泛在电力物联网智能感知关键技术发展思路

智能感知是泛在电力物联网的数据入口,在泛在电力物联网建设中扮演着极其重要的角色。该文通过抽象化泛在物联网的信息论表述,量化比较了泛在电力物联网在数据传输容量上的优势,综合估算了智能感知网络规模,预测需要在此基础上解决海量异构多源数据融合、信息安全防护等问题。探讨了泛在电力物联网边缘算法的可分解性与下沉系数,定义了描述边缘算法可分解程度的范式,举例电力常用算法在泛在物联网边缘分解后的计算效率。讨论了智能感知在时空、类型、准确度的信息增益,以此为数学前提分别叙述了泛在电力物联网智能感知技术在通信网络、边缘计算、深度感知3个维度的发展思路,在此基础上讨论了泛在电力物联网的实际应用场景。     

实际电网频率概率分布特性演变及成因分析

基于某区域电网海量频率实测数据,分析了不同年份、联网和孤网方式下频率的概率分布特性及其成因。该电网和相邻区域电网联网方式下,频率概率分布从边缘陡峭的带状分布逐渐变为双峰分布,原因是系统功率不平衡量的标准差不断增大,导致频率波动变大,机组一次调频频繁动作将频率偏差概率密度函数在死区以外的部分堆积到死区附近,形成双峰。孤网方式下,电网频率概率分布均呈现出明显的双峰分布,原因是网络规模减小导致频率波动变大,同样使得机组一次调频频繁动作。电网进一步优化频率控制工作的重点是加强超短期预测和日内计划平衡,减小系统功率不平衡量。     

考虑离散调压设备动作频次的高压直流输电系统控制优化

目前中国在运行直流工程普遍采用传统控制模式,当直流功率和电压波动时可能引起直流离散调压设备的频繁动作,直接影响了直流工程的运行可靠性。针对降低直流系统离散调压设备动作频次的技术需求,首先分析了高压直流输电系统离散调压设备动作的影响因素;基于此,考虑分接开关、交流滤波器和动态无功补偿的协调,分别对直流传统定熄弧角和定直流电压控制模式进行了改进,提出了直流运行电压在选定功率区间内随直流功率变化;然后分析了所提策略的影响,并给出了相应优化建议;最后基于直流主回路计算和电磁暂态仿真,对上述分析进行验证。结果表明,所提策略能够有效降低直流系统离散调压设备的动作频次。     

考虑条件断面限额自动匹配的一体化发电计划优化

断面限额是电网安全可靠运行的重要边界条件。随着电网规模的扩大,互联电网运行方式复杂多变,很多断面限额仅在一定的机组开机方式或者相关支路潮流水平等条件下适用,甚至这些条件断面之间也会存在相互关联。传统基于人工经验的起效条件判定需反复尝试断面限额进行发电计划优化,使得发电计划优化决策过程非常复杂。文中在传统考虑固定断面限额的发电计划优化模型的基础上,针对条件断面限额依据相关变量所属区间进行判定的特点,提出一种发电计划和条件断面限额一体化优化建模技术。该模型可实现条件断面限额与发电计划自动匹配,在保障电网安全的同时进一步挖掘电网输送潜力。最后,基于所提模型对断面潮流区间、开停机台数等典型的条件断面限额场景进行算例分析,验证了该模型的有效性。     

考虑风机动态特性的大扰动暂态过电压机理分析

在大容量直流和高占比新能源集中接入的电网背景下,暂态过电压问题极大地制约了直流输电能力和风电并网容量,亟须进一步深入研究考虑风机动态特性的大扰动暂态过电压机理及影响因素。文中从理论推导和仿真分析2个方面开展研究,首先推导了交直流故障后换流站和风机侧暂态电压幅值的理论计算公式;然后分析了交直流故障引发暂态过电压的机理及主要影响因素;最后结合仿真分析了风机低电压穿越期间不同有功、无功特性对暂态过电压的影响,通过实际系统算例进行了仿真验证。研究结果表明,风机低电压穿越特性将使得风电场成为换流站之外另一个导致暂态过电压的"无功源",低电压穿越期间风机有功出力越小及无功出力越大将导致暂态过电压越严重。     

基于斯皮尔曼等级相关系数的新能源送出线路纵联保护

新能源电源均直接或间接通过电力电子装置并网,其故障电流幅值受限、相角受控、谐波含量高、波形非线性度强,与传统同步电源有着明显区别。传统比率制动式差动保护的动作性能面临挑战。为解决该问题,文中提出了基于斯皮尔曼等级相关系数的送出线路纵联保护方法。当正常运行或者区外故障时,流过送出线路的是穿越性电流,因此两侧电流波形完全相反。当发生区内故障时,两侧暂态电流波形存在巨大差异,因此可以利用斯皮尔曼等级相关系数量度两侧电流波形的相关程度,从而区分区内、区外故障。该方法适用于各类新能源场站,且具备较好的抗过渡电阻和抗噪声能力。同时,与现有基于新能源故障特征的保护相比,该方法在新能源弱出力以及重合于永久性故障时也表现出了较好的动作性能。仿真结果和现场录波数据均证实了该方法的有效性。     

基于容器的调控云PaaS平台的设计与实现EI北大核心CSCD

随着调控云的持续推进,传统基于虚拟化技术的调控云在资源调度、弹性伸缩、应用快速响应等方面尚无较好的支撑,这对基于虚拟化技术的调控云平台服务层(platform as a service,PaaS)平台的可维护性和可用性构成一定的威胁。容器引擎(Docker)技术的迅速发展解决了传统基于虚拟机形式的调控云PaaS平台存在的不足。该文利用Docker容器技术设计调控云PaaS平台,对容器的弹性伸缩、资源调度、容器响应等性能方面进行分析与验证,实验表明基于Docker容器的调控云PaaS平台在资源上的合理分配、及时响应、弹性管理等方面具有良好的效果。     

高海拔地区±400kV直流线路型避雷器设计EI北大核心CSCD

±400 kV青海柴达木—西藏拉萨直流输电线路(简称柴拉线)是西藏电网的主受电通道,是国内外第一条途径5000m海拔等级地区的直流输电线路。为有效提高其抵御雷害风险的能力,结合现行的交直流线路避雷器技术标准,针对高海拔地区环境要求,设计了±400kV直流线路避雷器的结构型式和关键技术参数,并进行了试验验证。研究结果表明:±400kV直流线路避雷器的额定电压为±480 kV,标称放电电流为20kA,雷电冲击放电电压≤2100 kV,雷电冲击残压≤960 kV,外绝缘的统一爬电比距≥32.5 mm/kV,直流湿耐受电压为480 kV,复合外套的雷电冲击耐受电压为1344 kV和直流湿耐受电压为480 kV,统一空气串联间隙距离为2.8~3.2 m。研制的±400 kV直流线路避雷器填补了高海拔直流线路避雷器的技术空白,为该避雷器在±400 kV柴拉线上的推广应用打下了基础。     

用于电网拓扑优化的输电线开断控制研究综述EI北大核心CSCD

作为电网拓扑优化控制的重要措施之一—输电线开断控制对于改善系统运行状态、保障电网安全稳定运行具有重要意义。近些年国内外研究成果表明,在缓解线路过载或节点电压越限时,相对于传统的调节机组、切负荷等控制措施,输电线开断控制具有响应速度快、经济特性好等优点。此外,输电线开断控制在管理输电阻塞、提高输电能力、降低系统网损、提升经济运行、提升系统可靠性等方面都取得了令人满意的效果。文中就输电线开断控制的求解方法、应用研究场景进行分类并展开综述,同时对输电线开断控制研究中亟需解决的若干关键点及发展前景展开了探讨。     

农村分布式可再生能源利用模式与应用

在梳理分布式可再生能源的概念和特征的基础上,结合分布式可再生能源发展存在的问题及农村应用情况,提炼出农村分布式可再生能源的几种典型利用模式,结合不同应用场景下的资源和需求特征,对几种典型利用模式的基本特征、适用范围和应用条件展开深入剖析。最后,结合农村分布式可再生能源典型案例,提出适合于分布式可再生能源典型利用模式在中国农村推广应用的建议。