电动汽车及可中断负荷参与电网的调频控制

由于可再生能源的随机性,大量的风力发电和光伏发电接入电网将会带来频率波动等一系列的问题,智能配网中数目庞大、分散的电动汽车及可中断负荷参与电网的频率控制越来越受到关注。本文在考虑电动汽车电池的充/放电特性的基础上,提出了电动汽车接入电网的频率反馈动态控制模型。在此基础上,进一步提出了包含电动汽车及热水器参与的区域频率动态模型。通过Simulink仿真验证了电动汽车和智能热水器等可中断负荷能很好的平衡可再生能源带来的频率波动。

基于机会约束理论的微电网随机优化调度

随着风能、太阳能等可再生能源的开发利用,基于分布式电源的微电网安全经济调度日益引起人们关注。本文考虑了风能和太阳能的随机性和互补性,以及储能蓄电池中能量的不确定性,提出在满足系统功率平衡约束和运行约束的条件下,建立基于机会约束理论的微电网随机经济优化模型。该模型以微电网用电总费用最小为目标函数,利用抽样平均近似(SAA)法将机会约束条件转化为确定性条件,并采用粒子群算法进行寻优求解。最后,通过对随机优化模型和确定性模型进行了对比,并研究了置信度水平和抽样次数对调度的影响,算例结果表明了该随机优化模型的合理性和有效性。

电压补偿型超导限流器在三相电网中的故障限流特性

基于电压补偿型超导故障限流器(SFCL)的单相电路结构和工作原理,提出了一种关于电压补偿型超导故障限流器的三相电路结构,并对其在三相电力系统发生不同故障时的运行特性进行了分析。利用Matlab/simulink建立仿真模型,仿真结果表明该电压补偿型SFCL的三相拓扑结构具有一定的可行性,对系统中发生不同短路故障时的短路电流都具有良好的限制作用。

配电网电容电流测量新方法

传统的配电网电容电流测量方法无法消除测量过程中阻尼电阻和电压互感器短路阻抗的影响,导致测量结果误差较大。为此,该文提出一种适用于谐振接地配电网的电容电流精确测量方法。利用配电网零序电压互感器向配电网注入变频电流信号,并测量消弧线圈内部电压互感器返回的电压信号,建立考虑阻尼电阻的变频等效电路,利用变频等效电路进行推演,可准确求得配电网电容电流。PSCAD仿真结果表明:所提方法可有效消除测量过程中阻尼电阻和电压互感器短路阻抗的负面影响,与传统测量方法相比精度更高。

温度时间常数对油纸绝缘间水分动态迁移过程的影响研究

油纸绝缘之间的水分含量会随着运行温度发生动态迁移,严重时可能会聚集在油纸界面处或析出诱发放电。本文基于Fick第二定律和双膜模型建立了油纸绝缘相间水分动态扩散和迁移模型,分别对比分析了不同升温、降温时间常数下油纸绝缘间的水分暂态分特性。研究表明,升温过程绝缘纸板和油在界面处不会发生水分的线性积聚,而降温阶段水分容易在绝缘纸板界面上发生积聚。降温速率越快,主体油中水分的相对饱和度和界面处绝缘纸板绝对水分浓度最大值越大。当降温速率的时间常数小于9.49 h,油中水分的相对饱和度最大可超过100%,严重危害变压器的安全运行。

基于动态贝叶斯网络的输电走廊山火风险时空评估

针对输电线路山火灾害的时空分布不均衡特性,提出了一种基于动态贝叶斯网络的输电走廊山火风险时空评估方法。首先,收集了影响山火发生的人为、气象、植被和地理四大类共计17个因子数据,利用随机森林算法筛选出重要因子,降低输入的数据维度和模型的复杂性;然后,构建贝叶斯网络消除因子间的耦合关系,并在此基础上建立了月时间尺度的动态贝叶斯网络山火风险评估模型,与贝叶斯网络模型相比,引入上一个时间的影响因子可以提高评估准确性。接着进一步细化时间尺度,发现随着时间尺度变小,模型评估效果逐步提升,3天为时间尺度的动态贝叶斯模型准确率达86.39%。最后利用动态贝叶斯网络模型绘制了广东省2022年清明节期间山火发生风险分布图,为电网防山火工作提供依据。

考虑多风电场出力相关性的电力系统随机优化调度

考虑多风电场出力之间的尾部相关性,借助Gumbel-Copula函数构建多风电场出力的联合概率分布,提出含多风电场的电力系统随机优化调度模型。通过抽样平均近似(SAA)法处理机会约束条件,将随机优化问题转换为可计算的确定性非线性规划问题,并采用粒子群优化(PSO)算法进行求解。通过算例分析联合概率分布、机会约束置信水平和抽样次数对优化调度结果的影响,结果验证了基于Gumbel-Copula联合概率分布的随机优化调度的合理性。

FFT结合神经网络的低频振荡主导模式识别

为提高电力系统低频振荡主导模式识别的抗噪性,提出一种FFT结合神经网络的识别方法.首先,基于加窗插值FFT算法求解各振荡模式的频率及其能量权重;然后利用神经网络分段逼近低频振荡信号,根据相邻两段的幅值变化求解衰减因子;最后拟合求出低频振荡信号的幅值和相位.仿真结果表明,该方法能可靠、准确地识别低频振荡主导模式,与Prony算法相比具有较好的抗噪性.

基于ACO-PAM综合算法的电力负荷聚类分析

负荷特性分类与综合是实现负荷模型实用化的关键.为建立合适的变电站负荷模型,将聚类方法引入负荷特性分析,提出一种基于ACO-PAM的综合聚类算法.该综合算法是PAM算法对蚁群的历史最优位置进行聚类分析,将此位置代替PAM的参考点,作为新的聚类中心,数据将自适应地加入到适合它的聚类中.ACO算法具有全局搜索能力强、易于与其他方法结合的优点,改进了PAM算法易陷入局部最优、实际数据聚类效果差等不足.实例分析验证了ACO-PAM综合算法应用的可行性和有效性.

RBF神经网络在风电场年度发电量估算中的应用

风力发电量估算是风机匹配和风电成本分析中的关键步骤。为了准确地估算出风力发电量,利用径向基函数RBF(radial basis function)神经网络对风电场的年度发电量进行估计,并基于中国台湾18个气象台站和韩国26个气象台站的历史数据建模进行各自估计以及相互估计。由于影响风力发电量的主要因素是风速大小以及风机的工作时间,故采取年均风速以及对该年风机工作时间有影响的风速威布尔分布的形状参数k作为输入。将估计的结果与实际结果进行对比,对比结果证明该方法是可行且有效的。

基于IMF能量矩和SVM的电力线路故障定位

针对配电网拓扑结构日益复杂化以及线路单相接地时故障信息难以提取等问题,提出了一种基于本征模函数IMF(Intrinsic Mode Function)特征能量矩的故障信息提取方法,并利用SVM进行故障定位。该方法首先利用经验模式分解(EMD)良好的局域化特征来量化故障信息,将故障电流信号分解得到多类IMF并在时域轴上对该IMF进行积分,从而得到能量矩特征故障向量,从能量矩中选取相关系数大的作为学习样本输入SVM分类器,得到故障线路分类模型,进而完成配电网的故障定位。基于66k V线路模型的仿真实验表明,该方法仅需测量故障电流,可以准确、有效地识别故障区段,可靠性高。

基于有限通信的配电系统频率协同获取方法

面对智能配电网中大量分布式小容量可控负荷参与电网调频的问题,所有可控负荷的配电系统频率信号获取是前提和基础。为此,提出了基于一致性滤波的配电系统频率协同获取方法。该方法仅依靠安装在配电变电站中的频率测量装置,借助相邻可控负荷/配电变电站之间有限的频率信息交互和通信,实现了所有可控负荷频率信号的准确、鲁棒和一致获取,同时具有滤除高频噪声,减少频率测量投资成本的性能。通过理论分析,验证了在通信传输无时滞和带时滞两种情形下配电系统频率协同获取方法的收敛性和鲁棒性。最后,通过Simulink仿真验证了所提出方法的有效性和可行性。

空心超导变压器参数对电压补偿型超导限流器性能的影响

电压补偿型超导限流器是一种新型的超导限流器,由空心超导变压器和脉宽调制PWM变流器组成。基于其电路结构和工作原理,分析了不同空心超导变压器参数对限流器工作性能的影响,通过调节空心超导变压器二次侧的注入电流,可以控制限流阻抗的大小,达到限制故障电流的目的,限流效果与变压器一次侧自感系数的大小有关,变压器一次侧自感系数越大,限流能力越强,然而当变压器一次侧线圈自感系数一定时,空心超导变压器的变比和耦合系数的变化不会对限流能力造成影响。以电压补偿型超导限流器在一个单相接地系统的应用为例,利用Matlab/simulink进行仿真分析,仿真结果与理论分析相符。

电力用户侧参与的综合能源系统优化调度

针对传统需求侧响应在热力系统描述方面不能满足综合能源系统应用的问题,提出了用户侧参与下的电、气、热综合能源系统联合优化调度模型。用户侧采用可转移电力负荷分类参与需求侧功率调整;综合考虑系统内部电气热的耦合及分时电价、气价等,并利用储能系统的时移特性;以调度周期内系统运行成本以及负荷调用补偿成本之和最小为目标函数,增设了考虑系统热负荷需求及电锅炉提供电力需求转换的热力平衡方程等式约束。仿真结果表明,相较于用户侧不参与调度的优化模型,用户侧的参与可改变原电力负荷曲线实现削峰填谷,同时降低综合能源系统总成本,保证综合能源系统正常运行及实现系统内源、储、荷协调互动。

基于朴素贝叶斯网络的输电走廊山火风险评估模型

针对山火风险评估中物理模型构建复杂的问题,提出了一种基于因子选择的朴素贝叶斯网络输电走廊山火风险评估模型。首先,收集和分析了对山火发生产生影响的人为、地表环境和气象3大类共14个影响因子的数据。然后采用Relief算法按照对山火风险影响的重要性对因子进行排序。逐一删减最不重要因子后,基于朴素贝叶斯网络构建最优输电走廊山火风险评估模型。最后,以广东省为例进行山火风险评估,并将评估结果可视化绘制成输电走廊山火风险分布图,然后构建了代价函数验证山火风险分布图的适用性。筛选2020年第1季度卫星监测火点进行验证表明,80.9%的火点落在较高和高风险区域,可指导运维人员开展差异化的山火防治工作。

考虑电、气、热耦合性及随机性的IES-CCHP综合收益模型

为鼓励综合能源系统背景下更多的联供系统积极参与进来,针对该系统中电力、天然气和热力系统之间的交互影响及其不确定因素,考虑它们之间的耦合性及随机性,建立冷热电三联供综合收益模型。本文提出一种基于Nataf变换的自修正粒子群优化算法求解模型,采用Nataf变换的多点估计法将随机量转换,生成满足耦合关系并接近实际值的样本矩阵,动态地修正粒子惯性权重。算例分析表明,计及耦合性和随机性的联供系统综合收益更大;所提出的算法大大降低了随机性且有较强的全局搜索能力。

架空输电线路精细化山火监测告警技术

针对当前电力系统山火防治的局限性,提出一种架空输电线路精细化山火监测告警技术。首先,分析山火灾害的时间空间分布特性以及引起的线路跳闸故障分布;然后,基于多源卫星遥感与地表监测装置协同工作,构建立体化的山火监测系统;最后,根据电力系统山火灾害分布特性与监测装置的特点,提取并划分山火灾害指标,精细化地指导架空输电线路山火告警。该技术已应用于南方电网山火监测预警中心,可实现全时段输电线路山火监测并准确发布告警信息。