考虑风电场灵活性及出力不确定性的机组组合

大规模并网风电的出力不确定性及反调峰特性给电力系统运行,尤其是机组组合的安全可靠性、经济性带来了严峻的挑战。合理构建风电出力不确定性模型,并将新的优化方法,如随机优化、鲁棒优化等应用到机组组合中已成为当前的研究热点。首先对风电场潜在调节能力进行了探讨,提出了一种新的风电调度模式及相应的机组组合模型。风电场在新的调度模式下将转变为一个"灵活"的参与者,而机组组合模型同时计及了风电场出力的不确定性。然后,以修订后的IEEE 39节点系统为基本算例对所提方法进行了仿真分析,结果表明所提出的方法可有效地提高电力系统运行的整体性能。此外,所提方法还可用于评估系统对风电的接纳能力。     

园区综合能源系统优化运行研究综述

针对园区综合能源系统的优化运行问题,从模型、算法和机制3个层面综述了其研究现状及存在的主要问题。在模型层面,依次讨论了园区综合能源系统的基本优化模型、不确定性模型和博弈模型的研究现状;在算法层面,归纳分析了数学规划方法、启发式方法和强化学习在园区综合能源系统优化运行的应用情况;在机制层面,概括分析了综合需求侧响应机制、碳交易机制、绿证交易机制及综合能源市场交易机制下园区综合能源系统优化运行的相关研究。最后,基于园区能源低碳化、市场化、共享化、去中心化及数字化的演变趋势,对园区综合能源系统优化运行的发展方向进行展望。     

考虑寿命衰减及电价机制的电池储能系统技术经济研究

文中提出了一个电池储能系统技术经济分析框架。在此框架中嵌入了一个详细的电池退化模型,该模型可对电池衰减过程中的放电深度、温度、充电/放电速率以及荷电状态等影响因素进行建模分析。在不同的运行条件下,评估了电池储能系统在整个寿命期内的能量吞吐量和平准化储能成本,分析了不同电价机制下电池储能系统的技术经济性。     

基于无源化方法的三相四线制APF控制器策略

电流跟踪控制是并联型有源电力滤波器(APF)的控制器设计的关键问题之一,利用APF的无源特性来实现电流跟踪控制可以取得较常规的线性和非线性控制器更好的控制效果.首先建立了三相四线制下四桥臂APF的状态空间模型;在此基础上利用无源控制方法构造电流跟踪动态控制器,然后基于APF的工作机理分析给出了实现渐近跟踪和内部稳定的充分条件;最后利用PSCAD软件包对所提出的控制算法进行了仿真测试,证明了新算法的有效性.     

基于Jacobian-Free Newton-GMRES(m)方法的电力系统分布式暂态仿真算法

分布式暂态仿真是实现市场环境下互联电力系统在线一体化仿真分析的有效途径.文中研究了电力系统分布式暂态仿真计算模型,提出了基于Jacobian-Free Newton-GMRES(m)方法的协调求解算法.该算法只需要交换边界母线状态信息,接口简单,实用性强.为了提高算法收敛速度,减少协调求解所需通信次数,提出了自适应预处理和连续修正预处理矩阵、预估边界条件初值及多时步同时协调等改进方法并将其应用于新算法中.测试结果表明,新的暂态仿真分解协调算法收敛快,通信次数少,非常适合在基于广域网络的分布式环境中实现.     

基于功率切换的紧急控制算法研究

由于电力系统的运行日趋复杂,紧急控制成为维护系统稳定的必要手段之一。文章的基本出发点是求解合适的控制策略,通过影响不平衡功率实现消耗过剩能量从而镇定系统的目标。从牛顿第二运动定律的角度观察发电机转子的运动方程可知:系统失去同步稳定的根本原因是不平衡功率累积产生了过剩能量。文章首先分析了不平衡功率与同步稳定的关系以及切机对不平衡功率的影响;在此基础上,给出了基于不平衡功率的同步稳定判据和控制效果评价指标,并提出了基于不平衡功率的紧急控制算法。该算法建立了控制前后系统的直接联系,不需要依赖失稳模式识别,避免了穷尽式搜索,可以实现多重故障和多摆失稳的控制。新英格兰39节点系统的算例验证了算法的合理性。     

考虑退役动力电池衰减特性的新能源场站群共享储能长期规划配置

为最大化利用退役动力电池的全生命周期价值、解决共享储能在电力系统扩展规划方面需兼顾多方利益的经济性难题,计及逐渐增加的新能源装机容量与负荷需求,提出考虑退役动力电池衰减特性的发电侧共享储能长期规划模型。首先,设计基于退役动力电池的发电侧共享储能运营模式以打破能量共享壁垒,使其既能服务于自身新能源场站又可实现多个新能源场站间的能量互济、必要时还能参与电网的动态调频。其次,考虑退役动力电池衰减特性构建多个新能源场站自配并共享储能的长期规划模型,模型基于合作博弈以应对多方利益诉求冲突给资源优化配置带来的经济性挑战。最后以算例仿真验证所提发电侧共享储能运营模式及长期规划模型的可行性。     

基于OTS的停电模型及其自组织临界性分析

根据自组织临界理论和考虑基于暂态稳定约束的最优潮流(OTS),建立了电力系统连锁故障和停电模拟模型.该模型涵盖暂态、潮流以及网络规划3个时间尺度的电力系统动态过程,既可模拟电力系统连锁停电过程,又可从宏观上研究和揭示电网演化的自组织临界特征.进一步基于稳定域边界的暂态稳定裕度指标评估系统的稳定性,并利用该指标的灵敏度信息将微分-代数方程描述的暂态稳定约束转化为代数约束,从而可以针对随机产生的预想故障设计相应的预防和紧急切机控制措施.新英格兰系统的仿真结果验证了所建立的模型的有效性.     

小干扰稳定特征向量和相关因子的分布式算法

在基于自激法的小干扰稳定特征值的分布式算法的基础上,针对小干扰稳定特征分析法中求解特征向量和相关因子的步骤,提出了基于自激法的分布式计算方法.该方法可由各区域协调计算特征值所对应的特征向量及相关因子,在计算过程中仅需要各区域与边界区域交换边界节点向量等少量数据,适合中国电力系统分层分区的管理体制.对IEEE 39节点系统的验算结果证明了该算法的合理性和有效性.     

AEMS及其在上海电网的应用

结合电力系统的运行实践,提出了用混成自动控制来实现电力系统多重目标趋优控制的理论和自动化系统(即先进能量管理系统(AEMS)).该系统以事件驱动为其内核,通过将不满意状态定义为事件,将趋优化问题转化为事件的处理和消除问题.采用分层控制的方式,构思了控制命令(发自最高决策与指挥层)和操作指令(发自中间操作层)的概念,建立了完整的事件处理框架,以达到消除事件的目的.进一步介绍了AEMS的组成框架,明确了框架中各组成部分的职能和工作机制.针对AEMS的设计、实现和运行,指明了其必须具备的基本特征,并对AEMS与能量管理系统(EMS)之间的包容关系进行了阐述.最后,简要介绍了上海电网AEMS工程实现第1阶段软硬件系统实现方案.