基于CIM和SVG的电网建模技术

为了解决电力软件数据的规范化问题,在IEC-61970标准的基础上结合通用信息模型C IM和矢量图形扩展格式SVG建立电网模型,并采用图模一体化技术构建图形建模系统。系统实现了基于设备模型完成拓扑结构自动生成和完整性检查的功能,并对图形数据和模型数据分别采用SVG格式和通用信息模型的可扩展标记语言模型交换格式(C IM XM L)进行标准化存取。试验表明系统生成的电网模型能方便地用于多种电力应用软件,从而满足了不同系统数据和图形交换的需要。

基于云架构的电网建模客户端图模一体化平台构建

现有电网GIS平台采用传统的集中部署模式,存在平台性能瓶颈、部署架构不够灵活等特点。为了优化客户端程序的初始化效率,提升并行多用户的协同处理能力,提出一种基于云架构下的电网建模客户端图模一体化平台构建方法。将客户端建模逻辑迁移到服务端,将客户端程序的本地逻辑建模功能调整为服务调用方式。充分利用云计算、大数据技术,发挥云端优势,优化电网GIS平台架构,提供轻量化的电网建模客户端,将电网资源建模和维护的逻辑集成至服务端。实验结果表明,该平台电网服务调用效率持续保持在4000次/s以上,可有效提升数据建模客户端性能,出错概率较低;抗干扰概率持续保持在95%左右,平台运行安全性更好,可大幅提高数据并行处理能力。

“分布式光伏为主体的新型配电网建模与关键技术”专刊征稿启事

在“双碳”目标下,光伏装机容量持续爆发性增长,截至2021年年底,我国光伏装机规模已超过300 GW,其中分布式光伏装机约为1/3。近期,国家发改委提出了整县(市、区)分布式光伏规模化开发的工作要求,将进一步推动分布式光伏发电发展,加快能源结构清洁绿色转型。然而,大量分布式光伏无序接入导致光伏容量严重超标,倒送电超出线路或变压器容量,给配电网安全稳定运行带来极大隐患。

基于图的电网建模

本文详细说明了根据如何将物理的电力系统抽象为电网图,并进行电网建模的方法和过程。

高比能二次锂电池电极材料的储能系统配电网运行建模与仿真研究

对于包含储能系统的配电网运行建模与仿真,传统方法由于缺少对储能系统变量增补约束,导致建模后储能系统的电热转换效率较低。为此,提出高比能二次锂电池电极材料的储能系统配电网运行建模与仿真研究。依据储能系统在配电网中的运行特性,建立储能系统等效电路,并以高比能二次锂电池电极材料的储能系统的经济性指标构建电网运行模型,同时对其加以变量增补约束,以动态描述配电网的运行过程。实例应用结果显示,所提方法能够有效提高储能系统的电热转换效率,建模结果更加可靠。

电网空间数据建模方式研究

本文提出了一种对电网勘测数据进行处理及电网空间数据建模的方式,并对数据模型进行了可视化表现,实验证明通过这一方式可以有效的提高海量电网空间数据的处理效率,通过对电网空间建模的研究可以为电网地理信息系统的数据集成及智能化分析、规划、决策提供相应的数据支持。

含新能源直流送端电网的电磁暂态仿真建模研究

由于机电暂态仿真无法准确反应新能源经直流送出系统的暂态特性,需要建立电磁暂态模型研究送端电网过电压的抑制策略。针对2022年我国西北某省含新能源的直流送端电网,提出了电网PSD-BPA数据到PSCAD/EMTDC模型的建立流程,并解决流程中的电网等值和电厂单机等值问题。仿真结果表明,搭建的含新能源直流送端电网模型的稳态、暂态特性均与PSD-BPA的计算结果一致,验证了提出的电网建模方法的有效性。

考虑电压支撑的新能源发电网的外网等值建模

提出了一种考虑电压支撑作用的外部电网等值建模方法.首先由电力系统综合分析程序(PSASP)的多重故障仿真计算外网所有边界节点的短路信息,得到电流源支路形式的外网等值模型,该模型忽略了内网运行,因而边界节点电压存在一定误差.在将该模型转化为基于戴维南支路的阻抗型外网模型后,提出了一种在边界节点的等值功率注入支路中进行以实际电网稳态电压为期望值的等值电势修正的方法,所获修正后的外网等值模型基于边界节点信息,能准确反映外部电网对内网的电压支撑作用.最后以宁夏局部新能源发电网为例,分别在长链型和环型两种内网结构下对外网建模,仿真验证了所提外网等值建模方法的正确性和有效性.

基于UPPAAL的微电网产能组件建模方法

微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。微电网的产能组件是微电网的重要组成部分,由于电源分布具有一定的随机性且电源的稳定性和时间相关联,致使微电网的在不同运行方式和场景下的供电可靠性存在差异。因此为了提高微电网的供电可靠性,亟须要对微电网产能组件建立一个稳定可靠的模型以保证微电网供电的可靠性。从微电网为实时控制系统的角度出发,通过分析光伏、风力发电等分布式电源建立相应的数学模型,将UPPAAL对实时系统建模方法引入微电网产能组件的建模之中,建立起来了微电网光伏电源、风力电源、水力电源的模型。最后通过将建立的模型的仿真结果与基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC的仿真结果对比,证明了该建模方法的正确性,同时建立的模型也能够更加准确的反应实时系统的真实情况。该成果可以用于微电网可靠性的自动化验证工作。

智能电网中调度自动化系统数据建模的研究

智能电网建设已成为国家的基本发展战略，它对调度自动化系统提出了更高的要求。分析了智能电网调度自动化和传统电网调度自动化在智能处理和信息共享等方面的区别，提出了SCADA面向设备建模，调度与变电站模型的源端维护方法，分析了子站SCD与主站CIM模型及其映射关系。为今后智能电网调度能充分实现信息交互、需求交互提供一定的参考价值。

面向电网网络的对象化建模及应用研究

近年来,日常电网调度以及电网数据监视对实时化和自动化水平提出了更高的要求,当前电网模型难以满足日益增长的计算需求。通过分析现有电网调控数据采集与监控处理系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)模型的功能局限性,以具体区域、供电区和厂站实例为对象,设计面向电网网络的模型。通过对使用模板公式计算前后的计算时间进行统计对比分析,证实了基于面向网络对象的模型开发的计算功能能够自动感知电网结构的变化,并实时动态调整计算模型,为实现由面向设备对象的监视转变为面向电网网络对象监视奠定了基础。

微电网建模与控制理论综述

微电网技术自诞生以来,就以高效智能、安全环保的特征,受到国内外各行业的广泛关注。在经历了超过15 a研究后,微电网逐渐形成了多能源互补供能、多模式灵活运行、低惯性快速并网、高智能协调控制等优势。作为未来智慧能源互联网的基本"网元",微电网建模与控制技术在智能电网研究中意义重大。调研了当前新建和已投运的微电网示范工程,归纳了微电网模型搭建和运行控制两方面的最新研究成果,最后结合全球能源互联网和智能配电网背景对微电网研究进行了技术展望。

基于分层模型配电网结构知识表示的拓扑分析方法

提出基于分层模型的配电网建模和拓扑分析方法,对配电网的结构知识表示采用了分层处理的方法,整个配电网分为厂站层、线路网络层。其中线路网络层又分成双层树结构,上层树结构表示出线断路器、分段开关、联络开关的逻辑连接关系,下层树结构表示负荷节点与邻近开关的逻辑关系。人工智能的框架表示法,可以方便的完成配电网结构知识表示,并且为实现了基于电网图搜索的拓扑分析方法打下基础,实践表明该方法实现简单,可靠实用。

配电线路使用PSCAD电缆模型建模

以一条全电缆正常运行的10 kV配电线路为例,利用电力系统计算机辅助设计和电磁暂态模拟程序软件(power system computer aided design and electric magnetic transient in DC system,PSCAD/EMTDC)的PI型等值电路和Bergeron模型这两种等效模型来建模,用瞬时负荷值计算当时的电流值,与当时系统的实际值进行比较来说明这两种电缆模型的应用和优缺点。

数字孪生驱动下微电网多智能体协调控制优化

传统微电网系统设备分时控制能力差,存在协同控制不足的问题。对此,提出采用思维进化算法优化多智能体控制系统。首先基于“源-网-荷-储”概念提出微电网多智能体模型,并优化目标环保成本与运维成本;然后在数据分析的基础上,通过历史光伏发电功率数据与当日气象数据,构建分布式“源”功率预测模型;最后采用思维进化算法对智能体种群调度策略的适应值进行趋同异化优化,迭代出最优种群调度策略。功率预测仿真结果表明,在类簇为3时,模型具有最高的预测精确性,较传统预测方法精度提升了5.6%;控制策略仿真结果表明,MEA算法的微电网协调控制决策优化后,提高多智能体协同控制能力,降低了环保成本与运维成本。

750kV/220kV电网电磁合环操作冲击电流分析与实践

为了分析超高压电网合环操作时冲击电流的影响作用,结合新疆750 kV巴州变电站750 kV/220 kV电网合环操作实例,简化电网建模并建立冲击电流模型,分析了影响冲击电流的主要因素(电压差、相角差和总阻抗)及对应关系,进而制定合环操作方案并顺利实现电网合环。结果表明,实测冲击电流特性与理论分析结论一致,对电网合环操作实践具有重要的理论指导和经验借鉴作用。

水电高占比下风电接入对系统稳定性影响

随着绿色清洁高效能源基地的构建,以水电为主体的水风互补成为我国西南能源开发的重要特征。为研究在典型水电系统中接入风电对系统稳定性带来的影响,首先,针对水风互补系统以转矩分析法分析了风电接入对系统频率和功角稳定性的影响,并通过算例和Prony分析验证了风速与风电渗透率对系统稳定性的影响。结果表明,风电的接入在一定程度上可以削弱传统水电系统的超低频振荡,而风电接入互联送端系统会导致区域等值惯量的下降,进而使系统区域间低频振荡风险加剧。其次,考虑风电的接入会诱发区域间低频振荡,在风电系统中引入风电的附加综合虚拟惯性与阻尼控制。算例与Prony分析验证了该控制策略能有效提高系统稳定性。最后,在区域间大规模风电接入场景下,利用改进的鲸鱼算法对风电的附加控制器参数进行了优化;结果表明,参数的整定有效提高了系统的频率以及功角稳定性。

城市应急微网群管控关键技术综述

当城市供电系统发生较大范围的停电事故时,电动汽车、分布式电源等可构建应急微网群保证关键负荷的持续供电。高比例新能源和高度电力电子化使得应急微网群运行中面临暂态电压和频率安全稳定挑战。在微网群能量管理过程中,需要考虑暂态安全稳定约束。而微网群的暂态安全稳定域具有强非线性,且离散和连续设备的差异化调节特性以及能量管理终端的计算能力和通信方式差异化使得考虑安全稳定的调控困难。依据“动态建模-稳定分析-协同调控”的内在逻辑,围绕考虑暂态安全稳定约束的城市应急微网群协同调控开展以下综述:1)考虑变流器宽频域和非光滑控制特性的微电网动态建模方法;2)研究微网群电压和频率暂态安全稳定机理与判据;3)考虑暂态安全稳定约束、信息交互延时和离散-连续混杂特征的微网群分布式优化调控方法。基于以上三个方面,阐述城市应急微网群安全稳定与低碳经济运行当前研究的不足和发展方向。

微电网经济优化运行综述

微电网的经济效益是微电网吸引用户并能在电力系统得以推广的关键因素,而经济运行是微电网经济效益得以实现的重要手段。针对目前国内外微电网经济优化运行研究现状和不足,基于微电网的多目标优化运行模型,分别从分布式微电网系统、电动汽车的微电网需求侧管理策略及冷热电联供三方面对微电网的经济运行优化进行讨论;并指出微电网多目标优化模型和优化算法是今后研究的重点,而冷热电联供、电动汽车与电网互动、新型储能等会成为研究热点。

双馈异步风力发电机稳态等值模型分析

在风电大规模并网背景下,分析双馈异步风力发电机的稳态等值模型具有现实的必要性。根据感应异步电机的结构特点,对定子和转子建立电动势平衡方程,推导出双馈异步发电机的基本稳态方程,进而得到其稳态等效电路。该等效电路直观清晰,为准确进行电力系统短路计算及保护整定奠定了基础。