基于有限元和神经网络方法对220kV盆式绝缘子均压环结构优化设计

针对GIS中盆式绝缘子,提出了一种优化其均压环结构参数的方法。这种方法首先运用有限元方法对盆式绝缘子建立模型,并进行电场计算,然后以此确定了盆式绝缘子均压环结构优化目标;在此基础上,引入神经网络算法,利用BP神经网络拟合了均压环各结构参数与优化目标之间的关系,对均压环的结构参数进行了优化设计,得到最优结构参数,克服了传统穷举法计算量大、消耗时间长的缺点。实验结果表明,在盆式绝缘子上安装优化后的均压环,可以大大降低盆式绝缘子沿面最大场强,有效改善盆式绝缘子沿面电场不均匀程度。     

基于Laguerre-NAR双谱估计的储能系统工况识别方法

储能系统因具有平滑可再生能源发电并网功率的作用而应用日益广泛,但储能系统的非线性、非高斯、快速动态变化特性,使得其典型工况的实时监测和准确识别成为保障系统稳定运行的关键和难点所在。针对传统非线性自回归(nonlinear autoregressive,NAR)模型中估计参量较多的问题,提出采用Laguerre扩展分析方法提高双谱估计的准确度,设计新型的基于Laguerre-NAR双谱估计的储能系统典型工况识别方法,在较小数据信息情形下,准确提取信号相位信息,并实现高频率分辨率的快速识别。针对储能系统用于风电并网功率平滑的实测数据进行仿真分析,仿真结果验证了所提出的Laguerre-NAR双谱估计方法的有效性和可行性。     

含DG的主动配电网供电路径优化的研究

含分布式电源(distributed generation,DG)的主动配电网供电路径优化可以提高配电网运行的经济性和可靠性,并达到平衡负荷的目的。不确定性的DG出力、负荷的描述及求解是研究的难点。文中引入区间数以描述DG出力和随机负荷的不确定性,建立了以区间数表示的网络损耗为目标的主动配网供电路径优化模型;在Ybus高斯迭代潮流方程的基础上结合区间分析建立了区间潮流计算模型,对区间的加减法引入仿射运算有效地克服了区间运算过于保守的问题;最后,结合邻域搜索以及克隆选择算法提出了求解上述模型的优化方法,以实现考虑多种不确定因素下配电网供电路径的优化。算例分析验证文中所提方法快速性和有效性。     

高渗透率可再生能源微电网的风柴荷协调调频策略

微电网中包含的高渗透率风机、光伏及柴油机、负荷等元件使微电网调频困难。为充分利用风柴荷备用资源对微电网调频性能的改善作用,考虑微电网频率总体最优,提出了一种基于高渗透率可再生能源微电网的风柴荷协调调频策略。考虑风柴荷与微电网频率特性的相互作用,推导了含高渗透率风电的微电网频率特性,建立了风柴荷联合调频下微电网频率特性模型,对比分析了不同调频参数下的微电网频率特性。其中风机和柴油机始终优先参与调频,可控负荷仅在负荷突变量大于风柴备用容量时参与调频,同时可控负荷调频系数根据频率波动大小而改变,兼顾风柴调频备用与供电可靠性,使微电网既能充分利用风柴调频能力,又能减少可控负荷调频压力,保证了需求侧供电的可靠性。仿真结果表明,所提出的调频策略可有效改善高渗透率可再生能源微电网的频率稳定问题,并减轻可控负荷调频压力。     

面向扰动的多尺度交直流混联电压校正策略

目前,中国电网已建成多个交直流混联系统,运行中遇到的扰动带来的电压安全问题备受关注。传统电压校正控制受限于调控能力及响应速度,无法应对所有扰动。因此,文中提出运用直流系统的调控能力对越限电压进行校正。首先,基于不同动作方式及扰动的特性,分多尺度建立交直流系统电压域优化模型,作为电压校正控制的基础。其次,针对不同尺度的电压安全域建立了电压校正控制模型,以最小动作代价为目标,保证系统电压在正常情况下和N-1故障后均能满足安全性要求。最后,以某实际系统为模型进行仿真验证,证明了该方法的可行性与有效性。     

智能配电网故障后自愈能力评估

目前,智能配电网得到了快速发展,自愈作为其主要特征具有重要的研究意义,但迄今尚未有全面的智能配电网自愈能力衡量标准。建立了智能配电网故障后自愈能力评估指标体系,提出了自愈能力评估方法。针对自愈能力评估指标,建立了自愈恢复率、自愈恢复速度、自愈控制操作复杂度、自愈可持续时间覆盖率等4项量化指标,涵盖了配电网故障后负荷恢复的范围、速度、操作难度、可持续时间等因素。然后,基于负荷与分布式电源(distributed generation,DG)出力的时序数据,通过故障遍历的方式,对配电网各区段故障后的自愈能力进行了评估计算,并将各区段故障概率作为权重计算得到了全系统自愈能力水平。最后,基于构建的含10个区段的配电系统进行仿真分析,考虑了不同故障时间、不同故障区段、不同DG渗透率等对系统自愈能力的影响,并进行了时空分析,得到了系统自愈的薄弱区段和时段,验证了所提评估指标和评估方法的有效性。     

多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应多目标协调优化

高间歇性DG持续大量接入给传统配电网电压无功控制带来严峻挑战。利用新兴DG与传统设备(如电容器、OLTC等)进行电压无功协调控制显得尤为重要。然而,现有协调控制研究多采用负荷与出力的日前预测,并基于平衡网络模型和单一电压等级假设,导致其控制结果不合理或不可行。为应对上述技术挑战,基于主动配电网双向信息通信并采用自适应动态权重策略,提出一种含中压(三相三线)和低压(三相四线)的多电压等级不平衡主动配电网电压无功自适应协调优化控制策略。通过中压侧传统三角形开关电容器与低压侧新兴分布式光伏逆变器的协调控制,实现网损、电压幅值、不平衡度、电容器动作成本及光伏逆变器出力成本的综合运行优化。为有效求解上述配网最优潮流问题,采用改进直接法潮流和粒子群算法进行联合求解。最后,基于某澳大利亚真实配电网开展24 h多场景仿真,以验证所提电压无功控制的可行性、有效性及优越性。     

基于两级需求响应的并网微电网双层优化调度

为提高清洁能源利用率、改善可控微源出力的平稳性,提出包含微网层和需求响应层的微网系统双层调度优化模型。需求响应层采用源荷互动方式对负荷曲线进行优化,微网层基于实时电价最小化综合运行成本。需求侧优化分为两级,第1级依据清洁能源预测出力和需求侧预测负荷同时对清洁能源出力和需求侧负荷的时序进行调整,使两者具有相似的变化趋势。第2级则以调度部门拟定的期望供给曲线对需求侧负荷进一步调整,以提高可控微源出力的平稳性。最后,运用基于模拟退火的改进遗传算法对模型进行求解验证。     

面向能源互联网的多能源局域网两层功率优化分配

针对面向能源互联网的多能源局域网运行调度中的实时功率分配问题,提出一种基于多智能体两层一致性理论的多能源局域网实时动态功率分配策略。将能源互联网划分为若干个能源局域网,同时以各能源局域网和能源局域网内各分布式电源的增量成本作为一致性状态变量设计一致性功率分配算法,使得各能源局域网根据自身情况承担能源互联网系统的功率不平衡量,进一步使得各分布式电源根据自身情况承担能源局域网的功率不平衡量,从而达到降低系统发电成本的目的。该算法通过相邻智能体之间的信息交互,减少了数据通信量,并且能够很好地应对能源互联网和能源局域网拓扑结构的变化。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

虚拟同步发电机频率稳定性分析

在电力电子逆变器控制领域,通过仿真同步发电机的同步特性来实现的虚拟同步发电机(VSG)技术作为近年来提高电力系统稳定性的主要手段得到了充分的研究,在一定程度上解决了分布式能源(DG)并网系统缺少惯性的问题,提高了系统电网频率的稳定性。然而,当电网强度发生变化时,原有的VSG控制策略并不能维持系统频率稳定性。为了进一步提升VSG对频率稳定性的作用,在传统VSG控制策略的基础上,对电网强度变化时VSG系统的频率稳定性进行了分析,研究了影响电网强度变化的因素,并在此基础上提出,可以通过增大VSG中系统惯量的方法来提高电网强度变化时频率稳定性。最后,通过MATLAB/Simulink仿真工具,验证了所提方法的有效性。