直流电力分组传输中超级电力包的设计

直流电力分组调度系统实现了电能的按需分配。然而,由于是在单个配电线上传输,如何节省传输时间成为一个重要问题。着重对直流电力分组传输系统中的电力包结构进行了分析,提出一种超级电力包的概念,将多个电力包合为一个超级电力包进行输配电。考虑到负载对于电力需求的多少是不相同的,在超级电力包的基础上,又提出一种可调节超级电力包的概念,能够控制转发给负载各自需要的电力。另外,在合成超级电力包时,根据负载需求电力的急迫性和数量设计了电力分配启发式算法。最后,使用Matlab软件对超级电力包的时间关系式和电力分配算法进行了仿真分析。结果表明,通过超级电力包进行输配电能够节省传输时间,另外,按启发式算法合成的超级电力包能够满足更多用户的需求。     

基于负载再分配的边缘计算任务均衡调度策略

目前5G异构网络的计算卸载机制在边缘节点资源方面和电力业务调度算法时延与负载均衡方面存在问题。综合考虑边缘服务器负载均衡和业务计算时延,针对min-min算法与max-min算法的不足,文中提出了基于电力业务优先级二次再分配的均衡调度算法。该算法根据业务的最大容忍时延划分业务的优先级,并且根据最小完成时间标准差确定长短业务比例,实现业务的预分配。基于各个边缘服务器的负载情况,该算法再将高负载边缘服务器上的业务分配给负载低的服务器,实现二次再分配。仿真结果表明,与典型的算法相比较,所提算法缓解了现有技术中存在的以上问题,降低了计算时延,实现负载均衡,提高了系统资源利用率。     

基于RBAC模型的电力营销系统用户权限分配方法

为了提高电力营销系统用户访问控制效果,提出基于RBAC模型的电力营销系统用户权限分配方法。利用信任度属性扩展访问策略表达式,通过监控用户的访问行为,获得电力营销系统信息资源的全局信任度,控制访问权限;根据访问权限控制结果,在分析自主型访问控制模型和强制型访问控制模型的基础上,基于RBAC模型,引入角色的概念,通过量化计算用户中不同的访问行为在分配权限时彼此的信任度,获取用户权限访问等级,完成电力营销系统用户权限分配。实验结果表明,所提方法的电力营销系统用户访问权限控制时间较短,用户权限分配误差率较低,提高了用户满意程度。     

利用电能路由器的配电网电能质量控制

文中提出了利用电能路由器隔离高压侧和低压侧电能质量扰动的传播,进而治理配电网电能质量问题的方法。首先给出了基于电力电子变压器的电能路由器主电路拓扑结构,分析了其工作原理并设计了面向有源配电网的电能路由器并网控制策略。其次分别设计了抑制电能路由器高压侧电压畸变向低压侧传播,以及低压侧负载突变与谐波对高压侧影响的控制策略。最后通过PSCAD仿真验证了所提出方法的正确性和有效性。结果表明,所提出的控制策略在保证电能路由器原有的能量分配传递,电压隔离变换功能的同时,可有效隔离高压侧和低压侧电能质量干扰的传播,为电能路由器的研究和实际应用提供了新的思路。     

面向交换式电力监测网的NTP同步精度提高方法

针对交换式电力监测网中NTP同步精度较低的问题,提出一种理论上可使同步精度提高到原来的17倍且不增加硬件的改进协议。SN-NTP利用了交换机的IEEE802.1p优先级调度功能,首先由NTP客户端向NTP服务器不间断地发送具有高优先级的短包,使所经路径被短包抢占,交换机中其他数据包处于等待状态;然后发送优先级高于短包的NTP请求包,使NTP请求包在传输路径上抢占短包优先权,从而使请求包在交换机中的最大等待时间变为原来的1/17,以此提高同步精度。基于船电监测网的SN-NTP协议性能试验显示,该方法可使同步精度提高到原来的15~24倍,与理论值基本吻合。     

基于电力需求响应业务特性的P圈保护策略

为提高电力通信网资源利用率,降低网络冗余,满足电力需求响应业务对于传输网络可靠性的要求,文章考虑需求响应的业务特性,提出一种基于报文感知的电力需求响应业务P圈保护策略(P-Cycle protection strategy for power demand response service based on message awareness,DRPS-MA).通过负载均衡方案对网络流量进行疏导,避免网络中的业务集中至某些特定链路,可以有效降低网络阻塞,优化业务路由.保证网络可靠性的基础上通过工作路径和保护P圈联合优化算法解决需求响应业务的寻路和保护问题,为待处理的业务请求分配工作带宽和保护带宽,最大化利用网络资源.仿真结果表明所提DRPS-MA算法能够显著降低电力通信网的冗余度和阻塞率,为需求响应业务提供端到端的快速恢复.     

基于矩阵填充的泛在电力物联网电能质量数据修复算法

电网智能优化运行依赖于对系统的泛在感知和完整正确的数据支持,这也是泛在电力物联网感知层必然要达到的最基本要求。在泛在电力物联网应用中,获取完整正确的量测数据是治理电能质量问题的基础。然而,在实际电网采集传输的全环节中,会不可避免地发生数据残缺。针对上述情况,提出基于低秩矩阵填充理论的泛在电力物联网电能质量感知数据补全新方法。首先证明了电能质量数据具有近似低秩的特性,以此为依据,设计多范数联合的秩优化模型,并应用交替方向乘子法将其分解为若干子问题分别求解。同时针对传统交替方向乘子法求解缓慢的问题,提出自适应迭代步长最优选取策略,加快模型求解速度。通过电压暂升、电压中断、脉冲振荡、电压暂降、谐波污染等高频故障场景验证所提方法的有效性,实验结果表明所提方法适用于多场景下的电能质量数据恢复,在缺失50%数据时仍能保证数据矩阵恢复误差在3%以内。     

基于非均衡蛛网模型的区域能源互联网协调优化运行策略

面向以微能源网为基本供能单元的区域能源互联网,提出一种基于区域电力市场定价引导不同微能源网之间进行电能交互的协调优化运行策略。从微能源网利益出发,建立供需两侧协同的微能源网日前自治优化调度模型。引入非均衡蛛网模型建立区域电力市场的定价交易模型,并形成市场价格调节与微能源网自治优化的双层交互结构。双层交互至稳定状态后,区域电力市场将实际交易电量向过度供给或过度需求方分配,各微能源网再根据分配结果进行最终的独立自治优化。算例仿真分析表明,所提的协调优化运行方法可以实现非均衡状态下的稳定交易,使得微能源网之间通过高效的电能交互提升各自的经济环保等运行性能。     

面向业务可靠承载的电力弹性光网络自主协同决策

针对电力通信骨干网面临频谱资源受限、调配灵活度差等挑战，提出一种面向业务可靠承载的电力弹性光网络自主协同决策方法。首先，建立长时业务可靠性约束，并通过虚拟队列漂移实现队列可靠性约束偏差感知；然后，将电力弹性光网络中业务与资源协同问题建模为业务请求、路径、频隙之间的三维匹配问题，并通过路径与频隙的聚合使其降维为一对一匹配问题；最后，引入升价匹配算法解决多业务请求对网络资源的竞争。仿真结果表明，相较于基于最小化队列漂移加惩罚的路由与频隙分配（MDPP-RSA）算法和基于首尾精确适配的路由与频隙分配（FLEF-RSA）算法，该文所提算法可有效提升电力业务可靠承载能力和网络资源利用率，平均业务队列积压降低了51.87%、80.18%，频谱利用率提升了33.52%、54.41%，并可满足不同优先级业务的高可靠传输需求。     

一类控制系统子网络的安全研究

介绍了控制系统网络安全的实现问题 ,主要探讨了以路由器作为防火墙进行有效的包过滤 ,防止对服务器及其它网络设备的攻击 ,以及基于 SSL原理实现数据信息传输的网络安全问题。     

基于直流电力分组传输的缓存储能研究

直流配电网中基于电力分组传输的调度系统实现了电能的有效分配,然而,由于分组供能的断续性,缓存储能问题变得至关重要。着重对直流电力分组传输系统中的储能缓存器容量进行了分析。利用一阶电路三要素法推导出电容容量表达式,将其应用到电力分组系统中,得出缓存器容量范围,建立了缓存器和负载之间的关系。基于其关系,从时分复用的角度分析了系统可容纳负载数量问题。最后,使用Matlab软件对其数学关系进行理论仿真分析。结果表明,可以通过减小电力包的有效载荷持续时间等来满足更多负载的需求。这一研究在一定程度上既减少了投资成本,又使电力资源得到了有效利用。     

基于能源路由器的用户侧能源互联网规划

针对能源系统规划中未充分考虑多个分布式能源系统互联及电/热/冷能流协调运行的现状,研究基于能源路由器的用户侧能源互联网规划方法。梳理了用户侧能源互联网的系统结构,建立各类能量单元的数学模型。以电/热/冷综合加权负荷矩最小为准则,采用Voronoi图、交替定位分配算法及"类内类间距离比最小"判据,提出了能源局域网划分和能源路由器选址方法。基于典型日各区域的时序负荷,以由投资、运行维护、燃料、买卖电和碳税5项成本构成的年费用最低为目标,考虑多能流协同互补和多路由器协调互济,建立0-1混合整数线性规划模型。采用商业软件Cplex求解,实现路由器配置和局域网间网络的同时规划;基于最小生成树实现局域网内供能路径优化,结合简易潮流计算结果和相关导则确定线路容量。算例仿真结果表明:所提出的分区、规划方法具备可行性和有效性;多能互补、多路由器互联能显著降低年费用并缓解多种负荷峰谷时段不匹配等问题;路由器与能源网络同时规划较分阶段规划更经济。     

考虑可控负荷功率调整的电力服务商分段式补偿定价决策

鉴于分布式电源出力和终端用户负荷需求的随机性,电力服务商实际购买电量与电力市场竞标电量存在偏差,这种偏差会带来惩罚成本。为此,考虑将需求侧可控负荷作为可调度资源,基于可控负荷用户增/减负荷成本函数,提出了一种分段式价格形式的多选项可控负荷功率调整补偿合同。为实现电力服务商与可控负荷用户双赢,建立了兼顾电力服务商经济效益和可控负荷用户需求响应效益的 型stackelberg主从博弈模型,并采用基于遗传算法的逆向归纳法求解。最后,通过算例对比了分段式补偿电价和固定补偿电价下电力服务商运营收益和可控负荷用户功率调整量之间的变化情况。仿真结果表明,所提出的分段式补偿定价方法能够明显降低惩罚成本,有效提高用户需求响应的参与度,实现需求响应资源的优化配置。     

混合三端直流输电线路故障测距方法研究

对混合三端直流输电系统而言,准确、可靠的故障测距方法可确保故障线路快速恢复,提高供电可靠性。为了解决混合三端直流输电系统结构复杂性强、线路故障定位难度大等问题,提出了小波包能量谱结合BP神经网络的测距方法。具体的定位方法实现步骤如下:首先在故障发生时快速进行故障选线。然后把发生故障时在测量点采集到的电压故障分量经过小波包分解重构得到小波包能量,并将其作为输入样本通过BP的非线性拟合能力进行训练。最后将反映故障位置的小波包能量代入即可输出相应的故障距离。仿真结果表明,该方法耐过渡电阻能力强,定位的准确度高。     

多接口能源路由器主回路结构及功能仿真

能源路由器是构成未来能源互联网的重要设备。在分析基于能源路由器的分布式能源共享方式的基础上,分析了能源互联网对能源路由器的基本要求,并提出了一种基于电力电子变换器的模块化多接口能源路由器主回路结构,包括储能及其变换器,公共直流母线和能源接口,其中能源接口根据其用途可分为网络能源接口和本地能源接口。简要介绍了能源路由器各个模块的控制策略,在相应控制策略下,能源路由器一方面能够满足本地分布式电源的接入和负荷的供电需求,另一方面能够控制其多个网络能源接口的交换功率,实现多个能源路由器之间或与外部电网之间能量的点对点传输,即能源路由功能。提出了一种能源路由器储能和各网络能源接口之间的能量管理策略,能够实现分布式电源就地消纳及能源的网络共享。在MATLAB/Simulink环境下建立了能源路由器仿真模型,对能源路由器的动态响应特性和能量管理策略进行了仿真,结果验证了所提出的能源路由器主回路结构及控制策略的正确性和有效性,验证了能量管理策略的可行性。     

基于双层聚类和模糊等级评定的客户侧供电服务评价

客观评价电网公司供电服务质量从而精确定位供电服务薄弱点,对提升客户侧供电服务水平具有重要意义。在此背景下,从客户诉求、责任归属、工单异动、服务处理方面构建了客户侧供电服务评价指标体系。接着,提出了基于熵权法和修正因子的指标权重确定方法,克服了熵权法的权重分配在指标值分布相似情况下不合理的情况。提出了基于改进理想点法和余弦相似度的供电服务质量综合评价方法,满足了供电服务质量全面性的要求。然后,提出了基于双层聚类和模糊理论的供电服务质量等级评定方法,以聚类结果作为等级评价的依据,克服了以往供电服务等级评价主观性较强的缺点。最后,以浙江省各电网公司服务质量为研究对象进行算例分析。结果表明所提出的客户侧供电服务评价方法能有效评价各供电公司服务水平,为服务整改方向提供参考。     

基于切换系统理论的终端能量路由器能量路由控制方法研究

终端能量路由器是能源互联网中一种重要的能量路由设备,构建其能量路由拓扑的最有效途径是采用基于电力电子变流技术的固态变压器。能量路由拓扑确定之后,能量路由控制技术直接决定着其运行特性。针对终端能量路由器能量路由的混成系统特性,使用基于混成系统理论的切换系统理论进行终端能量路由器能量路由控制。首先详细分析了终端能量路由器能量路由拓扑结构、工作原理。然后,深入分析了能量路由器能量路由的切换系统行为特征,建立了其切换系统模型。其次,结合空间矢量脉宽调制技术提出终端能量路由器多模态切换控制方法。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台搭建模型验证所提控制方法的有效性。理论分析和仿真表明,该方法充分考虑了终端能量路由器运行过程中离散变量与连续变量的相互作用,具有切换时间短、切换过程平稳的特点,从而优化了动态调节特性,提高了控制跟踪速度和控制精度。     

租赁与资产转移结合的优质供电服务模式

优质供电服务模式是推进优质供电工程应用的重要内容。在现有可获得定制电力技术基础上,结合用户治理需求和治理设备的治理能力,以用户和投资者利益最大化为目标,提出一种租赁与资产转移结合的优质供电服务模式,包括了产权移交、放弃治理、继续租赁三种具体实施方案。提出优质供电服务方案优化模型,包括治理设备优化配置模型和服务方案优化模型。通过实证分析三种方案下用户与投资者的成本、收益,证明了租赁与资产转移结合模式的可行性。并进一步证明采用先租赁后资产转移的方案双方净收益最大化,为推进优质供电服务工作提供了一种可选择的模式。     

多跳中继宽带电力线通信网络中的OFDM跨层资源分配

为保障宽带电力线通信网络的有效性和可靠性,提出一种综合多跳中继宽带电力线通信网络的业务层、网络层、介质访问控制(Media Access Control,MAC)层和物理层信息的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)跨层资源分配方法。首先建立综合跨层信息的MAC层数据包调度效用值模型和基于公平性阈值控制的物理层子载波分配模型。提出为满足各用户服务质量需求的MAC层高效用值数据包优先调度准则。再将该模型和准则应用于宽带电力线通信网络各交叉节点的资源分配过程中。最后在典型电力线信道环境下对所提算法及对比算法进行仿真。仿真结果表明所提算法能够保证实时用户与非实时用户的通信速率和时延的服务质量需求,且具有较大的系统吞吐量和较好的时延特性,有效解决了多跳中继宽带电力线通信网络的OFDM资源分配问题。