基于全成本电价的电网规划方案评估与优选

针对电网企业在新电改形势下面临的实际挑战和迫切需求,基于传统节点电价机制,分别采用潮流追踪法和邮票法分摊电网建设成本和运维成本,提出了一种计及电网建设成本与运维成本的全成本电价模型。基于全成本电价模型提出了兼顾安全性与经济性的电网规划方案评估流程,并采用IEEE 14和IEEE 33节点系统验证了所提方法的有效性。算例结果表明,所提全成本电价模型能够在纵向实现不同电压等级线路规划方案的评估,在横向实现不同配网投资项目的组合优选,可为电网公司在新电改背景下的投资规划提供量化分析方法和辅助决策工具。     

基于综合需求响应和奖惩阶梯型碳交易的综合能源系统优化调度北大核心CSCD

随着能源需求急剧上升及环境污染日益严重,安全高效、低碳清洁的能源形式已成为能源发展的主流方向,而综合能源系统是降低环境污染排放、提高能源利用效率的有效途径之一。为了实现综合能源系统经济、低碳运行,本工作提出一种基于奖惩阶梯型碳交易机制和综合需求响应策略的综合能源系统低碳优化调度策略。首先,针对多元负荷的柔性特性和可调度价值,提出了考虑冷-热-电多元负荷的综合需求响应模型,并在此基础上,提出了响应补偿机制;其次,针对可再生能源的不确定性,采用拉丁超立方抽样法结合Kantorovich场景削减法生成光伏、风电和负荷的预测出力典型场景,并在优化调度模型中引入奖惩阶梯型碳交易成本,建立了以系统运行成本、响应补偿成本以及阶梯型碳交易成本之和最低的优化目标函数。最后,采用CPLEX工具箱对所提模型进行求解。算例仿真设置了不同场景,分析了综合需求响应策略和奖惩阶梯型碳交易机制对综合能源系统运行优化、节能减排的影响,验证了所建立的模型和策略能有效兼顾系统的经济、环境效益。     

电力市场环境下源-网-荷多主体协调互动规划

新型主体大量涌现和电力市场化交易是新型电力系统的重要特征。为综合考虑多主体利益以及市场化因素,提出基于博弈论的源-网-荷多主体协调互动的规划模型。首先,分析配电网中各主体间的市场关系,将节点边际电价融入分布式电源运营商、配电网运营商、电力用户的优化配置模型。其次,基于用户的电力效用函数,建立需求侧响应模型;接着,结合三者的博弈关系,构建源-网-荷协调互动模型,采用基于粒子群算法的迭代搜索法求解。最后,分别通过改进的IEEE 33节点系统与实际9节点系统进行算例分析。算例结果表明,在电力市场环境下考虑各主体利益关系,能在保证主体间利益均衡的同时达到减缓线路以及分布式电源投资的目的,具有实际意义。     

直驱风电系统自适应惯量和一次调频协调控制策略

提出一种直驱风电系统自适应惯量和一次调频协调控制方法：构建了基于运行曲线偏移的频率支撑统一控制框架。该框架首先根据电网对风电场的调频需求以及直驱风机控制结构,确定风电机组的运行曲线簇;进一步通过引入运行曲线偏移机制并结合df/dt前馈环节,实现对电网的频率支撑。该方法可将直驱风电系统的惯量支撑以及一次调频支撑集成在一起,风电场自适应选择合理的风力机功率跟踪曲线,实现电网调频需求,尽可能减少因调频控制导致的风能利用效率的降低,同时还可削弱惯量响应过程中原控制系统外环对df/dt前馈控制环的抵消作用。最后基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了分析结果和所提方法的有效性。     

基于改进模糊均衡策略的碳循环虚拟电厂多目标鲁棒随机调度优化模型

燃气碳捕集(gas-power plant carbon capture, GPPCC)设备能捕集CO₂,电转气(power-to-gas, P2G)设备可将CO₂转化为甲烷,提出将GPPCC、储碳设备(carbon storage device, CS)和P2G与虚拟电厂(virtual power plant, VPP)进行连接,即C2P-VPP。首先,搭建C2P-VPP结构并构建数学模型;然后,选择最小化调度成本、最小化碳排放量、最小化出力波动作为优化目标,并利用鲁棒随机优化理论刻画风力发电厂(wind power plants, WPP)和光伏(photovoltaic, PV)发电的不确定性,建立C2P-VPP多目标随机最优调度模型。最后,选择CIGRE中压配电系统进行算例分析,结果表明所提最优决策模型能发挥C2P的电-碳-电循环优化效应,为决策者制定兼顾C2P-VPP调度方案提供有效的决策工具。     

北美电网可靠性评估标准发展动态及对我国电网规划的建议

近年来随着高比例可再生能源接入电力系统,电力系统运行的可靠性面临越来越严峻的挑战。文章总结了北美电力可靠性公司(North American Electric Reliability Corporation, NERC)所做的针对北美电网长期可靠性评估准则的主要内容及其最新发展,阐述了影响北美电网可靠性的主要因素,在此基础上分析了高比例可再生能源对电网可靠性的影响情况和改进建议。最后,文章结合我国电力系统规划与运行发展情况进行了分析,针对我国在完善电力系统可靠性标准、电力统筹设计与规划、新能源大规模并网消纳等方面提出建议。     

计及实时老化状态的大型变压器本体绝缘故障率预测模型研究

故障率是电力系统中一项可靠性评估参数,通过故障率计算可靠性指标与设备故障损失对于电力系统的规划与电力系统的运行至关重要。为此,提出一种考虑老化失效的大型变压器本体绝缘故障率预测模型,即先建立变压器的温升老化失效模型,得到变压器实时的老化速率及运行状态;其次,建立多状态马尔可夫故障率预测模型,对变压器本体绝缘实时故障率进行预测;最后,利用比例故障率模型结合老化失效过程对变压器当前的状态转移速率进行修正,进而得到更加精确的变压器实时预测故障率。算例分析表明,通过老化失效模型对多状态马尔可夫故障率预测模型进行修正,能够更加精确地对变压器本体绝缘实时故障率进行预测。     

基于智慧城市的园区综合管理系统设计

智慧园区是推进智慧城市建设科学发展的突破口,是智慧城市建设的先导和示范。在分析智慧园区研究和建设现状的基础上,明确了智慧园区建设的目标和需求,提出智慧园区综合管理系统,详细设计了综合管理系统的总体业务架构、应用架构、技术架构以及各子系统的功能,旨在创建以智能电网技术为支撑的节能、环保、低碳、高可靠的智慧园区。     

基于源/储/荷协调控制的主动配电网区域自治

对主动配电网的区域自治策略进行研究,在双层调控体系的基础上,通过对主动配电网自治区域内部的"源/储/荷"进行协调控制,实现其运行过程中的主动管理和主动控制,进一步提升电网的安全稳定性。建立了主动配电网的分层调控体系,提出了不同运行场景下的协同互补调控方法。主动配电网的自治区域根据全局优化层下发的计划出力值,对功率波动进行实时校正,维持区域内部的功率平衡。算例仿真表明:基于源/储/荷协调控制的主动配电网区域自治策略,能够实现主动配电网下层自治区域功率的实时自动校正,提升主动配电网抗扰动的能力,更好地维持系统功率平衡。     

考虑线路负载率指标规划-运行协调一致性的电网规划双层模型

随着新能源渗透率的提高,电力系统潮流的变化更加复杂,作为长期电力电量平衡的关键环节,电网规划的要求也逐渐提高。电网规划模型通常以网络传输容量上下限为约束,这可能出现某些线路长期处于重载运行的问题,增加了电力系统的安全隐患,因此在规划中需要关注负载率指标。考虑到在两阶段模型中添加年度统计指标约束会使所有场景耦合而无法有效反映系统实际运行情况的问题,分别设计了线路重载率约束以及改进直流潮流约束的线性形式,并建立了电网规划双层模型。上层问题为规划决策,用于制定规划方案,下层问题为运行模拟,用于对规划方案进行校核。相比两阶段模型,双层模型中的运行问题不会受到规划层约束的影响,能够真实反映规划方案下系统的运行情况。算例分析验证了规划中添加线路重载率约束的有效性以及双层模型结构的合理性。