Rss服务   Email Alert
期刊首页 当期目录

2017年, 第38卷, 第11期 
刊出日期:2017-11-01
  

  • 全选
    |
    智能电网
  • 徐政,王世佳,邢法财,肖晃庆
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     ABSTRACT: With the increasing utilization of power electronic equipment in power systems, in recent years,a number of new oscillations with unknown mechanisms have emerged. This paper puts forward the concept of the electric network resonance stability, and tries to classify the unclear reason oscillations mentioned above into the electric network resonance instability category. Thus, many complex power system oscillations can be analyzed by the linear network theory, which provides an approach to solve the actual power system problems by the mathematically mature linear system theory. The objective of this paper is to establish a method for analyzing the electric network resonance stability. By introducing the s-domain nodal admittance matrix of the electric network, this paper transforms the discrimination of the electric network resonance stability into the distribution problem in complex plane of zero point of the determinant of the s-domain nodal admittance matrix. Firstly, it is proved that the zero points of the determinant of the s-domain nodal admittance matrix are actually the eigenvalues of the system. Secondly, we use the cross iteration method of the real part and the imaginary part of the zero point to solve the zero points of the determinant of the s-domain nodal admittance matrix. Thirdly, we derive the nodal voltage mode shape and the participation factor matrix corresponding to a particular resonance mode, which can be used to locate the resonant region of this particular resonance mode in the network. Finally, we illustrate the effectiveness of the proposed method for analyzing the resonance stability of electric networks by several studied cases.
     
  • 王坤,刘开培,王思茹,李威,王玉,冉晓洪
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:基于排序算法的模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)电容电压均衡策略能够快速平衡模块电压,广泛应用于实际工程,但是实时排序会占据控制器大量计算资源,并且开关器件的高频动作将引起较大的开关损耗。为此,在保持模块电压均衡的同时,有必要着重关注均衡策略的时间复杂度和开关频率。在传统的排序算法均衡策略的研究基础之上,按照不同的优化目标将现有的改进策略分为3类,从不同评价指标对3类改进策略进行比较和分析。最后,探讨MMC均压策略的未来研究方向和发展趋势,为解决MMC模块电压不平衡问题提供借鉴。
     
  • 赵晓斌,邵冰冰,韩民晓
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:在多端柔性直流(voltage source converter based multi-terminal DC,VSC-MTDC)输电系统安全运行时,该系统必须满足N-1法则,即当该系统任何一个换流站由于故障或者检修退出运行时,剩余系统具备功率调节能力,能够恢复功率平衡,保持系统稳定运行,且暂态过电压不会超过设备绝缘裕度。为了维持VSC-MTDC直流电压尽可能地稳定在原有水平,提出了一种考虑到VSC-MTDC中任一换流站退出运行时的联合控制策略。该策略结合了VSC-MTDC系统主从控制与下垂控制的优点,令VSC-MTDC系统中容量最大的换流站为定直流电压控制,其余换流站为直流电压-有功功率下垂控制,并设置定直流电压控制换流站参与功率调节的优先级高于其余换流站,仅当定直流电压控制换流站传输功率达到上限时其余换流站才参与功率的调节。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了VSC-MTDC的仿真模型,对所提出的联合控制策略在N-1故障条件下进行仿真验证。仿真结果表明:所提联合控制策略在换流站退出运行时有效保证了直流电压的稳定以及系统功率的紧急输送,提高了VSC-MTDC的运行稳定性。
     
  • 高冠伦,李庚银
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要: 模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)因其独特的优势取得了广泛的应用,其中子模块电容电压均衡排序算法成为了热点话题。目前国内外大多数均压算法优化的目的都是为了降低时间计算复杂度和器件的开关频率。通过分析MMC子模块电容电压更新过程和波动原理,推导均压算法的最小排序频率计算方法,通过仿真研究均压算法排序频率对均压效果的影响,根据仿真结果对排序频率进行了优化设计。最后,将厦门柔性直流输电工程作为算例,在PSCAD/EMTDC中搭建模型进行仿真,验证优化设计方案的正确性。由仿真结果可知,论文提出的排序频率优化算法具有较好的均压效果,相比传统的时刻排序方法可以降低器件一半的开关频率,且能同时降低整体平均时间计算复杂度。
     
  • 孟明, 苏亚慧,吴亚帆
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:作为连接不同电压等级直流母线的关键设备之一,DC-DC变换器转换效率的提高对于建立直流电网有重要意义。为了降低大功率软开关DC-DC变换器的体积和质量,基于旋转电容构造了一种能够实现功率器件零电流关断的非隔离型双向DC/DC变换器。介绍了变换器的电路拓扑结构;分析了不同模式下的稳态工作过程;设计了器件的具体参数及控制方案并研究了变换器的损耗特性;最后,在Matlab/Simulink中搭载仿真模型,验证了设计方案和控制策略的正确性。结果表明,所设计的变换器能够实现开关管和二极管的零电流关断,具有较高的转换效率。
     
  • 梅睿,余昆,陈星莺
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:配电网安全监控和数据采集系统(DSCADA)采集的遥信数据存在抖动和误动情况,导致基于遥信数据的配电网拓扑信息可靠性不高。通过微型同步相量量测单元(μPMU)多次采样的节点注入功率,构建基于节点注入功率量测的支路电压偏差的方差模型。采用Kruskal算法得到以支路电压偏差的方差为线路权重的最小生成树,实现对配电网拓扑运行结构的辨识。在此基础上,对比分析节点注入功率量测的采样次数以及网络复杂程度对拓扑辨识误差的影响。IEEE 33和IEEE 123节点系统仿真结果表明,该配电网运行拓扑辨识算法具有较好的可靠性和实用性。
     
  • 王媛, 周明
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:为了适应智能电网的发展,促进需求侧资源的合理利用,在分时电价下选取居民小区用户为研究对象,从时间尺度上提出一种刻画其需求响应潜力的指标和综合评价方法。评价指标从需求响应能力和速度2个角度定义了用户每个时段的需求响应潜力,运用经济学中的需求价格弹性矩阵,得到需求响应能力的计算方法。建立分时电价下居民小区综合需求响应潜力的评价模型。该方法实现对居民小区需求响应潜力的量化,为居民需求侧资源的管理提供了依据,从价格的制定与峰时段的划分2个角度指导分时电价的制定。算例分析证明所提指标的合理性、评价方法的普适性与有效性。
     
  • 楼家辉,杨欢,王京,汤胜清,赵荣祥,郑太英
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:为便于建立空调负荷聚合模型,目前研究往往假设空调个体参数一致,忽略了空调受控群内部参数差异较大的实际情况,亦未计及空调最小停运时间与整数设定温度的影响,因此该文考虑空调负荷的异质性,提出一种改进型聚合建模方法。该方法根据空调额定制冷量分组,并通过模糊C-均值聚类算法提高受控群电功率的模拟精度。引入最小停运时间以及设定温度的整数约束,使仿真结果更接近实际定频空调运行工况。同时,在实际运算中采用坐标格式存储稀疏矩阵,提高运算速度和模型的实用性。基于该改进型聚合模型,进一步提出一种功率跟踪策略,该策略计算各聚类群每一时刻的需求响应能力,通过求解0-1整数规划问题实现调控对象最优组合。仿真算例验证所提策略对目标功率跟踪的良好效果。
     
  • 刘文霞,李校莹,王佳伟,徐雅惠,石道桂,邢亚虹
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:需求侧资源(demand side resource,DSR)参与主动配电网(active distribution network,ADN)运行能够提高系统可靠性及设备利用率。考虑主动配电网故障阶段复杂运行特性,文章提出了需求侧资源参与下的多阶段故障恢复方法。首先分析需求侧用户响应特性,建立价格型响应负荷的时变模型及激励型响应负荷的中断补偿模型,建立以停电时间最少、经济损失最小为目标,以用户停电次数、负荷响应时间等为约束条件的优化模型。应用差分进化算法建立动态优化模型,得到多阶段故障恢复最优策略。算例计算结果验证了所提模型和算法的正确性和有效性,并且分析了需求响应资源参与故障恢复的作用。
     
  • 杨植雅, 李华强, 黄文婧, 余雪莹
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:针对传统连锁故障考虑因素单一的不足,该文提出一种综合考虑电网运行状态和网络结构的连锁故障预测方法。首先,根据系统运行状态,建立潮流相关的线路故障概率模型和基于Markov方法的隐性故障模型|其次,基于复杂网络理论,提出网络电气结构和保护关联区间,建立故障级间的结构关联模型;最后,兼顾故障后系统运行状态和网络结构的变化,提出连锁故障预测方法,从而辨识出最易受初始扰动影响的下级故障及其影响范围,使预测结果更加符合电网实际运行情况。基于IEEE 30节点系统仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。
     
  • 邓伟,周桂平,范军丽,林立霞,周文安
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:以太无源光网络(Ethernet passive optical network,EPON)技术是实现电力光纤到户(power fiber to the home,PFTTH)组网的重要手段,与EPON在光纤系统中的广泛应用不同,电力光纤到户系统不仅需要为用户提供语音、数据和视频等互联网业务服务,还需承载用户的电力类业务。文章详细分析了终端用户的业务需求,并针对电力类业务和互联网业务提出了相对应的分级策略。同时,针对传统EPON系统带宽分配机制不灵活等问题,提出了基于软件定义网络(software defined network,SDN)的EPON系统架构,并结合该架构,提出了以电力类业务为主、以互联网类业务为辅的动态带宽分配策略,从而满足了用户的业务需求,增强了系统的灵活性和可管理性。
     
  • 电力规划
  • 刘源,杨军,杨丙权,朱旭,陈艳,王宣
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要: 分布式电源与储能系统在配电网中的应用是当前研究的热点。提出了一种风机、光伏电源、储能系统在配电网中的双层规划模型。上层模型以投资、运维费用为优化目标,同时考虑区域的购电费用及网损费用,完成风机和光伏电源的容量配置;下层模型提出了一种储能系统削峰填谷的运行策略,基于该策略完成储能系统的选址定容工作。针对以上模型,提出以下求解方法:基于遗传算法求解上层模型,并通过K均值聚类方法对比研究输入数据序列长度对规划结果的影响,通过帕累托分析研究了投资运维费用与购电费用及网损费用的关系;使用YALMIP工具箱完成储能系统运行策略的求解,进而完成储能系统的选址定容工作。最后,通过IEEE-33节点标准配电系统仿真验证了所提模型在风机和光伏电源以及储能系统规划方面的有效性,结果显示所提储能运行策略具有良好的削峰填谷效果。
     
  •  
    刘译聪, 牛淑娅,杨洋,刘文霞,李永贤,刘座铭
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    摘  要: 电池储能系统因其兼具供蓄能力,已成为电网优化运行的重要调控手段。该文以电池独立运营商在配电网层面投资建设电池储能系统,配电网公司以合同电价形式引导储能充放电策略为应用场景,建立了电池储能系统最优容量与合同价格的双层优化规划模型。针对模型求解过程易陷入局部最优的缺点,对粒子群算法的自适应权重计算公式进行改进并引入Cauchy-Gaussian消减变异因子,对局部最优极值进行扰动调整。以改进IEEE-33节点配电系统为例验证了所提模型的可行性与有效性。
     
  • 李婷,叶希,唐权,王云玲,瞿小斌,文云峰
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:电源规划与电网规划紧密相关,有必要考虑其相互影响进行协同规划。该文兼顾分布式决策环境与多适应性条件,提出了一种电源与电网协同的多适应规划框架,利用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)分别构建了耦合共享变量的电源规划决策子问题与电网规划决策子问题,2个子问题相互通信、交替求解,实现了电源与网架协同的分布式自治规划。该框架和方法保留了决策主体信息的私密性,同时确保了电源规划方案和电网规划方案所构成的整体系统的经济性和适应性。在Garver-6系统上对该文方法的有效性进行了验证。
     
  • 王婉君,朱永强,夏瑞华
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:随着智慧能源、能源互联网等概念的提出,人们对于能源的利用从能源种类到利用形式越来越多样化。该文重新定义多种能源互联网络的概念,并对局域能源网、区域能源网和广域能源网进行划分。在能源互联网络规划建设中,很重要的一项工作是能源优化配置。为了更好地配置能源,需要遵守特定的原则,但是目前很少有文献对于能源配置原则进行讨论。以区域能源网为研究对象,设计区域能源网络中能源优化配置的若干原则,并对每一个原则进行了详细的说明。最后以天津港为例对所提出的能源优化配置原则的应用进行演示。
     
  • 盛四清,张晶晶,陈玉良
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:该文围绕独立型风/光/柴/储微网的容量优化配置展开研究,以微网系统供电可靠性为约束条件,同时考虑微网经济性、环保性和可再生能源利用率3个指标,以加权后的年均综合费用最小为优化目标,构建微网容量优化配置的非线性整数规划模型。针对连续优化算法直接用于求解离散优化模型而导致的局部最优问题,该文提出一种改进的二进制蝙蝠算法(improved binary bat algorithm, IBBA),将差分进化(differential evolution, DE)算法的变异、交叉、选择操作与二进制蝙蝠算法(binary bat algorithm, BBA)相结合,增强BBA的全局寻优能力。算例结果表明,IBBA求解得到的配置结果在精度和稳定性上均优于遗传算法(genetic algorithm, GA)、粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)和DE算法。
     
  • 新能源发电
  • 任建文,许英强,易琛
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:为了应对风电在西北地区难以大规模消纳带来的挑战以及当前跨区域电力外送方式存在的问题,考虑直流联络线功率调整以促进跨区域风电消纳成为目前的研究热点。首先以受端电网的直流接入量为目标,优化得到了其直流功率安全接纳限值;然后结合该值以送端电网内火电成本、弃风成本以及直流联络线功率偏差惩罚成本之和为优化目标,同时考虑直流联络线功率的优化以及送端电网内的安全运行约束条件,建立了一个混合整数二次规划(mixed integer quadratic programming,MIQP)模型;最后以具有高压直流外送通道的西北某电网为例对模型进行了验证。仿真结果表明所提模型能够促进风电的跨区域消纳,提高互联系统的经济性。
     
  • 张硕,曾鸣,李英姿,刘敦楠
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要:实施需求响应(demand response,DR)可有效消纳可再生能源,平衡新能源电力系统电量供应和需求。首先,分析了需求响应过程的复杂适应系统特征,描述了需求响应复杂交互过程;其次,构建了包含主体对象和环境对象的需求响应过程集成模型,定义了各构成对象;最后,结合多主体系统建模方法构建了用户主体响应行为模型,从主体行为的角度描述了需求响应过程。通过文章的研究,可为实施需求侧响应提供辅助决策,为用户需求响应的研究提供了新思路。
     
  • 栗然,范航,张凡,靳保源
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
     摘  要: 随着风电并网容量的增加,概率潮流计算方法在计及风电出力不确定性的同时,还需考虑邻近风电场由于风速相关性导致的风电出力相关性问题。针对风电出力波动范围较大且存在相关性的特点,提出一种可考虑输入变量相关性的基于拟蒙特卡洛的半不变量法概率潮流计算方法。该方法利用基于Nataf变换的拟蒙特卡洛法产生具有相关性的风电出力样本,在各样本点处进行半不变量法概率潮流计算,基于各风电出力样本下的状态变量正态分布特性,依全概率公式整合所得正态分布得到最终的概率潮流结果。基于IEEE 30节点系统的算例分析表明,所提方法在较小采样规模下具有很高的计算精度,能够较精确地得到系统状态变量的概率分布。