安徽电网网损在线计算与辅助分析系统的建设与应用

针对离线网损计算不能精确反映电网的实际运行情况,提出在EMS系统的基础上,采用状态估计算法、潮流计算法、SCADA采集算法和方均根算法,每隔5 min实现1次电网的在线网损计算,从而累加获得电网每日的电能损耗,并在数据库中保存电网元件的损耗数据与运行数据,为电网运行管理人员有效分析电网运行情况提供基础数据;可以利用在线...     

基于多时段机组组合的中长期市场安全校核方法

为解决电力中长期市场中调度机构安全校核缺乏有效技术方法的问题,基于多时段机组组合模型提出了一种面向电力中长期市场的安全校核方法。以发电企业中长期校核电量偏差最小化为优化目标,综合考虑电力平衡约束、网络传输能力约束、机组发电能力约束等多方面系统运行约束条件,构建了电力中长期市场机组组合模型。利用该机组组合模型,对电网调度过程进行运行模拟。并通过判定各发电企业电力中长期交易结果的完成率偏差,来判定电力中长期市场交易结果是否满足系统运行要求。最后,基于某省区电网实际数据构造的算例表明,与传统典型日运行模拟校核方法相比,本文所提出的校核方法能有效考虑机组启停时间约束等运行要求,更符合电网实际调度运行需要,能够给出更为准确的安全校核判定结果。     

考虑水电库容弹性的电力系统经济调度

随着负荷的增长与新能源的接入,电网运行的安全域不断减小。为此可充分挖掘电网的运行弹性空间,扩大电网运行安全域,实现资源的优化配置。文中提出水电库容弹性空间概念,并建立了考虑来水不确定性和风险成本的库容运行弹性模型;基于此提出了考虑库容弹性空间的经济调度模型,以用于评估考虑库容弹性后的电网运行效益。此外,基于KKT（Karush-Kuhn-Tucker）条件,推导了库容弹性与电网运行状态量之间的灵敏度关系,并提出了关键库容弹性的灵敏度辨识方法,进而在电力系统运行时优先利用关键库容弹性。最后,通过IEEE 30节点系统和某地区的实际电网验证了所提方法的有效性。仿真结果表明,所提方法能够在考虑水库防洪风险控制需求的基础上,有效利用水电库容弹性空间来灵活地调整库存水量,促进水电、风电消纳,降低电网运行成本。     

多能源发电系统控制策略建模研究

应用DIGSILENT仿真软件搭建含有多能源发电系统的仿真模型,主要包括光伏发电系统、风力发电系统和储能系统。针对不同特性的微源,在运行过程中采用不同的控制策略。利用该模型模拟了电网电压跌落下的风力发电系统输出特性,仿真结果表明,采用的仿真分析方法切实有效,模型输出与实际理论输出相似,能够快速地响应电网调度指令;利用该模型模拟了电网电压跌落下光伏发电系统和储能系统组成的微电网的输出特性,仿真结果表明,模型输出与工程运行相似,能够支持母线频率基本保持不变,提高供电可靠性。本模型可以用于实际多能源发电系统的并网分析,为实际工程研究奠定了基础。     

基于数据挖掘技术的电网调度运行分析系统

电网调度中心是电网运行数据的中心,这些数据中蕴含着电网运行和安全生产的宝贵信息,但目前尚未专门针对大量历史信息进行有效的管理和分析,无法有效地利用其宝贵的数据资源。文章介绍了基于数据挖掘技术的电网调度运行分析系统,利用数据仓库和联机分析处理技术,对电网运行数据进行有效管理和科学分析,并有效利用电网运行数据,总结电网运行经验,发掘电网运行规律,为调度人员提供分析研究平台,有助于促进电网运行精细化管理,提高电网调度水平和科学决策水平。     

基于EMS的地区电网合环风险评估系统

传统的基于电力系统离线分析软件进行电网合环风险分析,由于无法保证电网模型及电网运行方式的实时性,采用近似计算,缺乏及时有效正确的分析手段。文中提出一种基于能量管理(EMS)系统的地区电网合环风险评估分析软件系统,在调度控制中心实现实时的电网合环风险评估。该系统从EMS系统读取实时电网模型、运行方式,综合利用全网模型量测信息,实现电网热稳定、静态安全及遮断容量校核,减小了电网实际合环操作前分析的工作量,该评估系统已经在深圳电网主站系统中得以应用,具有良好的实用性。     

灵绍直流单极闭锁事故仿真反演分析

针对灵绍直流某次单极闭锁事故,详细介绍了事故前后宁夏电网运行状态及灵绍直流单极闭锁后对主网的影响。在PSASP程序中搭建了与实际系统一致的仿真模型,并还原了事故发生前时刻的电网运行方式,参照事故前后电网实际动作逻辑,利用PSASP开展了事故离线仿真分析,并将仿真结果与PMU实测曲线进行对比,结果表明仿真曲线与PMU曲线基本吻合,验证了仿真方法与仿真模型的准确性。     

电网频率变化下直驱永磁风力发电机组暂态特性分析

为研究直驱永磁同步风力发电机(DPMSG)在电网频率发生变化情况下的暂态特性,建立了电网中风力发电系统数学模型,网侧和机侧变换器分别采用基于电网电压定向和电流前馈补偿的定子磁链定向矢量控制。根据建立的模型仿真分析电网频率下降情况下风机的输出特性进行仿真分析,仿真结果与实测数据对比验证了模型的正确性。利用该模型对电网频率升高时直驱永磁发电机功率、直流电压、转速进行了进一步研究分析,研究结果为分析风电场在电网频率变化期间直驱永磁风力发电系统实际运行、出力变化情况提供了有效依据。     

基于多运行方式的广域阻尼控制器协调设计方法研究

广域阻尼控制是抑制大电网低频振荡的重要手段,针对现有关于广域阻尼控制的研究大多基于简单系统,且大多基于单一运行方式设计控制器参数,在大电网及多运行方式下存在应用困难的不足,提出适用于大电网的广域阻尼控制器设计方法。首先,提出基于频域子空间辨识理论的广域阻尼控制器参数频域设计方法,该方法不需要实际系统建模,基于实测方法完成阻尼控制器参数设计,且方法实施过程简单有效,便于工程应用;然后提出基于遗传算法的广域阻尼控制器多运行方式协调设计方法,利用遗传算法多目标函数协调优化功能保证了控制器在多运行方式下的鲁棒性,同时算法实施过程不依赖于系统的详细模型,因此适用于实际大电网应用;最后,在上述研究基础上提出广域阻尼控制设计流程,为广域阻尼控制技术在实际电网中的应用提供解决方案。通过实际电网的实例验证方法的有效性及在实际电网中应用的可行性。实例分析表明,使用该文方法设计的广域阻尼控制器,系统阻尼特性大幅提升,该方法还具有适应多运行方式的特点,适用于大型互联电网的实际工程应用。     

基于潮流增长率泰尔熵的脆弱支路辨识

电力系统脆弱支路辨识,对提高系统安全运行、预防电网灾难性事故发生具有十分重要意义。针对传统电网脆弱性评估模型未能有效考虑系统电压等级的问题,引入泰尔熵指标在计及系统电压等级的基础上,构建了基于支路潮流增长率泰尔熵的电网脆弱支路辨识模型。该模型从支路潮流冲击影响力和系统脆弱度两个方面对电网中的脆弱支路进行综合评估,评估结果更加贴近电网实际运行状态。通过对IEEE 30节点系统和某地区实际系统的仿真,证明了该模型的科学性与实用性。     

基于电动汽车负荷预测的台区变压器选型策略

电动汽车凭借其特殊的能源驱动方式,可以有效地降低污染排放和提高能源利用效率,但作为一种新型负荷在带来社会效益的同时,也给电网的运行带来了诸多挑战。电动汽车渗透率的提高将引起电力系统整体负荷的增长,进而推动配电网提前改造。因此在进行配电网的扩容与升级时,有必要充分考虑电动汽车的影响。首先分析了电动汽车发展对电力系统的影响以及工程实际中配电网扩容需要考虑的因素。然后分析了电动汽车充电负荷的影响因素,并建立相应的预测模型,基于分析过程选择既可以反映模型参数,又方便采集的可观测量,从而为实现区域内电动汽车的负荷预测提供方向。在此基础上,进一步建立区域的配电网经济模型,指导供电台区内的变压器选型和评价指标的调整,在满足供电可靠性的前提下,提高电网的适应性和经济性,进一步促进电动汽车与电网的协同发展。     

电动汽车充电功率需求及其对电网负荷曲线的影响

准确把握电动汽车充电负荷,是评估电动汽车对电网影响以及对电动汽车进行充放电管理的基础。通过影响电动汽车负荷在时间上分布的综合因素及其相应的概率分布,提出了一种基于统计学的电动汽车充电功率模型。在此基础上利用蒙特卡洛方法对电动汽车在不同渗透率下的负荷进行计算。结果表明,电动汽车的规模化应用,给电网带来了新一轮的负荷增长;充电负荷的峰谷差明显加大,给未来负荷调控带来了挑战。     

计及耦合因素的电动汽车充电负荷时空分布预测

实现电动汽车与电网互利共赢的基础问题之一是如何有效预测电动汽车的充电负荷,而电动汽车时空转移的随机性和转移过程中各因素的耦合性增加了充电负荷预测的难度,本文提出一种计及动态转移规划和耦合因素的电动汽车充电负荷时空分布预测方法。首先,基于出行链技术建立含多类型电动汽车的单体出行数学模型;在此基础上,考虑交通流量、行驶路况和温度,构建电动汽车的单位里程能耗数学模型。其次,基于马尔可夫决策过程理论,考虑剩余行程和路网拥堵信息,动态更新路网信息和随机规划电动汽车时空转移路径。最后,基于算例,对比分析电动汽车及其充电负荷在不同策略、职能区域和出行日情况下的时空分布。结果表明：本文所提方法能够全面反映电动汽车车主的出行决策,且预测结果能真实反应电动汽车类型和职能区域导致的其充电负荷幅值和分布上的差异。     

考虑电动汽车集群的互联电网负荷频率分散预测控制

随着大量电动汽车接入互联电网,其移动的充电模式会给电网带来一定的冲击,反过来,电动汽车作为一种移动式储能单元可参与互联电网调频,但目前的研究都是集中式或分散式的V2G控制上.在电动汽车储能电池动态模型的基础上,构建含电动汽车集群的多区域互联电网负荷频率控制模型,基于广域监测系统,结合模型预测控制实现了多区域电网负荷频率广域分散预测控制.在MATLAB/Simulink中搭建三区域互联电网模型,并进行仿真分析.算例结果表明,电动汽车作为移动式储能单元参与互联电网调频,可以在短时间内平抑电网频率波动;而文中提出的广域分散预测控制方法较经典的PI控制方法,能将三区域电网的频率偏差限制在更小的范围内波动,又能较快地恢复至稳态值.     

面向电动汽车集群实时充放电优化的分群调度机制

大规模电动汽车无序充电会加剧电网的峰谷差,并影响电能质量和变压器寿命。文章从群体的角度考虑分布式控制框架下电动汽车实时充放电优化的互动调度策略,根据接入电动汽车不同的充电需求,提出以充电结束时刻为分群特征的实时调度方法,并采用双层优化模型求解集群整体和单辆电动汽车的最优充放电功率问题。上层以日负荷波动和调度惩罚最小化为目标,建立考虑电动汽车充放电的大规模集群实时互动调度模型。下层考虑电动汽车车主的充放电成本,求解单辆电动汽车充放电功率的最优跟踪问题。以典型的区域配电网负荷数据为例,通过仿真验证了分布式控制下的实时充电优化策略可以保证电网的可靠运行,同时兼顾各方利益。     

基于V2G技术的电动汽车实时调度策略

随着电动汽车逐渐普及,其对电网的影响也不断扩大。为加强电动汽车与电网间协作,充分利用电动汽车在电网能量调度中的高度灵活性,提出一种基于V2G技术的电动汽车实时调度策略。首先以降低充电成本和网损成本为目标,建立电动汽车调度模型。然后通过构建网损灵敏度指标分析电网节点性能,基于电网负荷制定分时电价,通过潮流计算和凸优化算法实时求解得到电动汽车充放电策略。最后以IEEE 33节点配电网为例验证了所提策略可以有效降低充电成本与网损成本,同时分析了电动汽车渗透率、V2G占比对车网协作效果的影响。     

基于改进粒子群算法的电动车参与负荷平抑策略

建立了电动车参与负荷平抑的数学模型,在考虑电动车充放电功率及可用容量等约束条件的前提下,应用粒子群优化算法（particle swarm optimization,PSO）对模型进行了求解。针对PSO处理高维问题过早局部收敛的缺陷,提出了基于子向量的改进型PSO算法,在保证算法搜索到空间中的每个区域的同时,将搜索空间分...     

基于广义纳什议价的V2V能量交易研究

为解决大量电动汽车(electric vehicle, EV)接入电网或微电网产生额外负荷冲击的问题，提出了一种基于广义纳什议价(generalized Nash Bargaining, GNB)理论的电动汽车交易模型。在市场中选择将配电网络(distribution network, DN)运营商作为代理，并在配电网络中安装变压器和并联电容器。DN运营商可通过变压器和电容器上的有载分接开关来管理网络上的电压和无功功率(voltage and reactive power, Volt -VAR)。同时，市场中允许两种交易方式，一种是EV直接与DN进行交易，另一种是电动汽车之间以点对点(peer to peer, P2P)的方式进行能源交易。最后，将GNB问题分为两个子问题，即社会福利最大化问题(P1)和能源交易问题(P2)，通过调用遗传算法对P1和P2进行求解。结果表明，加入Volt-VAR后，社会福利得到了增加，参与市场的各个代理也获得更公平的利润分配。所提出的模型促进了电动汽车之间的能量交易，降低了电动汽车无序充电对电网的冲击。     

基于实时最优恒定功率的电动汽车有序充电策略

大规模电动汽车无序接入充电会与电力系统基础负荷"峰峰相叠",加大系统峰谷差,造成配电变压器重过载和系统网损增大等后果,从而威胁电网的安全运行.为了实现电动汽车有序充电,在以负荷波动差作为网损分析指标的基础上,提出基于实时最优恒定功率的电动汽车有序充电模型.根据常规负荷预测曲线和电动汽车充电基础数据求解实时最优恒定功率,在满足配变最大容量等约束的前提下,以系统负荷波动差最小为目标形成电动汽车有序充电方案.最后通过MATLAB平台作算例仿真,以IEEE 33节点系统为例的仿真结果表明:所提有序充电策略能够更有效地实现系统负荷"移峰填谷",达到平抑负荷波动和降低系统网损的目标,从而验证了该策略的有效性.     

电动汽车日充电负荷需求模型比较分析

电动汽车大规模充电将给电网运行带来的巨大的挑战,有效准确地预测电动汽车充电功率需求对于减少其对电网产生的不利影响具有重要意义。文以电动汽车日充电负荷需求模型为研究对象,总结了当前主要的负荷需求模型,即从单电池、单充电机、日行驶里程和单位时刻四个不同角度建立的电动汽车负荷需求计算模型,并分别对模型机理和数学描述两方面分别进行了阐述,比较分析了这四种模型的性能和适用范围,最后结合各模型优点提出了一种改进的负荷需求模型,并指出其仿真分析流程。