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2019年, 第40卷, 第11期 
刊出日期:2019-11-01
  

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  • 电力建设. 2019, 40(11): 0.
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  • 泛在电力物联网·栏目主持 杨挺教授、傅质馨副教授·
  • 王志伟,李建岐,黄毕尧
    电力建设. 2019, 40(11): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.001
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    配电网状态监测系统建设是构建泛在电力物联网的重要内容,准确预测通信网络带宽对明确业务需求、优化资源配置具有重要意义。针对当前配用电基于排队论的通信带宽预测方法在混合业务并存时带宽计算过程复杂的局限性,提出了一种基于G/M/1/N队列模型的通信带宽预测方法。从状态监测系统架构和数据业务特点出发,分析混合数据业务到达时间间隔的统计描述以及基本传输速率,并给出了满足服务质量(quality of service,QoS)要求的系统带宽最优化化求解方法。以典型配电网状态监测应用为例,讨论了业务带宽、服务质量和带宽利用率之间的量化评价过程;验证了配电网状态监测网络信息流的“小数据”特征,为低功耗广域物联网通信技术在配电网状态监测中的应用提供了理论支撑。
  • 泛在电力物联网 ·栏目主持 杨挺教授、傅质馨副教授·
  • 刘卿, 张卫欣, 王崇,王季孟,侯昱丞, 赵俊杰, 杨挺
    电力建设. 2019, 40(11): 8-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.002
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    采用隧穿磁阻(tunnel magnetoresistance,TMR)磁性元件的电流传感器具有精度高、体积小、功耗低等优点,在泛在电力物联网全面感知系统建立中具有很好的应用前景。TMR电流传感器的低频噪声与失调电压会对监测精度造成严重影响。针对该问题,文章分析了TMR电流传感器低频电路磁电阻薄膜1/f噪声、电路热噪声以及电路不匹配造成的失调噪声,提出了2种噪声消除方法:硬件电路斩波技术抑制噪声和基于自动调零原理的数值式自校正方法。通过实验实测,提出的方法能够抑制零点漂移电压,为高精度TMR电流传感器在泛在电力物联网中的应用提供技术支撑。
  • 郑晓庆, 应站煌,汪强,李永亮,吕志来
    电力建设. 2019, 40(11): 16-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.003
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    面向离散分布的海量电力业务终端的接入需求,灵活可靠的接入技术是实现电力业务泛在物联、信息高效的关键。针对现有无线接入终端接口单一、种类繁多、难以满足电力规范等问题,文章提出一种LTE(long term evolution)230电力终端无缝透传接入技术,目的在于搭建电力业务终端至主站系统之间的通信桥梁。该技术采用LTE230无线通信模组,实现通信底层技术与电力业务的融合,把业务数据封装为无线帧以透传的方式发送至其他网元,为电力业务定制开发,兼容多种业务通道接口,可扩展性强,业务应用广泛。结合电力无线专网工程应用场景,验证了该接入技术的时效性及准确率等指标均可满足电力业务需求。
  • 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·
  • 刘伟佳, 文福拴, 马莉, 薛松
    电力建设. 2019, 40(11): 24-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.004
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    分布式可再生能源发电渗透率的提高对电力系统尤其是配电系统的优化运行提出了更高的要求。作为新兴的协调分布式能源的市场机制, 能源交易为分布式可再生能源发电大量接入配电系统提供了可行的解决方案。在此背景下,以需求侧能源交易为例, 研究能源交易的机制设计和潜在的经济效益。首先构建能源交易的整体框架, 制定能源交易和出清规则。在此基础上, 考虑电动汽车和可控负荷的特性, 建立需求侧负荷响应的数学模型并采用机会约束对不确定性进行处理。结合需求侧模型和能源交易体系, 建立了能源交易的最优竞价模型。最后,采用算例系统对所提能源交易模型和方法进行了仿真验证。
  • 单俊嘉,李阳, 胡俊杰
    电力建设. 2019, 40(11): 31-38. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.005
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    光伏等可再生能源在配电网中渗透率不断提高使得负荷侧由单一的用电形式向着兼具发、用电双重特性的产消者资源转变。随着产消者以个体形式参与电力市场的意愿不断增强,传统以用户购电为主的集中式电力市场交易模式已不能满足市场参与者的需求。为了提高分布式能源的接入比例,提高灵活可控的产消者主体经济性,文章根据交互能源机制中常见的弱中心化和去中心化市场交易框架建立了以产消者用电成本最小为目标的市场交易模型和产消者能量管理策略。最后,基于算例对比分析传统电力市场交易模式和文章所提的两种交互能源机制,证明了所提的两种交互能源机制的合理性和有效性。
  • 智能电网
  • 吴嘉豪,曾成碧,苗虹
    电力建设. 2019, 40(11): 39-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.006
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    在传统模式下,多区域综合能源系统(integrated energy system,IES)由于地理位置分散,往往都是独立运行,彼此间缺乏协调,难免存在资源配置不合理的问题,这不利于各区域的经济调度。文章首先提出一种多区域综合能源系统协调经济调度模型,其不仅能实现各自区域内的电热功率平衡,还能实现不同区域间的电热互补,然后采用分布式优化方法对模型进行求解。通过对比协调模式与传统的非协调模式,仿真结果表明,在该协调模式下,不同区域通过电能和热能交换,能够合理分配能源,实现综合能源系统的经济运行。从能源总需求量、储能设备调度结果和各区域间能源集线器(energy hub,EH)的能量交换情况3个方面验证了所构建模型的有效性。
  • 朱永强, 张泉, 刘康, 王植,韩民晓
    电力建设. 2019, 40(11): 48-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.007
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    交直流混合微电网是未来电网的发展方向之一。为实现两侧微电网的功率相互支撑,提出了一种新型的互联变流器控制策略。采用双级式互联变流器,解决了在直流微电网电压等级较低时与交流微电网互联的问题,且直流微网电压在较大范围内变化时也可正常运行。针对双级式互联变流器的特点,推导得到交流微网频率与电容电压的数学关系,在功率控制环节采用电压偏差-功率下垂控制策略,实现了两侧子网的功率支撑。PSCAD仿真结果验证了控制策略的有效性。
  • 董军,聂麟鹏,聂仕麟,杨培文,付安媛,黄辉
    电力建设. 2019, 40(11): 55-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.008
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    以风电为代表的新能源大规模并网威胁到了传统电力系统的稳定运行,对备用容量的配置也有了新的要求。在新电改和能源需求侧改革的背景下,用户侧的需求响应(demand response,DR)资源在备用容量配置的问题上凭借其灵活性和可操作性越来越得到重视。为此,文章分别从基于价格和激励的需求响应参与备用容量优化角度,提出了以调度成本和备用成本最小为目标函数的两阶段鲁棒优化模型。利用列和约束生成(columa and constraint generation, C&CG)算法将其分解为考虑风电不确定性的日前备用容量优化配置主问题和实时备用电量分配子问题,运用AD算法计算子问题并寻找“最坏点”代入到主问题中进行迭代求解,提高了求解效率。算例结果验证了模型的有效性和正确性,并表明需求响应作为一种灵活的调控资源可以有效促进风电消纳,同时可以降低系统调度成本和备用成本。
  • 陈防渐,王玉彬,陈奇芳,夏明超,杨晓楠,韩锋
    电力建设. 2019, 40(11): 65-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.009
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    目前在电力系统中无法保证相量量测单元完全覆盖的情况下,状态估计需要采用相量量测单元(phasor measurement unit, PMU)与数据采集与监控(supervisory control and data acquisition, SCADA)混合量测进行传统非线性状态估计,但是SCADA数据精度低,含有较多不良数据,同时混合数据需要迭代求解,会导致计算效率低且存在截断误差。针对该问题,文章提出了一种基于堆叠去噪自编码器(stack denoising autoencoder, SDAE)与极限学习机(extreme learning machine, ELM)伪量测建模的电力系统高容错快速状态估计方法。其将含有不良量测的SCADA量测数据作为SDAE-ELM伪量测模型的输入,节点电压实部与虚部作为输出,根据历史数据进行训练得到伪量测值与伪量测误差模型,训练完成后得到精度较高的伪量测;将伪量测与PMU量测一起进行快速的线性状态估计。仿真结果表明,所提方法在保证估计精度的基础上,提高了计算效率,验证了所提方法的有效性。
  • 黄伟,柳思岐,叶波,杨子力
    电力建设. 2019, 40(11): 73-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.010
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    随着综合能源系统(integrated energy system,IES)的发展,能源站、供能网络和负荷之间的互动性更为密切。因此,在对IES进行规划时,考虑不同类型的负荷需求和能源设备的耦合性,对能源站容量、位置和网架结构进行协同规划更为合理。文章基于电-热-气混合潮流,建立了考虑运行的能源站-网协同规划双层模型。上层模型为使能源站与三网管道的建设运行成本最小的改进p-中位模型,在能距中加入了基于电-热-气混合潮流的损耗成本,决策变量为能源站位置、容量及网架结构;下层模型为考虑经济性、环保性及供能可靠性的多目标优化模型,决策出各能源站的出力调度值,为混合潮流提供初值。采用贪婪-变邻域蛛网(greedy-variable neighborhood cobweb,GVNC)算法和改进多目标粒子群算法对模型求解,在提高计算效率的同时可以求得全局最优解。通过算例验证了所提模型和算法的有效性。
  • 电力经济研究
  • 董瑞彪,刘永笑,黄武靖,杨晟,金阳,张宁
    电力建设. 2019, 40(11): 87-96. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.011
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    能源互联网的建设及可持续运行需要合理的商业模式来支撑,在现有的能源分配、销售体制下提出一种具有可操作性的商业模式,实现能源互联网创造的价值在多投资主体和用户之间进行合理分配,促进各方积极参与能源互联网的投资与运营。提出了一种基于综合能源系统价值分析的能源互联网运营商定价方法,首先通过构建数学模型的方法定量计算能源互联网综合能源系统相对于传统能源系统创造的价值,再将能源互联网创造的价值以一定的比例在运营商和用户之间进行分配,可根据具体需求形成相应的商业模式和定价方案。使用山西省某综合能源系统的实际数据进行了实证分析,验证了所提方法的有效性。
  • 张广伦, 钟海旺,陈连福,范孟华
    电力建设. 2019, 40(11): 97-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.012
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    电力金融市场作为电力市场的重要组成部分,其中交易的电力金融产品具有不同的交易机制与交易周期。电力期权、期货等电力金融产品的交易过程完全独立于电力现货市场,而虚拟投标(virtual bidding, VB)、Up-to congestion(UTC)等电力金融产品的交易过程则完全在电力现货市场中进行。文章对这两类电力金融产品的基本概念、交易机理作出了阐述,结合国外电力金融市场中实际的VB、UTC这两类电力金融产品交易运作情况分析了其功能和价值,并给出了其对我国开展电力金融产品交易的相关启示。
  • 智能电网
  • 闫园, 林鸿基, 文福拴, 龚建荣, 李道强, 陈成
    电力建设. 2019, 40(11): 106-115. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.013
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    作为促进温室气体减排的新兴市场, 碳交易市场逐渐成为影响发电公司收益的重要因素。碳市场中的碳排放配额具有典型的金融产品特征, 碳价波动及其与电价的交互作用会给参与电力市场运营的发电公司竞标决策带来风险。在此背景下, 针对由同一区域的火电机组、分布式发电单元、电动汽车和需求侧资源所集成的虚拟电厂(virtual power plant, VPP), 首先利用条件风险价值(conditional-value-at-risk, CVaR)理论度量VPP所面临的不确定性因素。然后, 采用Copula函数对电价与碳价的联合概率分布进行建模, 并以CVaR最小化为目标, 针对虚拟电厂构建了计及电价和碳价间风险依赖的Copula-CVaR竞标优化模型。最后, 采用YALMIP/CPLEX对所建立的竞标优化模型进行求解, 并用一个算例系统的4个场景说明了采用所提方法刻画VPP竞标风险的可行性与有效性。
  • 电力经济研究
  • 李昊,李文, 王林钰, 林晶怡, 刘畅, 唐巍
    电力建设. 2019, 40(11): 116-125. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7229.2019.11.014
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    文章针对城市再电气化潜力评估涉及面广、影响因素复杂等特征,对基于群决策理论的城市再电气化潜力评估指标和综合评估方法进行了研究。通过研究分析影响城市再电气化潜力的经济、技术、环境、市场、政策等因素,结合城市能源的发展及其再电气化实现途径,从源、网、荷三个角度出发构建了涉及新能源、综合能源系统、需求侧响应等的多层次、多维度城市再电气化潜力评估指标体系,并对指标进行量化分析。针对指标的层次性和多样性,基于群决策理论和属性重要度确定权重。考虑城市再电气化潜力评估指标信息的不完备性和不确定性,采用直觉模糊联系数进行处理。在此基础上,基于组合加权的群决策方法提出城市再电气化潜力的综合评估方法。通过实例仿真分析,验证了所提方法的可行性和有效性。