信息物理环境下基于电力电子变压器的跨台区光伏消纳策略

高比例光伏接入低压配电网易导致潮流反转和电压越限问题。在基于电力电子变压器(PET)互联的交直流配电网中,通过PET之间的功率互济实现光伏消纳,可有效降低潮流反转和电压越限的概率,如何协调交互功率是关键问题。配电网信息物理系统(CPS)集中控制可实现优化分配,但大规模配电网中难以保证通信质量。为此,提出了一种基于改进下垂特性的双模式自适应控制(DBAC)方法,以直流母线电压为全局变量,以各台区PET的端口状态为局部变量,通过引入传输因子,实现PET端口在发送或接收功率模式之间的平滑切换;通过引入不平衡因子,实现光伏功率在接收台区之间按需分配;无需跨台区通信和集中控制,即可实现跨台区PET之间的功率互济。为了验证所提策略的正确性和有效性,构建了由先进配电网小步长仿真机、OPNET和配电主站组成的配电网CPS仿真平台,建立了基于PET的交直流配电网信息物理模型。仿真算例的结果验证了所提DBAC方法可实现高比例光伏跨台区消纳。     

配电物联网微应用管控系统技术研究及应用

配电物联网是物联网技术理念与配电网深度融合而形成的一种新型配电网形态,为配电网的精益化管理提供新的解决思路。为优化管理配电各类台区智能终端微应用部署,实现微应用的全生命周期管理,首先分析了台区智能终端微应用管理存在的问题;然后根据试点的实际需求情况,结合互联网思想,提出了配电物联网微应用管控系统,实现对台区智能终端微应用的验证、授权、发布、运维、升级等全生命周期管理的技术构想,重点阐述了系统架构、数据交互、部署方式等关键技术;最后对配电物联网微应用管控系统试点应用成效进行了分析,为低压配电网精益化管理提供了一种可行性解决方案。     

基于分布式光伏接入的台区可开放容量测算方法研究

分布式光伏是构建以新能源为主体的新型电力系统的重要电源之一,分布式光伏的迅猛发展给配电网的接入与消纳带来了严峻挑战。配电网台区作为分布式光伏最广泛的接入点,面临着巨大接入压力。基于分布式光伏接入台区探讨了台区可开放容量测算方法。首先分析了光伏出力和负荷的耦合特性,提出典型台区的耦合评价系数;然后基于电压约束、配电变压器经济负载分析了台区的分布式光伏可开放容量,最后进行了分布式光伏接入后的台区安全性校验。为配电网的规划、建设和运行以及分布式光伏的有序开发提供参考和依据,对新型电力系统的建设具有重要意义。     

基于配电物联网技术的台区拓扑自动生成方法研究

随着配电物联网的建设发展,低压台区数据的深度融合、低压配电网全景感知的精益化管理等深化应用在智能配电网的发展中已经必不可少。低压配电网拓扑网络结构是台区智能化应用的基础,而台区拓扑的自动生成一直是技术难点,为此提出一种以融合终端为核心,基于配电物联网的拓扑自动生成技术。首先,基于智能融合终端与用户高速电力线载波(high speed power line carrier,HPLC)智能电表的深度数据交流采集,充分利用智能电表采集的用户数据,形成用户特征信息集合,通过电压数据计算任意智能电表之间的相关性,判断其是否处于同一表箱。然后,通过数据集合中其余电气量数据,计算分支箱与智能电表之间最优解集,研判计算数据。最后,通过仿真算例和实际试点应用效果验证所提方法的可行性,并对未来拓扑生成技术的发展方向提出展望。     

基于区块链技术的配电网分布式台区终端系统设计

随着能源互联网的建设和电力物联网技术的成熟,配电网台区终端类产品广泛应用于电力系统配电网台区中,在现有配电物联网架构下,大量台区终端的接入会带来过于中心化、数据安全等问题。首先,针对这些问题提出基于区块链技术的配电网分布式台区终端系统,对系统整体架构进行说明,分析了采用分布式终端系统的必要性。然后,提出基于可信芯片的随机数证明共识机制,并从区块传播时间、吞吐量和CPU占用率三方面论证了机制的优越性。最后,对系统的优势进行讨论,同时对区块链技术和电力物联技术的融合进行了展望。     

基于电力物联网的交直流混合柔性台区多层级综合能源管控方法*

随着光伏发电、电动汽车等直流源荷的增加,交直流混合配电网技术得到了快速发展.为提升区域多种能源管理能力,提出了一种交直流混合柔性台区综合能源的管控方法.在传统电力物联网基本架构的基础上,结合交直流柔性台区多种能源的特征,提出交直流柔性台区多层级能源整体架构,并优化"云、管、边、端"顶层架构.在此基础上,根据系统运行方式及功能需求,提出交直流柔性台区多层级运行控制方法,以满足分布式能源接入与多元化负荷管控需求.     

低压台区柔性互联系统跨台区功率互济策略

高比例分布式光伏接入低压配电网易导致功率倒送和电压越限问题。构建低压台区柔性互联系统并通过各台区间功率互济可以实现光伏消纳,有效降低功率倒送和电压越限的概率。如何协调交互各台区间功率是核心问题。为此,提出一种基于改进下垂算法的自适应控制策略,通过引入传输因子和换向/修正因子,实现台区在输出功率和接收功率的状态间平滑切换,并可依据台区以及直流系统运行工况维持功率传输方向。通过引入分配系数,实现功率在台区间的按需分配,无须通信即可实现跨台区功率互济。为验证所提策略的正确性和有效性,利用RT-LAB全时数字仿真平台,以宁夏某地区低压柔性直流台区示范点架构为基础,搭建低压台区柔性互联系统仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略可有效实现跨台区功率互济。     

考虑电压约束的10kV配电网光伏容量评估

光伏电源接入配电网将影响配电网的潮流和电压分布,大量光伏接入可能引起电压波动甚至越限,影响电网设备安全和运行可靠性。对此,提出一种考虑电压约束的10 kV配电网光伏容量评估方法,该方法在10 kV配电网光伏容量线性化评估模型基础上,根据实际线路参数建立典型线路,由此分析可消纳光伏容量对不同线路参数的灵敏度,再由多元线性回归获得10 kV配电网光伏容量线性化评估模型的评估参数,由具体的评估参数即可计算相应10 kV配电线路可消纳的光伏容量。仿真结果表明,该方法在实际线路中的应用效果明显,能快速准确地评估不同配电网可消纳的光伏极限容量。     

配电物联网智能台区解决方案

正低压智能配电产品在配电物联网智能台区的实际应用中发挥着重要的作用,从变压器的低压台区变压器侧的智能配电变压器终端(TTU)和智能框架断路器,到低压分支侧智能塑壳断路器,再到多用户表箱侧的智能电表和智能费控终端,最后到终端用户侧的光伏应用,充电桩有序管理及智能终端在智能家居的应用。配电物联网智能台区解决方案,从根本上解决了客户痛点,实现了如故障主动抢修、拓扑动态识别、     

基于云边协同的配电物联网管理模型研究

针对配电云服务器中计算任务繁重导致推理延时过大的问题，提出配电物联网多节点协同计算管理模型。首先，基于物联网可控智能的特点以及新型配电网对功能和传输时延的需求，讨论了边缘计算在配电网中的应用。然后，结合PTN（分组传送网）网络结构，构建配电物联网技术架构。最后，基于边缘多节点协同推理算法和协同计算架构模型构建了配电物联网管理模型。仿真结果表明，当配电物联网中大量智能设备终端接入网络时，该模型降低了云计算的推理延迟。     

基于全面感知和软件定义的配电物联网体系架构

为应对能源互联网发展对配电网的要求,基于"云大物移智"等新一代信息通信技术的配电物联网应运而生,成为能源转型"再电气化"发展的新思路、新模式、新焦点。文章首先论述配电物联网的内涵构想和应用特征,强调其全面感知与软件定义的属性;其次提出由"云、管、边、端"构成的配电物联网体系架构,强化了对"边"、"端"的功能定位与技术创新;然后介绍了未来配电物联网的应用方向,除增强配电网的智能化管控能力外,其也将促成个性化定制、服务化延伸等新型应用模式;最后分析了配电物联网的实施对电力公司、电力用户及社会的重要意义,并根据前期试点成果,提出配电物联网下一步发展的建议。     

配电物联网设备实物ID的差异化优化配置方法

配电物联网设备具有种类多、海量和异构的特点,为对其进行快速有效管理,按照一定的编码规则对配电物联网实物ID编码,是一种行之有效的方法之一。然而,数量众多、种类繁杂、层次多样的云/网/边/端配电物联网设备常导致现有的实物ID技术应用效率偏低,为此,本文提出了一种配电物联网设备实物ID的差异化优化配置方法。首先,通过对配电网边层与端层设备的优化配置,建立配电网设备属性库,并通过标识技术对实体信息进行整合与共享;其次,通过编码技术对设备实体信息代码化,实现了高效快速识别配电物联网设备实体属性;进一步,通过构建配电物联网ID差异化优化配置模型,实现高效率的配电物联网实物ID识别。最后,案例验证了本文所提方法的可行性,实现了电网实物资产的合理化储备,合理控制成本,显著提高了实物ID技术在配电物联网中的应用效率。     

基于物联网技术的智慧社区多用户光伏电能联合优化

提出了一种智慧社区多用户之间的光伏电量联合优化机制。首先,基于物联网技术给出了智慧社区用户进行电能信息交互的网络架构;然后,在给出了单个用户能量优化调度模型的基础上,对多用户之间的光伏电量联合优化方法进行研究,给出了多用户光伏电量联合优化目标函数,并提出了基于迪杰斯特拉算法及遗传算法的目标函数和求解方法。仿真结果表明了所提出方法的有效性。通过社区内多用户间光伏电能的联合优化调度,实现用户之间的电能互动,从而尽可能降低社区用户的电费,同时最大程度地消纳多余的光伏发电量,减小对电网的影响。     

低压配电台区分布式光伏发电功率辨识方法

数量众多的小容量光伏电源接入低压配电台区,能够实现可再生能源发电的就地消纳,但通常因量测不足而无法掌握这些光伏电源的出力情况,不利于配电网的调度与控制。以台区为单位,提出了一种台区内总的光伏发电功率辨识方法。基本思想是以实测的光照强度数据为输入,通过训练后的神经网络映射得到台区光伏发电功率,而该神经网络训练的目标则是光照强度与台区负荷之间的低线性相关性。通过理想的数值算例与基于实际电网数据的算例验证了该方法的有效性和可行性。     

基于电压灵敏度的配电网光伏消纳能力随机场景模拟及逆变器控制参数优化整定

随着高密度分布式光伏接入配电网,合理评估配电网的光伏消纳能力成为研究热点。采用基于电压灵敏度的随机场景模拟法进行配电网光伏消纳能力评估,选取年典型场景代替年时序仿真,并利用类正态概率分布抽样以提高仿真精度及效率。利用光伏发电系统自身的各种智能控制措施能有效改善光伏并网引起的过电压现象,可进一步提高光伏消纳能力。通过光伏并网逆变器的Volt/Var 6点控制方式进行电压就地分散式调节以改善光伏发电并网特性,以配电系统全年电压偏差及无功调节量最小为目标,运用粒子群算法进行各逆变器无功电压控制参数的整定。通过OpenD SS搭建IEEE 33测试系统,仿真结果表明了所述方法的有效性及可行性。     

配电网台区数字孪生技术的实现与应用研究

针对当前配电网台区运维管理存在不足的问题,提出了配电网台区数字孪生技术,简要描述数字孪生体系以及数字孪生技术架构,介绍配电网台区数字孪生的技术架构与实现配电网台区数字孪生的关键要素。基于配电网台区数字孪生的特点,从配电网台区状态评价、停电范围研判、可开放容量分析、过载风险预判等方面对配电网台区数字孪生技术的实现与应用场景进行分析,为利用数字孪生技术提升配电网台区的运维管理工作水平提供思路。     

基于集群划分的含分布式光伏配电网有功-无功多目标优化

随着高比例分布式光伏并网,配电网潮流随光伏出力波动,系统有功-无功优化面临新的挑战。建立了配电网网损最小、光伏消纳量最大和电压偏移最小的多目标优化模型,通过调节光伏逆变器出力和无功补偿设备的投切,实现配电网网损最小、光伏消纳率最大和电压偏移最小的目标。建立了基于电气距离和区域电压调节能力的集群性能指标计算方法,并基于指标计算结果将配电网划分为多个子集群,利用NSGAIII算法对子集群进行有功-无功优化。最后以一条实际10 kV配电线路和IEEE123系统为算例仿真验证,计算结果表明经划分后对子集群进行有功-无功优化相比于全局优化可以提高光伏消纳率、减少系统网损和减少节点电压偏移。验证集群划分方法和有功-无功优化模型的有效性。     

山东低压配电物联网数据采集及应用分析

低压配电网是提升客户供电服务水平的关键环节,但低压台区数据采集环节的薄弱造成了低压配电网数据层面的"黑盒"状态,严重制约了低压配电网数字化、智能化发展进程。以山东低压配电物联网建设应用情况为例,首先介绍了山东低压配电台区融合终端数据采集现状、营销侧电能表数据采集现状,分析了当前台区数据采集及传输存在的问题,计及现阶段技术应用及建设成本,提出了下一步低压台区数据采集优化方案。进而基于台区智能融合终端的采集数据,从配网设备精益运检、营销客户优质服务、新能源消纳与新负荷管理三个角度分析了现阶段低压台区数据应用情况,最后,深度挖掘数据价值,从提升电网企业内部建设、服务经济社会发展两个层面,提出了低压配电网数据拓展应用方向。     

直流配电系统对可再生能源的消纳能力分析

利用直流配电网实现可再生能源的灵活接入并充分消纳具有良好的应用前景。研究了直流配电系统对可再生能源的消纳能力和其约束条件的量化评估方法,认为直流网络的阻抗、交流电网短路容量、换流器容量是影响直流配电网消纳可再生能源能力的3个关键因素。基于直流配电网的典型系统架构计算了交流侧和直流侧因素对直流配电网消纳可再生能源能力的影响情况。提出了可定量计算直流配电网消纳可再生能源能力的实用算法,并通过典型直流配电系统的计算结果验证了上述对关键因素分析的正确性。研究结果可为直流配电系统内可再生能源的容量配置提供设计和运行参考。     

边缘计算架构下配电台区虚拟电站控制策略

该文提出一种边缘计算信息网架构下的配电网台区分布式虚拟电站运行模式和相应的控制方法.首先,将各380V变压器台区所辖的负荷、分布式能源及电动汽车定义为一个虚拟电站.在各台区变压器低压侧部署具有边缘计算能力的智能配电变压器监测终端(简称配变终端)(TTU).然后,利用配变终端的边缘计算能力,根据监测的配电变压器各物理量信息,感知各台区计及分布式电源(DG)和电动汽车的等效广义负荷(源),并在此基础上,边缘计算对各台区接入配电网的电动汽车并网工况进行就地控制.对于有功功率,基于混沌优化算法对电动汽车充电/空闲的工作状态进行调控,在尽量消纳本台区新能源发电的同时兼顾大电网的调峰需求;对于无功功率,将处于空闲态的电动汽车控制为虚拟的同步调相机,用以支撑本地电压,实现就地的无功无偿.该文提出的方法为分布式能源、电动汽车广泛接入的配电网运行与控制提供一种新的解决思路和控制方案,推动配电网的运行模式从"集中调控"向"分布自治"的延伸和发展.