“双碳”背景下广州市氢能源的创新发展方向

在“双碳”目标以及“十四五”能源规划的背景下,大力发展新能源将是中国未来的主要趋势。广州市作为环“粤港澳大湾区”以及“一带一路”的核心城市,包括煤炭、氢能、电力在内的能源却主要靠外来输入。针对这一现状,如何在能源规划方面做出由传统能源向新能源方向转型的长远而细致的布局,实现节能减排达到“双碳”目标,将面临新的机遇和挑战。氢能具有可持续性且高能量密度的特性,将在新能源占有举足轻重的位置。文章从氢气的制取方法、存储、运输以及氢电转化等方面的技术和成本进行了比较分析;结合广州本地环境资源特色、工业发展现状,将氢能在发源—网—荷的电氢融合,实现削峰填谷、调峰调频的功能贡献方面做出了深入的阐述,从而规划出一条适合广州发展的氢能创新之路。

基于极点对称模态分解的配电网故障区域定位模型

针对目前的配电网故障区域定位方法均受噪声影响,导致定位误差较大的问题,提出基于极点对称模态分解的配电网故障区域定位模型构建方法。利用极点对称模态分解方法分解配电网各区域采样数据,并搜索所有极点。构建故障区域定位判断函数,计算对称模态分解方差。引入故障区域上下游判断函数,确定最初的搜索间隔。创建网络拓扑描述矩阵,按故障判据进行故障定位,并判定故障最小区域,构建有向分层模型,完成配电网故障区域定位。仿真结果表明,该模型故障区域辨识结果与实际区域一致,且与实际故障电流正序分量相角检测的数值误差最大为0.09°,具有精准定位结果。

基于业务链的配电网管理调查方法

配电网包含规划、建设、运维、服务4个阶段,涉及多个部门、专业,设备种类、管理人员众多,直面用户,管理复杂。在对国内外大型企业、组织机构、相关学术著作深入研究的基础上,以供电企业配电网业务链条中涉及的专业化、条块化、跨部门协同等复杂问题为典型业务场景开展调查研究,总结形成了一套行之有效的调研方法,为企业深入调研各类问题提供参考和借鉴。

恶劣天气下配电网故障统计分析及其概率分布拟合

为了提升配电网防灾减灾决策的科学性,需要准确掌握配电网的故障统计参数。为此,采用时间和环境相依的配电网故障统计分析方法,按不同月份、不同天气条件、不同线路类型,计算配电网故障率、停运率等参数在历史同期月份的时间分布特征。针对不同天气下的故障停运时间,提出了概率密度分布拟合方法。对南方沿海地区某大型配电网的实例分析表明:电缆故障的月际分布不明显,受天气影响较小。架空线路的故障受雷雨天气影响较大,分布集中在5—9月,呈现明显的单峰特性,可用高斯分布拟合。雷雨天气下的故障率和停运率明显高于基础故障率和停运率,并且停运持续时间更长,强迫停运时间可用威布尔或伽马分布拟合。所提方法对配电网精细化故障率统计分析具有借鉴意义,可用于指导配电网规划、运行风险评估和恶劣天气下的故障恢复策略优化。

基于改进图卷积神经网络的配网线路故障诊断

随着电网的不断扩容,系统结构越来越复杂,多故障频发,而多故障是故障诊断的关键和难点。为解决故障处理数据量大,需要快速、准确地诊断电网故障的问题,本文提出了一种基于模糊优化图卷积神经网络的配网故障诊断模型。首先处理采集的配网故障线路的特征数据;其次,搭建基于图卷积神经网络的故障诊断模型,利用模糊理论建立配电网故障的隶属函数;最后利用训练好的模型进行配网故障诊断。仿真结果表明,模糊优化图卷积神经网络对多故障诊断的准确率高于卷积神经网络以及其他方法,本文方法做出的诊断结果更加精确,综合诊断效果最好。

基于CIM模型的配电网网架拓扑结构问题优化

随着配电网的不断发展与扩大,网架拓扑结构不断扩张,最终会造成配电网网架结构愈加复杂与臃肿,许多规划之初避免的拓扑结构问题也日益显现。针对这一问题,提出了基于公共信息模型(CIM)的配电网网架拓扑结构问题优化方案。首先对CIM原有的数据进行简化与重构,提取出其中拓扑相关信息,极大减小了数据存储规模,简化了运算方式,为后续大数据规模应用提供了条件。其次提出了两种配电网典型网架拓扑结构问题的定义,并以降低配电网停电时户数为目标函数,提出了具体的网架优化方案。最后以某市实际网架数据为算例,对该方案进行了实例验证,最终的优化方案结果也得到了一线工程师的认可,表明所提出的网架优化方案可有效辨识出配电网中存在的网架问题,并提出相应有效的网架优化方案。

西北电网调峰市场与电能量市场耦合运作模式探讨

当前西北电网调峰市场基于日前预估的弃风弃光离线开展,存在实时匹配度差,各层级市场补偿基准混淆的问题。本文梳理问题的关键在于实现调峰市场与电能量市场的耦合运作,并探讨具体实现方式:通过在线计算火电机组基准出力明确调峰和电能量市场的边界,通过实时计算积分调节量明确实际调峰贡献,通过捋清省内和省间各级市场的边界实现需求传递和有序衔接,通过固化价格补偿标准直观反馈发电主体实现行为改良。最后通过算例验证耦合运作对于提升电网调节效率和体现市场价值方面具备的优越性。

基于设备健康与网架拓扑的配电网运行可靠性分析

为了应对当前配电网设备复杂多样化、可靠性分析困难的问题,提出了一种考虑实时停电率与网架拓扑的配电网运行可靠性分析方法。通过对配电网CIM网架拓扑信息进行解析,结合配电网设备实时故障率信息,进而计算负荷点乃至系统级的实时停电率与停电时间指标,并得到配电网系统的实时等值年停电时户数与平均停电持续时间等指标。该方法能从实时指标中反映系统当前设备健康、网架拓扑与运行状态等因素下对系统可靠运行造成的影响,对配电网运行管理与决策具有积极参考意义。基于广州某区配电网实际数据进行测试与分析,结果表明该方法能反映多源因素影响下配电网的运行可靠性水平与用户停电风险。

临时党支部在国家重点电网工程建设管理中的作用

为适应我国经济社会发展需要,建设高质量电网,须对现有的电网工程建设管理模式进行创新。根据《中国共产党党支部工作条例(试行)》,为执行某项任务临时组建的机构,党员组织关系不转接的,经上级党组织批准,可以成立临时党支部。这些临时党支部能够打破原有的党建工作现状,形成统一管理安排的新模式,切实解决国家重点电网工程中的急难险重问题。

110 kV电网3T接线系统故障自隔离GIS应用研究

本文针对广州地区110 kV电网3T接线运行方式受限、故障定位与隔离困难的现象,提出一种气体绝缘封闭式设备故障自隔离装置的解决方案,在电缆出线侧新增隔离刀闸和快速接地刀闸,实现线路故障隔离,同时研发故障检测试验窗,无须拆装封闭绝缘设备即可进行试验。

车载式大型应急储能电源对保供电模式研究

车载式大型应急储能电源凭着机动灵活、启动迅速的特征在应急供电过程中得到广泛应用.文章从实验分析、案例分析两个方面,就串联、并联、双回路保供电模式的实际应用效果展开分析.研究结果指出:在车载式大型应急储能装置使用中,采用重复控制与PID控制相结合的方式,能有效解决整流性等非线性负荷及电能质量控制问题;同时针对实际应用工况,车载式大型应急储能电源串联、并联及双回路供电模式具有一定适用性.该电源提供多种保供电模式,不仅保证了系统保供电性能,而且提供了保供电过程的灵活性和安全性.

柔性直流接入对交流系统短路电流影响机理研究

本文针对柔性直流输电技术应用过程中面临的对交流系统短路电流影响问题,以目前主流的采用MMC换流阀拓扑的柔性直流输电技术为分析对象,从柔直输电系统的工作原理出发,研究交流母线故障下,柔直提供短路电流产生机理,并结合实际工程案例,选取不同的控制策略仿真分析柔直工程建模。对柔性直流输电技术应用过程中的柔直控制策略设计具有一定参考意义。

中通道背靠背换流站交流接线优化

依据广东电网中通道直流背靠背工程的建设规模特点,对500 kV接线形式进行分析及研究,从而确定换流站电气主接线推荐方案。利用SSRE-TH软件进行可靠性计算,分别从运行维护、本期新建和远期超规模扩建三方面进行分析。探讨中通道旁路的两种接线形式的保护配置方案,推荐中通道的龙门2回直接接入东侧交流场,东、西侧交流场通过2回旁路联络线相连的接线方案。

嵌入式图像识别在电力安全监督系统设计中的应用

由于电力系统数据规模较大,海量计算使得监督系统运行效果并不理想,为此提出嵌入式图像识别在电力安全监督系统设计中的应用研究。测试结果表明,设计系统经白盒测试校正后,对异常电力安全状态的监督效率可以达到91.67%以上。

考虑精细模型的电-气综合能源系统优化运行方法

随着电力系统与天然气系统耦合程度的不断加深,电-气综合能源系统的优化运行成为当下研究热点。然而,电力与天然气系统的非凸非线性为模型的优化求解带来了巨大挑战,诸多研究工作对模型做了简化处理可能导致调度策略不可行。为此,文中构建了电-气综合能源系统优化模型,采用较为精细的电网交流潮流模型和气网稳态模型构成电-气综合能源系统模型,并采用粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法进行求解。为考虑复杂的耦合系统约束,文中将基于分别循环迭代的电-气综合能源系统能量流计算方法嵌入粒子群算法中,根据粒子位置得到非平衡机组出力、非平衡气井产气量,通过能量流计算得到系统的运行状态,进而将上下限约束作为罚项添加到粒子的评价函数中,并赋以较高的权重。在仿真验证中,文中将13节点电力网络与7节点天然气网络耦合作为测试系统,验证了优化方法的有效性。

变电站动态负载安全裕度评估及负荷控制方法

为研究变电站在检修或故障情况下的负载安全裕度,提出一种计及设备动态容量的变电站负载能力计算模型及负荷控制方法。首先,根据负载导则和温升限值构建变电站主设备的动态载流能力计算模型,得到设备的动态容量。其次,考虑站内和站间转供,运用最大流方法,确定变电站系统和各母线段负荷点在当前拓扑接线方式下的供电能力,进而依据当前负荷水平求出负荷安全裕度或超额负荷量。然后,依据负荷情况确定相应负荷控制方法,对不满足供电要求的情况根据负荷优先级确保供电,切除过载的负荷量以保证系统安全运行。最后,算例证明所提方法可以针对各类停运情况提出相应的负荷转供或负荷切除策略,在保证主设备安全的前提下充分挖掘变电站系统的供电能力,提升供电可靠性。

高耦合分裂电抗器的雷电冲击特性研究

随着国家电力行业的不断发展,许多事故发生时的短路电流已经接近或者超过设计初期的额定短路电流值,从而引发开断装置无法开断电流与烧毁设备等一系列问题。目前解决此类问题的最有效的方法是使用大容量的短路电流开断器,这种解决方式可以在不改变电网现状的情况下灵活满足短路电流容量增大的要求,但此法的缺点是电抗器易受雷电波影响。本论述介绍了高耦合分裂电抗器的工作原理与结构特点,利用集总参数法计算了一台500kV、4MVar高耦合分裂电抗器的雷电冲击特性。在分裂电抗器一侧接地而另一侧接入标准雷电波的情况下,分别计算了主绝缘通道与纵绝缘通道的电场强度,并最终通过试验验证了该计算的可靠性。

考虑市场因素的电力系统供需互动混合博弈强化学习算法

为对电力市场环境下电力系统供需互动问题更精确地建模,使其更好地与未来电力市场环境下需求侧负荷聚合商之间多变的关系和复杂的通信拓扑结构相匹配,本文将电力系统供需互动的Stackelberg博弈与复杂网络上反映需求侧负荷聚合商互动的演化博弈相结合,搭建考虑市场因素的电力系统供需互动混合博弈模型.并提出混合博弈强化学习算法求解相应的非凸非连续优化问题,该算法以Q学习为载体,通过引入博弈论和图论的思想,把分块协同和演化博弈的方法相结合,充分地利用博弈者之间互动博弈关系所形成的知识矩阵信息,高质量地求解考虑复杂网络上多智能体系统的非凸优化问题.基于复杂网络理论搭建的四类3机-6负荷系统和南方某一线城市电网的仿真结果表明:混合博弈强化学习算法的寻优性能比大多数集中式的智能算法好,且在不同网络下均可以保证较好的寻优结果,具有很强的适应性和稳定性.

扩径石灰桩复合地基现场试验与数值模拟

针对广州南沙区拟建的110 kV保税输变电站站址的深厚淤泥层软土地基处理问题,采用石灰桩复合地基处理方式进行加固。为克服传统石灰桩机械化程度低的缺点,利用开发的扩径石灰桩成套装备与工艺施做了3种不同间距条件下共28根试验桩,通过试验前后钻孔取芯、静力触探以及无侧限抗压强度试验等,对不同桩间距条件的石灰桩复合地基桩间土承载力以及复合地基承载力进行了评估。基于Biot固结理论的有限元方法,对不同间距条件下的石灰桩复合地基沉降规律进行了探讨。验证了扩径石灰桩工艺可行性的同时,也为石灰桩软基处理的设计施工提供依据。

252kV/100kA高压大容量短路电流开断装置的研制开发及应用

为解决220 kV电网短路电流超出断路器开断能力的问题,提出了基于高耦合分裂电抗器(high coupled split reactor, HCSR)自动均限流原理的短路电流并联开断技术方案,并通过仿真计算、小型样机验证试验对方案的可行性进行论证。同时攻克了高压大电流干式空心高耦合分裂电抗器、并联支路高同步SF6断路器设计制造等关键技术,研制了首台252 kV/100 kA短路电流开断装置。最后完成了关键部件型式试验和成套装置性能验证试验,成功实现了252 kV/100 kA短路电流的有效开断,为电网短路电流超标提供了可行的解决方案。开断装置已在广州电网工程应用,可满足未来电网发展需要。