基于模糊Petri网的“网–源–储–车”动态阈值能量管理策略研究

轨道交通作为电力系统的主要用能对象之一,每年消耗大量电能用于电力机车牵引。因此,降低牵引能耗、提升供能系统的弹性与效能对促进碳达峰、碳中和具有重要的现实意义。轨道交通“网–源–储–车”协同供能系统在传统牵引供电架构的基础上引入了储能系统与新能源发电系统,然而,如何实现牵引负荷、储能系统及新能源发电系统的高效能源自洽,减少双向波动性与不确定性对能量管理系统的影响成为了新的难题。为实现以上目标,减轻牵引负荷对牵引网的功率冲击,延长储能系统的使用寿命,本文提出了一种基于模糊Petri网（fuzzy Petri nets,FPN）的“网–源–储–车”动态阈值能量管理策略。该策略在“网–源–储–车”基本功率分配框架的基础上,设定了多工况下牵引供电系统与储能系统、新能源发电系统的动态能量交互规则,可适用于不同架构的“网–源–储–车”协同供能体系;在此基础上,以电力机车功率与储能系统寿命作为模糊Petri网的输入参数,经过模糊化、Petri网推理、反模糊化等操作后实现对放电阈值的自适应动态调整。本文以某牵引变电所实测数据作为测试案例,仿真结果表明：相较于基于固定阈值的能量管理策略,基于模糊Petri...     

支路与保护协同篡改的虚假拓扑攻击攻防博弈模型研究

虚假拓扑攻击作为一种特殊类型的虚假数据注入攻击,通过协同篡改支路量测数据与保护动作信息,影响控制中心对系统拓扑的实时感知从而干扰调度策略,对现代电力系统的安全经济运行造成了极大威胁。该文针对拓扑攻击开展深入研究,首先在分析虚假数据攻击作用机理的基础上,研究拓扑攻击的实施策略。此外,拓扑攻击者需协同篡改保护装置与断路器状态,因此考虑实际系统中的输电线路、变压器支路与母线保护配置,构建了针对实际系统保护配置的虚假拓扑攻击方案与模型。其次,建立了3层数学模型以反映拓扑攻击下防御者–攻击者–运行者三者间的动态博弈过程,并提出了基于交流状态估计的攻击向量快速转换方法。最后,采用IEEE 14节点算例描述博弈过程并分析不同情况下的系统关键支路。     

基于AHP-DEA模型的电网规划方案综合评判决策

针对电网规划方案综合评判决策的复杂性以及层次分析法(AHP)的主观性过强和数据包络法(DEA)无法体现决策者偏好的缺陷,提出了一种AHP和DEA相融合的方法。将该方法依据是否融合灰色关联度又分别建立两种模型。通过建立电网规划综合评判体系,运用两种模型对一个实际电网规划问题进行求解分析,计算结果与实际期望方案一致。在此基础上对模型进行容错性分析,分析表明融合灰色关联度的AHP-DEA模型相比其他模型具有较强的容错性能,在遭到非正常因素的干扰下仍能选出最优方案。     

馈电开关用电弧性单相接地保护方法的研究

分析了电弧性接地故障时零序电压和零序电流暂态分量的特征,以及现有基于零序暂态分量分析的接地选线方法应用在馈电开关单相电弧性接地保护中存在的问题。提出了一种基于稳态零序电压和暂态零序电流首半波积分的馈电开关用电弧性接地保护新方法。该方法只需测量本馈电开关所载线路零序电压和零序电流,且不需计算暂态零序电流频率。经6 kV实验电网多次模拟实验证明,该方法具有采样频率低、计算简单、判断准确的特点,可以有效解决现有馈电开关保护中电弧性接地故障动作不准确的问题。     

基于人工蜂群算法的电网故障诊断

针对电网故障诊断中的0-1规划问题,从代数和几何角度优化了人工蜂群算法。仿真结果表明,人工蜂群算法具有可行性和合理性,并且综合性能显著优于传统的遗传算法;在两种人工蜂群算法中,基于几何思想的人工蜂群算法具有更好的稳定性和搜索能力,更加适用于对稳定性和精准度要求很高的场合。     

高速铁路储能系统容量配置与能量管理技术综述与展望

随着我国高速铁路网络规模的持续扩大,高速铁路牵引能耗高,机车再生制动能量利用率低等问题日益凸显。在碳中和的背景下,为降低牵引能耗,对铁路储能领域可用的储能介质进行比较分析,结合各介质特点全面说明地面固定式、车载移动式、地面-车载混合式三类储能方案拓扑结构,并从优化模型的角度阐述了不同拓扑结构下的容量配置方法。在此基础上,综述以基于阈值及分配比例为代表的能量管理方案,并简述基于铁路储能系统的“源-网-储-车”云感知能量管理系统,强调源、网、储、车的协调配合。系统论述了当前高速铁路储能系统容量配置和能量管理的研究现状,并对关键技术问题进行总结,展望高速铁路储能系统的未来发展方向,为高速铁路储能系统工程化提供相应参考。     

社会能源互联网:概念、架构和展望

能源互联网是以用户为中心,通过不同系统中设备的实时交互,实现用户灵活使用各种能源的智慧系统。因此,人是能源互联网的重要组成部分,人的行为以及人与人之间的交互对系统的运行、规划、监管和市场等方面具有重要的影响。基于此,该文从能源互联网的社会属性出发,以人与多能流系统的交互影响为着重点,提出了社会能源互联网。首先从人与系统的交互关系、多学科融合以及多维一体化角度阐述了社会能源互联网的重要性和内涵。其次,论述了考虑社会网络的多能流(能源流、交通流、社会流和信息流)耦合系统的物理特性和研究框架,描述了考虑人的行为的社会能源互联网的规划和运行模型以及协调运行模式。最后,对社会能源互联网的研究方向进行了展望。     

基于模糊Petri网的“网-源-储-车”动态阈值能量管理策略研究

轨道交通作为电力系统的主要用能对象之一,每年消耗大量电能用于电力机车牵引。因此,降低牵引能耗、提升供能系统的弹性与效能对促进碳达峰、碳中和具有重要的现实意义。轨道交通“网-源-储-车”协同供能系统在传统牵引供电架构的基础上引入了储能系统与新能源发电系统,然而,如何实现牵引负荷、储能系统及新能源发电系统的高效能源自洽,减少双向波动性与不确定性对能量管理系统的影响成为了新的难题。为实现以上目标,减轻牵引负荷对牵引网的功率冲击,延长储能系统的使用寿命,本文提出了一种基于模糊Petri网（fuzzy Petri nets,FPN）的“网-源-储-车”动态阈值能量管理策略。该策略在“网-源-储-车”基本功率分配框架的基础上,设定了多工况下牵引供电系统与储能系统、新能源发电系统的动态能量交互规则,可适用于不同架构的“网-源-储-车”协同供能体系;在此基础上,以电力机车功率与储能系统寿命作为模糊Petri网的输入参数,经过模糊化、Petri网推理、反模糊化等操作后实现对放电阈值的自适应动态调整。本文以某牵引变电所实测数据作为测试案例,仿真结果表明：相较于基于固定阈值的能量管理策略,基于模糊Petri网的动态阈值管理策略能够有效提升能量回馈效率与再生制动能量储存效率,同时,增加光伏发电系统的利用电度,降低电力机车经由接触网从电力系统取能的平均功率及储能系统的平均放电深度;对延长储能系统的预计寿命、提升协同供能系统的能量利用效率与运行经济性具有积极意义。     

基于连锁故障网络图和不同攻击方式的输电线路脆弱性分析

现有输电线路脆弱性评估方法不能揭示线路故障的传播机理,针对以上问题,依据连锁故障的传播特点,提出了基于连锁故障网络图(cascading fault graph,CFG)的输电线路脆弱性评估方法。首先,介绍了CFG的形成算法。其次,利用复杂网络理论相关指标,度、入度及出度分析了线路的脆弱性,进一步提出了基于分阶段的CFG,以分析不同时段线路的脆弱性。最后,采用IEEE 118节点算例,通过对线路同时攻击和时序攻击表明,CFG具有无标尺特性,即蓄意攻击时电网具有很高的脆弱性,随机攻击具有很高的鲁棒性。分析方法将具有空间特性的电网转化成具有时序特性的CFG,不仅直观地反映了线路脆弱性,而且揭示了线路之间故障传播的时序关系。     

考虑阵列间时空相关性的超短期光伏出力预测

随着我国光伏产业建设步伐的加快,光伏出力预测对于优化电网调度和提高新能源消纳的意义日益凸显。基于光伏站点中不同阵列之间的空间相关性和光伏功率输出的时序特性,提出一种基于图卷积神经网络和长短期记忆网络(graph convolution network and long short-term memory, GCN-LSTM)的超短期光伏出力预测方法。该方法首先以图的形式刻画出光伏站点中不同阵列的连接关系。然后利用图卷积神经网络(graph convolution network, GCN)实现图模型的空间特征提取,并得到包含不同阵列之间空间特征的时序信息。最后将时序数据输入长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)进行光伏出力预测。实验结果表明,基于GCN-LSTM的光伏出力预测方法具有较高的精确性与稳定性,在一定程度上弥补了基于时序信息预测方法的固有缺陷,并且展现出在大规模电站上的良好应用前景。