2019年, 第40卷, 第7期　
刊出日期：2019-07-01

  

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  电力建设. 2019, 40(7): 1.

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可交易能源系统·栏目主持 文福拴教授、杨甲甲博士、刘伟佳博士·
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  考虑风电消纳的区域多微网-配电网能源交易模式

  谭思维，刘洋，许立雄，王瀚琳

  电力建设. 2019, 40(7): 1-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.001

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  随着微网数量不断增加及风电渗透率逐渐提高，微网与配电网频繁的能量交互对配电网的运行产生不利影响。为减少微网与配电网之间非必要的能量交互，促进风电就近消纳，构建了计及风电不确定性，以系统运营主体收益最大化、多微网用电总成本最小化为优化目标的区域多微网-配电网能源交易模式。首先，该模式通过运营主体整合区域内负荷及风电出力情况，划分系统内部峰谷时段，提高风电利用率。其次，为增强应对风电不确定性的能力，交易模式采用负荷转移率刻画峰谷分时（time-of-use，TOU）电价用户响应度，并建立考虑风电不确定性的区域多微网系统峰谷分时电价制定模型。最后，采用与蒙特卡洛方法相结合的带精英策略的非支配排序的遗传算法（elitist nondominated sorting genetic algorithm，NSGA-Ⅱ）对交易模式中的多目标优化问题进行求解。算例验证了所提交易模式有利于降低微网用电成本，提升多微网整体效益，实现区域多微网系统与配电网友好互动。
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  基于车联网平台的分布式能源交易体系

  张元星，江冰，刁晓虹，李涛永，张晶，刘永相，许庆强

  电力建设. 2019, 40(7): 10-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.002

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  智慧车联网平台是新时代电力、交通与互联网融合的产物，也是泛在电力物联网的重要组成部分，在能源互联网背景下展现出巨大的发展潜力。通过有效利用车联网平台资源促进分布式能源消纳，既可以为车联网平台提供可行的盈利模式，也可以促进我国能源体系转型。文章首先对车联网平台内分布式能源交易架构进行分析。在此基础上针对车联网平台点对点（peer-to-peer，P2P）交易进行研究，提出了一种基于区块链智能合约的分布式能源交易体系。最后，设计了分布式能源交易模式下车联网平台运营模式，主要包括产消者模式、综合能源服务模式和数字化连接模式，可为车联网平台建设分布式能源交易体系提供参考。
面向可再生能源消纳的多能源互补·栏目主持 张宁副教授·
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  促进可再生能源消纳的多能互补时序运行模拟技术

  陈启超，李晖，王帅，史锐，张宁，戚庆茹，王菲

  电力建设. 2019, 40(7): 18-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.003

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  针对风、光、水多种可再生能源多能互补效益的准确评估问题，基于多风电场与太阳能光伏电站的中长期随机出力时序模拟，考虑库容影响的水电短期优化方法，以中长期水电优化结果为边界，提出水/火/风/光多种能源协调互补的电力系统时序运行模拟模型，并以可再生能源装机比例较高且消纳问题严重的中国西部电网为实证案例进行生产运行模拟计算。研究结果表明：西北、西南地区电源结构、负荷特性差异较大，跨区互补优势明显；建设西北与西南联网通道，可以实现多能互补，有效提高可再生能源外送通道利用效率，提升西部地区可再生能源消纳能力。
促进高比例新能源消纳的光伏发电功率与负荷预测·栏目主持 王飞教授·
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  基于改进权值优化模型的光伏功率区间预测

  韦善阳，黎静华，黄乾

  电力建设. 2019, 40(7): 26-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.004

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  区间预测方法可以反映光伏发电功率可能的变化范围，提供比点预测方法更丰富的预测信息。文章提出了一种基于径向基函数（radial basis function，RBF）神经网络的区间预测模型以直接输出光伏功率预测区间。为优化模型输出区间的性能和避免惩罚系数选择问题，构建了一种考虑区间预测偏差信息的改进预测区间优化模型，并采用粒子群算法（particle swarm optimization，PSO）求解，获得最优RBF神经网络输出权值以提高预测区间的可信度和准确性。通过对比传统区间优化模型和所提改进区间优化模型的预测结果，发现改进区间优化模型能够获得宽度更窄和预测偏差更小的光伏功率预测区间，可为调度决策提供更准确的辅助信息。
电力系统弹性与灵活性·栏目主持 文福拴教授、林振智副教授·
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  考虑典型场景的配电网调控方案灵活性评估方法

  陈垚煜，江全元，周自强，王朝亮，许烽

  电力建设. 2019, 40(7): 34-40. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.005

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  风电、光伏等新能源以及电动汽车充电站等时空分布高度不确定性负荷的逐渐渗透向配电网提出了调控灵活性的需求。针对配电网升级改造规划中不同的调控方案，从应对多场景、满足多目标这2个维度提出了矩阵形式的灵活性评估模式。在运行性能指标维度方面，提出包含新能源消纳、网络损耗、馈线均衡等在内的指标体系，并利用信息熵理论进行降维；在运行场景维度方面，通过K-medoids聚类算法提取典型场景集，并利用DS证据理论进行降维；最后得到对应于每种调控方案的灵活性量化指标。在IEEE 33配电网算例中，对以无功补偿电容器、无载调压变压器为代表的传统调控方案和以柔性多状态开关为代表的新型调控方案进行灵活性分析，验证了柔性多状态开关调控具有更高灵活性。
智能电网
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  面向区域售电公司的边缘计算架构设计探讨

  徐晓，陈中，丁宏恩，方国权，陈妍希，杜璞良

  电力建设. 2019, 40(7): 41-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.006

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  万物互联时代背景下，电力系统数据传递量不断增长，为了提高区域售电公司数据处理的准确性和时效性，文章提出了一种基于边缘计算的数据处理架构。首先阐明了边缘计算的定义和节点的设计框架，介绍了目前边缘计算在电力系统中的一些应用场景。其次搭建了面向区域售电公司的边缘计算框架，分别就云平台和边缘节点的模型进行定义和分析，并针对综合框架信息交互的内容进行详细讨论，且设计了整体运行流程。最后建立了区域售电公司边缘计算任务分配模型，通过算例分析了边缘计算节点的信息传输性能和计算性能。结果表明所提架构相较于传统云计算方法具有优越性，为售电公司制定用电套餐的计算分析方式提供了一种新的思路。
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  考虑多场景需求的配电网分布式储能多目标优化配置方法

  孙充勃，宋毅，蔡超，原凯，杨雄

  电力建设. 2019, 40(7): 48-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.007

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  针对配电网分布式储能系统优化配置问题，提出了考虑多场景需求的储能系统整体配置优化方案。首先，建立了储能系统接入配电网的经济性指标和技术性指标模型；其次，建立了源、网、荷侧不同应用场景下的优化模型并给出应满足的约束条件；再次，采用基于二阶锥的优化求解方法，将大规模混合整数非线性模型转换为混合整数二阶锥优化模型，提高了优化问题的求解速度；最后，基于某区域配电网储能系统配置具体问题，对源、网、荷侧多场景储能系统配置问题进行优化，并与源、网、荷统一优化方案对比，结果表明：提出的多目标优化配置方法可有效解决实际配电网储能系统配置问题。
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  适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法及其在华东电网的应用

  杨林超，楼伯良，徐政，周华，华文

  电力建设. 2019, 40(7): 57-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.008

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  电磁暂态仿真能准确模拟交直流系统在不对称故障下的动态特性，为减小仿真计算量，提高仿真效率，需对大规模系统进行等值简化。提出了一种适用于交直流系统电磁暂态仿真的三序网络动态等值方法，该方法基于物理等效的动态等值技术，改进了低压网络标准等值结构，考虑了不对称短路故障时的负序和零序电流，采用了一种工程实用的等值发电机参数聚合和控制器模型选取方法，实现了等值前后主网各序网络阻抗相等，提高了等值系统在不对称故障下的仿真精度。该等值方法在网络简化过程中不会产生负电阻支路，同时避免了等值变压器负电阻和负电抗的出现，等值后的系统可直接用于电磁暂态仿真。最后开发了相应的等值软件，并将其应用于华东电网，等值结果验证了所提方法的有效性。
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  计及UPFC的电力系统双线性抗差估计

  王度，杨佳，吴仕强，陈知导，王伟民，孙国强，卫志农

  电力建设. 2019, 40(7): 65-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.009

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  统一潮流控制器（unified power flow controller ，UPFC）作为柔性交流输电系统（flexible AC transmission systems，FACTS）的重要组件之一，对电力系统安全稳定运行起着重要的作用，而对含有UPFC的电力系统进行有效的状态估计也是电力系统电力电子化的必然要求。对UPFC模型进行抗差状态估计虽然能够有效抑制坏数据，但是存在模型复杂，计算效率低等问题。文章基于新型UPFC拓扑模型，采用双线性方法对含该UPFC的电力系统进行抗差状态估计。该方法通过选取有效的中间变量，对电力系统和UPFC组件的非线性量测方程进行分步线性化处理，在保证计算结果误差水平处在同一量级，能够工程应用的前提下，有效提高了状态估计的计算效率。对修改后的IEEE标准系统和南京西环网实际系统进行仿真测试，通过与WLAV测试结果对比，在保证相应精度的前提下，获得接近加权最小二乘法（weighted least squares，WLS）的计算速度，验证了本文方法的有效性和实用性。
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  联络线故障停运后区域互联电网的紧急协调控制策略

  郑传宁，于群，曹娜，陈晶

  电力建设. 2019, 40(7): 76-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.010

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  为了减轻由多个区域电网互联组成的大电网因联络线突然断开而引发连锁故障的风险，提出一种以保证各区域电网内的重要关键线路运行为目标，当联络线突然断开后，若关键线路发生过载则对其潮流流入方向所在负荷节点采取按过载率成比例集中切负荷的紧急协调控制策略。以分区后的IEEE 118节点电网为例，采用可以对多个区域电网同时进行仿真的多沙堆停电事故模型，对其联络线故障后电网的连锁故障过程进行仿真实验。仿真实验结果表明，该紧急协调控制策略减轻了因联络线突然断开对多区域互联电网的影响，降低了连锁故障发生的风险。
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  基于综合重要度的电网关键线路辨识方法

  徐岩，雷小双，秦彬， 杨慧，罗琨，刘丽

  电力建设. 2019, 40(7): 85-90. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.011

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  更加精准快速识别出电网关键线路，对提高电网运行的稳定程度以及预防电网连锁故障具有重要意义。文章首先基于复杂网络理论提出改进潮流介数指标，从结构角度判别系统受到功率扰动后线路的脆弱程度；然后基于熵理论，提出计及线路负载率的加权潮流转移熵指标，克服原有指标中只考虑转移潮流分布均匀性的不足；最后建立包括以上2种指标的综合重要度评估指标，更加全面地衡量线路在电力系统中的重要程度。通过对IEEE 39节点系统进行仿真，得出了不同攻击方式下系统的改进网络传输效率变化曲线图，证明了综合重要度指标的有效性，对预防电力系统连锁故障具有重要意义。
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  计及关键场景的超大规模电网暂态安全风险评估方法

  贺海磊，张彦涛，周勤勇，孙玉娇，张立波，钟隽

  电力建设. 2019, 40(7): 91-100. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.012

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  为解决超大规模规划电网暂态安全风险评估时考虑的场景和多重故障不全面的问题，提出一种多重暂态安全预想故障筛选方法，并开发能应用于实际电网的软件。首先，文章建立基于改进K-means聚类的关键场景生成指标和算法；其次，从系统降维的角度提出多重故障筛选思路，建立考虑功角稳定破坏风险、电压稳定破坏风险的多重故障筛选指标和算法；最后，基于PSD-BPA潮流程序，开发超大规模电力系统故障集合平台。以实际规划电网为例验证所提方法的有效性。
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  基于LSTM网络的谐波多标签分类

  陈倩，齐林海，王红

  电力建设. 2019, 40(7): 101-106. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.013

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  针对电力电子设备的广泛接入，谐波污染更加复杂、影响更大等问题，引入了长短期记忆网络（long short-term memory，LSTM），提出LSTM与多标签分类算法融合的复合谐波扰动分类模型。该模型首先通过LSTM提取特征值，再通过全连接层进行特征降维处理，最后通过分类层进行多标签分类识别。使用该模型克服了人工进行特征选择的缺陷，以及传统神经网络训练时收敛速度慢、容易陷入局部最优的缺点。实验结果表明，在不同的噪声条件下该算法模型可有效分类识别复合谐波扰动。
电力市场
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  电力市场环境下风-储混合发电商的偏差电量考核模型

  孙波，李思敏，樊亚南，李志恒

  电力建设. 2019, 40(7): 107-114. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.014

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  在含风电现货市场形成前的过渡阶段，风电商的偏差电量考核是完善含风电电力市场建设的过程中不可缺少的环节之一。为了更直观地分析偏差电量考核对风电商经济效益的影响，构建了风电商的偏差电量考核模型，同时采取风-储联合运营的方式来减少风电商需要被考核的偏差电量，并在此基础上建立了储能系统在不同控制模式下风-储混合系统的收益模型。基于混合整数规划技术调用CPLEX优化软件对模型进行求解，对比分析了储能系统对风电商经济效益的影响，并对偏差单位电量考核成本、偏差免考核系数进行敏感性分析。结果表明，在控制储能系统充放电次数的模式下，风-储联合运营能获得更好的经济效益。
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  考虑网损的配电节点电价模型及迭代计算方法

  张丹阳， 胡泽春，王宣元

  电力建设. 2019, 40(7): 115-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.07.015

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  在分布式电源装机容量快速增长的背景下，建立本地电力市场可促进分布式机组出力的消纳和配电网的优化运行。文章提出了适用于本地市场竞价出清的配电节点电价（distribution locational marginal pricing，DLMP）模型，将其分解为有功价格分量、无功价格分量、网损价格分量、电压支撑价格分量以及阻塞价格分量，可量化各分量对节点电价的贡献。同时采用迭代算法对该模型进行求解，通过市场出清模型与交流潮流的迭代计算克服线性化节点电价模型对预设网损因子的依赖。通过对IEEE 33节点配电系统的仿真分析，验证了所提模型的有效性和所提算法的准确性。