考虑需求响应的风光热联合出力优化调度

目前,以风力、光伏为代表的可再生能源发展迅速,但受电网调节能力弱、需求侧资源未充分利用等因素的影响,出现严重的弃风弃光现象。首先,在风光电站与光热电站联合并网的基础上,采用电加热装置将未消纳的风电与光电转换为热能储存于光热电站的储热系统中,构建风光热联合发电系统模型;其次,引入激励型需求响应,按用户响应时段的不同进行区分,采用基于用户响应量差异的阶梯型激励机制,建立考虑激励型需求响应的风光热联合出力调度模型,实现源荷协调调度;最后,调用Cplex求解器,以系统综合成本最优为目标进行日前调度优化,对比分析了不同模型调度结果,验证了所提模型在提升系统风光消纳能力和降低系统综合成本方面均具有有效性。

考虑静态拓扑及动态调整的新型电力系统弹性评估

为提高新能源消纳率且支撑构建新型电力系统,应合理有效地评估电力系统的弹性,并有针对性地提出改进措施。针对当前电力系统弹性评估较少考虑网架结构影响,未考虑静态弹性与动态弹性之间关联性等问题,提出了考虑静态拓扑以及动态调整的电力系统弹性评估方法。首先,建立了电力系统的弹性分析框架;其次,提出了电力系统静态与动态弹性的评估指标,并分别基于复杂网络理论及动态调整策略评估了电力系统的静态弹性与动态弹性;最后,通过实际网架结构验证了所提理论方法的有效性与适用性。所提的弹性评估可以为新型电力系统建设提供网架结构以及运行方式等方面的参考。

电-气-热综合能源系统多目标优化调度

当前以风光为代表的可再生能源快速发展,但其具有随机性、波动性和间歇性的特点,不仅增大了常规电源的调节压力,也对电网的经济运行带来巨大挑战。结合电-气-热综合能源系统多能互补的特点,综合考虑不同能源间的耦合关系及经济运行,构建了系统运行成本最小及风光消纳最大的多目标优化模型。针对所建多目标模型非线性、不可微和多约束的特点,提出一种混合非支配排序遗传算法和多目标粒子群(NSGA-II-MOPSO)算法,该方法通过计算拥挤距离并根据精英策略进行排序,经过更新粒子的速度和位置,从而获得最优帕累托前沿,在提高风光消纳的基础上,有效降低系统运行成本。最后采用电-气-热IES 39-20-6系统进行验证,仿真结果表明了所提模型的正确性及算法的有效性。

计及分区动态无功储备的无功电压控制模型与方法

当前电网无功电压自动控制算法未能很好地提高系统电压稳定性。以电压控制分区动态无功储备作为系统电压稳定性的量度,提出一种无功电压控制优化模型。通过计算各分区关键节点的电压-无功曲线得到无功源的有效无功储备,以故障下无功源出力的最大变化量作为各分区最小无功储备,将分区动态无功储备作为目标函数和约束条件加入优化模型中,以达到在保证电压稳定裕度的同时减少系统有功网损和实现电压控制的目的。IEEE 118节点系统的仿真结果和在某实际电网自动电压控制系统中的应用表明,所提出的模型与方法是有效的。

基于多元经验模态分解的风电并网系统次同步振荡检测

随着风电的大规模并网,电力系统次同步振荡(SSO)事件频发,严重威胁电网的安全稳定运行。实现风电并网系统SSO的准确检测,对保障系统稳定运行具有重要意义。现有的基于量测数据的SSO检测方法多为单通道方法,难以兼顾系统全局SSO特性。为此,文章提出了一种基于多元经验模态分解(MEMD)的风电并网系统SSO检测方法。首先,对风电并网点量测数据进行多元经验模态分解,进而借助Teager-Kaiser能量算子(TKEO)筛选出含SSO模式的IMF分量;然后,采用希尔伯特黄变换(HHT)辨识次同步振荡频率及阻尼比;最后,结合改进的4机2区域测试系统的仿真数据对所提SSO检测方法进行测试,结果验证了所提方法的有效性。

塔影效应下风轮仰角对风力机气动特性的影响

考虑风力机塔影效应的影响,针对风轮仰角导致风力机气动特性更为复杂的问题,文章对不同仰角水平轴风力机流场进行了数值模拟,分析了风力机叶片截面压力分布、涡量以及塔筒表面压力随相位角的变化规律,探究了风轮仰角对风力机输出功率的影响。结果表明:增大风轮仰角会降低叶片表面压力,减小叶尖部分压差,使得叶片表面高涡量区域减小;添加风轮仰角会使叶片对塔筒影响减小,塔筒表面高涡量区域随着风轮仰角的增大逐渐减小,降低塔筒表面压力波动。当叶片经过塔筒时,塔影效应对风力机影响较大,风力机输出功率降低;当叶片竖直向上时,风力机输出功率达到最大。为风力机添加仰角后,随着风轮仰角的增大,风力机的输出功率与输出功率波动均呈现先增大后减小的趋势;风力机输出功率在风轮仰角为3°时最大,输出功率波动在风轮仰角为6°时最小。

“大运行”模式下调度操作票系统的一体化应用

通过对"大运行"模式下各级调控人员操作票系统的日常应用情况和多级调度、监控间的操作票相关业务的研究,实现各级调度和监控的在线下令、回令,并快速、准确根据操作任务生成操作票,"大运行"模式下调度操作票系统是一个以图形平台为基础,利用智能推理机技术和在线交互技术,使各级调控部门操作票能够自动生成、高效交互,提高了操作票编制、审核的效率,保证了操作命令在各单位之间的流转速度,减轻了运行人员工作量和工作压力,节约了时间,有效保障了电网的安全、稳定运行。

热-应力老化作用对电容器用BOPP薄膜绝缘性能的影响

为了研究热-应力老化作用对电容器用双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜绝缘性能的影响,本文对电容器用厚度为7.8μm的BOPP薄膜进行120℃下单向拉伸,在应力分别为0、10、20、40 N下进行168 h的老化处理,利用万能材料试验机测试了其拉伸应力应变特性,在85℃条件下测试了试样的电导率、介电常数和直流击穿等电气特性,并通过热刺激去极化电流分析了热-应力老化作用对BOPP薄膜陷阱特性的影响。结果表明:热-应力的老化作用导致BOPP薄膜电导率明显上升,热的作用导致介电常数的下降,单向应力的作用导致介电常数的上升。此外,热刺激去极化电流测试结果表明,热-应力老化作用导致BOPP薄膜中能级较深陷阱密度显著上升。上述结果表明,热-应力老化作用导致电容器用BOPP薄膜电气性能下降,应增强对其重视和研究。

计及不确定性的新能源小镇灵活性资源容量优化配置

随着能源互联网建设的推进,多种能源间灵活互动,用能需求不断多元化,可再生能源消纳比例越来越高,导致能源供需系统的不稳定性增强,系统平衡难度增加。为满足多元化用能需求和实现高比例可再生能源的消纳,提出计及不确定性的新能源小镇灵活性资源容量双层优化配置方法。结合采用比例选择法生成源荷双侧的联合概率乘积的场景,利用削减技术选取最大概率的场景作为典型日基础数据输入,规划层以年投资、运维成本最低为目标,规划地源热泵、储能和储热等灵活性资源的容量;运行层以燃料、运行维护、弃光惩罚成本最低为目标,采用遗传算法求解建立在典型场景下的灵活性资源优化配置方案。通过北方某新能源小镇的仿真,验证该方法的有效性和可靠性。

基于改进型P/Q控制的多源微电网功率脉动抑制

针对微电网三相不对称负载引起的功率脉动严重影响供电质量的问题,提出基于正负序信号解耦的改进型P/Q控制策略.利用叠加原理将并网点采集的实时信号分解,提取出各自独立、三相平衡的正负序分量,设计陷波器实现正负序分量的解耦控制,通过抑制负序电流分量降低功率脉动.仿真结果证明:提出的控制策略能够准确地对脉动电流正负序分量进行解耦控制,在保证正序分量有效输出的同时,将负序分量降到最低,改进后功率脉动降低了50%.

辽宁电网运行双预管理探讨

电网预警及应急处理机制越来越受到社会的关注,制定电网危险点的预警和预控可以提高预防和处置电力突发事件能力。阐述电网运行双预管理的范围、目标及主要措施,为减少各种电网事故的影响及损失提供参考。

基于预训练GRU-LightGBM的电力负荷预测

本文研究工作围绕电网中的核心环节电负荷预测展开.在总结分析之前研究学者的研究成果基础上,提出了基于预训练GRU与LightGBM相结合的方法.该方法首先使用电负荷数据训练一个特征提取网络GRU,然后使用该网络进行时序特征的提取,并将提取到的时序特征与非时序特征使用LightGBM进行电负荷的预测.本方法的创新点在于提出了预训练网络来扩充特征,充分融合时序特征及非时序特征.并且考虑到电网的地区差异性,在整体训练过程中将GRU网络参数进行了适应性微调.保证提取到的时序特征是符合当前地域特点的.通过仿真实验最终发现该方法在各项指标上取得了2%的提升.

差动调速风电系统传动比的有限时间历程优化

针对差动调速风电系统的总体方案,提出在有限时间历程下对总体方案中3个关键位置的变速齿轮传动比进行优化。首先,建立了调速电机的峰值功率表达式,以其最小为优化目标,并利用FAST(Fatigue,Aerodynamics,Structures,Turbulence)软件仿真获得了风轮转速,以计算在一定时间历程中的调速电机峰值功率;其次,研究了齿圈输入功率与输出功率的临界点,并利用转速平面法选定差动轮系结构参数值,作为优化的约束条件;再次,采用惩罚函数外点法编程计算;最后,按照优化结果搭建了基于差动调速的1.5 MW风电系统的SIMULINK模型并进行仿真,获得了风轮、调速电机以及同步发电机的转速、转矩和功率关系,验证了上述理论分析和参数配置的有效性。

基于非合作博弈与分布式机器学习的多微网端对端交易

针对当前端对端分布式交易方面的研究缺乏交易主体间细致的博弈关系分析,以及以机器学习为代表的人工智能方法在电力分布式市场交易方面的应用仍存在空白等问题,提出基于非合作博弈与分布式机器学习算法的多微网端对端交易方法。首先,基于多微网端对端分布式交易框架,构建市场交易主体,即微网的自治调度与端对端博弈交易模型;其次,提出基于弹性平均随机梯度下降算法的分布式机器学习框架,以及非合作博弈与分布式机器学习的多微网端对端交易流程;最后,通过实际算例仿真验证所提理论与方法在经济性、新能源消纳以及算法性能等方面的有效性与适用性。

变电站故障预警巡检机器人自主运动规划

针对当前变电站巡检无人化的场景需求,结合变电站的内部环境特征、巡检机器人运动学与动力学模型,提出智能巡检机器人自主运动规划方法与故障诊断方法.为克服传统蒙特卡洛算法中机器人绑架和粒子数固定问题,提出自适应蒙特卡洛定位算法,对巡检机器人位置实时定位,并与故障阈值的异常温度检测与报警算法相结合.通过真实场景下的路径规划与多种电力器件温度监测实验,证明了提出的方法能有效规划最优巡检路径与温度巡检任务.

一种滑动加权最小二乘风电功率预测模型

针对传统预测方法对风电场输出功率短期预测过度依赖大量的观测数据,不能有效排除早期数据的影响、缺乏自适应性等不足,采用滑动窗口加权递推最小二乘法建立风场输出电功率预测模型。在新的预测模型中,通过加权及"滑动窗口"的方法,使模型侧重于当前数据对预测结果的影响,对外界环境数据的变化具有自适应性,排除了历史数据对预测结果的干扰。针对预测模型的定阶问题,利用和声搜索算法对预测模型的阶数和参数进行优化,可以提高模型的预测精度和适用性。利用辽宁某风电场的真实历史数据建模仿真验证方法的有效性。

地区电网经济运行研究

为了减少电网损耗,实现精益化管理,提高电网企业经济效益,本文分析了产生网损的技术和管理方面的原因,提出了合理安排变压器经济运行、无功电压优化、科学调整负荷、经济调度、优化电网运行方式、优化电网结构和设备等技术措施,重视网损管理工作、加强理论网损计算和用户侧管理等管理措施。这样,在传输相同电能时,能够减少系统电能损耗,提高地区电网运行经济性。

电网调控模式下的几种典型接地故障处理

在电网调控模式下,为了快速查找并处理中性点非直接接地系统中的接地故障,减少接地故障分析和处理时间,降低故障对电网和社会的影响,本文较详细的讨论了发生接地故障时的现象、原因及各种典型接地故障的常见处理方法等。最后针对接地故障产生的原因,提出了一些具体的预防措施,可以有效地提高电网的供电可靠性,保证电网的安全、稳定、优质、经济运行。

城市综合能源网统一前推回代能流计算方法

综合能源系统能流计算复杂且解耦后算法不统一,计及电力系统在综合能源系统中的核心地位,考虑将配电网常采用的前推回代法应用于城市综合能源网能流计算中并提出一种城市综合能源网统一前推回代能流计算方法。通过详细分析风电、光伏等新能源接入对实际配电网的影响以及热网的运行方式,对传统前推回代法进行改进,提高算法对实际电网和热网的适用性;对于天然气网络,采用解环的思想推导并得出线性化补偿气流法,实现对适用于天然气网络的前推回代法的改进。最后,采用算例验证所提算法的正确性并对综合能源系统静动态特性及风电消纳能力进行分析,算例结果表明该算法不仅实现了能流计算方法的统一,还具有编程简单、对初值要求不高等优点。

变电站66kV母线三相电压不平衡研究

66kV电网存在三相对地参数不对称,造成母线三相电压不平衡,中性点位移电压偏高,虚幻接地,消弧线圈参数整定困难等问题。三相电压不平衡会影响变压器等设备的安全运行和正常出力,引起继电保护及安全自动装置的误动作,引起电网损耗的增加。本文从理论上分析消弧线圈对电压不平衡加重的原因,提出通过采用降低电网的不对称度、增大补偿电网的脱谐度和提高补偿电网的阻尼率3种方法,降低电网三相电压不平衡度,取得了良好的效果。