计及风速相关性的电网静态安全风险评估

电网内的多个风电场由于地理位置比较接近,具有较强的风速相关性,会影响概率潮流的结果。采用Nataf变换建立多个风电场间的风速相关性样本空间,进而得到具有相关性的风电场出力。以风速相关性下的系统当前运行状态为基础,构成预想事故集,将全概率理论与排序集采样概率潮流相结合,进行风速相关性下的电网静态安全风险随机潮流计算,并对电网安全风险进行评估。在风电接入改进IEEE 30节点系统中使用RSMCS方法进行仿真,结果表明所提方法可准确、快速地评估风速相关性下系统当前运行状态的静态安全风险。     

基于概率潮流的电网安全风险分析

基于风电场回归优化功率曲线,提出采用半不变量法计算电网概率潮流,通过分析节点电压幅值越限和支路有功潮流过载的可能性指标、严重度指标,得到系统综合性安全风险指标,以此评估系统当前运行条件下的综合风险。以IEEE14节点系统为例,采用蒙特卡洛模拟法验证半不变量法的有效性和准确性。计算结果表明,采用半不变量法评估得到的系统综合安全风险指标误差在可接受范围内。     

考虑大规模风电并网的电力系统随机潮流

提出一种考虑大规模风电并网的电力系统随机潮流算法。该方法针对大规模风电注入功率波动性强的特点,在当前结合半不变量和级数展开的随机潮流计算方法基础上,采用分段线性化手段减小潮流方程线性化误差,提高系统状态量的半不变量求解精度;引入C型Gram-Charlier级数,避免在含大规模风电的系统中采用A型Gram-Charlier级数逼近系统状态量概率密度函数会出现负值的问题。为求分段线性化后系统状态量的半不变量,根据半不变量的定义,推导得出了分段线性函数因变量的半不变量与自变量分布之间的定量关系,此关系可方便地考虑风场有功、无功注入相关性。对IEEE 30节点系统的测试表明:所提算法与蒙特卡罗法计算结果是一致的,而计算速度则要快得多;与当前半不变量法相比,结果计算精度得到了较大提高。该算法可快速、准确地求解含大规模风电并网的电力系统随机潮流,具有较好的实际应用价值。     

基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估

电力系统中各种不确定性因素为安全风险评估工作带来困难,随机潮流计算可以计及这些不确定性因素。提出一种基于快速随机潮流的电力系统安全风险评估方法,通过考虑风电时序特性的短期风电功率预测方法构造风电出力多场景;在快速解耦潮流模型的基础上,考虑电力系统功频静态特性,采用以半不变量为基础的改进Von Mises方法获得各状态变量的概率分布函数。除节点电压和支路功率外,可以得到系统频率的概率分布等统计信息,通过各状态变量越限概率和产生后果的严重程度等风险指标全面评估系统风险。IEEE 39节点系统的测试结果表明该方法的计算快速有效,具有在线应用前景。     

对等控制孤岛微电网的静态安全风险评估

间歇性可再生能源发电出力的随机性、波动性及缺乏主网的支撑,增大了孤岛微电网系统的安全稳定运行风险,由此有必要对其进行静态安全性评估。安全分析准则和潮流计算是电力系统静态安全风险评估的基础。针对对等控制孤岛微电网的特性,提出结合N-1事故与解列方案的静态安全分析准则;并计及故障解列后孤岛系统的无平衡节点特性及存在的不确定性因素,提出基于LMIL(Levenberg Marquardt method with inexact line-search)算法的随机潮流模拟法,计算解列孤岛系统的随机潮流,进而得到考虑频率越限风险的静态安全风险指标的概率分布,以更全面地评估系统的静态安全水平。以17节点孤岛微电网测试系统为算例,验证了所提评估方法的正确性和有效性。     

基于电压风险的电力系统预防控制

文中针对电力系统的静态电压安全问题,提出了一种基于电压风险的电力系统评估与预防控制方法。该方法将风险理论引入电力系统,建立了系统电压风险指标,克服了传统的确定性方法的不足。用随机潮流和半不变量法分析了系统运行的不确定性以及造成的节点电压的不确定性。用严重度函数描述了节点电压波动的影响与后果;在此基础上,以节点电压波动的可能性与严重性的乘积作为节点电压的风险,袁征了系统的电压安全性。并采用优化潮流算法,通过对系统控制变量的优化,有效地减少了系统的节点电压风险,提高了系统运行的安全性。在测试系统中的应用效果表明了该算法的可行性。     

基于拉丁超立方采样技术的半不变量法随机潮流计算

新能源发电的兴起加剧了电力系统运行中的不确定性和关联性,传统潮流计算方法无法适应新环境下电网分析和评估的要求。提出一种可考虑输入变量相关性的基于拉丁超立方采样技术的半不变量法随机潮流计算方法。该算法综合了模拟法精度高、适用性广和半不变量法计算速度快的优点,采用分段线性化潮流模型减小截断误差,并通过Cholesky分解解决了半不变量法只能处理独立变量的难题。对IEEE 30和IEEE 118节点系统的测试验证了所提方法的准确性、快速性和实用性。     

基于分段Copula函数和高斯混合模型的多段线性化概率潮流计算

大规模风电并网以及负荷的随机波动加剧了电网运行的不确定性,为了有效分析新环境下的电网运行特性,提出一种基于风功率分段Copula函数和负荷高斯混合模型的多段线性化概率潮流计算方法。采用分段Copula函数在时间维度上刻画相邻风电场的空间相关性,分析风功率相关性的季节变化。针对实际负荷的不对称、多峰特性,采用改进K-means聚类优化的期望最大化(expectation maximization,EM)算法,准确快速地建立负荷高斯混合模型。在此基础上,采用多段线性化半不变量法进行概率潮流计算,以减小风功率和负荷大范围波动造成的潮流方程线性化误差。对改进的IEEE 14节点系统进行仿真分析,验证了所提方法的准确性、快速性及有效性。     

计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法

基于分布式电源下垂控制、负荷静态特性和三相不平衡网络模型,提出了一种三相不平衡孤岛微电网的直接潮流算法。首先基于配电网直接潮流算法,并计及分布式电源下垂控制和负荷静态特性的影响,推导建立了三相不平衡孤岛微电网直接潮流算法的计算模型。为了求解所提直接潮流算法的计算模型,提出了一种两层潮流迭代法,其中内层潮流迭代法用于求解除虚拟节点外的三相不平衡孤岛微电网的潮流计算,外层潮流迭代法用于更新虚拟节点电压和系统角频率。最后分别基于澳大利亚真实网络和25节点典型微电网开展多场景仿真分析,并将其与牛顿信赖域方法进行对比分析,仿真及对比结果表明所提算法能够快速准确地反映微电网的特点以及真实运行状态,并能够解决三相不平衡孤岛微电网的潮流计算问题。     

结合M-Copula理论与半不变量的随机潮流方法EI北大核心CSCD

随着光伏等可再生能源越来越多地并入电力系统,电力系统运行的随机性问题越来越突出。传统的确定性潮流将无法准确描述电力系统的实际运行状态,而随机潮流能充分考虑电力系统的各种随机波动,从而为电力系统的规划和运行提供指导。然而,新能源出力由于自然条件的时空关联性存在复杂的非线性相关性;为处理该非线性相关性,提出了一种基于M-Copula理论的半不变量随机潮流计算方法,将Copula理论与半不变量法结合起来,同时选择多个Copula函数模型来充分描述变量之间的复杂相关性。该方法既考虑了电力系统输入变量之间广泛存在的非线性相关性,又充分利用了半不变量法计算速度较快的优点,从而实现随机潮流的快速准确计算。以修改的IEEE 14系统为例,与蒙特卡洛方法进行的对比,仿真验证了所提方法的快速性与准确性。     

基于电力电子变压器的交直流混合配电网日前经济运行策略研究

多端口电力电子变压器(Power Electronic Transformer,PET)可以在交直流混合配电网建立功率柔性调节的通路,实现多个交直流混合配电区域间电能互联互济.提出一种基于多端口PET的交直流混合配电网日前经济运行策略.首先基于交直流混合配电网典型拓扑,分析含PET交直流配网的灵活调控能力;然后根据PE...     

甘肃电网调度员仿真培训系统的开发与应用

详细介绍了甘肃电网调度员仿真培训系统（ＧＳＤＴＳ）的配置、功能、构成及特点。该系统能模拟甘肃电网在各种运行方式下的稳态工况,能迅速地再现系统的潮流和电压分布以及系统的稳态频率,具有灵活的培训仿真功能,是计算机科学、图形学、数据库、网络技术等计算机技术和电力系统理论与计算相结合的成果。     

计及电-气双向耦合的综合能源配电网优化重构

摘要：综合能源系统是实现电网、气网以及热网等多种能源系统深度融合,利用能量耦合互补等优势提升整个系统能源利用效率的有效形式。为提升综合能源系统优化运行能力,本文首先基于电转气技术与天然气发电技术,构建了的电-气双向耦合综合能源系统总体模型。进而考虑配电网重构技术（Distribution Network Reconfiguration Technology,DNR）中拓扑结构灵活可控这一特性,在配电子系统中引入开关变量、系统运行总费用最低这一目标函数及网络辐射状拓扑结构等约束,建立了配电子系统重构模型。从降低模型求解复杂性的角度,应用二阶锥松弛、乘积变量线性化及分段线性化等方法,将原始综合能源配电网重构非凸非线性模型转化为混合整数二阶锥规划（Mixed integer second-order cone programming,MISOCP）问题求解。仿真结果表明,在电-气双向耦合的综合能源系统中应用配电网重构技术,能够降低综合能源系统运行费用,同时有效支撑了配电子系统电压与配气子系统气压。     

Multi‐function combined operation and control strategy of electronic power transformer for power quality improvement

High penetration of power electronic devices and nonlinear loads can negatively affect the power quality of the distribution system. The conventional method of improving the power quality is to employ an extra distribution static synchronous compensator (D‐STATCOM ) or an active power filter (APF ) for compensating reactive power and mitigating current harmonics. This paper proposes an electronic power transformer (EPT ) without the aforementioned additional equipment, which can realize multi‐function coordinated operation, including active power transmission, voltage conversion, reactive power compensation, and current harmonics suppression, based on the distribution system need. The multifunctional EPT consists of three stages, namely cascaded multilevel AC /DC rectifiers, dual‐active bridge (DAB ) converters with medium‐frequency transformers, and DC /AC inverters. The mathematical model of each stage is established and analyzed. Meanwhile, the control strategies of three stages are presented. Finally, a simulation model is built by MATLAB /Simulink to demonstrate the effectiveness of the strategy and operating principle of the proposed EPT . © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

考虑有源配电网运行灵活性的智能储能软开关优化规划

当前大规模风光出力和负荷的波动性使得配电网对运行灵活性的要求不断增加。智能储能软开关(soft open point integrated with energy storage system, ESOP)具有智能软开关的功率灵活调节能力及储能系统的功率储存能力,可以提升配电网运行的灵活性和经济性。文中首先对ESOP的原理和数学模型进行阐述;然后,从节点和网架灵活性资源的调整能力出发提出净负荷调节量和支路负荷裕度,将其作为配电网灵活性的评价指标,将配电网运行成本及ESOP规划建设成本作为经济性指标,从而建立以含ESOP的配电网灵活经济运行为目标函数的优化规划模型;最后,采用二阶锥规划算法对模型进行求解。通过改进的IEEE 33节点系统进行算例验证,结果表明所提出的灵活性指标可准确量化配电网运行灵活性,优化规划模型可实现配电网经济灵活运行。     

计及分时电价的含冷热电联供型微网的配电网系统协调优化调度

冷热电联供(CCHP)型微网与配电网通过联络线耦合,2种不同利益主体间博弈必然会给传统经济调度带来挑战.通过在配电网中对需求响应技术的应用以及其与CCHP型微网协调并行求解,最大限度地提升多主体利益,降低耦合系统运行成本.基于Logistic函数模糊响应机理优化分时电价,进而引导配电网用户用电负荷合理转移,调整该系统的...     

深圳福永镇配电自动化实施方案

对深圳市宝安区福永供电所的配电自动化试点工程作一简要介绍。软件设计以系统工程为设计思想，通过统一规划，将集中与分布相结合，角保数据和信息资源高度共享。馈线自动化原则是充分发挥配电自动化设备的就地处理功能，故障时实现快速故障区段隔离，非故障区段供电恢复，减少停电时间，缩小停电范围，配变监测终端实现对线路配电变压器运行状态的监视，整个系统方案是一个实现对电网的基本监控，运行，管理和经济运行的配电自动化方案。     

Harmonic propagation on an electric distribution system: fieldmeasurements compared with computer simulation

Increasing use of power electronic loads on distribution feeders together with greater use of power factor correction capacitors on the distribution system can result in poor operating conditions in the form of high harmonic levels propagating through a distribution system. HARMFLO (Harmonic Power Flow Study Program) was developed by EPRI (Electric Power Research Institute) for use in the analysis of harmonics on a power system. However, for a typical analysis of a distribution system, data for some of the parameters required by HARMFLO are not available. Furthermore, exact load information is usually not available. Harmonic levels determined from field tests on a distribution system are compared to results of HARMFLO simulations to determine if this analysis tool can provide useful results despite the lack of exact information for load modeling and other system parameters     

主动配电网的分层调控体系及区域自治策略

合理的运行体系构建及分层分区调控方法,可以实现主动配电网运行过程中的主动决策、管理和控制,保证电网运行的安全性和经济性。构建了基于多时间尺度的主动配电网三层控制体系框架,提出了目标提前决策、全局集中优化、区域分散自治的分层分区协同调控方法。主动配电网的每个控制区域接受全局优化给定的计划目标,进行实时功率校准。提出扰动临界切换指标,对运行中系统受到的扰动大小进行量化,以此作为控制模式选择的依据。以馈线控制误差作为控制目标,提出短时间尺度下的功率调整策略,跟踪上层给定的全局优化目标,进行实时校正。仿真算例结果验证了不同场景下所提策略的有效性。     

面向配网多馈线互联的柔性多状态开关拓扑选型分析

柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMS)是采用电力电子技术的新型智能配电设备,有助于解决配电网馈线功率失衡、电压波动越限等问题。多端FMS能够实现多条馈线柔性互联,其拓扑选型对设备的经济效益、联接限制等方面均有重要影响。文中以应用于中压配电网的三端FMS拓扑为例,就拓扑结构、性能和应用场景进行探索。重点针对模块化多电平变流器拓扑、九桥臂变流器拓扑和桥臂分叉变流器拓扑,分析各拓扑运行特性,并计算对应的核心参数、运行损耗和运行范围,进而得出各拓扑建设成本、占地空间、运行效率和潮流调节能力等指标的对比结果。最后,给出三种拓扑所适用的场景,为配网系统中多端FMS拓扑的选取提供建议。