新型智能用电双向互动服务框架研究

针对智能用电发展新形势,围绕国家电网公司原有的智能用电服务技术体系,提出了“向下兼容、适度超前”的智能用电双向互动服务总体架构,阐述了基于物联网的互动服务通信技术架构,描述了基于分层分区识别认证的安全防护架构,给出了基于数据集成、流程集成和业务集成的信息共享集成架构,着重介绍了双向互动服务平台的实现架构和方式。最后基于天津生态城示范工程,给出了新架构的应用案例。     

灵活互动智能用电的技术架构探讨

智能用电的核心特征是实现电网与用户能量流、信息流、业务流的灵活互动。为提出适合我国电力营销技术基础和机制,适应电能量友好交互、用户多元化服务需求等新形势的智能用电技术架构,从提炼信息互动、营销互动、电能量交互和用能互动等4类典型互动业务需求出发,提出了包括5层次的智能用电技术架构及对应实现过程,在此基础上重点探讨了高级量测系统及终端、智能用电互动化支撑平台、需求响应与用能管理以及通信信息技术等4项核心技术在架构中的功能定位。最后,根据近年来我国智能用电研究与实践工作的实际推进情况,提出了几点看法。     

智能用电互动体系构架探讨

探讨了智能用电互动体系构架的设计原则和设计思路,采用从业务构架到系统构架(数据构架、技术构架)再到集成构架的三步设计方法。首先,结合智能用电互动发展的需求,在原有互动业务体系基础上,进行融合并完善,形成智能用电互动业务构架。然后,建立智能用电互动数据构架和技术构架,实现对业务构架的全面支撑,并对数据构架中各子主题域内容进行具体设计,以及对技术构架中所涉及的关键技术进行分析。最后,建立智能用电互动集成构架,实现数据集成、业务应用集成以及企业外部相关应用集成等。     

智能配用电信息交互的典型模式

鉴于多样化业务需求的不断增多,建立与业务需求和系统特征相适应的信息交互模式是实现智能配用电的关键。在分析智能配用电业务需求和系统架构的基础上,提出集成式和一体化这2种典型的智能配用电信息交互方式及相应的部署方式;针对智能配用电的物理通信需求,形成智能配用电通信方式组合方案;结合电力系统信息安全要求,提炼二次系统安全防护体系。通过剖析业务需求、系统架构、信息交互方式及部署方式、物理通信方案和安全防护体系等几个方面情况,建立智能配用电信息交互典型模式。该模式已应用于智能配电网优化调度等实际工程之中。     

智能配用电通信网络的研究

随着智能电网的不断发展,各种新型配用电业务层出不穷,现有配用电通信网络架构不能很好地满足未来配用电业务灵活性、开放性的要求。对新兴的智能配用电业务在通信网络方面的需求进行了分析。提出了基于SDN技术并结合网络虚拟化与融合网关技术的智能配用电通信网络方案,研究了网络的基本架构和涉及的关键技术,最后,对SDN技术在配用电业务中的拓展应用进行了展望。     

面向需求响应的高级量测体系研究

高级量测体系对智能电网和需求响应具有重大意义,但当前的高级量测体系均未充分考虑需求响应的要求,不符合强调需求服务的未来智能电网建设。充分计及需求响应,提出了一种面向需求响应的高级量测体系架构,该架构为五层结构,增加互动层和智能设备控制系统等。该五层架构的实现需要智能控制技术、互动支撑平台技术、智能电表和智能交互终端技术、用电可视化管理技术等关键技术的支撑。对面向需求响应的高级量测体系进行深入研究,并对其构建模式进行探讨,旨在为高级量测体系建设提供一种更全面的理论依据。     

智能用电小区分层双向互动体系架构研究

智能用电小区双向互动是改变电网和用户之间传统交互方式的重要举措,合理、科学、稳健的体系架构是实现双向互动的重要保障。在此背景下通过对现阶段双向互动体系架构的研究和分析,提出了一种"电网—小区—用户"的分层双向互动体系架构并进行详细阐述。该体系架构和现有架构相比,能够提供更灵活的管理方式、更快速的故障响应、更优质的电力服务,对智能用电小区的双向互动建设具有一定的指导意义。     

基于区块链的智能用电云服务模式分析

信息化技术的快速发展为智能用电赋予了新的内涵和业务发展思路,针对未来智能用电业务潜在的交易方式及存在的问题,提出了一种基于区块链技术支撑智能用电云服务的应用方式。通过剖析区块链的技术原理,分析智能用电业务开展过程中的技术需求,明确了区块链技术在智能用电领域的定位。基于欧洲智能电网架构模型(smart grid architecture model,SGAM),设计了智能用电区块链的分域模型,并以可再生能源交易为例给出了具体的实例。最后,分析了基于区块链技术支撑智能用电云服务所面临的技术问题,并给出了解决思路。     

支撑互动用电的用电信息采集系统基本构成与关键技术

在智能用电的需求下,电力企业可以通过互动用电服务实现与电力客户的友好互动,为电力客户提供智能化和多样化的互动服务。该研究以用电互动信息采集系统为基础平台,设计构建了智能用电互动化服务应用平台。首先,分析国内外互动服务的发展现状;接着,从互动用电高级应用研究出发,构建高级应用功能,包括信息采集、互动用电、监测与警告、终端作业、信息发布与推送等;最后,探讨支撑互动用电服务的关键技术,包括基于CIM模型的互动业务建模技术、多信道本地通信网的异构融合技术、基于密钥实现安全防护的双向认证加密技术等。该工作可为智能用电互动化服务应用平台的建设提供技术支持。     

面向用电双向互动服务的信息通信模型

首先,分析了用电双向互动的业务需求,并在高级量测体系的概念基础上,提出了双向互动服务数据采集与控制通信系统架构。然后,面对前端局域网中数据采集设备多样性的问题,设计了基于IEC 61850信息模型的数据聚合单元,以提升双向互动服务系统之间以及互动服务系统与用电双向互动服务平台之间通信的稳定性、可靠性和互操作性。最后,遵循IEC 61850标准,以分布式发电系统双向互动服务为例,给出了分布式发电监控终端的信息通信模型。利用此模型可以将分布式发电双向互动服务纳入高级量测体系,以满足灵活互动智能用电的需求。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and     

12th International Conference on Electronic Measurement & Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China 7.16-19,2015 The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products     

基于改进动态灵敏度的配电网无功优化规划

目前配电网无功优化规划多采用网损灵敏度分析等方法来确定配电网候选无功补偿点,可能选择虚假高灵敏度节点,选点分布较集中。提出一种基于改进动态灵敏度选点的配电网无功优化方法,对灵敏度和负荷阻抗矩进行修正结合并进行层次聚类,避免选择虚假高灵敏度节点,使得选点分布均匀。通过实例仿真分析,验证了该方法的有效性,并对几种灵敏度选点方法进行了比较研究,得出了一些有益的结论。     

1 000 kV特高压南阳站3/2主接线不平衡环流分析

特高压变电站1 000 kV系统采用3/2主接线,由于导电主回路电阻不平衡度较大及特高压变电站输送容量大,导致3/2主接线系统存在较大幅值的不平衡环流,极端情况下个别断路器相电流有过零甚至反相现象。结合特高压南阳站,从理论上分析不平衡环流中零序分量及其产生原因;论述了大负荷运行期间零序环流给站内二次系统带来的显著问题和严重后果;提出保护装置采用两断路器合流、单断路器最小相电流制动零序电流元件和两断路器合流制动单断路器零序电流元件的几种解决方案。以期后续交流特高压工程对此有足够的重视,供设计、施工和运行维护借鉴。     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。