基于配电网分区的分布式混合储能优化方法

为了提高配电网对呈现不同出力特征的分布式电源的消纳能力,实现含多种分布式电源及大负荷并涉及不同出力特征的配电网优化运行,提出一种基于配电网分区的分布式混合储能优化方法。考虑多种分布式电源及大负荷的概率特征,通过K-means算法得到各分布式电源及大负荷的离散化模型,并计算离散化后配电网的电气距离矩阵,得到配电网分区的相似矩阵;采用吸引子传播(AP)聚类算法将配电网按照节点间的相似度大小分为多个分区,进而确定安装混合储能系统的聚类中心节点;考虑储能系统的充放电效率和荷电状态进行混合储能系统的容量配置,采用希尔伯特-黄变换将各分区的不平衡功率分解为高频分量和低频分量,分别作为功率型储能和能量型储能容量配置的参考功率,以确定最优配置方案。算例分析结果表明,所提优化方法可以有效提高储能的利用效率以及配置方案的经济性。

基于BAS-SVM的配电网电压暂降源识别

电压暂降是电能质量问题的一种。为提高不同电压暂降扰动源的识别正确率,提出了一种基于天牛须搜索算法(beetle antennae search,BAS)和支持向量机(support vector machine,SVM)的电压暂降源识别方法。应用改进S变换提取不同电压暂降波形的相关幅值曲线和16个特征指标。通过天牛须搜索算法(BAS)对支持向量机(SVM)的惩罚因子和核函数参数进行寻优,构建BAS-SVM分类器,将提取到的特征指标数据进行归一化处理并采用5倍交叉验证划分训练样本集和测试样本集,将其输入新构建的分类器,实现对配电网不同类型电压暂降源的识别。最后,仿真结果表明,该分类器具有更好的分类效果。

基于GA-SVR模型的配电网线路参数辨识

准确的线路参数对于配电网运行与控制具有重要意义,而配电网线路参数因受到环境、工况与温度等因素的影响而改变,同时,由于配电网结构复杂度、随机性与波动性日益加强,难以对配电网建立精确的参数辨识模型。提出一种基于GA-SVR模型的配电网线路参数辨识方法,实现配电网线路参数的准确辨识。通过遗传算法(GA)对支持向量回归(SVR)机的惩罚因子与核函数参数进行优化,解决了传统支持向量回归机采用默认参数导致模型预测效果不佳的问题。采用不同阻抗参数下的配电网潮流值对回归网络进行训练,构建改进型SVR参数辨识模型,实现对配电网线路参数的辨识。通过33节点配电网算例的验证,表明该改进型SVR参数辨识模型与传统SVR参数辨识模型相比,能够实现更高精度的配电网线路参数辨识。

径向配电网中的电容器配置分析

电容器可以有效减少无功损耗,提升配电网电能质量。为了解决电容器的优化配置这一非线性混合整数优化问题,该文提出一种基于遗传算法的模因算法。通过应用分层结构的种群,借助局部寻优过程,能够在保证计算结果可靠性的同时优化计算效率。最后通过一个9节点的典型配电网络对该算法进行了测试,验证了其良好的实用性。

智能电网虚假数据注入攻击弹性防御策略的拓扑优化

基于虚拟隐含网络的虚假数据注入攻击(False data injection attack,FDIA)防御控制策略,本文提出了一种基于图论的拓扑优化算法来提高其防御性能.首先,提出了一种图的等效变换方法—权值分配法,实现二分图连接拓扑与二分图拉普拉斯矩阵的一一对应;进而基于网络拓扑的连通度以及连通图的可去边理论,给出了虚拟隐含网络和二分图连接网络的拓扑选择依据;在考虑拓扑权值的基础上,给出了权值拓扑优化的指标评价函数;通过求解指标评价函数的最小化代价实现拓扑优化选择,从而改善基于虚拟隐含网络的虚假数据注入攻击防御方法的性能.最后,通过在IEEE-14总线电网系统上的仿真验证了所提算法的有效性.

基于改进自适应免疫遗传算法的智能电网虚假数据攻击检测方法

作为典型的信息物理攻击,虚假数据可以实现测量输出无变化,从而欺骗基于卡方检测器的检测。为此,提出一种基于改进自适应免疫遗传算法的智能电网虚假数据攻击检测方法。首先,建立三相电压测量电网模型,分析虚假数据攻击的隐蔽特性。然后,利用抗体之间的相似度指数建立异常数据检测器,对入侵的虚假数据进行检测。此外,通过引入选择、交叉、变异算子的自适应设计,提高免疫遗传算法的收敛速度和全局寻优能力,从而改善攻击检测的性能指标。最后,通过仿真实验分析所提检测方法对虚假数据攻击的检测率和误检率,结果验证了该方法的有效性。

基于可疑度的电网参数错误辨识与估计方法

电网参数错误会给状态估计、坏数据辨识带来不利的影响,并降低能量管理系统中其他高级应用软件的实用化程度。本文提出了一种基于综合可疑度的电网参数错误辨识与估计方法,首先通过可疑测点评价函数确定可疑测点集合,根据支路关联距离的概念对可疑测点评价函数值进行加权,计算支路参数错误综合可疑度,然后按照综合可疑度指标大小的顺序,逐一排查可疑支路的可疑参数,最终将错误参数的最优估计作为一个优化问题求解。算例仿真结果表明,本文提出的方法能够准确有效地辨识电网参数错误并对其进行最优估计,可有效提升电网运行参数的准确性。

可改善并网逆变器系统稳定性的弱电网频率快速检测方法

现有的频率检测方法大多通过锁相环实现,但锁相环在弱电网背景下存在失稳隐患,致使弱电网频率无法准确检测。在电网同步相位开环检测方法的基础上提出了一种新的频率检测方法,可在有高频噪声干扰的背景下显著地提高频率检测的速度与精度。文中所提出方法首先利用开环相位检测技术实时准确获取电网同步相位,接着利用差频相位跟踪算法提取实时电网相位中的差频相位分量,最后通过对该差频相位信息进行闭环控制,即可快速准确地获得电网频率信息,实验结果表明:提出的频率检测方法能够快速准确地检测电网的实时频率,精度高且抗噪声干扰能力强。

电池储能系统参与电网削峰填谷控制策略

现有针对电化学储能在电网调峰领域的研究缺乏在不同负荷场景下不同控制策略的应用对比,使得削峰填谷控制策略的选择缺乏理论依据。本文结合已有相关研究和对储能系统特性的分析,首先在考虑电网负荷、电池功率、电池容量等约束条件下,建立了以削峰填谷效果为目标的储能系统优化模型;然后在现有典型控制策略的基础上,提出了电池储能参与电网削峰填谷的恒功率充放电控制策略和功率差控制策略;最后,以某地区实际负荷数据为例,结合电池储能装置自身充放电特性,通过仿真对比了2种控制策略的优缺点,验证了考虑实际约束条件的功率差控制策略具有更优的削峰填谷效果。

基于STM32的微电网谐波检测仪设计与开发

开发高精度谐波检测装置,能够为补偿设备的合理投入提供科学依据,对保障微电网供电质量意义重大.本文提出一种基于32位ARM微处理器STM32F103+无线通讯GPRS模块SIM900为核心架构的数据检测分析系统.设计了相关硬件接口电路,为消除频谱混叠引发的精度失准进行了抗混叠滤波器结构与参数的选型研究,并对A/D采样前的模拟信号给予了电平预处理.最后,为增强装置工程应用可靠性,开展了机箱三维辅助设计与人机交互系统开发.

海上石油钻机系统孤立电网建模与谐波治理研究

海上石油钻机供电系统属于辐射型孤网弱系统,电潜泵等负荷所产生的谐波严重影响该网络的供电质量.在电力系统专业软件ETAP7.0中,建立6.3 k V油田典型组网配置模型,分析变频器谐波特性及其对网络母线电压的影响,并给出就地分散治理方案.对比分析补偿前与补偿后系统谐波特性,结果验证了设计的有效性,为油田电力组网初期工程建设提供参考.

基于分频-模糊控制算法的微电网并网谐波抑制策略

为改善微电网电能质量,实现储能系统效率最大化。本文首先分析了微电网基本结构特性,在实现对谐波电流准确检测的基础上,提出一种基于比例矢量比例积分(Proportional vector proportional integral,PVPI)的储能变流器(Power Conversion System,PCS)分频控制策略,随后,利用PVPI分频控制所具有的频率选择特性,实现对特定次频率的谐波分量的抑制,同时,结合模糊算法对PVPI控制器进行比例积分系数的在线实时调整,提高动态响应性能,使储能变流器能够有效地利用自身剩余容量对微电网内部的谐波实现补偿,改善微电网的电能质量,最后,搭建微电网并网仿真模型,仿真结果证明了所提分频-模糊控制策略的有效性。

脉冲负载下电网储能电池最优容量配置方法研究

针对传统脉冲负载下电网储能电池容量配置方法调频能力差、频率波动大的问题,研究了一种新的脉冲负载下电网储能电池最优容量配置方法。分析脉冲负载下电网储能电池多角度最优容量,判定储能电池的容量、有效功率、充放电速率,研究储能电池最优容量倍率特性,对脉冲负载下电网储能电池参与脉冲负载下电网进行两次调配,进而去除调频死区,实现电网储能电池最优容量配置。与传统方法进行实验对比,结果表明,研究的最优容量配置方法在负载脉冲下具有很强的电网调频能力,调频频率波动更小,为电网储能电池最优容量配置方法提供有利科学依据。

考虑电网调频需求时的直流负载电压下垂控制方法

电解电镀、冶金化工、电动汽车等行业的直流型用电负载在电网中的占比越来越大,对电网频率稳定性的影响也因此更加明显了。以响应电网调频需求为目标,提出了在保证电网电能质量的前提下,通过电力电子接口电路实现对直流负载电压的下垂控制,使可调型直流负载能够对电网频率异常事件进行响应。此外,为了确保直流负载的正常用电,并且避免对直流负荷进行频繁切换控制,还进一步提出了分区间调频控制模式,从而满足了需求侧响应、电网友好等电网需求。提出的控制方法结构简单,容易实现,可降低直流负载接入对电网的影响,提升电网对大规模直流负载接入的适应性。最后通过Simulink仿真验证了此方案的可行性、有效性。

链式STATCOM在电网电压不平衡时的正负序协调控制方法

当电网电压不平衡时,针对平衡系统设计的控制策略将使STATCOM输出正序电压,电网电压中的负序分量可能会造成装置过流而退出运行。围绕链式STATCOM在电网电压不平衡工况下的过流问题,利用先进的电网相位开环同步控制方法来应对电网电压相位的扰动,实现了对装置输出电压以及电网电压的相序分离,实现了对链式STATCOM输出电压的正负序分离与协调控制,通过将装置分解为正序和负序两部分控制,并且从功率平衡的角度分析,得到了正负序协调控制所需满足的相移角、调制比两方面的关系,提出了完整的链式STATCOM在电网电压不平衡时的正负序协调控制方法。仿真实验结果证明了该控制方法的正确性、有效性。

高渗透率风电并网下的电力系统调频技术综述

随着电力系统中风电比例不断提高,大规模风电并网对传统电力系统的有功功率平衡造成冲击,导致系统频率偏差,给电力系统安全带来严峻的威胁,维持电力系统频率稳定的需求日益迫切。针对风电并网背景下的电力系统一次调频方法,首先分析了大规模风电并网对电力系统传统一次调频手段的影响。随后在此基础上,研究阐述了风电机组转子动能控制、功率备用控制以及新兴附加储能系统控制参与电力系统一次调频的控制方法、基本原理及其特点。最后对未来风储联合参与高渗透风电背景下的电力系统一次调频所要研究的内容进行了展望。

微电网并网环境下电能质量分析与研究综述

可再生能源发电的大规模并网接入已严重影响电网的电能质量,微电网是利用可再生能源的有效方式,研究微电网电能质量问题具有重大的现实意义。研究了评价微电网电压偏差、频率偏差、电压波动与闪变、电压跌落、三相不平衡和谐波等电能质量的重要指标,并阐释其特点以及给电网带来危害;介绍了改善上述各类型及其综合电能质量问题的治理方法与控制策略,对比分析了不同策略和方法的优缺点,最后结合我国电网的发展趋势,对微电网电能质量治理的发展进行展望。

基于四桥臂储能系统的区域电能质量综合控制技术

文中提出了一种新型储能系统,包括前级的双有源桥电路以及后级的四桥臂逆变器,该型储能系统可实现区域不平衡负荷的功率均衡控制,同时可提供无功功率以及谐波补偿功能,实现区域电能质量的综合控制。文中优化了储能系统PI控制器设计参数,并且电流环采用电压前馈控制,实现了控制系统的快速、稳定运行。最后,通过PSIM仿真系统验证了所提方法的有效性和可行性。

考虑条件风险价值和阶梯碳交易的综合能源系统优化调度

为进一步提升综合能源系统环境效益,减少新能源出力不确定性所带来的潜在风险,提出了计及条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)以及阶梯碳交易的综合能源系统优化调度模型。考虑到系统风电和光伏出力不确定性可能带来的影响,采用条件风险价值量度不确定性带来的潜在风险,并将碳捕获技术、电转气设备以及阶梯式碳交易机制引入系统调度模型,构建了综合考虑系统运行成本和碳交易成本的优化调度目标函数,由于所建立模型为混合整数规划问题,采用CPLEX求解器进行求解,设置4种场景进行验证分析,算例表明所提模型可有效减少二氧化碳排放,在兼顾经济性和环境性的同时引入CVaR,可避免由于忽略风光不确定性所带来的较为乐观的调度结果,使系统最终调度结果更为合理。

计及共享储能与光伏的园区多用户综合收益优化

针对含共享储能与户用光伏的园区场景,文中提出一种用户侧综合收益双层优化方法,充分挖掘共享储能灵活性及用户用电需求差异性,在实现用户整体经济效益最优的同时提升光伏消纳能力。模型上层为月前优化阶段,以用户月度用电成本最低为目标,考虑系统能量平衡、储能充放电约束以及储能荷电状态约束,优化工业用户最大用电功率,降低需量电费;模型下层为日前优化阶段,综合考虑用户综合收益及光伏消纳能力,以上层优化结果为约束条件,兼顾功率、储能等约束,提出共享储能充放电功率及用户与电网交互功率等日前优化策略,在用户月度整体经济性最优的前提下,实现用户侧每日经济效益的优化。最后,以南方某实际园区作为算例验证了文中所提方法的有效性。