面向高比例可再生能源消纳的电力市场建设及研究进展

完善的电力市场可在电力资源配置方面发挥决定性作用,是保证各类市场主体开展活跃的供需互动、促进可再生能源消纳的关键机制;针对性开展电力市场中影响可再生能源消纳因素的综合性分析,也是相关应用研究亟需。本文重点考虑全时间尺度下促进可再生能源消纳相关的交易机制,概述了国外典型电力市场结构及运行情况,梳理了相应电力市场结构及机制中促进可再生能源消纳的关键影响因素;围绕可再生能源消纳的多维关键影响因素,深入分析了我国各类市场结构和不同机制的建设现状,归纳出促进可再生能源消纳电力市场建设面临的挑战。从电力市场与碳市场、绿证市场耦合机制,可再生能源参与的中长期、现货交易及其衔接机制,面向高比例可再生能源的辅助服务市场,面向高比例可再生能源消纳的需求侧响应机制等方面,梳理了我国相关电力市场的学术研究进展。研究建议,实施多市场协同运作、中长期及现货交易衔接、辅助服务市场建设、需求响应机制建设等重点举措,支持面向高比例可再生能源消纳的电力市场建设。

基于电力大数据的宁夏乡村振兴研究

为充分发挥电力数据在乡村振兴战略实施中的价值,利用大数据挖掘技术将电力大数据与乡村振兴战略相结合,围绕乡村居民生活水平、乡村经济发展、乡村产业发展等方面,分析电力数据与农村经济发展之间的关联性,掌握乡村产业发展态势,分析闽宁镇特色乡村振兴做法,从数据显现上为其他贫困地区提供明确的、具有典范意义的乡村振兴实施意见。构建乡村振兴指数,综合评估乡村产业发展态势和居民电气化水平,为政府制定乡村振兴战略决策提供数据支撑。

考虑系统一次频率响应特性的新型电力系统源网荷储协调鲁棒规划

新能源在电力系统中占比逐步提升,且新能源的不确定性给系统安全稳定运行带来挑战,并且构建源网荷储协调发展的灵活电力平衡体系是新型电力系统的重要内核。为此,提出考虑系统一次频率响应特性的新型电力系统源网荷储协调鲁棒规划模型。首先,提出以最小化设备投建成本、运行成本和电量不平衡惩罚成本的和为目标函数;其次,考虑需求响应和储能来缓解风光电站的出力波动,建立需求响应和储能装置的运行约束,形成电力系统源网荷储协调规划模型;进一步采用鲁棒优化方法处理风光出力的不确定性,并对系统一次频率响应特性进行建模,结合频率变化率和频率最低点等频率稳定相关约束,来初步保证不确定场景下系统运行的频率稳定,将模型转化为混合整数线性规划问题,并通过列约束生成法(column-and-constraint generation method,CCG)进行求解;最后,通过算例分析验证所提鲁棒规划方法的有效性。

碳边境调节机制下近零碳制造体系建设研究

在国家“双碳”战略目标、欧盟碳排放交易体系改革的双重驱动下,我国制造业实施节能、减污、降碳协同增效,尽快实现低碳和零碳转型,成为关注焦点和发展亟需。本文重点探讨了欧盟碳边境调节机制(CBAM)对我国制造业的影响,基于此梳理了近零碳制造体系的概念特征,从关键技术、计量基础、市场驱动力等主要维度出发,详细阐述了近零碳制造体系的核心内容。分别从产品制造、电力供应两方面,提炼了近零碳制造体系的技术发展方向,建议形成“源网荷”碳计量系统以细化碳排放责任;借鉴国外碳市场发展经验并分析我国碳市场发展格局,在理论层面探讨了未来我国碳市场构建路径以促进近零碳制造体系发展。提出的近零碳制造体系实践方案,可为深化“双碳”背景下我国制造业高质量发展、开展CBAM背景下我国制造业低碳转型建设研究提供先导性和基础性参考。

故障限流器在电力系统中应用研究综述

故障限流器(FCL)是解决互联电力系统短路电流越限的有效措施,对于保证电力系统的安全运行具有重要的意义。从电力系统运行和维护的角度,对FCL在电力系统中应用的相关研究进行了回顾,重点讨论了FCL在电力系统中的应用场景,以及FCL接入后对电力系统的影响,并对未来FCL应用过程中可能存在的一些问题进行了探讨,以期能够推动FCL在电力系统中的应用,保证电力系统的安全运行。

典型缺陷下电力电缆局部放电特征与识别

局部放电监测是评估电力电缆绝缘性能与故障类型的重要手段。通过实验室设置不同的缺陷类型并搭建基于高频电流传感的电力电缆局放测试系统进行放电信号采集,对几种典型缺陷下的放电信号时域特征进行了分析,建立了可表征放电特征的参数集,并采用BPNN、SVM和CNN模型对典型缺陷放电信号进行识别。研究结果表明,基于CNN的局放模式识别方法的对干扰信号和放电类型的识别率要优于其他方法,具有较好的应用前景。

基于图像识别的高压电力线异物预警系统设计

为了提高高压电力线异物预警的抗干扰性和可视效果,提出一种基于图像识别的高压电力线异物预警系统,通过图像采集识别系统对电力线周边的情况生成二维图像并进行识别,利用短距离无线数据对两组识别结果进行合成,利用智能图像识别及投影技术对合成结果进行分析,获取物体的三维位置。通过传输设备将识别到的异物信息传入预警系统,通过预处理模块、前景检测模块、目标位置定位模块、预警模块等实现高压电力线异物预警。测试实验结果表明,所设计预警系统具有较高的处理效率,可准确监测出不同场景中的高压电力线异物,并进行实时预警。

基于数据挖掘的电力在线技术监督平台设计

为提高电力在线技术监督平台的电力信号故障识别率和正判率,设计了一种基于数据挖掘的电力在线技术监督平台。通过对平台的硬件和软件进行设计,使用数据挖掘技术对预处理后的电力信号数据加以分析,完成数据组划分工作。根据关联规则以及历史数据特征,判断并输出数据组相应结果。测试结果表明:设计平台的故障数据识别率和正判率较高,达到了预期的要求,平台性能出众,应用效果好。

SF_(6)断路器触头劣化过程合闸预击穿特性研究

电容器组投切断路器触头烧蚀劣化后会改变合闸预击穿时间,这不仅会影响选相合闸效果,同时也说明预击穿电弧持续时间可作为衡量触头烧蚀状态的指标之一。建立了126 kV SF_(6)断路器灭弧室内合闸预击穿过程电—流体耦合仿真模型,研究了触头劣化过程中合闸预击穿特性,并提出了预击穿时间带电检测方法。结果表明:合闸过程中场强最大点总是出现在静弧触头表面;灭弧室内SF_(6)气体密度几乎保持不变;110 kV电压等级相电压下,触头预击穿电弧持续时间随烧蚀程度变化的试验值与仿真值吻合良好。从电场畸变角度解释了随着触头的表面烧蚀劣化程度增大对应预击穿时间的变化规律,结果可为断路器选相合闸策略和触头状态评估提供理论指导。

温度对环氧树脂沿面闪络特性的影响研究

特高压穿墙套管的绝缘问题是特高压输电技术研究的重点,在实际的工况中,由于内部及外部环境的影响,穿墙套管时常处于室温以上的环境温度中,导致绝缘性能受到一定程度的影响。为了研究交流和直流电压下环氧树脂闪络电压随温度的变化规律以及温度的影响机制,搭建了环氧树脂沿面闪络试验平台,测量在恒定气压的SF_(6)氛围中,环氧树脂在不同温度下的闪络电压,仿真分析了闪络电压的变化原因。结果表明:在25~70℃范围内,随着温度升高,环氧树脂的闪络电压出现先小幅下降后上升的现象,存在闪络电压的最小值。该现象是由气—固界面电场分布、SF_(6)气体临界场强和环氧树脂表面陷阱能级的共同作用导致。研究成果可以为特高压直流穿墙套管绝缘优化配置提供实验依据。

电力系统信息通信网络安全防护措施探讨

电力资源是维持社会正常运转,保障人民生活质量的关键。电力系统需要长期处于良好的运行状态,才能为国家发展与人民生活带来全面保障。电力信息通信网络作为其中的重要组成部分,很容易会在多方面因素的影响下出现各种安全问题。基于此,文章针对当前电力系统通信网络中存在的问题进行探讨,并提出了相应的安全防护措施,以供参考。

新型电力系统下考虑分布式光伏并网的配电网可靠性评估

新型电力系统下,大量分布式光伏接入配电网,考虑其出力及负荷的随机特性,须对配电网安全性进行多角度综合评价。针对分布式光伏灵活接入配电网对其可靠性产生影响的问题,首先根据分布式光伏典型的出力特性,建立分布式光伏出力概率的模型。随后,确定光伏并网评估的指标以便对配电网风险进行量化,其中包括电压越限、功率越限及失负荷风险指标。最后在MATLAB仿真平台建立含分布式光伏并网的配电网模型,并考虑不同光伏出力场景、并网方式、并网容量对配电网的影响,对含分布式光伏并网的配电网进行可靠性评估。

SF_(6)断路器模拟烧蚀过程中气体分解产物特性研究

SF_(6)断路器灭弧室中的SF_(6)、微水微氧及固体绝缘材料在电弧作用下会分解重组,生成新的组分气体。为研究SF_(6)断路器完整电寿命周期内,开断电流后各气体分解产物体积分数的变化规律,搭建了断路器全寿命模拟烧蚀试验平台,进行了69次烧蚀试验,测量了烧蚀过程中的电压电流参数和各气体分解产物体积分数。结果表明:SOF_(2)、CF_(4)、SO_(2)为主要产物,SO_(2)F_(2)、SOF_(4)体积分数较低,H_(2)S不能稳定检出;SOF_(2)、CF_(4)、SO_(2)、SO_(2)F_(2)体积分数均随烧蚀次数增加而增加。主要产物中,SOF_(2)和SO_(2)的生成量与电弧能量呈线性关系;CF_(4)生成量与电弧能量之间没有明显规律,其原因可能在于电弧对于固体绝缘材料的烧蚀具有随机性。吸附剂对SOF_(2)与SOF_(4)吸附作用显著,对其余产物未表现出明显的吸附效果。最后提出了通过SO_(2)体积分数评估断路器剩余电寿命的方法。

黄土干旱区电网工程水土流失机理及其治理方法研究——以宁夏地区为例

选取干旱风沙区与黄土丘陵区为研究区域,基于风力侵蚀和水力侵蚀2种主要侵蚀模式,通过试验分析研究了电网工程水土流失的影响因子及其主要机理;采用土壤肥力提升技术及土壤保墒技术相结合的方式促进植被恢复,系统性提出了适用于宁夏地区的水土流失治理方法,为推进宁夏地区电网生态高质量发展提供了理论支撑。

复杂高次谐波电流作用下GIS振动特性研究

新型电力系统源-网-荷侧特性不同于传统电力系统,系统中存在谐波,甚至超高次谐波。谐波对气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear, GIS)振动特性产生影响。首先,分析了新型电力系统源侧、网侧以及负荷侧并入电网时产生的谐波种类及成分;其次,搭建GIS谐波激励下振动特性测量平台,结合电力系统中的谐波特性,对不同谐波电流激励下的GIS振动特征进行试验研究;最后,通过试验发现:GIS外壳振动幅值在轴向呈线性分布,振动大小与端部刚度成反比;当存在多种谐波电流时,谐波之间的和频、差频及倍频使振动频率更加丰富,这使得GIS更容易产生机械谐振。

以宁夏为例看西部新能源产业招商引资策略

助力实现双碳目标,促进西部地区新能源产业发展,以宁夏为例,探索与我国西部地区相适应的招商引资政策,并给出具有针对性的新能源产业招商引资建议。深入分析宁夏现有资源、招商引资现状与产业招商引资面临的挑战,总结出西部地区新能源产业招商的几大痛点:电气外送不足,企业需求不明,招商考核指标不匹配,产业链与招商链不适应,区域产业饱和。通过改进招商引资考核计量方法,降低相关制造业招商门槛,提高发电企业招商引资门槛,打造地区产业集群。提出产业距离的概念,通过量化产业距离明确招商引资顺序。以市场为导向,根据国家政策与当地项目确定招商引资总体方向。分析西部各省新能源产业发展情况,量化各省产业生态圈建设情况,确定跨省产业生态圈基本布局。结合地方优势产业,实现多产业融合,进一步促进新能源产业发展。

油浸式绝缘系统放电故障下气-液两相特征气体变化规律研究

油浸式系统中快速发展的放电故障具有产气量大、产气速率快等特点,以致于产生的特征气体来不及在油中溶解,绝大多数特征气体逸散至油面上进入瓦斯继电器,导致可用于变压器诊断及预警的大量有效气体无法及时达到溶解平衡,使得目前电力行业常用的油中溶解气体分析方法无法准确诊断故障。基于此,本文搭建油浸式绝缘系统快速发展放电故障下的油面气体产气规律研究试验平台,获取了油浸式绝缘系统在快速发展放电故障下的油面特征气体信息。结果表明:故障发生后的短时间内液相中特征气体浓度不会明显增加,而此时气相中存在大量特征气体;当系统中存在高能放电时,CO、CO_(2)、CH_(4)、H_(2)会在油面上大量汇集,这4种气体可作为高能放电故障表征依据;在此基础上,发生火花放电时,C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)也会在油面上汇集,可作为火花放电诊断辅助依据。

含新能源发电的电动汽车充电站充电功率在线优化策略研究

针对含新能源发电系统的电动汽车充电站充电功率优化问题,提出了一种充电功率在线实时优化策略,依据新能源发电出力及电动汽车当前状态信息动态调整未来24 h内充电站各充电桩充电功率,该在线优化策略依据电动汽车充电负荷特点,在初始化阶段利用基于状态依赖的决策向量分类方法,降低了每次优化待优化矩阵维度;在优化过程中利用微分演化算法,分别对有效决策向量组合以及决策向量进行优化,旨在快速、准确地对充电站中各充电桩未来24 h内的充电计划进行实时优化。该优化策略对降低充电站运行成本、改善因电动车充电引起的负荷波动具有一定的参考价值。

绝缘包覆引流线温升模型及特性研究

为明确绝缘层对引流线温度场的影响,采用有限元数值计算的方法,建立电磁温度场耦合计算模型,仿真分析绝缘引流线绝缘层的厚度、热导率以及载流量对温度分布的影响。结果表明:随着绝缘层厚度增加,传热过程变长,绝缘层外界温度逐渐降低,而绝缘层内侧和导体线芯温度接近,均表现为先减小后增大;绝缘层材料的导热率是影响导体线芯温度变化的重要因素,但对绝缘层外侧影响较小。采用试制的绝缘引流线样品进行温升实验,验证了计算模型的有效性。研究结果可为绝缘引流线的设计提供参考。

电磁脉冲应力下MOSFET器件退化机制研究

针对电力应用场景中电磁脉冲导致芯片性能异常退化、芯片内MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等器件失效机理不清晰等问题,本研究采用幅值和宽度分别为8 V和100 ns的TLP(Transmission Line Pulse)脉冲施加至5 V NMOS器件栅氧层,测量了不同脉冲循环次数下器件输出特性曲线I d V d和转移特性曲线I d V g,通过分析不同TLP脉冲条件下跨导的变化规律研究了阈值电压和载流子迁移率随TLP脉冲个数的退化规律。研究结果表明,相同漏电压V d和栅极电压V g下,器件漏电流I d随TLP脉冲次数的增加而升高;TLP脉冲导致阈值电压V T降低显著,施加20000次TLP脉冲后V T降低约25.66%;TLP脉冲造成器件阈值电压的变化量呈指数升高,通过拟合指数为0.11~0.15;TLP脉冲对沟道内载流子迁移率的影响不明显。