

直流输电对交直流互联系统自组织临界性的影响分析

提出了一种考虑紧急控制保护装置及直流系统概率动作特性的连锁故障动态仿真模型,应用该模型对2010年华东电网实际系统进行了动态仿真。在不同的直流运行方式、直流控制参数、交直流互联方式、交直流传输容量分配条件下,计算了系统的停电功率—停电概率幂律曲线,分析了直流输电对系统自组织临界性的影响。结果表明,在某些系统中选取合适的直流输电模式可以减小连锁故障及大停电的发生概率。

输电线路摩尔根载流量简化公式的初步研究

传统载流量公式中交直流电阻比计算过程复杂,故利用交直流电阻比与电流的非线性关系简化载流量计算公式。以LGJ400/25导线为例,在环境温度20℃、30℃和40℃下简化前后公式计算误差均不超过1.4%,简化公式满足精度要求。利用动态增容和SCADA系统进行现场运行验证,结果表明:简化公式计算的载流量值与SCADA值相比,15天中有12天相对误差小(不超过10%),3天的相对误差稍大(不超过18%,较大误差主要由系统采集数据为暂态数据引起),对处于热平衡条件下的输电线路该数学模型可行有效。

基于量子粒子群算法的风火打捆容量及直流落点优化配置

针对如何根据调峰容量等约束条件,优化风电、火电容量配置及送电落点问题,以风电外送输电工程建设投资、输电损耗和弃风电量损失为优化目标函数,提出以功率平衡、风电变化速率与火电调节速度匹配为约束条件,基于量子粒子群优化算法研究直流外送落点及风火打捆容量的优化配置问题。量子粒子群优化算法采用量子理论中的叠加态特性和概率表达特性,潜在地增加了粒子群算法中种群的空间分布多样性和全局寻优能力。运用量子粒子群优化算法以及构建的优化模型,以解决我国风电跨区消纳为目的,对某实际规划区域的风火容量进行优化配置,证明了所提模型和方法科学、有效。

基于集合经验模态分解的火-储联合调度调频储能容量优化配置

储能参与电力系统调频能够减少火电机组的爬坡损耗,提高电力系统频率的稳定性。根据区域调频需求合理配置储能容量,将有利于提高系统经济性和稳定性。基于历史典型日区域控制误差（area control error,ACE）,建立了基于集合经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition,EEMD）方法的调频储能容量优化配置模型。以储能参与调频的净效益期望最大为目标,计及储能系统荷电状态（state-of-charge,SOC）等约束,优化确定基于EEMD的ACE信号滤波阶数,进而确定参与调频的储能最优配置容量。最后,基于实测ACE数据验证了所提方法的有效性。

基于双回路交直流同线输电方式的线路增容研究

针对高压远距离输电最大输送功率主要受制于静态稳定性的特点,通过分析交直流同线输电系统输送功率和功角之间的关系,得出利用直流输电系统的快速可控性来应对负荷的扰动,可提高系统的稳定裕度,间接增加线路的输送容量;并讨论了两侧交流系统有效短路比和稳定性之间的关系。同时分析出在电压电流满足一定的规则条件下,无需改变现有线路结构在交流输电线路中注入直流实现交直流的同线传输,可大幅度地节省投资和运行成本。Matlab仿真实验验证了这一方案的可行性和有效性。

高压直流三极输电特性分析

高压直流三极输电技术是一种适用于交流输电线路增容改造的新技术。介绍了它的主电路结构,对其中用于实现三极输电方式的关键部分——极3的2种接线方式(即换流阀直接反并联和换流阀中的晶闸管反并联)进行了比较,得出后者更适合应用于实际工程建设中的结论。并通过数学理论推导,分析了高压直流三极输电系统所采用的电流调制控制的原理。比较了将交流输电线路转换为高压直流双极和三极输电系统后的输电容量、冗余度、过载能力和经济性,得出后者优于前者的结论。最后,根据我国现有国情,将高压直流三极输电技术与其他的增容改造方法进行了比较,并对其在我国的应用前景进行了初步的探讨。

基于鲁棒优化的交直流混合配电网供电能力评估

提出了一种适用于高比例可再生能源接入的中压交直流混合配电网供电能力评估方法。针对可再生能源出力的随机波动性,基于鲁棒优化思想构建了供电能力评估模型;针对运行安全被破坏的情况,提出了以配电网运行风险最小为目标、以交直流换流器等为调控对象的优化控制策略,充分挖掘系统的供电潜力。算例结果表明所提方法能够合理评估不确定环境下交直流混合配电网的供电能力,为配电网的安全运行提供参考。

交直流混联系统可靠性评估

首先使用容量卷积公式计算出HVDC系统的容量-概率模型,然后对经典有功调整模型进行扩展,以模拟HVDC线路用于远距离输电和系统互联等场合。为了避免交直流系统交流潮流计算后出现平衡机出力越限问题,在有功调整模型中考虑了系统的有功损耗,并在纯交流系统可靠性评估无功/电压线性化校正模型的基础上,提出了计及HVDC线路影响的调整模型。最后对含HVDC线路的发输电系统进行了充裕度评估,研究了网损、电压及HVDC系统元件备用等因素对交直流系统可靠性指标的影响。

交流输电线路大容量固定式直流融冰装置的设计方案

设计并研制开发了一套固定式直流融冰装置,其容量较大,可以为500 kV交流输电线路提供直流融冰电流。根据现有的融冰交流线路参数,对该套装置设计研制过程中几个重要的方面,包括主电路设计、基本结构与参数、控制保护设计以及过电压与绝缘配合等做出较为详细的论述。其运行范围很大,导致其基本结构比较复杂,比如需要2个六脉动换流器并联运行,换流变压器采用Y/△接线,为小负荷融冰而配置一台较小容量的三相三绕组(Y/△/△接线)变压器,且需要配置交流和直流滤波器等。

考虑敏感负荷需求和直流故障恢复能力的交直流混合配电网开关配置

通过合理配置隔离开关和断路器可以提升交直流混合配电网的可靠性。提出一种综合考虑敏感负荷可靠性需求和直流故障恢复能力的交直流混合配电网开关优化配置方法。针对敏感负荷的可靠性需求,建立兼顾经济性、停电次数与停电时间的开关优化配置模型;根据交直流混合配电网中不同类型元件故障导致负荷点停运时间的差异,同时考虑电压源换流器控制模型切换以及直流线路中负荷极间切换的故障恢复方式,对最小割集法进行改进,增加元件划分类型并建立接线切换域,实现计及交直流混合配电网恢复能力的可靠性指标的准确计算。算例结果验证了所提方法的合理性与有效性。

不同电参数对CFRC应变敏感性的响应

CFRC具有压敏性 ,测试方法和测试参数的选择对 CFRC的压敏性有一定的影响。采用直流电阻测试法、交流阻抗测试法和电容测试法研究了不同电参数 (直流电阻、交流阻抗、电容 )对 CFRC应变敏感性的响应。实验结果表明 :直流电阻和交流阻抗随压力的变化都能反映试样受载变形的全过程 :弹性阶段、损伤阶段、破坏阶段 ;电容随压力的增大而增大 ;交流阻抗和电容随应变的变化比直流电阻随应变的变化灵敏且稳定。最后对这 3种测试方法作了综合评价。

基于容量边界与电压边界的潮流模型选择方法

在对配电网安全域(DSSR)、供电能力以及安全分析进行建模时,针对直流潮流模型选择缺乏量化依据问题,提出了基于容量边界与电压边界的潮流模型选择方法。首先,在DSSR交流潮流模型基础上,提出了容量边界和电压边界的概念。其次,基于馈线长度变化时二者的位置关系寻找临界长度,即容量约束或电压约束主导的分界点。若馈线长度小于主导分界点确定的临界长度,则容量约束更严格,可采用直流潮流模型;反之,电压约束更严格,应采用交流潮流模型。最后,针对中国城市、城镇和乡村配电网,计算得到不同导线型号、功率因数和调压措施的临界长度参考值。同时给出了导则中5类供电区域的潮流模型选择建议。

交直流电力网络源流电能分配关系解析

瞬时值解析方式虽更易于厘清电气源流间的瞬时分配关系,但若将其直接应用于分析大型交直流电网源流电能分配关系(EDR),则仍存在计算量大、与常用关口式电能计量模式不兼容的问题。为此,提出了一种解析EDR的方法。推导了关于交流支路源-流对的瞬时电流和功率及周期电能分配关系式,提出了计算直达能量成分及其能耗的方法,并采用等效虚拟交流化的方式将其拓展应用于直流支路源-流对。在此基础上,提出了能够计算任一网络源-流对所有关联路径链的EDR正反向追踪算法。算例表明,该方法能够计算全网级的EDR,可为研发智能电网能流和非能流综合分析与核算系统提供技术支撑。

特高压交流输电技术的研究与发展

结合各国特高压输电的研究进展和工程情况分析了特高压输电的技术经济特点,论述了特高压电压等级的选择问题,比较分析了特高压输电与直流输电的关系,总结了国外特高压输电的成果和经验。研究表明,特高压输电在技术经济上可行,通过采取措施可将其对环境的影响限制在允许的范围内。