基于多源量测的主配网一体化状态估计方法

针对主配网结构复杂且测量设备无法全节点覆盖的问题,本文基于多源量测数据提出了主配网一体化的状态估计算法。针对不同的量测条件,设计相应的状态估计模型,构建非线性动力学系统以保证状态估计算法的全局收敛性。同时,考虑主配网状态估计的协调问题,融合更新频率高的数据采集与监视控制系统,同步相量测量装置量测和更新频率低的高级计量架构量测,开展主配一体化的状态估计方案设计。在IEEE标准算例基础上改进的主配网络上对该方法进行相关测试,仿真结果验证了所提算法的有效性。

基于双指标有序时段划分的配电网动态重构

针对含分布式电源与电动汽车的配电网各节点负荷在重构周期内不断变化的情况,提出双指标有序时段划分方法,以节点负荷曲线幅值和形态相似性为划分指标,基于Fisher最优分割的思想有序划分重构时段,将连续时段的动态重构问题转化为多个离散时段的静态重构问题。针对重构算法普遍存在寻优效率低,容易局部收敛的问题,采用天牛须算法结合Metropolis准则避免陷入局部寻优,改进原算法步长衰减方式使寻优更灵活。基于IEEE-33节点系统仿真结果表明所提动态重构方法时段划分更精确,重构次数少,网损低,重构算法寻优成功率达98%,潮流计算次数少,更适合求解重构问题。

New Control Algorithm for Capacitor Supported Dynamic Voltage Restorer

In this paper, a simple control algorithm for the dynamic voltage restorer (DVR) is proposed to mitigate the power quality problems in terminal voltage such as sag, swell, harmonics, unbalance etc. Two PI (proportional-integral) controllers are used each to regulate the dc bus voltage of DVR and the load terminal voltage respectively. The fundamental component of the terminal voltage is extracted using the synchronous reference frame theory. The control signal for the series connected DVR is obtained indirectly from the extracted reference load terminal voltage. The proposed DVR control strategy is validated through extensive simulation studies using MATLAB software with its Simulink and Sim-power system (SPS) block set tool boxes.

中国农田水利投资全要素生产率增长的分布动态演进

中国农田水利投资力度不断加大,其投资效率问题不容忽视。采用EBM与GML相结合的方法,对基于非期望产出的中国农田水利投资全要素生产率(TFP)进行测度,运用Dagum基尼系数法探究地区差异的来源,应用核密度方法分析中国农田水利投资TFP的分布动态,最后通过Markov链方法描述中国农田水利投资TFP的分布格局。研究表明:中国农田水利投资TFP年均增长3.60%,呈现“双轮驱动”的特征;东北和东部地区增长速度相对较快,而中西部地区增长速度相对缓慢;区域差异呈波动状态,主要由超变密度贡献;时空转移受空间因素影响较大,难以形成“等级锁定”。研究成果有助于为政府优化水利投资结构提供正确方向。据此建议:注重中西部地区水利投资和水资源效率的提升,加强邻近省份农田水利投资的协同合作,推进农田水利投资市场化运行进程,激励各地因地制宜利用好自身水资源优势。

多源配电网主动孤岛恢复策略与动态组网潮流分析方法

多源配电网主动孤岛运行是极端条件下大范围电网故障时保障关键负荷供电、提升配电系统安全和可靠性的重要措施。为此,根据不同类型分布式电源及重要负荷的分布,以最小路径权值和最大重要负荷恢复量为目标,建立大停电初期的配电网孤岛黑启动方案的最优化模型,以保证关键负荷在尽可能短的时间内恢复。充分发挥BFGS信赖域算法收敛速度快、计算精度高的优点,提出多源配网主动孤岛黑启动组网过程动态潮流分析方法,利用动态潮流的频率与节点电压结果判断黑启动方案的可行性,实现多源配电网黑启动序列的有效性评估及方案优化。以改进的IEEE 33节点配电系统作为仿真算例,结果可以验证所提方法的有效性和创新性。

基于模糊分配因子的电池储能参与二次调频策略

针对电池储能参与区域电力系统二次调频,提出了一种基于模糊动态分配的储能调频控制策略,解决了系统调频需求与储能荷电状态(state of charge,SOC)重构之间的矛盾,并充分发挥了储能的快速调频特性。首先分析了灵敏度与频率偏差的关系,确定了最佳储能参与调频深度也即分配因子值与频率偏差的关系,并提出通过计算储能分配因子的灵敏度,动态调整分配因子的储能控制策略,解决了以往研究需要制定重构策略以维持储能SOC的问题。在此基础上,考虑负荷连续大扰动下储能持续出力可能会使SOC越限,提出了一种基于超短期负荷预测和模糊控制的储能分配因子二次修正策略,可提前感知负荷变化趋势,并对分配因子进行二次修正,使储能预留充足容量来应对负荷连续大扰动。基于含电池储能的两区域互联系统的仿真算例验证了所提策略的有效性。

考虑数据潮流模型的配电网关键节点辨识

【目的】配电网关键节点发生故障时会造成较大的停电损失,对关键节点进行辨识并加强对它的监控具有重要意义。随着新型电力系统的建设,配电网拓扑变动越来越频繁使得系统档案无法及时更新,造成已知拓扑信息部分失效,这导致现有基于已知拓扑的关键节点辨识方法效果不佳。针对此问题,提出了一种考虑数据潮流模型的配电网关键节点辨识方法。【方法】首先建立了基于数据驱动的潮流模型,通过回溯上述模型生成配电网邻接矩阵,解决了拓扑信息部分失效问题;然后,基于复杂网络理论和电压灵敏度提出了改进节点度数和改进节点介数指标,并引入风险理论中的电压越限风险指标,从而构建了节点关键性评估指标集;最后,基于上述指标集建立数据驱动的配电网关键节点综合辨识模型,实现了配电网的关键节点辨识。【结果】利用改进的IEEE 33节点系统对方法进行验证,结果显示:基于数据潮流模型的邻接矩阵生成算法在迭代500次后趋于稳定,迭代800次后其生成的邻接矩阵准确率可达95%以上;与对比方法在拓扑已知条件下的辨识结果进行比较,关键性排名前四的节点辨识准确率为100%,关键性排名前十的节点辨识准确率为80%。【结论】结果表明:考虑数据潮流模型的配电网关键节点辨识方法在拓扑未知的情况下能够达到对比方法在拓扑已知情况下的关键节点辨识效果。

MMC-MG配电网系统动态冗余控制策略设计及仿真优化

为了提高MMC串联结构配电网系统的可靠性,研究MMC-MG系统内包含冗余微源的组成结构,设计一种通过EEMD分解方法来实现动态冗余调节的方案。通过EEMD分解技术提取功率的低频分量,确认功率排序所需的GM。EEMD分解策略不仅能够达到动态冗余的效果,同时获得了更高的微源利用率。研究结果表明,当系统处于稳定运行状态时,形成了对称分布的稳定三相线电压,线电压只发生0.35%的小幅度畸变;三相线的电压波形呈明显的不对称分布状态,使谐波畸变率提高至3.05%。由此说明采用动态冗余控制方式可以使系统达到良好的可靠性。

过电压限制下分布式光伏电源最大允许接入峰值容量的计算

在传统配电网中接入分布式光伏电源会带来诸多不利因素,如可能导致接入点处过电压,因此,必须限制分布式光伏电源实际接入峰值容量。通过计算在配电网馈线上所有负荷等级下分布式光伏电源的最大允许输出功率及采用相关观测数据,可大致计算出分布式光伏电源的最大允许接入峰值容量,将分布式光伏电源的实际接入峰值容量控制在最大允许接入峰值容量内,一般可避免接入点处出现过电压现象。当配电网馈线离满载运行还有一定余量时,分布式光伏电源按超前功率因数运行,可提高最大允许接入峰值容量,从而提高分布式光伏电源在配电网中的渗透率。

配电网开关优化配置的动态规划算法

开关优化配置模型属非线性、不可微的约束组合优化问题,文中提出该模型求解的动态规划算法。求解中,巧妙地选择开关配置位置及其类型作为动态规划的状态,配置开关设备台数为阶段数,实现动态规划计算。在模型中诠释了动态规划的基本概念,提出可行性准则、对称性准则、有效性准则、优胜劣汰准则、最优性准则等,利用上述准则可大大减少计算量。通过RBTS-BUS6及其他系统的开关优化配置及与免疫算法、遗传算法等的对比分析,验证了该算法的正确性、可行性,显示了算法的优越性。将该方法应用于工程实际,取得了较好的工程效果,为配电网规划和改造提供了有效的分析工具。

基于动态一致性的分布式微源并联控制方法

受线路阻抗、本地负荷等因素影响,传统下垂控制方法难以实现并联微源输出功率的合理分配。针对微电网孤岛运行模式下的无功功率分配问题,提出一种基于动态一致性的分布式控制方法,利用低带宽通信方式实现相邻微源间信息的交换,各微源利用其本地信息与相邻微源的信息通过动态一致性协议对微电网中无功功率的均值进行估计,再利用积分器的作用自适应调节无功-电压下垂特性曲线的电压偏置,保证并联微源输出的无功功率按照容量比分配。对微电网孤岛模式下不同的运行工况进行仿真与对比分析,验证了所提控制策略的正确性和有效性。

基于线路修正传输极限和交流分布因子的ATC快速计算

根据现有在线应用线性分布因子法计算可用传输容量(ATC)的缺点,利用复数潮流考虑无功的影响,根据π型等值线路复数潮流轨迹和视在功率极限轨迹的交点得出计及无功的传输极限;根据基态雅可比矩阵,计算传输合同对节点电压的影响,再利用π型等值线路中线路潮流对两端节点电压的偏导,计算节点电压变化对线路潮流的影响;采用线路故障的节点功率注入模拟方法,得到考虑基态潮流的交流功率传输分布因子。并根据flowgate的剩余容量和分布因子计算ATC。定义flowgate为线路热极限和线路故障2种情况,分别计算基态潮流和考虑线路紧急故障情况下的区域间ATC值,并与线性分布因子法和重复潮流法(RPF)计算结果相比较。IEEE30节点系统计算结果表明,该算法快速准确,满足在线计算和分析要求。

电源复功率动态分布因子求解方法解析

精确确定各个电源功率在网络中的分布,是确定输电服务和转运服务费用等电力市场问题的理论基础。基于电压电流正交空间的分析方法都可归结为非线性函数值对其自变量的分摊问题,其解不唯一,因此合理性受到质疑。从能量的一维特性出发,基于电路基本定律,推导出了电源复功率动态分布因子。该分布因子反映出电源功率在网络中的分布不仅和网络拓扑结构、线路参数有关,而且和系统运行状态有关。在某一潮流状态下,电源功率按这些因子在网络中线性分布,支路潮流和损耗是电源功率在网络中不同的分布形式。IEEE9节点系统的实验结果表明该方法是正确、有效的。

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。

分布式电站入网方式对电网同步的影响

本文研究分布式电站通过接入原电网中负荷节点的方式接入电网。根据负荷节点到原电网中各发电机节点的平均距离情况,提出2种分布式电站入网方式:一种方式是新增分布式电站从离原发电机节点平均距离值最小的负荷开始接入,并按照平均距离值的升序顺序依次接入,简称方式A;另一种方式是新增分布式电站从离原发电机节点平均距离值最大的负荷开始接入,按照平均距离值的降序顺序依次接入,简称方式B。从电网统计特性和同步动力学角度进行比较,发现当分布式电站采用方式B接入电网时,网络节点分布较分散,网络同步能力较好,对离电站较近的负荷节点而言,其上的功率扰动引起的电网失同步波的扩散速度较慢,有利于失同步波的扩散抑制。此研究对分布式电站入网时提高电网可靠性运行提供了参考。

从电力系统复杂网络特征探讨元件的脆弱性

提出了采用准稳态功率分布因子并结合复杂网络的基本测度来建立电力系统复杂网络特征模型,该模型不仅能够反映元件之间的拓扑连接关系,而且能反映系统实际潮流的分布情况,并据此研究系统元件的重要性。考虑电力系统满足终端负荷需求的效率,以失负荷率来建立元件的脆弱性模型。提出了从元件的重要性来探索元件脆弱性的方法及算法流程。IEEE算例分析结果验证了所述模型及算法流程的可行性。

基于源流路径剖分的输电断面快速搜索

过载支路切除引起大规模潮流转移是导致连锁故障的重要原因。为快速、准确和全面地搜索到受潮流转移影响较大的线路构成的输电断面,提出了一种基于源流路径剖分的输电断面快速搜索算法。该算法首先根据实际电网结构利用图论知识生成有向图,建立送端节点-送电支路邻接表,快速生成源流路径树,逐步搜索有效源流路径链,最后计算所有有效源流路径链中所包含支路的开断分布因子,识别出受潮流转移影响较大的线路。所提算法无需进行全网拓扑搜索,无大规模矩阵运算,因此算法简便,搜索快速。对IEEE39节点系统进行仿真分析,其结果证明了所提算法的快速性与正确性。

基于绝对潮流介数和分布因子相关度的关键线路辨识方法

为提高电力系统关键线路辨识的准确度和辨识速度,基于电网功率分布因子、计及与发电机和负荷直连线路的重要度因子,定义了绝对潮流介数指标来进行静态关键线路辨识,并提出了分布因子相关度指标进行动态关键线路辨识。IEEE 39节点算例表明,所提出的绝对潮流介数和分布因子相关度指标无需计算潮流,同时基于绝对潮流介数辨识结果对系统进行连续攻击会使得系统最优切负荷量更大,可以更全面地找出系统的关键线路,提高关键线路辨识准确度;分布因子相关度指标提高了关键线路辨识速度,对故障后系统的前2条关键线路的辨识结果较好;结合2者可大大提高关键线路辨识效率。

大型水电站地下厂房机组支撑结构动力特性研究

就在建的某大型水电站地下厂房结构 ,分析计算了 18种振源的频率 ,全部采用三维实体单元对其进行模拟 ,建立了多个三维有限元模型并进行了计算分析和共振校核 ,研究了机组支撑结构不同的结构布置形式 ,不同的边界条件和不同的材料对其动力特性的影响 ,得出了一些结论 ,为有效优化地下厂房结构的整体动力特性 。

电力系统脆性源辨识初探

电力系统的脆性源是电力系统脆性激发的源头,基于直流潮流和分布因子法相结合,提出了快速找到系统脆性源的方法和步骤,并以三母线电力系统脆性源辨识为例,证明了此方法的有效性。