考虑交通负荷时空需求及区域划分的配电网分布式经济调度策略

针对电动汽车与分布式电源高比例接入对配电网的安全经济运行所带来的挑战,以及传统集中式控制面临的通信压力大、数据隐私低等问题,提出一种考虑交通负荷时空需求的配电网分布式经济调度策略。首先,考虑不同交通区域的用户出行特性差异与实时交通信息影响,建立电动汽车充电负荷的时空分布预测模型;其次,在原有配电网的负荷特性基础上,考虑充电负荷的时空差异性,提出基于谱聚类的配电网区域划分方法;最后,提出基于交替方向乘子法的配电网分布式经济调度策略,实现经济调度模型的分布式解耦计算,并进一步提高经济调度模型的计算速度。算例表明,所提策略可降低12.76%的运行成本与59.45%的网络损耗,并提升系统的计算效率。

考虑移动式储能调度的配电网灾后多源协同孤岛运行策略

针对极端事件导致的配电网大面积停电现象,在路-电耦合背景下,提出一种考虑移动式储能调度的配电网灾后多源协同孤岛运行策略。首先,基于路-电耦合背景下的灾后运行框架,以加权切负荷量最小为目标,同时考虑交通流量的变化对移动式储能调度过程的影响,建立多源协同孤岛运行模型;然后,根据所建模型的特点以及决策需求,基于两阶段优化框架制定孤岛运行决策流程,确保失电孤岛区域与含本地电源区域负荷恢复的协调进行;最后,采用IEEE 33节点配电网与29节点交通路网相耦合的算例进行分析,验证所提策略的有效性。结果表明,所提孤岛运行策略可以充分发挥各电源在配电网灾后恢复时的协同能力,实现了有限电能的最优分配和转移,有效提升了配电网灾后恢复效果。

考虑阻感比变化的构网型变流器功率解耦控制方法

【目的】随着新能源在电力系统中的占比不断提高,构网型变流器由于具有较好的电压主动支撑能力而取得广泛的关注与研究。但是在偏远的低压配电网下,配电网的线路阻感比较大,会引起构网型变流器的功率耦合,进而影响变流器基波电压支撑能力以及功率传输能力。本文针对配电网下考虑阻感比变化的构网型变流器功率耦合问题展开研究,提出了一种采用前馈解耦的控制策略。【方法】通过在解耦通道上增加低通滤波器(LPF)的方法提高系统鲁棒性,并通过小信号法分析了不同LPF带宽对系统稳定性的影响。【结果】在采用前馈解耦后,有功功率控制回路和无功功率控制回路之间的耦合大大降低,解决了配电网阻感比较大导致的功率耦合问题,最后仿真结果验证了所提方法的可行性。【结论】本文所提方法能够实现良好的解耦效果,为构网型变流器中的功率传输提供了一种高鲁棒性的控制方案。

光伏制氢加氢一体化项目运行模式研究

新能源发电制氢与电网的深度耦合、友好互补模式研究是氢能支撑新型储能及新型电力系统建设的关键环节。对光伏制氢加氢一体化项目氢气消纳市场、电力负荷特性、电力负荷预测和风光发电特性进行了分析,对“光伏发电灵活制氢,友好上网,谷电补充制氢”及“光伏发电优先制氢,余电上网,谷电补充制氢”两种运行模式进行了深入研究和分析。通过论证分析可知,“光伏发电灵活制氢,友好上网,谷电补充制氢”模式实现了“源-网-荷-储-用”上下游良好耦合与互补,以及本地电力及能源的综合高效利用,该模式比“光伏发电优先制氢,余电上网,谷电补充制氢”模式的供电净收入多196万元,经济效益更好。因此,推荐运行模式采用“光伏发电灵活制氢,友好上网,谷电补充制氢”模式。

智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响

目前的电网必将发展成为由电力网和信息网组成的相互依存的复合网络.分析了智能电网网络构成的特点,阐述了信息网络安全在智能电网安全中的重要性.通过对智能电网信息化引入新元素的主要功能和特点的分析,从信息的采集、传输、处理和互动等角度描述了智能电网的信息安全问题,预想了各类攻击条件下的安全性事故场景.从网络功能的耦合性和网络间故障的传播特性探讨了信息网络安全对电力系统生存性的影响.最后,从关键技术、标准体系、政策法规、培训管理等方面提出了加强智能电网信息安全的具体建议,有助于提高智能电网安全性.

“十一五”期间天津500／220kV电网分区供电方案

论述了天津电网分区供电的必要性和分区供电方案的计算分析方法,结合天津电网"十一五"期间500kV和220kV输变电工程的建设项目,重点研究了2009年天津500kV/220kV电磁环网的运行方式,通过计算和分析电网的电力平衡关系、短路电流、潮流并进行稳定校核,指出了电磁环网运行存在的问题,提出了分区供电方案,并对天津电网的网架规划和建设过程中存在的问题提出了建议,以期为天津电网"十一五"期间的分区供电研究工作提供参考。

跨大区互联电网与省级电网大扰动振荡耦合机制

华北电网与华中电网特高压交流互联后,位于华中电网西部末端且与互联通道电气距离最远的四川电网,其网内枢纽电站及其出线故障将会引发特高压通道功率大幅涌动,并成为约束南北电力互济的重要因素之一。首先分析了华北—华中特高压互联电网网架拓扑结构与转动惯量分布特征;基于所定义的广义驱动能量,揭示华中不同省级电网故障扰动后,特高压通道华中侧落点电网的注入能量差异;通过理想主导振荡模态及大电网仿真轨迹分析,指出过渡期电网固有结构所决定的振荡机群同调性和振荡耦合叠加性,是导致四川网内故障激发大区振荡首摆驱动能量和反摆制动能量显著增大,进而引发特高压通道功率大幅涌动的根本原因。基于广义驱动能量的影响因素分析,提出相应的缓解措施。该研究可提升特高压大电网动态行为机制的认知能力和大电网安全稳定运行的驾驭能力。

电磁环网中无功环流的分析与控制

电磁环网是在电网发展过程中产生和消亡的一种特殊的网架结构。多年来,对电磁环网的研究多以安全控制为目标,分析其是否开环运行,而对电磁环网合环运行的功率控制研究较少,对其无功功率控制的研究更为少见。文章针对电磁环网中出现的无功环流问题,分析了其产生机理和控制措施,并将研究成果用于指导西北电网刘家峡—炳灵330/220kV电磁环网无功环流的控制中。研究表明,对电磁环网中的无功环流进行控制可显著降低网损,提高电网经济效益。该研究有望对我国750kV和特高压电网发展过程中形成的电磁环网的安全、经济运行起到一定的指导作用。

66单元三角形栅格径向线阵列天线馈电系统

提出了三角形栅格布局的多单元径向线子阵的设计思想,根据该子阵馈电系统耦合量的需求,设计了一种新型耦合探针,并基于此探针,对中心频率为2.856 GHz的66单元三角形栅格径向线子阵的馈电系统进行了分析和设计.仿真计算结果证明：该66单元三角形栅格径向线子阵馈电系统在中心频率处基本实现了66路等幅馈电,在2.78～2.92 GHz的频带范围内,反射系数小于0.1.此外对加载单元大线的66单元阵列辐射特性进行了仿真计算,进一步验证了该馈电系统设计的可行性.

基于网格搜索算法的PCNN模型参数自适应

为提高利用脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network,PCNN)模型进行人脸识别时的准确率,并解决利用PCNN进行人脸识别时,模型中多个参数需凭经验设定的问题,提出一种基于脉冲发放强度的PCNN(QD-PCNN)模型和改进的网格搜索算法。QD-PCNN模型在简化的PCNN模型基础上,引入脉冲发放强度,细化模型的输出。改进的网格搜索算法在进行参数寻优时,根据识别对象,在较大范围内搜索,在得到的寻优结果附近区域进行精确搜索。在实验中,将通过改进的网格搜索法得到的参数组合运用到QD-PCNN模型中进行人脸识别,实验结果验证了该方法的有效性。

92单元三角栅格径向线子阵馈电系统的设计和实验研究

以探索更多单元数的三角形栅格径向线子阵馈电系统为目的,对92单元子阵馈电系统进行了研究,提出了一种新型耦合探针,以满足馈电系统对耦合量及幅频特性的要求。对馈电系统微波能量不均匀分布引起的探针难以实现耦合量的等幅输出问题进行了分析,并给出了相应的解决方案。实验测试结果表明：馈电系统在中心频率2.856GHz处,驻波系数为1.1,各探针耦合量实现了近似等幅馈电;在2.76~2.92GHz带宽范围内,驻波系数小于1.5,各输出端口的幅频特性一致性较好。实验测试结果与仿真设计结果基本相符。

动态路-电耦合网络下电动出租车快速充电引导及其定价策略

电动出租车作为快速充电及路-电耦合网络的主要参与者,其连续行驶-充电行为严重影响了路-电耦合网络的运行状态,为此提出了基于路-电耦合网络的电动出租车快速充电引导及其定价策略。首先,提出了电动出租车在路-电耦合网络下交通流-能量流-信息流的交互框架;然后,提出了交通网的信息动态更新策略,建立了单辆电动出租车模型用于模拟电动出租车的连续行驶-充电状态切换行为;在此基础上,提出了路径规划与交通网信息更新同周期的动态导航及考虑下一寻客点的选站决策方法;最后,根据站内负荷和选站负荷进行虚拟负荷预测,提出了基于虚拟负荷和利用率均衡的充电站定价策略。算例仿真结果表明,所提方法能够均衡充电站负荷,缓解交通网的拥堵状况,提高电动出租车的运营收入。

天津电网中期运行方式研究

重点研究2009年天津电网500 kV/220 kV电磁环网运行方式,通过对短路电流、电网静态安全、稳定性校核、无功平衡等计算,分析500 kV/220 kV电磁环网三种不同解环方式对天津电网的影响,指出各种解环方式的优缺点,并结合天津电网具体情况提出2009年电磁环网宜采取的解环运行方式;分析新建500 kV重大输变电工程建设对天津电网的影响,对这些输变电工程的投产顺序及投产前后的配套工程建设提出相关的建议。

基于拓展禁区判据的光伏接入牵引供电系统低频稳定性分析

在“双碳”愿景下,光伏通过铁路功率调节器接入牵引供电系统具有良好的发展前景,但光伏接入会对系统的低频稳定性产生影响。针对这一问题,首先建立了光伏-车-网耦合系统小信号阻抗模型,得到了该系统的回比矩阵;然后针对禁区判据进行拓展,提出了拓展禁区判据并给出了判据形式;最后利用拓展禁区判据分析了铁路功率调节器控制器参数等系统参数对低频稳定性的影响,并搭建MATLAB/Simulink测试模型和StarSim半实物实验平台进行了验证。结果表明,与禁区判据相比,拓展禁区判据能更准确地判断光伏-车-网耦合系统低频稳定状态,降低了一定的保守性。

栅-网耦合净化电焊烟尘的正交试验模拟

为了探究对电焊烟尘高效、低耗、低投入的处理方法,基于正交模拟方式对栅-网耦合过滤过程进行研究,得到影响除尘效率主要因素,以确定模拟条件下的最优工况组合。以振弦栅数量、栅-网间距、入口风速和金属丝网等效过滤孔径为耦合正交变量,选择CFD软件建立物理模型并进行网格划分,利用FLUENT计算软件对栅-网耦合正交试验的相关参数进行模拟计算。研究结论表明:4种正交参数对过滤效率的影响程度为:金属丝网等效过滤孔径>振弦栅数量>入口风速>栅-网间距;在考虑过滤压降的情况下,两块振弦栅,栅-网间距为20 mm,金属丝网等效孔径为1μm的栅-网耦合过滤系统在入口风速为3.0 m/s时对电焊烟尘的过滤效果最明显。

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。

一二维耦合河网水沙模型研究

借鉴河网水流的三级解法,将二维河段概化为河网内部河段,通过河网节点流量和输沙量的平衡,建立一二维耦合河网水沙模型。模型采用全隐式方法建立二维河段以首末断面的水位和含沙量为中间变量的矩阵追赶关系,进而建立整个一二维河网的节点水位及含沙量的矩阵方程组。对方程组的求解,可实现一二维水沙模型的耦合求解。通过对长江下游大通至镇江概化河网的验证计算,表明模型具有很好的实用价值。

牵引供电网-多台机车耦合系统的低频振荡分析与抑制

目前我国电气化铁路交直交机车与牵引网构成的车网耦合系统时常发生低频振荡(LFO),严重威胁铁路的安全稳定运行。为了研究低频振荡产生机理,该文首先基于阻抗比判据和Bode图对车网耦合系统进行稳定性理论分析,给出影响稳定性的主要因素;然后基于Matlab/Simulink搭建车网耦合仿真模型并进行联合仿真,仿真结果再现低频振荡现象,并验证理论分析的正确性;最后根据阻抗比判据和Bode图的稳定性理论分析结果,给出基于机车网侧变流器控制参数修正的低频振荡抑制措施,并通过计算机仿真和硬件在环实时仿真证明了该抑制措施的正确性与有效性。

基于滑模控制的牵引网网压低频振荡抑制方法

针对高速铁路牵引网低频振荡造成动车组牵引封锁的现象,提出了一种基于滑模控制的动车组网侧整流器控制策略。首先,推导了CRH5型动车组网侧单相整流器在dq旋转坐标系下的状态空间数学模型;其次,详细论述了控制策略原理和设计过程,包括外环电压滑模面与内环电流控制率的求取;最后,在Matlab/Simulink与RT-LAB平台上搭建了基于滑模控制器的双重化仿真模型,并与传统线性比例积分（proportional integral,PI）控制策略以及两种对比于PI控制响应性能更好的新型控制策略：基于互联和阻尼分配的无源控制（无源控制）和基于模型的预测电流控制控制（预测控制）的仿真试验效果进行了比较,结果证明滑模控制具有更好的动、静态特性。为进一步验证滑模控制对低频振荡的抑制效果,搭建了基于滑模控制与PI控制的多车接入的车网耦合系统仿真模型,仿真结果证明滑模控制可以有效地抑制低频振荡的发生。

面向双碳目标的交通网-电网耦合网络中电动汽车负荷低碳优化方法

交通系统与电力系统是全球化石能源消耗的两大主体,也是双碳目标下需要重点优化的对象。电动汽车兼具交通与用电属性,其作为燃油车的环保替代品虽然可以避免行驶过程中的直观碳排放,却会在充电的同时产生上游发电碳排放,因此亟待解决如何通过优化电动汽车的充电负荷来减少整个系统的碳排放。提出一种面向双碳目标的交通网-电网耦合网络中电动汽车充电负荷低碳优化方法。先将电动汽车的行驶、充电行为进行建模得到电动汽车的聚合充电负荷,再依据电网最优潮流结果进行碳排放的溯源与追踪,进而提出基于模拟退火算法的优化求解框架与方法,在不牺牲用户原本充电需求的前提下,仅通过转移充电负荷的时空分布,将原本由火电承担的部分功率转移给新能源发电,在提升新能源就地消纳的同时降低整个耦合网络的碳排放总量。最后通过算例分析验证了所提低碳调度方法的有效性。