计及云边协同的园区综合能源系统双层能量优化

深入挖掘园区综合能源系统内部多能耦合利用以及综合需求响应潜力,对系统内灵活性资源进行储能化建模,并将虚拟储能资源按照参与优化调度的时间尺度进行划分,提出了日前、日内2个阶段的园区综合能源系统优化调度方法,在日前阶段建立了热电协同优化模型,在日内阶段基于日前调度结果建立了电功率快速调整模型。进一步地,为充分发挥综合能源系统中各园区资源的时空互补优势,从多时间尺度、多主体角度提出适用于实时阶段的计及云边协同的综合能源系统双层能量优化方法。基于各园区可再生能源发电和电负荷的最新预测结果,在能量管理云平台建立了满足系统整体运行经济性目标的实时能量优化模型,在边缘控制器利用模型预测控制方法建立了以日内优化结果为参考值的精细化调控模型,并采用交替方向乘子法求解,以实现园区自身利益与综合能源系统总体效益的均衡。仿真结果表明,通过园区间联络线的传输功率协调以及电储能、动态可控负荷的辅助调用,可有效平抑可再生能源出力和电负荷需求的实时波动,提高系统整体运行调控的鲁棒性与有效性。     

面向电力物联网的含可再生能源配电网运行展望

目前,电网缺乏对分布式能源及其所接入低压配电系统的有效量测,难以分析可再生能源大规模接入给配电网运行带来的显著不确定性。电力物联网技术可突破传统量测方式的瓶颈,应用于含可再生能源配电网的多级协调运行及可再生能源广域消纳。面向电力物联网的建设,阐述了可再生能源的状态感知、数据采集与处理过程。然后,利用物联网感知信息,从用户侧能量管理、分布式能源集群控制、配电网多时间尺度优化运行、综合能源系统运行等方面,构建了基于电力物联网平台的含可再生能源配电网运行方式框架。最后,对电力物联网在可再生能源系统中的预期应用效益进行了分析。     

基于标准化物联网智能传感器的变电站状态感知系统研究

随着电网快速发展,传统运检模式已无法适应电网企业新时代的战略目标。介绍基于"云-管-边-端"架构的标准化物联网智能传感器的变电站状态系统感知层、网络层、平台层、应用层技术方案。选取两座变电站作为试点进行应用验证,广泛部署微功耗和低功耗标准化物联网智能传感器,开展变电设备物联网关键技术研究,实现设备状态全息感知和立体巡检,推动运维模式向更智能、更高效、更安全转变。     

非侵入式综合能源系统源荷状态联合感知方法

区域(如园区或楼宇)综合能源系统(integrated energy system,IES)的多能流源荷协调运行与优化调控潜力评估分析对整体提升能源互联网的能源利用效率、促进可再生能源规模化发展具有重要意义。然而在实际工程中,普遍可获取的是用户IES与外部能源网络进行能量交换的端口处采集的粗粒度总量运行数据,据此往往难以对用户IES运行状态和特性进行准确分析,无法满足不断提高的IES运行调控需求。对此,以园区电/气/热IES为研究对象,提出基于耦合消元准则的IES非侵入式源荷设备状态联合感知方法,它仅利用在园区与外部电/气/热能源网络进行能量交换的端口处采集到的总量电/气/热运行数据及气象数据,辨识园区内部主要源荷设备的运行状态。总体上,基于IES内部各能源子系统间的耦合特性,按照气-电-热的顺序分别对每个子系统中主体设备的工作状态和(等效)运行功率进行非侵入式辨识。基于实测数据的实验结果表明,所提方法能够以“非侵入”的方式联合感知多能源荷设备的运行状态,精细化辨识园区IES内部主体设备的(等效)功率,具有较强的工程实用性,可为IES的仿真分析和运行决策提供细粒度大数据源。     

基于泛在电力物联网的多能互补综合能源服务平台建设及应用

针对江苏省无锡市红豆工业园能源利用效率低与管理模式粗放的问题,国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司通过拓展综合能源服务市场,从构建园区泛在电力物联网、实现园区多能互补与管理一体化、建立园区市场化交易机制3个方面,在工业园搭建了基于泛在电力物联网的多能互补综合能源服务平台,实现了区域能源科学调度和协同运行,提升了客户能源管理的精细化水平,降低了企业用能成本。     

基于物联网技术的配网状态监测与预警系统

文章结合电力物联网总体架构,基于智能标识定位、状态感知、可靠传输及智能管理等关键技术的研究,提出了基于物联网技术的配网状态监测与预警系统总体设计方案并完成系统研发及实践验证,运行结果表明系统可对线路运行工况进行实时监测及直观展示,能有效发现设备隐患并进行故障预警,对综合提升配网设备管控能力及故障抢修自动化水平具有重要实践意义。     

基于物联网传感技术的二次回路出口压板智能在线监测系统

为实现变电站内二次回路压板状态的具体分析,设计了基于物联网传感技术的二次回路出口压板状态监测系统。分析了二次回路压板状态的具体监测内容,提出了基于物联网传感器的压板位置感知技术,分析了物联网为功率无线传输、非变量压板位置状态感知技术的应用,建立了压板状态位置传感器模型,说明了传感器的具体配置,并介绍了提出的数据采集终端。基于物联网传感技术搭建了出口压板状态监测系统,介绍了系统架构,说明了系统网络结构,分析了系统的软件应用。结合实际工程分析了本系统在实际应用中的效果,并针对系统的应用前景进行了分析。     

基于物联网的电动操动机构远程监测系统设计

<正>针对目前电动操动机构在实际工作中缺乏主动监测方式、需要人工现场检测机构运行状态的问题,提出一种基于现代物联网理念的电动操动机构远程监测系统。通过分析电动操动机构在运行过程中的质量状态感知需求,设计了包括感知层、网络层和应用层的三层远程监测系统架构;分别对感知层、网络层及应用层涉及的关键技术及硬件系统进行了设计,实现电动操动机构关键运行过程——分合闸过程的电动机电流和机构输出轴转角关键信息采集,及基于4G无线网络的数据云端上传管理和运行状态分析与监测。     

基于分层分布式调度的多园区服务商与综合能源供应商两级协调优化运行模型

在用能形态转变关键期,有关园区级综合能源系统的试点项目集中涌现。多个园区以不同参与主体接入电力系统与热力系统构成的区域综合能源系统,带来利益冲突与交互功率不匹配问题。为此,基于交替方向乘子分布式算法,建立了多园区服务商与综合能源供应商的两级协调优化运行模型。上级综合能源供应商运营管理电网与热网构成的区域综合能源系统,下级各园区服务商控制管理各园区级综合能源系统。上级模型中针对热电能源本身特性,建立供需实时平衡的配电网以及考虑热能传输延时性的热网模型;在下级模型中利用多能转换设备实现能源的梯级利用。该文提出的两级协调运行模型基于ADMM(alternatingdirectionmethod of multipliers)分布式算法,利用复制变量法解耦上下层交互功率保护参与主体隐私信息,利用惩罚因子调整参与主体调度策略,在多次迭代互动中实现上下层协调运行。以苏州同里某新能源智慧园区为算例,验证所建模型可保护各参与主体隐私,同时满足整体运行成本最低,并分析不同调度模式以及不同运行场景对系统运行结果的影响。     

“电力装备智能感知与智能终端”专题特约主编寄语

正基于电力系统的物联网建设是推动传统电网向能源流、业务流、数据流"多流合一"的能源互联网转型跨越的关键,是实现互利共赢的能源生态,建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的重大机遇。其中,智能感知与智能终端是电力系统及装备状态感知层的核心基础单元,是海量元信息感知与采集的主要来源,智能感知和智能终端的技术水平直接决定了电力物联网中的信息物理融合的建设进程,是当前电气工程领域的研究热点。为了反映国内学者在"电力装备智能感知和智能终端"领域的最新研究成果,在《电工技术学报》编辑和特约编委的支持下,本次专题应运而生。     

智能变电站全站统一式通信网络研究

智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本特征。优良的网络性能对实现智能变电站的高级功能十分重要。文章针对全站统一式的网络报文传输延时进行了分析,并进一步研究了VLAN划分方法和原则,通过VLAN和优先级标记来降低网络负载和信息数字化数据传输延时。最后在OPNET环境下,验证了在故障的极端情况下,VLAN方案划分的合理性和在降低网络时延方面的有效性。     

智能变电站过程层网络数据流的分析与研究

在分析智能变电站过程层网络主要数据SMV、GOOSE、PTP1588报文共网传输的可行性基础上,指出过程层组网最佳方案是星形拓扑;对比VLAN与GMRP 2种报文过滤技术,以IEC 61850标准中的D2-1典型变电站为例,提出了一套基于间隔的VLAN局域网逻辑结构划分方案,对其中存在的各种数据流流量、通信时延及时延抖动进行了详细说明和计算,最后利用OPNET仿真软件对共网传输时数据流时延进行仿真,论证了采用VLAN技术共网传输的可行性。     

基于虚拟局域网的智能变电站通信网络实时性仿真

利用动态建模技术对IEC 61850-5中D2-1型变电站层次化建模。应用准确的数学模型对变电站内智能电子设备间传输的综合数据流进行全面时域建模。在基于端口的虚拟局域网(Virtual Local Area Network,VLAN)划分基础上,运用优先级标签技术划分站内数据流传输优先级,分别对星型,环形拓扑结构变电站自动系统进行有无VLAN的跨间隔,跨层研究。OPNET仿真结果表明,采用星型,环形组网与VLAN技术,可以有效改善变电站通信网络实时性,较好地抑制广播信息泛滥问题。     

智能变电站虚拟局域网精细化配置方法

为了解决现阶段智能变电站虚拟局域网（VLAN）划分方案及配置规则缺乏统一标准所带来的网络性能不确定性问题,借鉴广度与深度优先搜索算法思想,提出双邻接条件搜索算法用以确定报文传输路径经过交换机端口的情况。明晰虚拟局域网作用机理,提出以“信源-信宿”为单位的虚拟局域网划分方案及基于Trunk-Hybrid/Hybrid-Hybrid（简称T-H/H-H）模式的交换机端口设置规则,结合所确定的报文传输路径来配置虚拟局域网,进一步优化网络流量。仿真结果表明：所提出的精细化配置方法与现有的方法相比,更贴近理想优化效果,同时能有效地控制流量分布,具有较强的实用性。     

VLAN在河南电力调度交换网视频网络改造中的应用

河南电力调度交换网需要传输视频和网管信息,因此,加入了网络交换机组网的视频网络。视频网络起初未划分VLAN,容易产生广播风暴。为消除隐患,对其进行了VLAN改造。文章介绍了VLAN原理及划分规则,并结合业务类型和网络现状提出了适合三层交换机端口划分和网络VLAN划分方案。     

智能电网下超长跨距光纤通信关键技术研究

超长跨距光纤通信承担着骨干网如铁路、电力、石油等专用网的信息传输业务。随着智能电网建设的推进,信息业务规模逐渐增大及人们对通信带宽的需求日益增长,这都对通信特别是骨干网通信提出了越来越高的要求。其特点表现为信息容量大,通信距离长,通信质量高,系统可靠性高,投资运营成本小,易于升级扩容,这都增加了信息传输的难度。针对WDM（WavelengthDivisionMultiplexing）超长跨距光通信几个关键技术进行探讨和举例,并对目前国际上一些先进的研究成果进行分析。     

智能变电站优化组网的通信网络研究

基于智能变电站对信息共享、网络优化的要求,全站信息一体化已成为未来变电站组网的发展趋势。运用共网技术将间隔层与过程层合并,形成2层1网的优化组网结构。围绕此组网方案,通过网络数据流量的逻辑运算和明确的虚拟局域网(VLAN)划分,在OPNET仿真环境下得到有无VLAN标签的仿真对比图,验证了其网络流量和故障延时满足继电保护对网络通信性能的要求。     

考虑运行状态信息的综合能源系统图强化学习优化调度

“双碳”背景下,异质能源的耦合加剧迫使综合能源系统(integrated energy system, IES)拓扑朝着更复杂、更灵活的方向不断演变。然而,现有优化调度方法对非欧网络拓扑知识及其异质潮流约束考虑不足。针对这一问题,提出一种基于图强化学习的综合能源系统优化调度方法。首先,基于图理论在保证节点多样状态的情况下,将异质能源网络拓扑转换为网络图模型。其次,通过建立基于真实图映射的状态-动作-奖励的框架,利用图强化学习的方法学习图模型的非欧拓扑信息,将异质潮流知识加入系统节点运行状态,从而实现IES的安全优化调度。最后,利用某工业园区的真实数据进行仿真验证,所提方法相对于传统方法有效缓解了节点电压越限的问题。结果表明,所提方法能够在考虑IES真实拓扑运行状态信息和异质潮流安全的情况下实现IES的优化调度。     

考虑多层耦合特性的电力信息物理系统建模方法

从信息物理融合的角度出发,综合考虑电力网、通信网和信息网的关联关系和耦合特性,提出了一种电力信息物理系统分层建模方法.首先,提出了考虑多层耦合特性的电力信息物理系统三层模型框架.然后,基于电网稳态潮流方程,考虑通信传输过程和信息决策过程,对电力网、通信网和信息网进行了分层次建模.针对信息网的监控功能和信息流的传递方向不...     

面向园区能源互联网的综合能源服务关键问题及展望

目前中国能源发展面临能源消费结构不合理、能源供需分布不匹配、各类能源系统不融合、合理投资回报模式缺乏等困境,能源互联网是解决中国能源发展关键问题的有效手段。在能源互联网的背景下,综合能源服务将是不可阻挡的发展趋势。未来园区能源互联网是能源系统的基本单位,更是综合能源服务的基本落脚点。文章从综合能源服务的内涵出发,立足于园区能源互联网,从园区综合能源服务商、服务内容、商业模式、支撑技术4个方面提出面向园区综合能源服务的关键问题,并对其未来发展进行展望。