2019年, 第40卷, 第2期　
刊出日期：2019-02-01

  

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电力市场
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  售电侧放开环境下含需求响应虚拟电厂的电力市场竞价策略

  何奇琳，艾芊

  电力建设. 2019, 40(2): 1-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.001

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  售电侧市场放开是我国新一轮电力体制改革的重点任务之一。文章考虑售电侧放开对需求侧资源参与电力市场的影响，提出了售电侧放开环境下计及需求响应的虚拟电厂（virtual power plant, VPP）竞价策略，建立了含虚拟电厂的电力市场竞价模型，在对虚拟电厂内部进行优化调度的基础上采用自适应学习方法对竞价模型进行求解，并以社会效益最大化为目标进行市场出清，最后选取算例对竞价策略的有效性进行验证。结论表明，售电侧放开环境下发电商与售电商的经济性有所提高且市场整体的用电需求得到调整，同时售电侧放开有利于需求侧资源参与市场竞争。
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  计及实时电量交易的售电公司日偏差电量考核优化模型

  马佳乐,谭忠富，喻小宝，谭清坤，德格吉日夫，赵蕊

  电力建设. 2019, 40(2): 11-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.002

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  启动现货市场的目的是建立电力中长期交易和现货交易相结合的市场化电力电量平衡机制，而在市场运营机制不完善的建设初期，以日为结算期的短期考核机制有利于市场公平交易，稳定现货市场中的电力电量波动。为了更直观地体现短期偏差电量考核对售电公司收益及经营策略的影响，构建了计及日偏差电量考核机制的售电公司日前市场收益模型。基于实时市场购电和与储能电站电量交易，建立了以售电公司收益最大化为目标的日偏差电量考核优化模型。基于广东省2017年交易数据模拟典型日现货交易和实际用电情况，对比分析模型优化效果，并对统一出清价和单位考核成本及与储能电站的交易电价、正、负偏差量进行了敏感性分析。结果表明：该优化策略可明显提高售电公司收益；统一出清价、单位考核成本和向储能电站购电电价对额外成本影响最大，向储能电站售电电价对额外收益影响最大，正、负偏差量对售电公司整体收益影响最大。
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  储能电站参与能量-调频市场联合调度模式研究

  谢敏， 韦薇，李建钊，刘明波

  电力建设. 2019, 40(2): 20-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.003

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  随着电力市场改革的稳步开展以及储能技术的重大突破，储能电站作为交易主体参与电力市场交易机制的研究提上日程，成为进一步深化储能商业化运营亟待解决的重要问题。以美国加州调频补偿机制为应用背景，基于电力系统源-网-荷-储的协同特性以及储能电站的运行和调节特性，考虑储能电站调频容量与调频里程的耦合，构建了储能电站作为交易主体参加能量市场与调频辅助服务市场的联合调度模型。基于改进IEEE 39节点系统的算例对所提模型进行了验证，并对加州模式下，储能电站本身的运行特点及其对系统运行的影响以及储能电站参与能量市场和调频辅助服务市场的利益分配特点等进行了详细分析，对国外储能电站参与电力市场的成熟应用模式的国产化具有较好的启示作用。
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  需求响应下含微电网配电侧市场多目标出清模型

  王辉， 廖昆，林艺璇，金彬斌

  电力建设. 2019, 40(2): 29-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.004

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  微电网的高效利用有助于加快电力行业低碳发展。随着电力市场改革的推进，科学合理的市场竞争机制将对微电网的市场化进程产生重要影响。为解决微电网富余电量竞价上网问题，在充分考虑到微电网特性情况下，建立了需求响应下基于分段竞价的多目标竞价出清模型，模型兼顾系统的经济性和低碳性，并提出可移动负荷的优化方法和更合理的混合结算方式。使用非支配排序遗传算法（NSGA-II）获得多目标模型的Pareto解集并采用模糊聚类方法进行决策。算例结果表明，采用基于分段竞价的多目标竞价出清模型可以提升微电网的市场竞争力，改善系统的低碳性，对于低碳经济和环境保护将产生积极作用。
新能源发电
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  计及模糊随机性的主动配电网分布式电源规划模型

  范志成，朱俊澎，吴涵，袁越

  电力建设. 2019, 40(2): 37-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.005

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  随着分布式电源（distributed generation，DG）大规模接入，电源规划与网架结构不匹配问题开始引起人们的关注与思考。因此，文章从DG最优配置的角度出发，同时考虑网架结构优化，建立了计及模糊随机性的主动配电网DG规划模型。首先针对DG接入给配电网引入的强不确定问题，提出一种计及DG出力模糊随机性的典型日场景生成方法，提高模型的精度和准确性。然后，分别以DG供应商年收益最大和配电公司年网损费用最低为上、下层的目标函数，构建主动配电网双层DG规划模型。为促进DG的消纳，上层模型还考虑了储能的协调优化过程。最后，基于改进的IEEE-33节点系统，采用GAMS-DICOPT求解器和自适应权重离散粒子群算法对规划模型求解，验证了模型的有效性。算例结果表明，通过DG的合理配置与网架结构优化，能够实现多利益主体的共赢，并促进DG的消纳。
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  VSG虚拟惯量动态区间控制策略

  宋振浩，陆立民，胥峥，吕志鹏，吴鸣，赵婷

  电力建设. 2019, 40(2): 45-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.006

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  随着高渗透率光伏发电系统接入大电网，光伏逆变器因为缺乏转动惯量支撑严重威胁了系统稳定性。根据传统发电机模型，建立了光储结合形式的虚拟同步发机电（virtual synchronous generator，VSG）等效模型。根据功率守恒原则，在光伏输出功率波动或者负载波动时，因储能环节的存在以及功率的可控性，蓄电池可以提供类似于同步发电机的转子暂态功率。由于蓄电池不同于转子通过转动储存能量的特性，在不同蓄电池荷电状态（state of charge，SOC）下，蓄电池可以提供不同的惯性支持，同时需要最小转动惯量来保证系统频率的稳定性。文章提出了根据蓄电池SOC变化和以频率改善为目的的改进VSG优化控制方案，最后通过MATLAB/simulink仿真，验证了其理论分析的有效性。
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  基于马尔可夫模型的光伏出力聚类与模拟

  徐杉杉，朱俊澎，袁越，吴涵

  电力建设. 2019, 40(2): 54-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.007

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  恰当地处理光伏数据并建立合理的出力模型是含光伏发电系统运行与规划的基础。该文基于马尔可夫模型和谱聚类算法，综合考虑光伏出力的天气特性、日特性、季节特性，提出了一种光伏出力聚类和模拟方法。首先，从光伏出力中提取幅值、基准出力和波动出力，基于马尔可夫模型针对波动出力进行聚类分析，并利用Alpha值、Silhouette指数、贝叶斯准则确定最佳聚类数；然后，整合聚类结果并搭建基于月内天气状态和日内出力状态的双层马尔可夫模型；最后，利用双层抽样得到中长期光伏模拟时序出力。与传统K-means算法相比，基于马尔可夫模型的谱聚类算法能够更好地解决光伏出力数据可能出现的数据丢失与误测问题，并具有更好的天气区分性。与马尔可夫蒙特卡洛模拟相比，该文所提光伏出力模型能够更好地保持光伏出力的天气特性、时序特性和概率特性，并具有更高的精度。算例分析验证了该文所提模型的有效性。
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  基于DSA功率预测模型的风电分层有功调度控制策略

  刘琦，方俊钧，赵洁，张胜峰，刘涤尘，陈寅

  电力建设. 2019, 40(2): 63-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.008

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  为了增强含高渗透率风电电网的消纳能力，提高控制精度与运行经济性，提出了一种改进的基于双层递阶自适应模糊系统（double stage hierarchical ANFIS（adaptive neuro-fuzzy inference system），DSA）功率预测模型的风电分层有功调度控制策略。将有功调度分为系统层、风电场群层、分群子场层、风机机组层与反馈校正层，结合DSA模型对风电场超短期风电功率进行预测，考虑电网与机组安全运行等约束条件，给出了各个层级之间的协调控制关系与每个层级相应的功率分配方法，同时以滚动优化对误差进行校正。最后通过算例对所提控制策略的有效性进行分析验证，结果显示，所提控制策略在功率波动较大情况下其控制精度高，并且能有效减少风机启停次数，降低系统网损。
智能电网
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  含柔性多状态开关的配电网分区方法

  张今，江全元，周自强，陆翌，杨勇

  电力建设. 2019, 40(2): 71-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.009

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  柔性多状态开关是一种新型智能配电装置。结合柔性多状态开关的功能特点，提出了含柔性多状态开关的配电网分区条件。以多层图分割理论框架为基础，提出了由粗化、分区和还原阶段构成的分区方法。在粗化过程中，提出了基于最短电气距离的粗化方法，使用贪婪图生长算法完成初始分区，并在还原阶段提出了基于路径搜索的还原方法。分区方法不仅能够优化配电网的运行指标，还能够提高配电网的可控性和灵活性。通过IEEE 118节点配电网算例对所述分区方法进行了说明和验证，并结合柔性多状态开关的调控对分区效果进行了进一步分析。结果表明，该方法能够改善配电网的日均馈线负载均衡度，并能够和柔性多状态开关的调控相配合，进一步改善配电网每一时刻的馈线负载均衡度和电压分布。
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  基于自适应参数虚拟同步机的微电网稳定控制

  霍现旭，吴盼，黄鑫，严晶晶，汪可友，徐科，姚程，陈培育

  电力建设. 2019, 40(2): 79-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.010

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  随着分布式发电技术与微电网技术的快速发展，现代电力系统尤其是微网中的电力电子化程度越来越高。微电网中电力电子变流器因缺乏必要的惯性和阻尼成分，从而影响到系统稳定。针对此问题，文章通过模拟传统同步机转子方程，基于下垂控制添加虚拟惯性和阻尼，搭建了用于逆变器控制的虚拟同步机控制模型；研究了惯性和阻尼参数对虚拟同步稳定控制效果的影响，进而通过设计合理的触发机制提出了自适应参数虚拟同步控制策略，可根据控制需求灵活切换自适应参数调整模式。最后的仿真验证和对比分析表明，所提策略一定程度上有利于增强系统的频率和功率稳定。
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  基于桥臂二倍频电流分量重构的MMC降容控制方法

  樊强，陆锋，张帆，李钰，赵成勇，许建中

  电力建设. 2019, 40(2): 87-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.011

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  模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）已显示出很好的工程应用前景。降低MMC子模块电容电压波动对实现换流器的轻型化具有非常大的工程意义。通过对国内外降低MMC子模块电容电压波动的各种控制方法进行归纳总结，可知各种通过控制方案降容的方法的实质为在桥臂上注入谐波电压和电流。在此基础上，提出一种桥臂二倍频电流量重构的方法，并在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建程序进行验证，仿真结果表明所提方法可有效降低子模块电容电压纹波幅值。进一步进行了低电容容值仿真验证，其在保持子模块电容电压纹波幅值不变的情况下，可有效降低子模块电容容值30%以上。另外，进行了MMC换流阀损耗分析，结果表明低电容容值工况下的换流阀损耗不大于对照工况下换流阀损耗。
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   基于选择性贝叶斯分类的非侵入式负荷识别方法

  江帆，杨洪耕

  电力建设. 2019, 40(2): 94. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.012

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   非侵入式负荷识别可以提供用电信息，帮助用户改善用电习惯，是智能用电的关键技术。现有非侵入式负荷识别方法主要基于负荷的稳态特征进行识别，对稳态特征近似的负荷识别率不高。针对此问题，该文结合各类家用负荷在投切过程中的不同特点，提出了一种基于选择性贝叶斯分类的识别方法。首先，利用模拟退火算法从特征库中依据负荷特点选择出对于各类负荷最具辨识度的特征；然后，根据选择的特征和高斯核密度估计方法建立灵活贝叶斯分类器；最后，通过计算各负荷的后验概率对负荷进行识别。经实测数据检验，该方法具有良好的识别精度和计算速度。 

   
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   基于VSG技术的VSC-HVDC输电系统受端换流器控制策略

  刘中原，王维庆，王海云，袁成玉，王亮，李永钦，丁文彬

  电力建设. 2019, 40(2): 100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.013

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   针对传统换流器控制策略下柔性直流（voltage source converter based HVDC，VSC-HVDC）输电系统难以有效参与交流系统频率的动态调节以及交直流系统间功率传输不平衡等问题，在对虚拟同步发电机（virtual synchronous generator，VSG）运行机制特性进行研究的基础上，提出了一种基于VSG技术的VSC-HVDC输电系统受端换流器控制策略。首先，基于VSC-HVDC输电系统拓扑模型，分析了换流站虚拟同步化的可行性；其次，将具有有功模糊PI下垂控制的VSG技术引入到高压直流输电系统，通过调整下垂系数，使柔性直流输电系统逆变器在稳态运行及暂态故障下可以保障系统有功功率平衡传输，使其具有协调控制交流系统频率和直流系统电压的能力；最后，在Matlab/Simulink中构建了一个三端系统用于仿真验证。结果表明：VSC-HVDC输电系统在采用VSG控制策略后，可以改善交流电网的惯性水平，使频率变化得到衰减，其调压控制功能也能在稳态和暂态下提供较好的功率支撑作用，有效提高了交直流系统的稳定性和可靠性。

   
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   故障后半波长输电线路的稳态过电压控制措施

  林伟芳，易俊，贾俊川，王安斯，余芳芳，方诗卉

  电力建设. 2019, 40(2): 109. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.02.014

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   半波长输电技术是一项具有前瞻性和竞争力的新型输电技术。特高压半波长输电线路稳态工频过电压问题严重，须制定相关的故障后安全稳定控制措施。该文提出了通过切除送端配套机组、线路末端投并联无功补偿设备、快速直流调制等控制措施抑制半波长输电线路稳态工频过电压，同时给出了相关理论分析，并通过大电网仿真算例验证了控制措施的有效性。该文研究成果进一步丰富和完善了对特高压半波长输电线路接入系统后控制特性的认识，将为大电网新型输电技术提供理论储备和技术保障。