随着新能源渗透率的不断提高,电力系统中虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术由于能提高系统频率稳定性,已成为新能源并网的关键技术。然而,多虚拟同步机系统会产生严重的功率振荡问题。针对这一问题,提出了一种分布式自适应参数抑制虚拟同步机功率振荡的方法。首先,将虚拟阻抗与频率变化率以及自适应惯量相结合,有效抑制了多VSG系统的功率振荡。其次,在传输线路通信延迟非均匀的情况下,提出了将集中控制和分布式控制相结合并相互作为后备保护的运行策略。最后,通过搭建多VSG系统仿真验证所提方法的有效性,结果表明,该方法在非均匀通信延迟下鲁棒性强、延迟裕度高,能促进多VSG系统的实际应用,提升机组集群的频率响应性能。

针对低压配电台区智能电表采集的数据质量不高,且用户间电压相似度差异不明显导致相序识别结果较差的问题,提出一种基于双尺度相似性和改进的基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of application with noise, DBSCAN)的低压配电台区相序识别方法。首先,考虑低压配电台区用户数据缺失的情况,提出基于矩阵补全的数据处理方法,以解决数据缺失对相序识别精度造成的不利影响;其次,提出了一种双尺度相似性度量方法,先采用欧氏距离来度量电压曲线的整体分布特征,再使用一阶差分和动态时间弯曲(dynamic time warping, DTW)距离来衡量电压曲线的局部动态特征,从整体与局部对DBSCAN的相似性度量方式进行改进,解决了传统度量方式在电压曲线相近时误判率高的问题;最后,采用麻雀搜索算法对DBSCAN的初始参数进行寻优选取,提升算法的鲁棒性。仿真实验表明,矩阵补全相对于传统插值补全在精度上提高了1.6~2.3倍,使用双尺度相似性与改进DBSCAN算法能够100%识别台区下所有用户的相序,使用麻雀搜索算法优化的领域半径(Eps)和密度阈值(MinPts)能够使DBSCAN获得最好的评价指标,解决了人工选取初始参数困难的问题。

作为负荷侧的潜力控制资源,典型工业负荷可有效弥补由于常规机组被新能源替代所导致的系统频率响应(frequency response, FR)能力缺失。然而由于其能力与运行工况密切相关,故需要对其能力进行准确刻画,并据此确定参与调频服务的最优申报调节容量。结合我国调频辅助服务技术规定,提出了典型工业负荷在系统大功率缺失场景下参与频率响应控制的基本原则;考虑奖惩风险,构建了相应的最优申报调节容量优化模型;以年为时间尺度,提出了其参与频率响应的随机生产模拟方法;针对其运行特性,设计了参与频率响应的实时控制策略。仿真算例表明:所提方法能准确模拟工业负荷的生产过程,合理实现工业负荷的运行控制,优化所得到的申报容量为风险意义下的最佳值。

低压用户侧大量分布式光伏和储能接入有利于可再生能源发电就地消纳,然而,低压用户与中压配电网分属不同利益主体,其相互之间的运行优化指标往往存在冲突。为此,提出一种高渗透率分布式光伏和储能接入的中低压配电网多目标分布式协调优化运行策略,考虑中低压配电网潮流约束,分别以配电网总成本及多台区负载率差异最小、低压配电网储能运行成本最小和光伏消纳率最大为目标,构建中、低压配电网优化模型,并采用熵权法对中低压配电网优化目标进行加权,建立中低压配电网协调优化模型;基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM),推导了求解协调优化模型的中、低压配电网迭代优化目标函数形式,设计了中、低压配电网协调优化策略,中压配电网通过影子价格迭代不断引导低压配电网用户调整分布式电源出力,仅通过少量边界信息交换实现中低压配电网多目标协调优化运行。最后,选取IEEE 33-7节点标准算例系统进行测试,证明了所提中低压配电网多目标分布式优化运行策略的有效性及可行性。

在以新能源和直流馈入为主的新型受端电网中,常规直流换相失败问题常威胁着系统的安全运行。为此,归纳和提出了三项用于评估直流换相失败问题严重程度的指标,并以江苏电网为例分析了直流换相失败严重程度。然后,针对严重换相失败问题,提出了一种用于加强直流系统恢复能力的动态无功协调控制方法。该方法先根据潮流控制目标确定系统运行边界和柔性直流换流站等设备出力,再基于电压交互因子筛选出与目标直流系统强相关的动态无功源,进而通过动态无功协调控制策略加强目标直流系统换相失败后的恢复能力。最后,在江苏电网实际算例中进行了测试,验证了所提动态无功协调控制方法的有效性。

随着极端天气导致的自然灾害频发,针对配电网的综合韧性评估难以采用传统可靠性评估方法,提出一种高温天气下配电网综合韧性评估方法。首先,利用核岭回归(kernel ridge regression, KRR)方法,提出基于高温天气片段的配电网节点负荷率估计方法。其次,针对高温天气对配电网产生的影响,建立了高温引起潮流变化导致配电网故障的概率模型,同时考虑了高温对配电网元件的影响,利用脆弱性曲线方法建立了配电网高温天气下元件故障概率模型,进而提出高温天气导致的配电网综合故障概率模型。再次,从捕捉配电网韧性功能曲线特征角度出发,提出配电网综合评估指标模型,并利用泊松分布方法获取配电网韧性场景。最后,在北京某地区双环网配电网系统算例中验证了所提方法和指标的有效性,通过与传统韧性评估指标对比表明了所提配电网综合韧性评估的优越性。

随着大容量海上风电的发展,多端柔性直流输电(modular multi-level converter based multi-terminal high voltage direct current system,MMC-MTDC)技术成为实现风电远距离输送的重要方案。针对多端柔性直流系统附加频率控制导致系统直流电压波动较大和非扰动侧电网频率偏移过大的问题,提出一种基于自适应参考功率的多端柔直系统调频方法。通过调节受端换流站的参考功率,分配因频率扰动产生的不平衡功率,使正常侧换流站在保证该侧频率稳定下参与调频。同时,利用虚拟惯性控制将频率耦合到直流电压上,根据直流电压偏差调整虚拟惯性系数,从而减小系统直流电压偏移。仿真结果表明,面对不同的频率扰动,所提控制策略能够在保证多端柔直系统参与调频的同时,降低直流电压偏差,并能够使正常侧交流电网频率处于稳定运行范围内。

高比例新能源接入配电网络和传统可控发电机组占比下降导致电力系统调节能力严重不足,需求侧灵活性资源可以通过一定的控制手段,在多尺度下为电力系统提供调节能力。基于此,文章介绍了需求侧灵活性资源的基本概念、特征及类型,归纳了新型电力系统需求侧灵活性资源时空协同优化与动态均衡机制的研究热点与进展,并总结需求侧灵活性资源时空协同优化与动态均衡机制在形态结构解耦分析、供需平衡协调配置、聚合调度与协同优化及集群效益动态均衡分配方面的关键技术和实现算法的优劣势。最后,对需求侧灵活性资源时空协同优化与动态均衡机制研究的关键技术进行展望,旨在对实现需求侧灵活性资源在新型电力系统中的应用提出一定的建设性思路。

随着电力体制改革和售电侧市场的开放,端对端交易逐渐成为促进分布式能源消纳的重要手段。然而,分布式能源存在容量小、位置分散等问题,亟需一种能源管理模式对其聚合管理,并且现有交易机制中,存在过网费设计无法有效促进能源就近消纳的问题。在此背景下,文章提出了配电网下多虚拟电厂间计及过网费的端对端电能交易方法研究。首先,设计了虚拟电厂间端对端电能交易的总体架构;其次,建立虚拟电厂优化模型,对虚拟电厂的所属节点进行出力优化,并根据优化所得的偏差电量制定下一匹配阶段的报量策略和报价策略;随后,设计计及过网费的交易匹配机制,并建立基于配电网交流潮流模型的安全校验模型和阻塞管理模型,在保证配电网安全稳定运行的前提下对初始匹配订单进行管理与削减。算例表明,文章所提的多虚拟电厂间端对端电能交易方法可有效促进能源就近交易并降低虚拟电厂的综合运行成本。

在“双碳”目标下,市场化是实现新型电力系统可持续发展的有效途径,建模仿真因其可分析动态过程且易于反复实验的优点,成为该领域的重要研究方法。目前电力市场仿真缺乏全场景全过程的研究,且难以满足多元市场主体的建模仿真需求。基于此,文章进行了多元主体参与电力市场的行为模型构建,提出了仿真系统开发的基本框架和关键技术并进行了应用。首先,对新型电力系统主要构成要素进行了定义,构建了智能主体层次行为模型,并结合强化学习原理对其决策过程进行了细化;其次,提出了模型构建、市场化运行仿真、数据库和仿真分析等关键技术,并进行仿真系统的开发和应用,完整模拟了多元主体驱动电力系统演化的过程;最后,对仿真技术的后续发展方向进行了展望。