电动汽车并网下电力-交通耦合系统脆弱性评估

针对电力-交通耦合系统,提出一种电动汽车并网下基于最大流理论的脆弱性评估方法。建立电力-交通耦合网络模型,在此基础上,提出脆弱性指标,考虑充电站失效与充电需求重分配等场景,进行电力-交通耦合系统脆弱性评估。算例分析并识别了电动汽车并网下电力系统的关键线路。结果表明,指数越高的线路对点网络的影响越大,并通过网络剩余容量验证了方法的有效性。

徐州铁路枢纽与城市交通系统耦合初探

铁路枢纽和城市交通系统作为相对独立的运输系统在各自领域发挥了重要作用。如何将这两种运输系统有机耦合,进行系统优化,发挥两者综合效能,以徐州铁路枢纽为例,结合城市规划,进行了分析与探讨,提出耦合方案。

考虑结构和功能耦合特征的电力信息物理系统 随机加固规划

为提升电力信息物理系统(electric cyber-physical system, ECPS)面对台风等极端灾害的抵抗力,基于两阶段随机优化方法,提出一种考虑双网结构和功能耦合特征的电力/通信网架随机加固规划模型。模型第一阶段计及电力/通信线路的结构耦合特征,以总加固投资和台风灾害损失期望最小为目标,确定加固的电力/通信线路,其中,台风灾害的损失期望由第二阶段计算;第二阶段考虑通信网络故障对电力系统应急调度的级联影响,最小化随机台风场景下ECPS的故障损失期望。为生成具有代表性的台风场景集,确保随机加固方案的适应性,根据台风场景毁伤特征与ECPS故障损失的映射关系,提出一种基于高斯混合模型(Gaussian mixture model, GMM)聚类的约简场景集生成方法。最后,基于逐步对冲算法求解随机加固模型,通过对IEEE RTS 79节点信息物理系统的仿真分析,证明了文章提出的电力/通信网架随机加固规划方法对ECPS具有较好的韧性提升效果。

计及UPFC最优配置的电力系统鲁棒调度协同优化策略

统一潮流控制器(UPFC)应用于潮流调控时,计及UPFC调控参数的交流潮流计算是非凸、非线性问题,且多台装置间的非线性交叉耦合特性也会直接影响优化配置方案。为此,基于UPFC的潮流调控特性,构建了计及UPFC的松弛型交流潮流二阶锥规划模型;计及风电的不确定性,协同考虑UPFC的规划和电力系统的调度问题,建立了计及UPFC最优配置的电力系统鲁棒协同优化模型,并采用列和约束生成算法进行求解。以IEEE RTS-24节点系统为算例进行仿真分析,结果表明所提协同优化策略有效提升了UPFC配置方案的适应性,提高了系统运行经济性和风电消纳能力,增强了系统运行调控的灵活性。

牵引供电系统对架空电力贯通线感应电耦合特性及安全防护技术研究

采用CDEGS软件建立直供带回流线供电方式和自耦变压器供电方式下牵引供电系统对架空电力贯通线感应电耦合特性的计算模型;在验证计算模型正确性和有效性的基础上,从容性、阻性和感性3种耦合方式入手,通过改变不同供电方式下牵引网与架空电力贯通线之间的平行架设长度和水平间距,分析架空电力贯通线感应电的耦合特性,并进行安全防护技术优化。结果表明:停电检修时架空电力贯通线路上的静电感应电流及电磁感应电压和电流与平行架设长度成正比、与水平间距成反比,在水平间距小于5 m或平行架设长度大于2 km时存在较大安全隐患;牵引变电所设置接地网可使其附近地电位抬升,电位梯度增大,从而导致架空电力贯通线阻性耦合电流增大;钢轨对电磁感应电压的屏蔽效果明显,且基本不受水平间距的影响;通过计算得到检修架空电力贯通线时接地封线的安全设置间距,以及不同土壤电阻率下对应的安全间距系数,为防护方案优化设计提供技术支撑。

电力系统运行状态的耦合多屏显示

针对现有能量管理系统显示方式中存在数据显示困难和显示效率低下等问题,文章提出了运行状态显示的新概念:耦合多屏显示。其要点是:强调屏幕画面之间的耦合关系,了屏幕画面随着主屏幕的命令操作和事件发生动态更新,从而以多屏的视野实现对同一任务的监控操作,有效分流了数据信息。文章从理论上分析了实现耦合多屏显示的技术要点,论述了该技术在电力系统中的应用前景。

电力传动系统中非线性机电耦合振荡机理研究

为了进一步完善交直流调速技术，提高电力传动系统的调速性能，针对电力传动系统中存在的电机及拖动机械的耦合振动问题，分别从传动机构中的机械非线性与系统变流装置具有的电气非线性角度对系统中的非线性机电耦合现象进行了机理分析研究，这一结论为制定合理的振动控制策略奠定了可靠的研究基础．结果表明，内因和外因的相互作用是造成电力传动系统非线性机电耦合振荡的根本原因．

高电力电子化系统风险协同防控及韧性提升技术

在新型电力系统发展过程中,电网“双高”特征日益凸显,各类逆变器并网后造成关键节点电压稳定性下降,导致大容量直流设备换相失败风险加剧,受端系统韧性在不同时间尺度上被削弱。同时,大量电力电子装置的低旋转惯量、弱抗扰动性和强耦合特性使得电网协同防控面临失效风险,电网重要节点断面故障后有序恢复困难,亟须开展高电力电子化系统风险协同防控及韧性提升技术研究。

基于模糊观测器的多机耦合电力系统H_∞跟踪控制

将多机耦合电力系统的每个单机子系统用一系列模糊逻辑模型逼近,每个模糊逻辑模型代表子系统在特定运行点的局部线性化模型,并采用模糊观测器来估计子系统的状态。基于该系列带有观测器的模糊模型,采用H∞模糊跟踪控制方法实现了多机耦合电力系统的稳定跟踪控制,并用线性矩阵不等式的凸优化方法求解控制器参数,以确保系统的全局渐近稳定性。仿真验证了方案的有效性。

新型电力系统居民分布式资源管理综述

随着新型电力系统建设加快推进,能源供需平衡模式正在经历由“源随荷动”向“源荷互动”的深刻变革。靠近电力需求侧的居民分布式资源以其庞大规模和灵活调节能力,具备支撑新型电力系统清洁低碳、安全高效发展的潜力。为此,在全面梳理国内外居民分布式资源管理具体进展的基础上,阐述其对新型电力系统建设的推动作用。首先,介绍了户用光伏、户用储能、电动汽车、柔性负荷4类居民分布式资源,并阐述了居民分布式资源管理概念及发展。其次,围绕新型电力系统四大关键特征,讨论了分布式资源在促进电网安全高效运行、推动能源清洁低碳转型、实现电力柔性灵活调控、助力智慧融合系统建设4个方面发挥的重要作用。同时,从政策制度与管理机制、硬件设备与软件平台、管理技术与优化方法 3个方面综述了居民分布式资源管理的核心要素,并分析了居民分布式资源管理内外部重要影响因素。最后,提出了对新型电力系统居民分布式资源管理的未来展望,包括完善政策机制、升级基础设施、优化市场交易、强化技术方法 4个方向。

晶闸管耦合交直流电力系统谐波分析

本文根据晶闸管交流器的工作原理,提出了研究晶闸管耦合交直流电力系统谐波特性的逻辑开关模型,用此模型导出了谐波的直接计算方法,这种方法既简捷又有综合性,可以计算对称条件下和各种不对称条件下的系统谐波,以及动态过程中的谐波。本文讨论了对称条件下晶闸管触发脉冲不对称和线路阻抗、电源电压不对称等条件下的交直流侧谐波情况,并给出了各种条件下的计算机仿真结果。

电力系统耦合双回路数学建模及仿真

对短距离电力系统数字仿真时 ,可按物理设备对系统分块 ,将电力传输线、同步发电机、变压器、综合负载分别作为独立模块建模 ,各模块连接处用解耦电压源替代 ,这样各模块可平行地进行数字积分。本文用集总参数建立了双回线而且考虑两回线之间以及每回线各相之间都分别存在着耦合的双回传输线模块数字实时仿真模型 ,并在已知同步发电机与综合负载模型的基础上 。

电力系统的多模块耦合模型的计算机仿真

电力系统数字实时仿真中已广泛应用了多模块并行处理技术 ,针对单机带负载传输线正常运行状态提出了多模块耦合模型 ,并给出了数字积分方法。通过对一个具体电力系统的仿真 ,在PentiumⅢ计算机上进行仿真 ,结果表明所提出的耦合模型是正确的 ,所选用的数字积分法是适合于实时仿真的。

考虑多层耦合特性的电力信息物理系统建模方法

从信息物理融合的角度出发,综合考虑电力网、通信网和信息网的关联关系和耦合特性,提出了一种电力信息物理系统分层建模方法。首先,提出了考虑多层耦合特性的电力信息物理系统三层模型框架。然后,基于电网稳态潮流方程,考虑通信传输过程和信息决策过程,对电力网、通信网和信息网进行了分层次建模。针对信息网的监控功能和信息流的传递方向不同,建立了负责信息传递的上行/下行通信通道模型,再以网间接口模型关联电力网、通信网和信息网,推导出考虑多层耦合的电力信息物理系统一体化模型,显现了电力网、通信网和信息网的功能关系。最后,用IEEE 9节点和39节点系统构建的电力信息物理系统模型,基于潮流计算和拓扑分析方法,以最小切负荷为优化目标,定量推演信息网的感知决策过程和模型参数的变化对电网运行状态的影响,验证了所提出建模方法的有效性,适用于分析网络攻击、连锁故障演化机理等场景。

信息物理电力系统耦合网络仿真综述及展望

随着先进的量测、通信和网络技术的应用,电力系统正逐步演化发展为信息物理电力系统(cyber physical powersystem,CPPS)耦合网络。CPPS的稳定性、安全性分析和控制器校验,均依赖于其动态仿真。文章综述了CPPS仿真领域的相关研究。首先指出CPPS是由连续动态和离散时间耦合的混成系统,并概括其基本特点。随后,围绕CPPS耦合网络的联合仿真问题,从系统建模、平台构建、关键技术和仿真应用4个方面对已有工作进行了回顾和综述,特别关注了如何将连续动态和离散事件系统的仿真模型与框架结合起来,形成统一的联合仿真平台,实现仿真过程中两者的相互配合。在此基础上,分析了实现CPPS耦合网络仿真需要解决的关键问题,即仿真模型的合理简化与高效协调机制的设计,为后续相关研究指明了方向。

磁通耦合型限流器对电力系统暂态稳定性的影响

磁通耦合型限流器能快速动作抑制故障大电流,且在结构上易于实现,其可行性和经济性已被分析和验证。该型限流器对系统暂态稳定性的影响是个值得研究的课题。介绍了磁通耦合型限流器的结构和原理,从理论上分析了其运行阻抗对发电机功角曲线的影响,并仿真研究了含磁通耦合型限流器的单机无穷大系统的功角特性。结果表明,该型限流器可以减小系统在暂态时域内的发电机转子的加速面积,提高系统的暂态稳定性;并延长极限切除时间,为继电保护的正确动作提供更大的时间裕度。

极端自然灾害下考虑信息-物理耦合的电力系统弹性提升策略:技术分析与研究展望

随着智能电网技术的发展,电力系统基础设施与通信网络的耦合越发紧密,构成典型的信息-物理融合系统。电力系统依赖于通信系统实现海量接入设备的监测和控制,提升系统的可观性和可控性来满足诸多电力系统高级应用的需求,而通信网络设备的供电则需要电网的支持。在极端自然灾害下,这一信息-物理耦合特性成为电力系统的薄弱环节,给建立弹性电力系统带来挑战。如何有效挖掘信息层和物理层的灵活资源的协同作用,是提升电力系统弹性的关键问题。本文总结了电力系统弹性提升的研究现状及电力系统现有的态势感知和通信技术,在此基础上分析电力系统物理层与信息层的耦合性对电力系统弹性的影响,并归纳了信息-物理耦合性的研究方法。阐述了电力信息物理融合系统的弹性提升方法,探讨了利用先进通信技术的潜力和可行性。最后,针对现有工作的不足提出了这一领域未来的研究方向。

电力—天然气网络耦合系统研究综述

随着新能源装机比例的不断提升,燃气轮机平抑新能源波动性作用越发凸显,由此带来供电供气的一系列问题,越来越需要将电网和气网协同考虑。电转气技术将原来单向耦合的气—电混合系统转换为双向耦合。对涉及的天然气系统建模的普遍性、共通性问题进行了阐述,着重介绍了电力系统和天然气系统的协同优化研究,主要包括仅依靠燃气轮机作为能源接口的双网单向耦合系统研究进展和包含电转气的双网双向耦合优化研究情况。此外,对含电转气装置的电网和天然气网络耦合系统在国内外的实际工程应用情况进行概述,最后对今后双网耦合系统需要深入研究的问题进行了初步展望。

电力信息系统的耦合建模方法

考虑电力网和信息网的耦合,对建立电力信息系统模型具有重要意义。本文以IEEE9节点系统为例,首先分析系统的运行机理,描述信息网和电力网之间的数据闭环流动全过程。然后,利用矩阵描述系统内部数据传输结构,进而建立考虑电力网和信息网耦合关系的电力信息系统模型。最后,通过PowerFactory分析负荷变化时,该模型仍可保持节点电压稳定这一特点,验证了模型的准确性。

基于T-S模糊模型的多机耦合电力系统脉冲控制研究

基于模糊控制理论,研究多机耦合电力系统的控制问题。首先采用T-S模糊模型逼近非线性多机耦合电力系统,得到简化的分段线性模型,然后采用脉冲控制策略来实现非线性多机耦合电力系统的镇定。基于李雅普诺夫稳定性理论,得到易于验证的稳定性条件,可借助Matlab中的线性矩阵不等式(LMI)工具箱求解。最后以2机耦合电力系统为例,验证所提方案的有效性和实用性。