计及地震灾害不确定性的电气互联系统韧性评估与提升方法

地震灾害可能造成电气互联系统基础设施的严重损坏,导致停电停气事故。为评估和提升地震灾害下电气互联系统的能源供应能力,该文首先构建计及地震空间分布和震级不确定性的电气互联系统元件失效概率模型;其次,提出基于两阶段气网优化潮流模型的电气互联系统最优负荷削减算法,提升收敛性和计算效率,在此基础上,建立地震灾害下电气互联系统韧性评估及提升方法;最后,基于IEEE RTS 79电网和14节点气网,搭建电气互联测试系统,并利用此系统验证所提韧性评估及提升方法。结果表明,所提出的电气互联系统韧性评估及提升方法能够协助规划人员评判系统面向地震灾害的韧性水平,并能结合经济性选择最佳韧性提升方案。     

需求侧智慧能源系统关键技术分析

需求侧智慧能源系统作为能源互联网的重要组成部分,是未来能源系统的重要组织形式,对实现可再生能源分布式就地消纳,提升终端能源利用效率等具有重要意义。本文探讨了需求侧智慧能源系统的构成特点,列举了与需求侧智慧能源系统能源生产、传输、分配、转换、存储、消费等环节相关的关键设备与技术,分析了需求侧智慧能源系统的产业发展模式。最后,进一步针对需求侧智慧能源系统的发展前景,分实验示范阶段、应用推广阶段以及普遍应用、完全市场化阶段进行了阐述。     

基于统一潮流模型的电—气耦合综合能源系统静态灵敏度分析

针对典型的电—气耦合综合能源系统,提出一种基于统一潮流模型的静态灵敏度分析方法,用于分析电力与燃气供能系统间的交互作用机理。首先,给出电—气耦合综合能源系统的统一潮流模型。然后,在此基础上,定义电—气耦合综合能源系统的燃气压力—节点注入功率灵敏度矩阵。最后,结合典型场景下的综合能源系统灵敏度指标,分析电网节点注入功率对燃气压力的影响,定位综合能源系统的薄弱环节。算例表明,所提方法可为区域综合能源系统的安全稳定运行提供辅助信息,有效提升了系统的安全性。     

考虑多代理供电恢复系统通信失效的配电网CPS风险评估

提出一种考虑多代理供电恢复系统通信失效的配电网信息物理系统(CPS)风险评估方法。该方法将整个供电恢复过程分解为多个包含输入和输出的子任务,当通信系统失效时,依赖于失效通信链路的子任务将输出无效值,进而影响供电恢复的效果。通过计算不同供电恢复系统失效状态下的负荷缺额、恢复容量以及各个状态的概率,可以得到供电恢复后的电力不足期望值,并据此构建配电网CPS风险评价指标。通过计算并比较风险指标对各条通信链路丢包率的灵敏度大小,可以确定关键通信链路,并指出在通信系统的设计中应差异化提升这些通信链路的可靠性。最后,通过典型算例验证了所述方法的有效性。     

面向分布式电源消纳的配电网—配水网经济调度方法

配电网和配水网都是城市能源供应的关键基础设施。为了解决配水网中电水泵电费过高的问题,同时寻求一种提升配电网分布式可再生能源消纳水平的方法,文中将配电网与配水网通过电水泵互联耦合,成为一种水能互联系统,并提出了一种配电网—配水网联合优化调度方法。该方法使得系统中的电水泵可以集中在风机出力较大、电价较低的时段运行,在节省电费的同时有助于解决系统弃风量大的问题。构建算例对该方法进行验证,结果表明该方法可以有效提升系统风电消纳水平、显著降低整体运行成本,同时有助于改善水泵运行方式、提高配电网电压质量。配电网—配水网联合调度还依托于合理的蓄水池容量,合理的蓄水池容量可显著改善配电网—配水网联合调度运行的经济性。     

光电-光热区域综合能源系统太阳能消纳能力评估模型

合理评估太阳能消纳能力是支撑构建绿色、低碳、清洁的能源体系的重要环节。针对光电-光热区域综合能源系统太阳能消纳问题,提出了一种可充分考虑光照强度不确定性和系统安全运行约束的太阳能消纳能力鲁棒评估模型。首先,基于热力学第一定律构建了消纳能力评估指标;进而利用配电网二阶锥模型及线性热网能量流模型构建了两阶段鲁棒评估模型,提升了模型的可解性。最后,通过典型算例验证了太阳能综合利用可提高其消纳能力,并对光照强度波动、电网损耗、热电联产(CHP)机组类型、不确定度等因素对消纳能力的影响进行了分析。     

基于Bender''s分解的含DG配电系统网络重构

提出了一种含分布式电源（DG）的配电系统网络重构算法，用于在配电网出现故障时，由DG构成孤岛系统以实现关键负荷的不间断供电，同时保证这一过程中整个配电系统网损最小。基于Bender's分解技术，该优化过程被分解为容量和重构2个问题:容量问题用于解决DG给定时孤岛系统最优供电容量的确定;重构问题用于在孤岛确定后对整个系统网损进行优化。重构问题的开关 — 网损相关因子反馈到容量问题，实现整个网络重构方案的优化。由IEEE 33节点系统和PG&E 69节点系统验证了所述方法的正确性。     

考虑励磁顶值与PSS的混沌和分岔现象

电力系统中的混沌对传统的稳定分析和安全控制而言,是一个巨大的挑战。文中研究了发电机励磁顶值和PSS回路对电力系统的振荡失稳和混沌现象的影响。研究表明,当计及励磁顶值极限时,或在PSS参数配置合理情况下,可能导致系统Hopf分岔(HB)现象不出现或HB点与鞍--节分岔(SNB)点十分接近。由于在小扰动稳定框架下,HB出现是混沌产生的前提,HB不能出现时,混沌现象也将消失。合理配置PSS参数,可为系统提供正阻尼,从而能够显著抑制HB及混沌现象的产生。文中的研究也是作为找到有效抑制电力系统振荡失稳和混沌现象措施的一种有益尝试。     

用热蒸发法制备的Cu2ZnSnS4 薄膜的光电性能

在室温下用真空热蒸发法在玻璃基片上制备Sn/Cu/ZnS 前躯体膜层,然后对其在550C 下在硫气氛中硫化3小时以制得Cu₂ZnSnS₄ (CZTS) 多晶薄膜。对该薄膜进行X射线衍射（XRD）、能量色散X射线光谱（EDX）、紫外可见近红外分光光度计、霍尔测量系统和3D光学显微镜等分析测试。实验结果表明,当[Cu]/([Zn] [Sn]) =0.83和[Zn]/[Sn] =1.15时,该CZTS薄膜在光子能量范围在1.5 - 3.5 eV 时其吸收系数大于4.010₄cm_-1 ,直接带隙为1.47 eV。其载流子浓度、电阻率和迁移率分别为7.9710₁₆ cm_-3, 6.06 Ω.cm, 12.9 cm₂/(V.s), 导电类型为p型。因此,所制备出的CZTS 薄膜适合作为太阳电池的吸收层材料。     

实用动态安全域降维可视化方法

近年来的研究表明，保证暂态稳定的实用动态安全域（PDSR）可由描述各节点注入功率上、下限的垂直于坐标轴的超平面和描述暂态稳定性临界点的超平面围成。对于既定的事故前、后系统图形和既定的事故，它是惟一确定的，与运行状态无关。但注入功率空间维数太高时则难以直接在三维或二维空间上实现可视化。为此，文中提出了将高维PDSR降成三维的方法,并保持降维后的PDSR对于既定的事故前、后系统图形和既定的事故，仍近似是惟一确定的，不因注入的变化而改变，称降维后的PDSR为类PDSR（L-PDSR）。对其进行三维的可视化，可使调度员对当前的运行点在注入空间内不同方向上的稳定裕量一目了然，从而快速、准确地进行预决策乃至紧急控制。又由于对于预想事故集中的不同预想事故下的PDSR，总是希望能在同一坐标空间上观察其交集，即综合安全域，故文中也针对一个实际电力系统研究了这种可能性。同时基于上述方法开发成功了相应的可视化系统。