A joint energy and transmission rights auction: proposal and properties

An auction-based process is proposed that allows power market participants to acquire and reconfigure financial transmission rights. The process simultaneously accommodates flowgate and point-to-point options and obligations, along with energy production and consumption futures. A sequence of auctions is held during which participants can buy and sell rights, which are then settled in a day-ahead or real-time auction, at which time all rights are cashed out. By allowing flowgate and point-to-point obligations and options to be reconfigured and exchanged, the market can decide what combination of financial rights are most useful to power generators, consumers, and traders. Rights can be specified not only for capacity of individual flowgates, but also for more complex transmission constraints, such as nomograms. Under certain conditions, we prove that the auction is revenue adequate for the market operator, in that payments to rights holders cannot exceed congestion revenues. We present a linearized (DC) auction along with a numerical illustration.     

基于BTM7752G芯片的智能型电动操作机构控制器的研制

设计了一款基于大功率驱动芯片BTM7752G为核心功率器件的直流电机驱动装置系统,该系统用于电力系统开关设备的智能化控制。系统以ATmega128为主控芯片,完成对电气开关设备所需的智能化实时动作指令解析、机构装置位置状况检测及数据传输处理、远程控制和实时状态显示等智能化功能处理。BTM7752G芯片内置过压、过流保护功能,有利于复杂电磁环境的拓展利用及功能的稳定性。该系统提供的器件选型设计方案不仅有利于新旧设备智能化改造升级时的工厂预装和维护简约化,也能在常规电气设备电动操作机构导入智能化电器功能时提供参考。     

特高压直流输电系统实时闭环仿真建模

仿真研究是发展高压、超高压和特高压电网的必要手段。为深入研究特高压直流输电技术和特高压交直流混联系统的特性,基于RTDS仿真器和南瑞继保研制的±800kV直流控制保护样机搭建了云广直流输电系统"孤岛"运行方式实时闭环仿真模型。为验证所建模型的有效性和可信性,与非实时电磁暂态软件PSCAD/EMTDC对单电气元件特性、云广直流输电系统稳态潮流和暂态特征进行了仿真校核和分析。校核结果显示,2种仿真工具模拟的电气元件特性、系统稳态潮流和暂态特征基本一致,从而表明了搭建的实时闭环云广直流输电系统的可用性和可信性。由于考虑了UHVDC控制与保护设备的控制作用的实时参与,所搭建的闭环云广直流仿真系统将更能反映实际交直流系统的动态特性,更具实际工程参考价值。所述的闭环云广直流输电仿真系统已成功应用于云广特高压直流输电工程相关的多项关键科研项目,从而为云广特高压直流输电工程的建设和运行提供了有力的技术支持。     

背靠背直流输电工程网络损耗监测系统研究与实现

为实现背靠背直流输电工程损耗的实时在线监测,文中设计了一套网络损耗监测系统,主要包括损耗监测装置和上位机软件平台两部分。该损耗监测装置基于两种数据采集方案,能够适应不同工程现场的需求,兼容多种类型的交、直流信号,实现整流侧与逆变侧、交流侧与直流侧的数据时间同步,彻底消除多台电能计量设备之间的误差一致性问题,达到系统各部分损耗的高精度实时监测;上位机软件能够对大量数据进行显示、存储和统计分析,为故障预警、告警、系统健康状态评估提供数据支撑,还能为供电部门基于大数据进行损耗预测提供统计数据。该系统对多种类型的直流输电工程网络损耗监测均具有实际意义。     

基于模糊综合评价模型的直流电源监测与评价平台

蓄电池组状态的实时监测与评价是变电站直流电源系统在线监测的关键技术。建立了蓄电池落后单体的动态和静态评价指标体系,提出了一种利用模糊综合评价模型对蓄电池落后单体评价的算法。开发了变电站直流电源状态监测与评价系统平台,阐述了系统软件的功能组成和设计框架,介绍了基于数据采集层、数据透明转发层和监控中心管理层的数据架构。实现了模糊综合评价模型算法在软件中的嵌入式应用,对掌握蓄电池组的实时健康状况具有重要作用。     

考虑源荷随机性与相关性的直流配电网量测概率优化配置方法

大规模分布式能源以直流源荷形式接入直流配电网,其功率强随机与强相关特性深刻影响实时量测数据不足、依赖伪量测数据的直流配电网态势感知的准确性,急需研究实时量测点的优化配置保障系统状态估计精度。为此,本文首先考虑源荷功率的随机性与相关性影响,建立节点注入功率伪量测模型,提出基于三点估计的改进Nataf变换的直流配电网概率状态估计方法,计算节点电压状态量的估计偏差概率分布;在此基础上,建立以量测点配置成本最少为目标,考虑节点电压估计偏差机会约束的直流配电网量测概率优化配置模型,求解得到最优配置方案。采用改进的IEEE-33节点系统开展算例仿真,结果表明,所提方法能够有效兼顾量测配置的经济性与状态估计精度。     

海量历史/准实时数据管理平台的建设与应用

随着企业规模的不断成长、信息化建设工作的不断深入,信息量的增长给实时历史数据库存储管理能力和数据访问能力提出了更高的要求。面对庞大的数据量,实时历史数据库迫切需要解决数据处理与存储的问题,一方面要保证数据处理的实时性;另一方面需要为海量数据存储提供弹性的管理空间。通过建设海量历史/准实时数据管理平台,可以有效解决公司调度、输变电设备状态监测、用电信息采集、配电自动化等业务应用的海量历史/准实时数据处理难题。     

Tapping on HVDC lines using DC transformers

This paper investigates a new topology for tap terminals on HVDC transmission, which is based on high-power DC/DC converters. The use of DC transformers brings benefits in terms of better resilience from tap system faults, more flexibility in power reversal, an additional control channel and lower costs for main AC/DC converter and transformer. The paper studies both options: using line commutated and voltage source converters as the main AC/DC tap converters. PSCAD simulation results are given for a 0.025 p.u. bidirectional tap on the 1000 MW CIGRE HVDC benchmark system. The simulation responses with a line commutated converter indicate ability to operate the tap terminal at neutral reactive power exchange over wide range of power levels and also excellent resilience to disturbances on the tap AC grid. The simulations with voltage source AC/DC converter also show excellent responses for wide range of inputs but the DC/DC converter becomes more complex. It is concluded that the proposed topology may provide means for wider access to the existing HVDC transmission links.     

多馈入交直流混联受端电网直流接入能力研究评述

受端电网的直流接入能力是大规模交直流混联电网调度运行部门越来越关注的问题。从直流多馈入交直流混联电网后面临的主要问题出发,分析了影响受端电网直流接入能力的主要因素,对现有直流及新能源接入能力研究方法进行总结。分析了各方法的优缺点,探讨了受端电网直流接入能力的计算方法及未来的研究方向。受端电网直流接入能力是一个多目标优化问题,下一步研究重点是建立系统的优化模型,科学化、实用化地评估受端电网直流接入能力。针对限制受端电网直流接入能力的主要因素,提出了提高电网直流接入能力的相关建议。     

基于柔性直流技术的风电场并网系统电压稳定研究

以霍林河地区某孤立系统为研究对象,以降低系统电压波动和提高系统电压稳定性为目的,提出风电场采用柔性直流方式接入系统。柔性直流输电方式基于具有自换向特性的电压源换流器,并采用脉宽调制技术,实现了有功无功的解耦,从而可进行独立连续的调节。首先对采用不同输电方式和不同风电并网容量的系统进行稳态潮流仿真,负荷节点电压维持在稳定范围内;之后对系统中常规机组故障、负荷故障和线路故障进行暂态仿真,故障后电压波动在允许范围内,并迅速趋于平稳,无需稳定措施。仿真结果表明,风电场可以采用柔性直流输电方式接入系统,系统电压稳定性较常规交流方式有很大提高。     

基于实时数字仿真器的云广特高压直流系统孤岛运行仿真

云广特高压直流系统输送功率大,送端换流站远离电站而且靠近云南电网昆明负荷中心,交流系统相对较弱,特高压直流系统在失去与云南主网相连的全部500kV联络线后,系统将进入孤岛运行方式。为此,采用实时数字仿真器和特高压直流保护控制软件搭建了详细的实时闭环仿真系统模型,对云广特高压直流系统进入孤岛运行过程进行仿真分析,研究云广直流系统进入孤岛方式运行交直流系统的暂态稳定性能,并对交流系统和直流系统故障过程进行了仿真,分析系统故障后交流系统电压和频率的暂态特性以及交直流控制系统的动态性能。通过仿真验证了云广特高压直流在孤岛运行方式下,系统仍具有良好的动态性能,对实际的工程具有重要指导意义。     

基于高温超导的远距离直流输电及其性能仿真研究

提出采用一种基于高温超导直流输电的长距离大容量联络线输电方案,并对该方案的实现进行概念性设计,建立相应的模型。在该模型基础上结合CIGRE标准高压直流输电模型参数,对系统的性能进行量化评估。采用高温超导技术可以在较低运行成本的情况下大大降低长距离输电带来的损耗,但是输电线路电阻的下降造成输电系统对整个电力系统的阻尼不足。为此,根据简化的模型讨论输电系统电阻对系统阻尼的影响,并采用Matlab/Simulink!对输电性能进行仿真研究,为超导直流输电系统控制系统的设计提供初步的依据。     

基于深度迁移学习的时变拓扑下电力系统状态估计

针对电力系统拓扑实时变化导致数据驱动状态估计器不可用的情况,提出一种基于深度迁移学习的数据驱动状态估计方法.将原拓扑海量历史数据训练得到的模型作为基础模型,当新拓扑实时量测数据更新时,加载和保存基础模型中特征提取层的权重和参数,只需要微调模型的全连接层,即可获得适应于新拓扑的神经网络,提高了数据驱动状态估计模型的自适应性和泛化性能.通过对IEEE标准系统和中国某实际省网的算例测试,并将其估计结果与加权最小二乘法和加权最小绝对值法进行比较.结果表明,在考虑拓扑时变性的情况下,该算法与上述2种物理算法相比具有更优的估计性能和估计效率.     

面向电网稳定性的智能化直流输电控制系统

为了更好地进行能源调配,我国正开始建设坚强智能电网,直流输电控制系统应实现更多系统层的控制功能。智能电网中的直流输电系统的根本控制目标是保障电网整体的自适应和自愈性。为了实现这一目标,需要从直流输电控制的可观测性入手增加控制观测量,引入合理的集控、协调控制理论作为支撑,完善控制输出环节,实现对电网的有效控制。控制的实时性和决策能力是智能化直流输电控制的核心。从可观性、可控性、实时性、自适应性角度分析,提出了面向电网稳定性的多智能体智能化直流输电控制技术框架,为直流输电系统级控制技术的发展提出了思路。     

智能电网多业务数据集成技术

智能电网以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网.文章将在国家电网公司SG-ERP工程技术架构指导下,探讨符合智能电网多业务数据集成的关键技术,满足智能电网对海量数据、实时数据以及多业务信息的集成需要,为进一步探索未来智能电网数据集成积累采样数据,更为完善数据集成架构做技术积累.     

基于PI数据库的供电企业实时数据中心的设计与实现

研究、设计并开发了实时数据中心系统。该系统基于PI（plant information）实时数据库开发,建立了企业级的实时数据中心平台,并实现了丰富的应用功能,有效地解决了各个信息孤岛的信息隔阂,可以高效、快速和方便地存取与应用企业级实时数据。简要分析了供电企业自动化及信息化的现状和PI数据库的特点,阐述了基于PI数据库的供电企业数据中心系统的体系结构、应用功能以及相关关键技术,最后介绍了该系统在深圳供电局的实际应用情况。     

普侨直流入地电流对极址周边交流系统的影响

直流输电系统在系统调试或故障情况下会处于单极大地回路运行方式, 流入地中的直流电流会对交流系统的正常运行带来不利影响。为此在普侨直流带接地极运行系统调试期间,开展了入地电流对周边交流系统的影响试验。试验监测了入地电流对极址附近交流电网运行带来的噪声、谐波、振动等不利影响;通过对试验数据的分析,归纳得到了变压器中性点直流电流、谐波、噪声等与入地直流电流之间的关系。     

数模混合实时仿真系统及其在特高压交直流电网研究中的应用

介绍了国家电网仿真中心数模混合式实时仿真系统的结构、仿真试验流程及其在特高压交直流混合电网仿真研究中的应用。该系统包括相应的数字模型、物理模拟装置及接口设备,其中高压直流输电模拟系统模型包含与实际直流输电系统特性相近的仿真装置,且具有与实际直流工程相同的控制保护装置。文章阐述了对原系统的等值化简、确定系统模拟比、建立仿真试验系统模型等多个环节的处理过程及相关原则。以金沙江一期及锦屏送出特高压直流工程实时仿真研究项目为例,给出了数模混合实时仿真系统的试验结果并与离线计算结果进行了比较分析,2者基本一致。仿真系统试验结果可为特高压交直流混合电网的规划提供技术参考。     

变电站直流设备状态评价系统的研发与应用

研发了一套变电站的直流设备状态评价系统,对采集到的变电站直流设备实时运行数据进行分析,结合历史评价数据,进行变电站直流设备状态评价,最终生成直流系统状态评价报告。应用实例表明系统能准确地评价和反映变电站内直流设备的运行状态性能和健康水平,用户可根据评价报告确定变电站直流系统正确的检修策略,提高了供电经济性和可靠性。     

模型组合及其在直流输电系统可靠性评估中的应用

"西电东送"及全国电网互联的趋势加快了对直流输电问题的研究.高压直流输电系统的建模是研究直流输电问题的重点,若模型过于复杂,则不利于问题的研究.文章建立了高压直流输电系统中各子系统的数学模型,通过寻找子系统之间的微弱联系,将各子系统的模型进行层层组合,得到整个高压直流输电系统的等效模型,进而进行可靠性评估.文章还提出了模型组合及化解状态空间"维数灾"的方法,所得结论对高压直流输电、交直流输电及多馈入交直流输电系统的可靠性评估有一定指导意义.