基于退役电池在多储能场景下梯级利用的经济运行研究

为提高退役动力电池的利用率,降低储能系统成本,将退役电池梯次利用于对电池使用工况逐步温和的电动汽车充电站场景及家庭储能系统场景。在多储能场景下分析场景更迭时梯次电池容量保持率的变化以及梯次电池供求关系的变化对储能系统净收益的影响,通过优化各梯次储能系统的配置容量,以多储能场景年净收益最大为目标函数,构建了退役电池在多储能场景下梯级利用的经济性评估模型,并采用遗传算法求解模型。算例表明,退役电池在多储能场景下的梯级利用相较于其在单一场景中的二次利用可更大限度地发挥退役电池的残余价值,提高储能系统的经济效益。     

基于复杂网络理论的输电容量匹配模型

为提高电力系统供电可靠性,减少大规模连锁故障发生的几率,针对连锁故障的传播提出一种线路重要度评估指标,用于量化输电线路故障对于连锁故障传播的作用,并根据线路的重要度评估结果给出了输电容量匹配模型。藉由该匹配模型可以合理配置系统的输电容量,即优化系统的负载率分布从而达到提高系统供电可靠性的目的。仿真实验结果证明,在系统输电容量冗余,即系统整体负载率相同的情况下,所提出的优化模型匹配输电线路的输电容量或调整负载率分布可以防止故障传播过程中系统负载率向异质分布的演化趋势,从而降低大规模连锁故障发生的几率。     

含大规模风电的电力系统抽水蓄能最优切泵策略

为解决大规模风电接入电网后可能引起的紧急低频问题,提出一种抽水蓄能机组的低频切泵策略。传统的切泵策略没有考虑大规模风电接入后的影响,而该策略推导了风电接入后电网动态频率轨迹的计算方法。基于最优频率轨迹的方法建立目标函数并给出约束条件,采用外点罚函数法优化求解。利用PSASP软件对某个省电网进行仿真,结果显示:大规模风电接入后渗透率能对电网频率动态轨迹产生影响进而会影响到切泵的方案,但在不同渗透率下优化方案的各项性能指标均好于未经优化的。这表明,不同渗透率的风电接入电网后,经过所提优化的方案均能获得良好的控制效果,这为首次利用抽水蓄能解决大规模风电带来的紧急低频问题提供了理论的依据和现实的手段。     

基于外点罚函数法的实时低频切泵策略

为解决传统低频切泵策略简单将抽水蓄能机组当成负荷处理以及对电网频率不能实时跟踪控制带来的问题,将抽水蓄能切泵工况转换动态模型计入到电网频率动态过程中并对故障过程进行实时频率跟踪确定故障规模及频率的动态轨迹。通过最优频率轨迹思想建立切泵策略的目标函数并根据动作范围给出约束条件。引进外点罚函数法进行优化求解给出了抽水蓄能机组实时切泵策略。通过PSASP软件对某省电网进行仿真验证得出,所提实时切泵策略能有效且更好地达到控制效果。这为首次将抽水蓄能机组用于实时切泵策略提供了系统理论基础和现实的应用方案。     

含储能参与的日前市场价值公平分配机制

现有的节点边际电价机制中,由于传统发电商具有市场操控力,当储能独立参与市场出清时,各发电商采取策略性报价,打压并挤占储能电站的市场份额,阻碍了储能电站参与市场出清,间接导致市场出清总成本增大。为此,文中提出一种包含传统机组以及储能电站参与的市场竞争机制。首先,分析现有市场结算机制的弊端以及阻碍储能参与市场出清的原因;其次,建立含储能参与的市场出清模型,采用样本均值近似求解二阶段随机规划模型;接着,基于VCG结算机制,提出适应储能参与的日前市场价值分配机制;最后,提出解决激励相容而造成的系统收支不平衡问题的策略。文中采用修改后的IEEE30节点为例,证明该机制满足激励相容、收支平衡以及削弱传统发电商的市场操控力等性质,同时储能的参与将会减小系统出清总成本,降低市场价格剧烈波动的风险。     

基于平均加权方法的大尺度范围电网功频特性

传统的大电网功率频率特性系数在频率变化较小的范围内可以视为恒定不变.但是在系统出现大的功率波动而导致频率变化的范围较大时按照传统处理方法计算所得的电网功频特性系数会有差别,这将导致传统算法会产生误差.分析了频率偏差较大时,频率特性系数值产生误差的机制,并给出频率偏差在大尺度范围内的功频特性系数的计算方法.提出大电网在某种运行方式下,求取多组频率偏差下的系统静态频率特性系数值,通过平均加权的方法获得更为精确的结果.在此基础上,基于概率统计学的思想给出了权值的计算方法.通过PSASP软件对某一大电网进行仿真研究,基于该方法获得的电网功频特性系数较传统的算法误差更小,更能反映电网的实际情况.     

基于OTSU-Graham改进算法的保护压板状态辨识研究

随着自动化与智能化技术在变电站中的推广应用为智能巡检奠定了基础,但是目前二次设备的保护硬压板仍然大多采用人工现场核对的方式,存在核对频次低、校对过程溯源性不足的问题。为此,本文提出了一种基于图像内容识别的压板运行状态智能识别方法。首先采用基于空间领域信息的OTSU算法进行阈值分割消除光照不均阴影区域的影响,在此基础上基于Graham的最小外接矩形算法检测压板开关的最小矩形面积,通过识别面积大小来判断压板是否投入。该方法能够有效减少阴影干扰的影响,准确辨识图像中压板的运行状态。     

基于支持向量回归的变电站蓄电池退化趋势预测

蓄电池是变电站电源重要组成部分,为直流系统提供稳定可靠供电。但运行中的蓄电池长期处于浮充状态,难以在线测量其最大荷电容量,容易出现蓄电池退化导致的储能不足,变电站保安电源中断和保护系统供电中断等问题。为准确预测铅酸蓄电池退化趋势,本文提出一种计及浮充和均充影响的蓄电池退化趋势预测方法。采用集合经验模态分解法（EEMD）将随时序变化的蓄电池健康状态特征量进行模态分解,然后将退化特征量模态分解的结果作为输出、电池浮充时长和均充次数作为输入代入支持向量机（SVM）完成预测模型的训练。以数据驱动的方法建立蓄电池使用计划与退化趋势之间的相关性,从而最终实现蓄电池退化趋势的预测。仿真实验结果表明,本文所提方法可有效预测蓄电池在使用计划内端电压和内阻等健康状态特征量的变化,为变电站的直流系统的合理运维提供依据。     

大规模双馈风电机组参与调频的电网自适应低频减载策略

大规模风电参与惯性控制和一次调频会对电网频率特性产生显著影响,而现有的低频减载方法尚未考虑该影响,可能引起频率轨迹失真和负荷切除不合理问题。鉴于此,以双馈型风电机组为例,研究将风电虚拟惯性响应时变特性参数和一次调频响应系统模型融入低频减载过程的方法,提出了改进低频减载策略和负荷切除决策模型。首先,通过求解含风电虚拟惯性响应的电网等效惯量(具有时变特性)、检测频率变化率,计算低频减载首轮起动时刻的实时功率缺额。然后,定量表征风电一次调频及负荷调节效应先抵消部分的实时功率缺额,剩余功率缺额则由自适应低频减载策略分批切除。最后,理论研究及算例分析结果表明,所提低频减载改进策略和模型能更客观地反映电网频率特性,负荷切除量明显更小,体现了大规模风电参与调频对低频减载的有益影响。