• 2017年第45卷第23期文章目次
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    • >理论分析
    • 基于多时段IL用户优化调度的配电网TSC均衡提升策略

      2017, 45(23):1-8. DOI: 10.7667/PSPC161686

      摘要 (5445) HTML (0) PDF 714.72 K (2045) 评论 (0) 收藏

      摘要:可中断负荷的管理作为配电网的一种调度手段,研究其对配电网供电能力的影响具有重要意义。目前研究仅涉及在加入用户分级后配电网的供电能力是否有所提升以及能够提升多少,尚不能有效地管理利用负荷以及实现可中断负荷在提升供电能力方面的电力资源的有效分配。以单位时段配电网供电能力值为优化变量,以计及可中断负荷后配电网TSC的曲线形状与日负荷曲线形状相似度最高和配电网各时段的供电能力最大为优化目标,建立可中断用户调度优化模型。针对模型采用遗传算法求得Pareto最优解集,并采用基于DM层次分析法进行决策,选出最满意的调度方案。通过算例验证了所提模型和算法的有效性。

    • 计及无功潮流影响的传输介数概念及其电网关键线路辨识研究

      2017, 45(23):9-16. DOI: 10.7667/PSPC161939

      摘要 (5267) HTML (0) PDF 580.39 K (2304) 评论 (0) 收藏

      摘要:在潮流介数的基础上,考虑了线路在传输无功潮流方面的作用,提出线路传输介数并将其用于辨识电网关键线路。由于充足的无功支持是电压稳定性的基础,将无功传输的作用纳入到关键线路辨识方法中后,传输介数能准确地辨识出影响系统电压稳定性的重要线路。关键线路的连续故障会导致有功和无功传输通道的破坏,需要切除部分负荷以维持系统频率和电压稳定,故采用基于最优潮流的失负荷量作为故障线路重要性的评价指标,以验证具有高传输介数的线路在电网运行中承担关键作用。IEEE39和IEEE118节点系统算例表明,传输介数能够辨识出系统中影响节点电压稳定水平的重要线路,其辨识效果优于潮流介数,基于传输介数的电网关键线路辨识方法具有合理性和有效性。

    • 温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换求解方法

      2017, 45(23):17-23. DOI: 10.7667/PSPC161947

      摘要 (5576) HTML (0) PDF 646.97 K (2095) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为典型的具有热存储特性负荷,温控负荷具有参与电力系统有功调度与控制的潜能。为了便于分析和控制,提出了一种温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换求解方法。分别介绍了温控负荷的单个个体的物理模型和Fokker-Planck方程聚合模型,在此基础上,采用数值拉普拉斯反变换法对Fokker-Planck方程聚合模型进行求解。通过算例仿真验证了温控负荷群Fokker-Planck方程聚合模型的数值拉普拉斯反变换解的有效性。对温控负荷进行分散式控制,根据频率调整设定温度,改变其功率需求。把用数值拉普拉斯反变换求解后的温控负荷聚合模型结合到电力系统频率控制模型中,进行频率响应分析。通过对3机9节点系统仿真,验证了该模型结合到电力系统频率仿真模型中控制效果的有效性。

    • 基于负荷预测与关联规则修正的不良数据辨识方法

      2017, 45(23):24-33. DOI: 10.7667/PSPC161842

      摘要 (6222) HTML (0) PDF 658.21 K (2364) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电力系统的快速发展,使得电网需要对海量、异构和多态的数据进行分析与辨识。传统的不良数据辨识方法辨识效率较低,且不能够高效率利用已知的全部数据信息。为解决此问题,提出了一种基于负荷预测与关联规则修正的不良数据辨识方法。根据数据量之间的内在联系,给出了一种三维矩阵的数据存储方法。建立基于回归分析法的预测模型与基于灰色关联的相关性分析模型,分析节点注入功率与温度之间的变化关系,并采用关联规则与特殊断面修正法对预测值进行修正,进而完成对注入功率的辨识。在此基础上,再通过基尔霍夫定律与残差辨识法完成对支路潮流数据的辨识工作。最后应用实际系统的仿真算例证明了该方法能够在克服残差污染和残差淹没现象的前提下准确辨识出全部的不良数据。

    • 基于改进混沌粒子群算法的多源独立微网多目标优化方法

      2017, 45(23):34-41. DOI: 10.7667/PSPC161935

      摘要 (5843) HTML (0) PDF 772.64 K (2035) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前独立微网优化运行中微源类型与场景设计较为简单、未充分考虑可控负荷作用等问题,以可控负荷作为网内功率平衡的辅助手段,研究多源独立微网的调度优化问题。建立了使发电成本、切负荷补偿成本及微网环境效益最优的多目标优化模型。根据工作日、周末和晴、阴雨天组合设计了四种典型场景,在满足功率平衡等约束的前提下实现独立微网的经济调度。针对优化变量多、场景复杂的微网优化模型,提出了改进的混沌粒子群算法(Chaos Particle Swarm Optimization, CPSO)用于优化问题求解,验证了模型和算法对不同场景微网优化问题的有效性。

    • 基于功率预测的新型变步长电导增量法最大功率点跟踪策略

      2017, 45(23):42-48. DOI: 10.7667/PSPC161905

      摘要 (5365) HTML (0) PDF 1.04 M (2071) 评论 (0) 收藏

      摘要:光伏电池的输出特性具有强烈的非线性,最大功率点跟踪技术能够提高光伏系统的效率。常规定步长算法在选取步长时在响应速度和稳态精度之间无法兼顾。变步长算法在同一光照强度具有良好性能,但在光照突变时存在最大功率点跟踪死区的情况。提出了基于功率预测的新型变步长电导增量法。该方法采用一种新的步长调整系数,能够根据外界条件的变化调节步长,解决了跟踪速度与稳态精度之间的矛盾。并且当光照剧烈变化时,确保扰动前后的判断是基于同一功率曲线进行的,避免误判现象的发生。仿真验证了该算法的有效性。

    • >应用研究
    • 市场环境下区域电网调峰的直调机组网际出力优化配置研究

      2017, 45(23):49-56. DOI: 10.7667/PSPC161924

      摘要 (4954) HTML (0) PDF 1.39 M (2186) 评论 (0) 收藏

      摘要:在中国特高压建设、西电东送的大背景下,低谷调峰已经成为诸多区域电网内多个省(市)电网运行的困难之一。为有效缓解区域电网内多个省级电网的调峰难题,引入竞争的电力市场环境,对网内优质的调峰资源进行优化调用。以区域电网为背景,构建分省低谷调峰交易市场,对市场框架进行设计。在此市场环境中提出了以电网负荷过程平稳性和区域直调机组收益最大化为优化目标的网际出力优化配置模型,探索了价格迭代分层优化方案。并针对多种耦合多电网调峰需求方案及统调比例设置方案进行了分析与研究。通过华东直调系统简化算例模拟,可见提出的网际出力优化模型均能够切实高效地解决市场环境下区域电网调峰问题。

    • LCL型并网逆变器新型频率自适应重复控制方法

      2017, 45(23):57-64. DOI: 10.7667/PSPC170348

      摘要 (5425) HTML (0) PDF 1.48 M (2495) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种应用于LCL型并网逆变器的新型频率自适应重复控制(FARC)方法。该方法采用全通滤波器来替代重复控制器中频率比值小数部分构成的延时单元。当电网频率变化时,通过在线调整全通滤波器的系数,使重复控制器内模的谐振频率逼近电网基波及谐波频率的实际值,从而实现在电网频率变化情况下对电压谐波的有效抑制,进而控制逆变器输出高质量的并网电流。详细给出FARC的设计过程及系统的稳定性分析。仿真和实验结果验证了所提控制方法的有效性和可行性。

    • 多种稳定问题矩阵式量化指标及交直流协调控制策略

      2017, 45(23):65-73. DOI: 10.7667/PSPC161895

      摘要 (5582) HTML (0) PDF 1.04 M (2219) 评论 (0) 收藏

      摘要:大电网严重故障下可能出现功角、电压和频率等多种稳定问题。研究并量化了故障严重程度等相关因素对多种稳定问题交互演化的影响。提出了基于暂态动能改善和控制灵敏度的多稳定问题矩阵式量化评价指标与方法,充分计及单一稳定和综合稳定控制效果、控制负效应和超调控制等。基于该指标提出了多种稳定问题并存条件下交直流紧急控制策略,提升了紧急控制算法对于处理复杂稳定情况的适应性。基于实际电网的算例验证了所提紧急控制策略的有效性。

    • 一种基于贪心算法的紧急控制策略优化搜索方法

      2017, 45(23):74-81. DOI: 10.7667/PSPC161901

      摘要 (4676) HTML (0) PDF 771.70 K (2392) 评论 (0) 收藏

      摘要:间歇式能源接入、全国电网互联、在线运行保护与控制需求等多重因素对电网紧急控制策略搜索提出了新的要求。为此提出了一种基于贪心算法的紧急控制策略优化搜索方法。该方法选择预想故障集中某一失稳算例进行时域仿真,再根据EEAC量化理论计算每个紧急控制措施性能指标,基于性能指标计算出紧急控制空间中各紧急控制措施性价比,其关键在于计算出采取紧急控制措施前后系统暂态稳定裕度的变化量。然后采用贪心算法在候选紧急控制空间搜索出紧急控制策略。最后通过简单电力系统和实际电网两个算例验证了该方法的正确性。

    • 智能变电站二次安措策略自动生成和在线校核技术

      2017, 45(23):82-89. DOI: 10.7667/PSPC161910

      摘要 (5749) HTML (0) PDF 1.07 M (2478) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前智能变电站在二次安措票填写及校核方面效率不高且容易出错的情况,提出了一种二次安措策略自动生成和在线校核技术,设计了一套检修安措策略规则。软件根据二次设备之间的停役关系以及对应一次设备的停电状态,分析检修安措时的隔离点及隔离措施,自动生成word格式的安全措施票及XML格式的安措执行条目表。开发了一种具有制造报文规范(MMS)通信功能的手持终端设备,解析变电站配置描述(SCD)文件和安措执行条目表并连接相应的二次设备获取实时状态量信息,对安措执行情况以在线可视化图形界面的方式进行在线校核。通过自动生成与在线校核两方面,提高智能变电站现场技改、消缺和校验的工作效率,同时减少人为因素造成的工作失误。

    • 分布式光储微电网系统并网控制策略研究

      2017, 45(23):90-97. DOI: 10.7667/PSPC170389

      摘要 (5899) HTML (0) PDF 1.38 M (2527) 评论 (0) 收藏

      摘要:分布式光储微电网系统有效整合了分布式光伏电源和储能单元,有效改善了分布式光伏电源接入配电网产生的电能质量问题。分析了微电网的研究现状,给出了分布式微电网系统拓扑结构,并对分布式光伏电源和储能单元的特性进行了分析。针对分布式光伏微电网系统,研究了底层装置在并网模式下的控制策略,并在Matlab/ Simulink环境下搭建仿真模型,验证了底层控制策略的可行性。研究了以削峰填谷为目标的基于模糊算法的能量管理策略,根据当前所处的用电时段以及储能的SOC水平,确定能量控制策略,使光储微电网系统的运行成本最低。通过Matlab算例验证了该控制策略的有效性。

    • 考虑电动汽车调度的微电网混合储能容量优化配置

      2017, 45(23):98-107. DOI: 10.7667/PSPC170700

      摘要 (5744) HTML (0) PDF 784.00 K (2206) 评论 (0) 收藏

      摘要:在微电网中适当的储能配置方案能保证微电网运行的经济性和可靠性。在考虑分布式电源的建设成本、运行维护成本、回收成本、环境成本和能源短缺补偿成本的基础上,提出了一种含电动汽车调度的微电网混合储能容量优化配置策略。该策略在考虑了不同种类储能设施和负荷的基础上,通过对系统出力和负荷的协调来构建经济适用的混合储能系统。并在满足重要负荷和一般负荷的供电可靠性基础上,采用人工蜂群算法得到最优的储能容量配置。最后,以一个具有20年使用寿命的微电网项目来进行对比分析,结果验证了所提优化配置方法的有效性。

    • >设计开发
    • 基于图划分的大电网拓扑分析

      2017, 45(23):108-115. DOI: 10.7667/PSPC171060

      摘要 (7861) HTML (0) PDF 527.23 K (3100) 评论 (0) 收藏

      摘要:为支撑大电网在线实时监控和分析,提出了一种基于图划分的大电网拓扑分析方法。该方法首先根据智能电网调度控制系统电网建模特点,给出了基于图论的电网层次结构、拓扑结构、厂站母线分析和系统网络分析模型。然后基于图划分建立了并行网络拓扑和局部拓扑修正的数学模型,并根据该模型设计了大电网并行网络拓扑的实现方法。最后基于共享内存编程模型在智能电网调度控制系统中研发了快速网络拓扑分析服务功能。所提出的模型和方法实现了大电网并行网络拓扑分析的无锁计算,避免了多线程数据竞争导致的阻塞耗时问题。对实际系统进行仿真测试,结果表明了该方法的准确性、实时性和有效性。

    • 智能变电站二次虚回路连线自动生成实践

      2017, 45(23):116-121. DOI: 10.7667/PSPC170560

      摘要 (5788) HTML (0) PDF 552.31 K (2024) 评论 (0) 收藏

      摘要:智能变电站二次虚回路设计是智能站设计的主要工作,对智能站安全可靠运行具有重要意义。为提高虚回路配置效率,降低出错概率,提出了一种智能变电站二次虚回路自动生成的办法。该办法通过系统规范描述文件(SSD)中的间隔配置信息以及设计的“间隔连线表”,基于共同信息模型,实现二次虚回路连线根据特征字自动匹配。此方法采用自动匹配过程,优于原来的人工连线,可以有效降低人工参与度,从而提高二次虚回路构建的工作效率和可靠性。该研究内容对于相关工程实践具有较好的借鉴价值。

    • >工程应用
    • 配网物理模拟系统控制单元设计与实现

      2017, 45(23):122-129. DOI: 10.7667/PSPC161869

      摘要 (5195) HTML (0) PDF 2.20 M (2280) 评论 (0) 收藏

      摘要:为控制配电网物理模拟系统以实现配电网正常运行及故障工况的模拟,基于可编程控制器(PLC),设计了配电网物理模拟系统的核心控制单元、故障模拟装置控制单元及燃弧故障装置控制单元。所完成的控制单元可实现模拟断路器通断控制、三遥数据采集控制、故障模拟控制、燃弧控制等功能,并以中断方式切除系统产生的模拟故障,响应时间不超过10个周波。PSCAD仿真结果与系统运行实验结果一致,表明所设计控制单元满足配电网物理模拟系统运行的控制要求。

    • 抽蓄电站和经多端柔性直流电网接入的大规模新能源间的协调互补优化控制方案

      2017, 45(23):130-135. DOI: 10.7667/PSPC171268

      摘要 (5625) HTML (0) PDF 954.82 K (2515) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前多端柔性直流电网多用于海上风电,但多端柔直本质上并不能抑制新能源出力波动。介绍了一种抽蓄电站和经多端柔性直流电网接入的大规模新能源间的协调互补优化控制方案。在网省调度中心设置控制主站,抽蓄电站内设置执行子站。主站担任主要数据分析、抽蓄电站有功调整指令发布等功能,并具备不同的控制模式。子站担任接收主站发布抽蓄电站有功调整指令,根据抽蓄电站内的实时运行工况,对每台机组的调速器发出实际执行指令。该系统主要用于解决跨区新能源消纳和风电光伏接入系统后对系统稳定性的影响,同时系统还具备应急功率波动控制功能,在华北电网出现大量功率缺额时提供紧急频率支援。仿真结果表明,协调互补优化控制方案能够有效地抑制新能源出力波动,降低新能源波动对华北电网的冲击,实现新能源的友好送出。

    • 基于信息流监测与解析的遥控缺陷诊断技术应用

      2017, 45(23):136-142. DOI: 10.7667/PSPC161879

      摘要 (5032) HTML (0) PDF 893.64 K (2520) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高遥控缺陷原因分析的准确性,针对实际运行中遥控失败所呈现的系统性、过程性以及偶发性特征,提出基于信息流监测与报文解析技术的诊断方法。通过全程监测、记录变电站监控系统以及远动环节数据交互的信息流,捕捉遥控异常过程中以太网传输层与应用层通信报文中的关键信息,分析定位遥控失败原因。该方法解决了遥控过程环节多、技术复杂、故障难以重现等带来的困惑,全过程、全覆盖的信息流监测记录与报文解析,使得遥控失败踪迹展露无遗,为缺陷原因准确诊断与处理方案制定提供翔实技术依据。应用经验表明,基于信息流监测与报文解析的诊断方法效果好,尤其对偶发性的遥控缺陷分析优势明显,值得推广应用。

    • 基于改进GA-PSO混合算法的变电站选址优化

      2017, 45(23):143-150. DOI: 10.7667/PSPC161921

      摘要 (5481) HTML (0) PDF 716.36 K (2252) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对具有大规模、多约束、非线性特点的变电站选址优化问题,提出了一种可以适应实际地理状态具有寻优机制且兼顾速度的算法。该算法结合遗传算法与粒子群算法(GA-PSO),采用实数编码策略、精英保留策略,以变电站规划年最小费用为适应度,实现空间解在空间范围内的自适应搜索,有效避免局部最优解和早熟问题。其收敛速度比遗传算法(GA)快,求解精度比PSO和GA都要高。并利用基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)的评价函数对结果进行评价和局部修正,使其结果更贴近实际情况。算例结果表明,该算法具有较好的寻优能力和收敛特性,无需进行编码换算,操作简单且运行速度快,能更好地满足配电网大规模变电站规划的需求。

    • 适用于评估风电接纳能力的时序生产模拟算法研究

      2017, 45(23):151-157. DOI: 10.7667/PSPC161832

      摘要 (6152) HTML (0) PDF 926.13 K (2155) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,负荷状况、电源结构和网架结构等因素的变化直接导致电网风电消纳能力降低,深入开展电网风电消纳问题的研究,对于风电资源的可持续高效利用、电网的安全稳定运行意义重大。针对电网风电接纳能力评估算法展开研究工作。首先,对风电场出力的实测数据进行了时间和空间分布特性分析。然后,在风电出力特征和最大/最小负荷预测方法的基础上,给出风电接纳能力的时序生产模拟算法。最后,以某省级电网为例,对不同季度、不同运行条件下的风电消纳能力进行了评估计算。对比电网运行数据,计算结果表明该方法能够用于评估电网风电消纳能力,可为进一步提高电网风电消纳水平提供理论数据参考。

    • >综述
    • 用户侧微电网的能量管理方法综述

      2017, 45(23):158-168. DOI: 10.7667/PSPC170782

      摘要 (5864) HTML (0) PDF 368.62 K (3123) 评论 (0) 收藏

      摘要:用户侧微电网是协调分布式发电与用户负荷的有效载体,而能量管理系统是提高其运行效用的重要途径。从用户侧微电网的能量管理需求与应用特点出发,系统论述了在线凸规划、在线模型预测控制、李雅普诺夫优化和在线线性规划等四类在线算法的基本原理。综述了其在微电网或类似系统能量管理中的应用情况,分析了不同在线算法的特点、性能、适用范围及评价指标。最后,简要总结了目前存在的难点问题与发展前景。

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