欢迎订阅2025年《供用电》

《供用电》是由国家电网有限公司主管,英大传媒(上海)有限公司、国网上海市电力公司共同主办的中文核心期刊、中国科技核心期刊。《供用电》创刊于1984年,是国内配用电领域的专业技术期刊。期刊定位:面向科研院所、高等院校、电网企业、设备制造企业等单位的配电与用电专业领域的科研技术人员及管理人员。欢迎广大专业人士关注和订阅《供用电》期刊!

基于模型驱动的直流配电网多时间尺度最优潮流策略

为了实现多时间尺度和多种运行方式下的最优潮流,将预测结果和电网状态同时纳入优化模型,提出了一种基于模型驱动的日前与日内优化相结合的直流配电网多时间尺度潮流优化策略。其中,日前优化目标为最小化系统网损和最大化分布式电源消纳比例,根据实际运行期望,采用目标函数可变权重的方式进行调整;日内优化将模型预测控制体系与超短期预测相结合,并发挥储能的缓冲作用,实现对预定分布式电源出力的跟踪。此外,充分发挥膝点搜索简单和可行性高的优势,实现多目标优化求解的全局优化。仿真结果表明了所提策略的可行性。

计及经济性的高比例新能源区域电网的不同储能类型的容量配置对比分析方法

随着可再生能源在中低压电网中规模化发展,以锂电池储能和小型抽水蓄能为主的多耦合储能系统在低压区域电网迅猛发展。以含储能的高比例新能源区域电网的经济性为目标函数,综合考虑偏远地区自然资源分布情况,对区域电网的储能系统进行配置优化,并对系统的最优配置进行性能分析。采用多目标优化算法,从系统设备的运行状态、最优配置方案和经济性角度出发,分别对含锂电池储能和小型抽水蓄能的区域电网进行分析。结果表明,风光抽水蓄能系统在经济性、供电可靠性和电能损失方面均优于风光锂电池储能系统。针对两系统最优配置方案各组件运行状态进行分析,可知锂电池储能的调峰能力和能源储存效率高于小型抽水蓄能装置,但其使用寿命较短且安全性较差,从长远角度考虑,使用小型抽水蓄能装置更为合理。

基于主从博弈的虚拟电厂与配电网双层协同规划模型

分布式发电机并网给配电网的安全稳定运行带来了挑战。为了应对该问题,采用虚拟电厂对柔性资源进行管理。在主从博弈的基础上,考虑电力用户和配电网运营商的利益,提出了一种有源配电网与虚拟电厂的双层协同规划模型。在上层,配电网以年综合成本最小为目标,进行配电网扩建规划。在下层,虚拟电厂运营商确定最佳的分布式发电机和储能的选址和定容,目标是最大化其利润。采用遗传算法对该主从博弈模型进行求解。结果表明,配电网与虚拟电厂的协同规划具有较好的社会效益。

计及经济性与可靠性的综合能源系统优化调度

在碳达峰、碳中和的能源愿景下,为实现随机性、波动性较高的可再生清洁能源的安全、稳定消纳,综合能源系统应运而生。综合能源系统通过多能流间的互相转换,为不确定性较高的可再生能源提供缓冲。由于综合能源系统内部能流复杂,多种类型设备之间互相耦合,且存在储能设备,如何在调度过程中兼顾经济性与可靠性是目前的难点。在优化调度目标中引入可靠性指标,并以由经济性及可靠性构成的综合成本最小化为目标,提出了基于郊狼优化算法的综合能源系统优化调度方法。运行调度结果表明,所提的优化调度模型可为系统提供兼顾经济性与可靠性的调度方案,在运行中可节省5.8%的运行成本。

基于5G通信技术的差动保护实用化方案

基于5G通信技术的线路差动保护在分布式能源广泛接入的配电网中具有明显的优势,其可行性已经得到证明,但仍存在一些实际问题需要解决。介绍了基于5G通信技术的线路差动保护的实现方案;针对保护的可靠性和快速性等问题进行了分析,提出了实用化的解决方案,并进行了验证。结果表明:采用矢量和采样值结合的差动报文形式,可以解决省流量通信模式下差动保护装置功能完整性的问题;发送侧报文冗余与接收侧自适应插值算法可以解决保护动作可靠性的问题;改进的差动算法和电压快速启动可以解决保护动作快速性的问题;保护联跳可以解决两侧动作行为不一致的问题。

针对测量死区的光伏电源机械惯性与一次调频控制

光伏电源通过逆变器并网,参与电网一次调频时将出现调整死区、较长延时等新问题。提出了一种基于典型双环控制的等效惯性控制环节,用以模拟机械惯性。将实时输出电磁功率与电磁功率平均值的差值作为控制的反馈量,在电网发生较小的功率扰动导致并网点的频率波动在一次调频控制死区范围内时,逆变器电源内部的储能元件快速吸收或释放实现对机械惯量的等效;超出死区范围后,采用传统的一次调频方式。仿真结果表明,在脉冲扰动的作用下,逆变电源的内部表征特性与电机转子的惯性表征特性相符。而发生负荷扰动时,无论一次调频环节动作与否,惯性环节都将相应地做出响应,验证了控制方法的有效性。

面向台区虚拟增容的需求侧资源多目标优化调度方法

随着受端电网能源和负荷结构的重大变革,台区变压器容量短缺问题不断凸显,而传统增容方式在经济性和可操作性方面存在弊端。需求侧海量柔性负荷具有巨大的灵活调节潜力,可以通过合理优化柔性负荷运行方式,降低台区峰值负荷,达到台区虚拟增容的效果。为此,以需求侧广泛存在的空调负荷和电动汽车充电负荷为对象,构建了典型柔性负荷运行模型;然后,提出台区虚拟增容的基本概念,充分考虑台区内新能源消纳、用户满意度等指标,提出了基于需求侧灵活性资源的多台区多目标联合调度模型;最后,通过法线边界交叉法将多目标优化问题转化为一系列单目标优化模型进行求解。算例测试验证了所提方法可用于缓解台区容量紧缺的问题,实现快速低成本的台区虚拟增容。

《供用电》2017-2020年接地专题文章集锦

近年来,随着电网公司、科研院所、供电企业对配电网接地故障处理的重视,进一步推动了故障快速处置技术的研发与应用,涌现出来一批好的故障处置方案。《供用电》期刊一直很关注配电网接地方向的理论研究及应用技术,特将近五年来的相关专题及技术文章共计39篇文献,聚合成电子版专辑,以供广大的专家学者及工程技术人员参考、交流。

配电网低压侧真型试验平台的试验技术研究

随着“双碳”目标的提出以及新型电力系统的飞速发展,配电网作为电网的重要组成部分,其运行也受到了极大挑战,其中最突出的问题是故障处置和拓扑识别问题。为解决以上问题,智能断路器和智能融合终端等新型设备应运而生,但新型设备的功能有待验证,因此配电网低压侧各类新型设备在带电运行前,需要在真实的配电网中进行系统级、成套化的功能测试,以验证新型设备的功能。设计并搭建了配电网低压侧真型试验平台,提出了智能断路器和智能融合终端的试验方案,并通过配电网低压侧真型试验平台有效验证了配电网低压侧新型设备的功能,为配电网安全稳定运行提供了保障。

基于多种群牵引差分进化算法的含分布式电源配电网规划

结合分布式能源与电动汽车充电站接入配电网的大背景,提出了一种基于多种群牵引差分进化算法的含分布式电源与电动汽车充电站的配电网规划方法。首先,充分考虑了分布式光伏与负荷出力时序上的匹配性,利用聚类分析确定规划场景,使规划结果更具准确性。接着,从配电网的投资成本、运行成本、性能指标综合最小为出发点,考虑潮流约束与分布式电源约束,构建了配电网规划模型。然后,为提高收敛速度及规划结果准确性,采用多种群牵引差分进化算法对规划模型进行求解。最后,针对山东省潍坊市某实际工业园区,通过传统差分进化算法、粒子群算法与多种群牵引差分进化算法分别求解并进行对比分析,验证了所提规划方法的有效性。

考虑电力碳强度约束的主配协同可开放容量在线计算

可开放容量是配电网规划、建设、安全稳定运行的重要数据指标之一。针对当前可开放容量计算方式简单的现状,基于主配网协同,通过调控云发输变配“电网一张图”,将配电网与主网相结合,扩大了可开放容量计算范围。考虑变电站站外配电变压器和输电线路,利用配电网实时量测数据与用采数据,填补配电变压器数据缺失的不足,将站外配电变压器纳入可开放容量计算。同时,在“双碳”背景下,计算配电网输入碳量和电力碳强度,将配电网低碳运行的需求作为约束条件纳入可开放容量计算当中,重构低碳场景下可开放容量计算方法。应用结果表明,新方法有利于精准预测地区电网可开放容量能力,为变电站站内主变压器以及配电网线路扩容规划提供数据支撑,在保障配电网安全稳定和低碳运行的情况下充分挖掘电网供电能力,实现电网绿色、低碳、优质、高效运行。

电力系统储能并网与运行控制

根据“十四五”规划和2035年远景能源目标建议,我国将继续致力于推动能源清洁、低碳、安全、高效利用,进一步加快新能源产业发展,促进经济发展向绿色化、低碳化转型,助力中国在2060年实现“碳中和”。储能是构建以新能源为主体的新型电力系统、促进能源绿色低碳转型、实现“碳达峰、碳中和”目标、保障我国能源安全的重要装备基础和关键支撑技术。

电压恢复缓慢导致的接地保护误重合分析及算法优化

介绍了一起10 kV线路单相接地故障事故,结合分布式小电流接地保护的原理和故障波形对保护动作过程进行了分析,指出了电压恢复缓慢导致的误判选线跳闸错误是本次单相接地故障未能及时切除的原因。对故障切除后母线零序电压的变化规律和衰减时间进行了推导分析,理论分析结果以及仿真试验结果与实际故障录波数据一致。提出了自适应衰减时间的故障切除智能判别算法,可防止误判选线跳闸错误,提高单相接地保护和接地选线装置的动作可靠性。

基于量测数据的台区拓扑自动识别模型及算法

电网新业务的迅速发展对低压配电网的智能化水平提出了更高的要求。传统低压配电网的拓扑关系主要依靠人工档案维护,导致电压问题治理效率和抢修效率低下。在此背景下,提出了利用台区智能终端和采集设备的电气运行数据的台区两级分支线户关系和户表相位的识别方法。构建了用以解决台区两级分支和户表拓扑关系的台区设备从属关系识别模型,将上下级拓扑识别问题转化成二次规划问题求解,并通过户表聚类减少二次规划问题的数据维度。在分支和户表关系确定的基础上,提出了综合利用户表电压和电流数据的户表相位识别方法,提高户表相位识别的准确性。最后,进行了二级分支户表拓扑关系和户表相位识别的算例验证。基于台区电气大数据的拓扑识别方法为提升台区的全面感知和精益化管理提供了工程应用指导。

基于5G的含分布式电源智能分布式馈线自动化实现方法

分布式电源(distributed generation,DG)接入比例的增高,改变了配电网的馈线结构,影响了短路电流分布及流向,使得配电网故障处理更加复杂。由于光纤通信无法实现全覆盖,分布式馈线自动化(feeder automation,FA)的处理时效面临新的挑战。针对以上问题,结合5G网络通信技术,提出一种基于5G的含DG智能分布式FA实现方法。采用相邻终端划分为基本单元区域的模式,以基本单元区域为单元,通过5G网络共享实时信息数据,引入电流算式实现含DG配电网的故障快速定位,并结合DG特性实现故障隔离及恢复。基于以上方法,研制了新型智能配电自动化终端,在试点工程成功投入使用,验证了该技术的正确性和可行性。

《供用电》新设“泛在电力物联网”栏目

2019年,国家电网有限公司作出全面推进"三型两网"建设的战略部署,即打造具有卓越竞争力的"三型"(枢纽型、平台型、共享型)现代企业,建设运营好"两网"(坚强智能电网、泛在电力物联网),奋力开创世界一流能源互联网企业建设新局面。

电网侧电化学储能调度运行及其关键技术

随着储能技术不断进步和成本不断降低,电网侧储能因其能提供调峰、调频、电压支持、紧急控制、新能源跟随等多种服务,呈现爆发式增长。储能在提升电网灵活性、促进新能源消纳的同时,也会对电网调度运行带来新的挑战。调研国内外电网侧电化学储能发展现状及相关研究,结合中国政策法规、标准规范、工程应用等,着重阐述电网侧储能对电网调度运行的影响及其在电网中的典型应用场景,从调度计划、控制决策、运行评估及新技术应用层面评述电化学储能调度运行。对国内外已投运的电网侧储能典型案例进行分析,以期为未来电网侧储能规模化发展提供借鉴和参考。

面向数据中心的交直流混合配电网示范工程

数据中心直流负载能耗高,一旦电能质量出现波动或由于故障退出运行将会造成较大损失。针对我国东南沿海某负荷密集地区数据中心典型用能场景,提出了涉及电力电子变压器接入的交直流混合系统示范方案,对系统的设计方案、运行方式和电气一次、二次系统做了详细阐述,并对示范工程的经济性、可靠性以及短路电流等方面进行了分析。该方案提高了配电网中分布式电源的渗透率,改善了数据中心供电紧张的现状,具有较强的可推广性,适用于多种实际工程场景。

数据驱动的电能质量扰动特征建模方法

电能质量扰动特征的准确描述是分析干扰源对电网影响、辨识与定位干扰源、开展干扰源管理的前提。近年来电力公司广泛开展电能质量在线监测系统建设,积累了海量的干扰源扰动数据,为电能质量扰动特征建模奠定了良好的基础。提出了一种数据驱动的电能质量干扰源扰动特征建模方法,包括数据驱动建模流程,数据预处理方法,时序特征、统计特征描述及相关参数获取方法。与传统的基于机理仿真或测试数据构建扰动特征模型方法相比,数据驱动模型具有持续完善、特征完备等优点,工程应用价值较高。