含分布式谐波源的配电网多谐波源责任划分

大规模新能源发电、电动汽车等的接入使配电网谐波具有随机性、波动性、时变性等特点,同时导致配电网的结构和运行特性更加复杂,增加电网故障发生的概率,谐波新特征及故障干扰导致传统谐波责任划分的精度和效率降低。该文提出大规模分布式谐波源接入背景下的配电网多谐波源责任划分方法。分析含大规模分布式谐波源的配电网谐波新特征,提出利用多因变量复数域偏最小二乘法(multi-variable complex partial least squares,M-CPLS)进行多个谐波源责任的同时划分;研究故障时各谐波源的稳态谐波电流波动特征并提出利用小波变换对故障数据进行辨识;提出基于回归模型系数波动的有效数据选择方法。所提方法提高多谐波源场景下责任划分的计算效率,降低回归模型系数波动造成的误差干扰,提高谐波责任划分的准确度并增强算法抗故障干扰的性能。基于IEEE 34和IEEE 37节点配网系统仿真算例和监测平台的实测数据,验证所提方法的有效性和准确度。     

基于实测数据的谐波负荷模型控制策略

负荷建模对维护电力系统的安全稳定运行有重要意义。提出一种基于实测数据和谐波发生机理的谐波负荷模型,在分析实测数据的基础上,将受控电流分解为基波与谐波分量分别控制。谐波电流采用基于电压前馈解耦的双闭环控制策略,保证运行过程中的功率平衡和稳定性;提出一种改进型的准PR双谐振控制方法对dq0轴谐波电流进行跟踪控制,能够同时控制2个相邻的奇次谐波,在满足控制精度的同时有效简化了控制器。仿真结果表明,模型控制策略具有较高的精准度和快速性,且模型电路结构利用现有技术可方便实现,实用性较高。     

基于张量Tucker分解的智能配电网大数据压缩

为了解决智能配电网中由海量异构数据引发的存储问题,提出一种基于张量Tucker分解的智能配电网数据压缩方法。首先,针对配电网异构数据建立配电网结构化SCADA数据与非结构化视频、图片数据的张量标准化处理模型。然后,提出基于张量Tucker分解的配电网大数据压缩方法,该方法可以在保留数据空间本征结构的情况下对配电网异构数据进行压缩。最后,采用真实的配电网数据验证了所提出方法可以有效削减数据量以应对数据存储问题。对比结果表明,所提出方法优于奇异值分解方法。     

基于谐波模态分析的交直流混合配电网分布式谐波治理

为解决交直流混合配电网中的谐波分析及治理问题,提出了一种基于谐波模态分析方法对交直流混合配电网谐波进行分布式治理的方案。通过谐波模态分析得到影响配电网节点谐波谐振的关键频率及不同节点对谐振的参与程度。以此为基础进行谐波治理分区,结合一致性算法提出分布控制的治理方法。最后以IEEE 33节点拓展交直流混合配电网络为仿真算例,分析比较不同污染场景下不同谐波治理方案的治理效果,得出基于谐波模态分析方法的交直流混合配电网分布式治理方案在针对污染程度不均场景时的电压畸变更符合实际节点污染程度,进而验证所提方法对解决交直流混合配电网谐波污染的可行性与有效性。     

配电自动化终端运行状态大数据在线评价研究

配电自动化终端的安全稳定运行,对配电网的可靠性有重要影响。为实现对配电自动化终端运行状态在线评价,提出一种基于大数据平台的在线评价方法。首先,建立了配电网大数据平台框架,介绍了基于IEC 61970的公共信息模型的配电网数据统一建模方法,实现了基于Hadoop云平台及关系型数据库Oracle的大数据存储,并利用关联规则算法及层次分析法建立了配电自动化终端状态评价体系;然后,利用数据可视化技术实现了配电自动化终端在线评价;最后,应用某工程实例验证了该大数据评价平台的可行性。     

基于安全域的智能配电网安全高效运行模式

提出了智能电网背景下一种基于安全域的配电网安全高效运行新模式。首先,分析了配电网最大供电能力(TSC)理论和配电系统安全域(DSSR)理论对未来配电网的影响。TSC理论能在满足N-1安全下提升负载率,DSSR理论使配电网实时安全性分析成为可能。其次,给出了配电网的安全防御体系,描述了各种安全状态和安全控制。然后,应用TSC和DSSR理论丰富了自愈控制功能,提出了以安全高效运行为目标的配电网实时监测、预警、预防、预测及优化控制的功能框架。此外还比较了基于安全域的运行新模式与配电自动化以及输电安全运行模式的区别和联系。最后,通过具有一定规模的实际中压配电网算例进行了验证,数据表明在该自愈控制体系下智能配电网能主动进行预防和预测控制并安全高效运行。     

基于模型识别的配电网谐波源定位方法

数量日益增加的谐波源将威胁电力系统的安全稳定运行,谐波源的定位与谐波治理意义重大。该文首先分析配电网中各类设备的输出特征,指出非谐波源具有线性特性,等效为电阻–电感串联电路模型,而谐波源具有非线性特性,等效为非线性电路模型。利用谐波源与非谐波源等效模型间明显的非线性与线性差异,可以有效地区分谐波源与非谐波源。由此提出基于模型识别思想的谐波源定位方法,计算识别设备量测电气量与线性模型的符合程度,二者符合程度高即为非谐波源,否则为谐波源。同时,定义模型识别结果的波动程度来定量描述谐波源的非线性度。在IEEE 13节点系统进行性能验证,结果表明,该文提出的谐波源定位方法可准确定位不同种类的谐波源和组合谐波源,定义的非线性度指标能有效反映谐波源的谐波贡献度。最后对比分析提出的模型识别法与现有的谐波状态估计法、功率方向法的性能,验证的结果表明模型识别法在定位准确度和数据需求等方面均具有明显优势。     

主动配电网谐波预测预警方法的研究

提出了一种用于主动配电网谐波预测预警的方法。基于随机求和原理考虑间歇式能源投入或切出主动配电网后引起的谐波变化,对间歇式能源并网或脱网后主动配电网的谐波进行预测,作为主动配电网协调控制新能源的依据。考虑间歇式能源投入主动配电网后引起的谐波变化较大,采用云模型对谐波电流建模,利用云模型的熵来衡量正常运行方式时谐波电流的波动范围,从而确定出间歇式能源并网前后谐波电流的异常阈值。将实测数据与谐波异常阈值比较,可判断谐波电流是否异常,从而实现谐波电流预警。仿真和工程算例验证了该方法的实用性和有效性。     

计及电采暖类型差异的“煤改电” 工程谐波分析与评估

“煤改电”工程的推进,将有助于北方地区减少污染物排放,改善终端能源消费方式,但影响配电网的供电能力,对配电网造成谐波污染。以电采暖用户的实测运行数据为基础,分析了不同类型的电采暖设备产生的谐波原理和特点,并对不同类型以及采取不同控制方式的电采暖谐波含量差异显著现象进行了分析。利用仿真软件DIg SILENT的谐波潮流计算及分析模块,搭建了含电采暖设备的低压配电网仿真模型。谐波仿真结果表明,如果低压配电网中连接了部分谐波含量较高的电采暖设备,在低压配电网产生的谐波污染是不可忽略的,尤其是在配电网末端的谐波污染最为严重。可为确定不同电采暖设备的谐波含量准入标准提供参考。     

基于改进贪心算法的大规模电动汽车充电行为优化

大规模电动汽车入网,不仅会增加有序充电控制的复杂度,还会引发负荷节点电压越限等配电网安全问题。在考虑负荷节点电压等配电网安全约束的情况下,提出基于改进贪心算法的大规模电动汽车充电优化策略。在建立电动汽车充电优化模型的基础上,通过设计合理的贪心策略,克服了贪心算法容易陷入局部最优的缺陷,实现电动汽车的最优充电控制。利用贪心算法的灵活性,提出对节点电压和线路容量分时段控制的配电网安全控制策略,迭代求解满足约束的充电站容量上限,降低了问题求解的难度。最后,以包含3个本地代理商的IEEE 33节点配电系统为例进行仿真分析。结果表明:改进贪心算法具有较高的计算效率和较好的寻优特性,适用于大规模电动汽车的充电优化;配电网安全控制策略能够确保负荷节点电压在安全约束之内,减少充电负荷对本地配电网电能质量的影响。     

基于区块链与数据湖的电力数据存储与共享方法

针对电力物联网边设备之间、云主站平台营配调各系统之间的数据存储和共享的需求,提出了一种基于区块链与数据湖的电力数据存储与共享方法。首先,设计边缘层分布式电力数据存储架构,通过环签名和CryptoNote协议对边设备存储节点间的数据交互进行加密,实现双方身份认证,并基于区块链智能合约实现电力数据安全存储系统中节点间的数据共享。然后,基于数据湖与智能合约构建营配调平台间的数据共享和访问控制模型,其中在区块链中存储数据的哈希值,并在可信执行环境下将加密后的原始数据存储在数据湖中,以实现数据跨平台跨域安全共享和访问。最后,搭建实验平台对所提方法进行论证,结果表明,所提方法的最高存储延迟时间不高于25ms、并且吞吐量和安全性也较高。     

考虑电网谐波影响的配网电容器优化配置的研究

随着电网结构的日益复杂,用户对电压质量的要求不断增加,对配电网的经济性和安全性的研究越来越重要。目前多数对无功优化配置的研究过多重视了配电网的经济因素,为了能更好兼顾经济性和安全性,提出了考虑谐波因素和配网安全性的配电网电容器优化配置模型,在约束条件中考虑了谐波畸变率的约束,以保证优化方案下节点电压畸变率控制在规定值以内,并且将带有安全性指标的电压水平计入优化目标函数中,在降低系统网损的同时,使网络的整体安全性也有所提高。按照无功就地平衡和抑制谐波两个原则,求得补偿点电容器的补偿容量范围,缩小寻优空间。最后用遗传算法对一个17节点配电网实例进行仿真,结果表明该模型符合实际,取得了较为满意的结果。     

适用于不同随机变量的主动配电网拉丁超立方抽样法概率谐波潮流计算

随着分布式电源的大量接入,不可避免地将大量谐波带入主动配电网,对主动配电网中谐波的特性及谐波在主动配电网中的分布情况进行研究具有重要意义。针对主动配电网,提出了一种适用于不同随机变量的拉丁超立方抽样概率谐波潮流计算方法。介绍了基于回路分析法的基波潮流计算方法以处理主动配电网的弱环网性,为处理主动配电网的PV节点问题,提出了一种严格的PV节点修正方法;针对独立随机变量、相关随机变量及离散数据,分别提出了一种相应的拉丁超立方抽样方法以实现对谐波谱数据的抽样,从而模拟了谐波潮流中的不确定性;基于14节点配电网络进行了算例研究,验证了方法的有效性和可行性。     

面向高比例可再生能源的输电网规划方法研究进展与展望

为应对高比例可再生能源接入带来的消纳问题,提出了以多场景技术、鲁棒优化技术和协同规划技术为核心的输电网规划理论,涵盖不同适用条件或需求场景下的4种不同规划方法,即基于多场景的输电网随机规划方法、基于概率驱动的输电网鲁棒规划方法、考虑多源互补的网-源协同规划方法以及与配电网相协同的输电网规划方法,能够从输电网规划的角度在安全稳定前提下提高可再生能源消纳能力.在此基础上,对未来输电网规划方法进行了展望,提出了满足更高安全稳定需求、协同更广泛的源-网-荷-储柔性互动、推动大数据应用和挖掘电力市场机制激励空间的可能研究方向,并探讨了研究难点和解决方式.     

计及不确定性和谐波畸变的分布式电源最优配置

针对配网中存在谐波畸变,且存在多种不确定因素的问题,在分布式电源(distributed generator,DG)优化配置模型中考虑了谐波畸变限值,并利用区间数表示不确定因素。DG优化模型以DG成本电价、网络损耗及电压稳定性为指标,并在满足配网潮流安全性约束的基础上增加谐波畸变限值的约束,建立多目标优化模型。最后利用基于区间TOPSIS(technique for order preference by similarity to ideal solution)算法定量分析不确定因素的影响,并与非劣排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm,NSGA)相结合求出DG最优配置方案。算例验证表明该方法可有效降低谐波畸变率,实现DG发电效益和供电质量的综合最优。     

电能质量监测系统数据高速采集和实时处理的协调优化分析及应用

在电能质量监测系统中,数据的高速采集和实时处理的协调一直是实际系统构建的关键问题。在深入分析高速采集和实时处理模式的基础上,分析了各种影响高速采集和实时处理软件实现的因素,在系统的软硬件构建方面综合探索了多种协调优化方法,并以电网谐波实时分析系统的建立为例进行了应用研究。工程实际应用结果表明,优化后的谐波实时分析系统在采样精度、分析电网高次谐波、实时电量存储方面均有较好的实时性,从而为电能质量实时分析系统的设计提供了可供借鉴的方法。     

基于场景时域概率的主动配电网全协调无功优化

针对主动配电网中风光荷储具有随机性和间歇性,无功全协调优化困难的问题,提出一种基于时域概率的场景分析法,采用CURE聚类法削减全场景数量,然后依次计算全场景的时域概率;提出一种计及源网荷储全协调互动的无功优化策略,通过求解网购电量最小为主要目标的有功优化模型得到集中式储能和可中断负荷的有功功率,以此建立主动配电网无功优化模型,并运用多目标粒子群算法求解,最后以某市一条10 kV配电线路为例验证本文方法的可行性和鲁棒性。     

基于区块链的配电物联网数据安全防护方法

针对配电物联网中海量数据易受网络攻击的问题,提出一种基于区块链的配电物联网数据安全防护方法。首先,构建一种协作式安全防护架构,通过自适应流量监测设计异常流量识别机制。其次,采用改进实用拜占庭共识(PBFT)算法建立信任机制,实现配电云主站与每个配电边缘代理装置攻击检测模型共享。然后,基于区块链智能合约实现攻击检测模型动态更新,采用深度强化学习训练各攻击检测模型并进行融合,得到攻击检测融合模型。最后,基于Mininet搭建仿真平台并对所提方法进行实验论证,结果表明,所提攻击检测模型综合性能优于集中式和分布式模型。     

基于谐波能量和波形畸变的配电网弧光接地故障辨识

配电网弧光接地故障会产生严重的弧光过电压并释放大量热能,从而造成设备损坏,引发火灾并危害人员生命安全。针对传统电弧模型无法正确描述电弧不稳定燃烧过程中的间歇性燃熄弧和随机波动等问题,提出了基于随机控制变量的改进Mayr电弧模型;通过对故障特征的分析,提出归一化谐波能量描述方法,实现了包括高阻故障在内的不同接地故障情况下谐波含量的一致性描述和整定,并根据归一化谐波能量在时间尺度上的随机分布特性以及故障波形畸变特征,实现对弧光接地故障的准确辨识。最后,结合配电网新型智能测量终端的发展应用,提出基于三相电压和零序电流录波数据的弧光接地故障综合辨识算法,并通过PSCAD仿真算例和某10 kV配电网的实测故障试验数据对算法的可靠性和安全性进行验证。