计及可时移负荷的海岛微网电源优化配置

优化配置分布式电源容量,提高供电可靠性和经济性是微网规划的关键问题。文中在海岛微网规划中加入海水淡化类可时移负荷,以便更好地跟踪可再生能源发电,并解决海岛淡水需求困难。根据海岛用户年负荷需求和供电可靠性要求,结合不同岛屿气象条件、地理位置情况、海水淡化需求,构建风/光/储/柴等多类电源组合,采用混沌自由搜索算法,得到海岛微网分布式电源容量的最优配置方案,并用Matlab编程实现。结果表明,海水淡化类可时移负荷的加入可降低海岛微网优化配置方案的投资冗余度,使资源利用最大化。在算法收敛特性及最优解求解两个指标中,与传统优化算法进行对比,证明了混沌自由搜索算法在快速收敛特性和全局寻优方面具有明显的优势。     

计及直接负荷控制的商业建筑型微电网优化运行方法

商业建筑型微电网作为微电网的一种典型形式,得到了广泛应用,其优化运行是一门重要课题。商业建筑型微电网内配置了较大容量的可控负荷,考虑对这些负荷进行直接负荷控制,以系统综合运行成本最小为目标函数,建立商业建筑型微电网优化运行模型。引入混沌搜索对基本万有引力算法进行改进,并采用改进万有引力算法对建立的模型进行求解。最后通过一个仿真算法验证了模型的正确性和有效性,该方法能够在不降低用户舒适度的前提下,降低系统综合运行成本,且改进万有引力算法相比较传统的算法有着更优的求解性能。     

计及动态响应可靠性的电力负荷调度优化

当前,以卖方市场主导的需求响应方式具有较高的可靠性和可实施性。首先,以电网侧的利益最优为目标进行电力负荷的调度优化,为降低用户行为随机性对调度可靠性的影响,分析了不同类型电力负荷的响应可靠性性模型;其次,为提升用户的响应积极性,分析了不同用户的动态响应可靠性评估模型;最后构建了调度容量可靠性最高和电网侧调度运行成本最低的调度模型,以用户的最低出清利益为约束,在提升用户响应积极性的基础上,得到电网利益最优的需求侧资源调度运行方式。算例分析验证了调度优化模型的有效性。     

计及可替代负荷的电-气综合能源系统可靠性评估

随着电力系统与天然气系统耦合关系逐渐加深,通过引导用户改变用能行为,可以增强电-气综合能源系统互联互济的能力,同时也必将对耦合系统的可靠性产生影响。文章重点研究了可替代负荷对电-气综合能源系统可靠性的影响,基于用户可控性和负荷替代前后能源消耗量变化的特点,建立了计及可替代负荷的综合能源系统最优切负荷模型,为系统提供最优切负荷策略。基于非序贯蒙特卡洛法,提出了计及可替代负荷的电-气综合能源系统可靠性评估指标和算法。算例分析表明,可替代负荷用户通过对电力系统和天然气系统用能的双向选择,减少了2个子系统之间能量转化产生的损耗,及时满足了用户的用能需求,更好地提高了系统的经济性和可靠性,为电-气耦合系统规划和运行提供了参考。     

计及可中断负荷的交直流混合微电网运行优化研究

针对我国传统能源供应紧缺和可再生能源消纳不足问题,为保证可再生能源高比例利用率,抑制可再生能源间歇性引起系统功率波动,研究交直流混合微电网运行与优化具有重要研究意义和实用价值。交直流混合微电网通过电力电子变压器(power electronic transformer,PET)并网,考虑不同可中断负荷渗透率,通过建立混合整数线性规划(mix integer linear programming,MILP)模型,在不同交换功率下,实现系统运行优化。     

计及可平移负荷的微网经济优化调度

微网以一种更为有效的方式集成了分布式能源、储能设备和可控负荷。经济调度是微网经济运行的关键,该文从供能和负荷控制角度对微网经济优化调度问题进行研究。综合考虑不同用电特性的可平移负荷单元,建立可平移负荷模型,并提出负荷平移求解策略。将经济调度视为离散最优控制问题,构建基于动态规划的微网经济优化调度模型。然后将其转化为二次规划问题,采用预估校正内点算法求解。算例分析了负荷平移对调度结果的影响,从而验证了所提模型和算法的有效性。     

计及响应不确定性的可调度负荷响应及惩罚价格随机优化

可调度负荷（DL）参与需求响应能够减小系统功率偏差,促进可再生能源消纳。但受到调节能力的限制,其响应具有不确定性,进而影响各市场主体的利益。针对响应偏差可以制定惩罚机制,但惩罚过于宽松则效果有限,过于严苛则会降低DL的响应积极性。文中将响应偏差作为随机变量,基于响应价格与响应量、惩罚价格与响应偏差之间的关系,提出了针对DL响应量与惩罚价格的随机优化模型,并通过期望模型将其转化为确定性优化模型。最后,通过算例验证了所提模型的有效性。     

计及分布式发电和不完全信息可中断负荷选择的电力市场模型

分布式发电（distributed generation,DG）与可中断负荷是智能电网的2种重要资源。针对电力用户停电意愿不尽相同,将配电公司的可中断负荷类型建模为离散分布的随机变量,进而建立具有分布式发电与不完全信息可中断负荷选择的配电公司能量获取模型,综合考虑到发电公司的竞价策略行为,最后建立了完整的不完全信息博弈下的电力市场模型。针对不完全信息博弈的特征,扩展改进了协同进化算法,并用于求解市场贝叶斯纳什均衡。修正的IEEE9节点系统验证了模型与求解方法的有效性。结果表明分布式发电与可中断负荷、发电公司策略行为及不完全信息对市场均衡有着重要的影响。     

计及大容量燃煤机组深度调峰和可中断负荷的风电场优化调度模型

从含大规模风电场的电网经济运行角度出发, 提出了一种计及大容量燃煤机组深度调峰和可中断负荷的优化调度模型。该模型首先从机组煤耗特性、单位发电容量补偿费用以及机组寿命损耗3个方面定义了深度调峰费用,从负荷备用费用和实际发生的负荷损失补偿2个方面定义可中断负荷费用,建立以深度调峰费用、可中断负荷费用及网损费用之和最小的优化目标,利用内点法对含风电场的电网调度模型进行优化。以新英格兰测试系统为例,分析了4种典型场景下的负荷及费用情况,最后给出了日前调度计划优化结果,结果显示节省费用达4.9 %,验证了所提算法的可行性和有效性。     

电力系统负荷优化配置与转移的研究

为改进传统的"倒闸换电"治理三相不平衡的方式,提出了一种基于晶闸管复合开关阵列的负荷转移方式,即通过求解以三相电流不平衡度及电流零序分量为组合优化目标的0-1整数规划,计算出分散电力负荷在三相间的配置与转移方案,从而实现改善三相四线制系统电流、电压不平衡度的目标.讨论了该装置的实现原理,推导了优化开关配置的数学模型,并给出了装置对实际算例的仿真结果.结合所制作的60 kVA样机,讨论了实际操作中需要注意的问题.这种负荷转移方法直观、简单、可靠,是对三相不平衡治理方法的有益补充.     

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...     

风电大规模介入下计及负荷不确定性的电力系统可靠性评估

基于负荷预测的不确定性建立了峰荷的隶属函数,并结合负荷的离散概率分布建立了负荷的模糊概率模型。根据威布尔分布的风电场的风速模型,用蒙特卡罗仿真方法评估电力系统的可靠性。通过可靠性测试系统IEEE-RTS79,分析比较了没有风电接入和风电大规模接入的情况,讨论了增加风电机组和常规机组对电力系统可靠性的影响。     

电力信息物理系统入侵容忍能力评估方法

随着控制系统与新信息技术的集成程度不断提高,电力信息物理系统（cyber-physical power system, CPPS）不仅面临着来自物理世界的不确定性,还面临着来自网络空间的攻击威胁,亟须能够评估CPPS遭受网络攻击时防御能力的方法。提出一种以平均失效时间与可靠度为评估指标的入侵容忍能力与最优资源配置的评估方法。首先,采用半马尔可夫链模型对高级可持续威胁（advanced persistent threat,APT）进行建模,具体分析来自网络层面的攻击对CPPS的破坏渗透过程,利用随机博弈模型动态描述CPPS中攻防双方的交互过程,预测纳什均衡下攻击者的理性进攻策略,确定应对恶意攻击的最佳防御策略。最后,以CPPS安全试验场为案例仿真验证了入侵容忍能力评估方法的有效性,结果说明：入侵容忍能力对CPPS安全运行具有不可忽视的作用。     

多证据融合下电力信息物理系统风险评估研究

电力与信息的深度融合是能源互联网的发展趋势,一旦电力网或信息网发生风险与故障,电网运行的稳定性将受到极大影响。针对电力信息物理融合系统风险等级评估准确性较低的问题,提出了基于证据理论的风险评估方法。首先,通过识别电力信息物理融合系统的关键风险因素,从电力空间、信息空间和网架结构3个方面构建了电力信息物理融合系统风险指标体系。其次,借助证据融合理论实现了电力信息物理融合系统风险等级计算模型,并利用该模型评估分析了5个不同的电力信息物理融合系统,得出了各个电力信息物理融合系统不同的风险等级,验证了所提模型对评估电力信息物理融合系统风险等级的适用性。     

考虑负荷重分配攻击和脆弱线路防御的发输电系统可靠性评估

负荷重分配(LR)攻击是一种特殊的网络攻击形式,对LR攻击进行建模并研究其对电力系统运行的影响具有重要的现实意义.首先,对LR攻击过程进行了分析,并基于半马尔可夫链建立了LR攻击的随机过程模型;其次,对LR攻击作用下攻击者与调度员之间的交互作用过程进行分析,建立了考虑LR攻击的发输电系统负荷削减模型;然后,从保护关键量...     

针对网络攻击的配电网信息物理系统风险量化评估

现代物理电力系统的可靠和安全运行依赖于相关的信息系统,针对信息系统的网络攻击会导致严重的物理后果。为此,提出一种配电网信息物理系统网络攻击跨信息物理空间传递的风险量化评估方法。针对配电子站,根据IEC 61850标准建立三层信息模型,以断路器和分段开关为攻击目标,分析可能的攻击路径构造攻击图,提出基于相对熵(Kullback-Leibler(KL)距离)并结合逼近理想解排序法(TOPSIS)建立的KL-TOPSIS体系对信息系统脆弱性因子进行量化,结合马尔可夫链和深度优先算法综合计算攻击目标的攻击概率,并建立物理设备遭受网络攻击造成的物理后果指标,分别计算攻击各个断路器和分段开关的物理后果。结合物理后果和攻击概率,得到不同配电终端和配电子站的风险值。最后,以改进的配电网算例验证了所提风险评估模型的有效性。     

考虑概率的冲击负荷对电力系统影响分析

针对冲击负荷中两类最典型的电弧炉和电解铝负荷,分析研究了电弧炉负荷和电解铝负荷的运行特性和各自对电力系统造成功率冲击的原因,理论分析了冲击负荷对电力系统的影响.依据冲击负荷实测数据以及冲击负荷生产规律,根据概率计算原理计算了冲击负荷的功率冲击发生概率.     

考虑电转气和可平移负荷的区域综合能源系统优化运行

针对可再生能源发电的消纳以及冷热电负荷需求不匹配问题,文章在原有区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的基础上,引入电转气(power to gas,P2G)技术,同时结合综合能源系统内不同种类可平移负荷的用能特性,建立了各类可平移负荷模型,对冷热电负荷平移,利用内点法求解可平移负荷模型,建立涵盖经济、能源及环境等多方面的多目标系统运行优化模型,采用粒子群优化算法获得Pareto非劣解集,并利用模糊理论获得折中解。在算例中设置多种场景,仿真分析考虑负荷平移和电转气技术的区域综合能源系统在降低系统运行成本、削峰填谷等方面的优势,从而验证所搭建模型的有效性。     

计及风电的发电系统可靠性评估

考虑风速和负荷预测误差的随机性、风力发电机组和常规机组的停运率,应用蒙特卡洛仿真方法对含风电场的发电系统进行可靠性评估.针对发电系统概率抽样中蒙特卡洛算法样本容量大、效率低等不足,提出了分散抽样蒙特卡洛算法,此抽样算法将[0,1]区间分成若干子区间,在抽样后分别对每个子区间进行系统状态判断和指标计算,从而增加故障状态的抽样频率,提高抽样效率,在满足精度要求下,有效地减少了抽样次数.以含10台常规机组和1个风电场的发电系统进行了仿真,结果验证了该评估方法的有效性.