提升电力信息物理系统韧性的通信网鲁棒优化方法

依赖于先进信息技术的现代电力系统是典型的信息物理系统.电力信息物理系统不仅在业务层面存在能量流与信息流的耦合,在网架拓扑层面,物理电网和电力通信网因采用光纤复合架空地线等也存在高度的耦合特性,因此存在着故障跨空间传播的风险.为提高电力信息物理系统的韧性,基于建立的信息流及通信网模型,文中定义了一种考虑信息-物理耦合的信...     

能源互联网：以数字革命驱动能源革命

<正>我们可以通过数字化和智能化手段,挖掘、利用现有能源系统已经存在的或者将会出现的灵活性资源条件能力,纳入更多可再生能源,提高能源转换效率。在实现“双碳”目标的过程中,能源领域是“主战场”,大量的碳排放与能源活动息息相关。而在能源行业中,减碳时间紧、任务重。达成“双碳”目标有不同的技术实现路径,很多专家也给出了自己的“药方”。     

基于模型预测控制理论的风电场自动电压控制

风电场电压受风力影响容易快速波动,传统基于当前时间断面进行决策的方法易出现无功控制滞后、多种设备不协调等问题。为此,基于模型预测控制(model predictive control,MPC)理论,提出了一种旨在协调风力机和静止无功发生器(static var generator,SVG)的风电场电压控制方法。区别于传统电压控制方法,所提出方法的目标是实现未来时间窗内电压控制曲线和无功调节动态过程的优化。利用自回归滑动平均方法预测风力机的有功出力,并分别以一阶惯性环节和比例积分环节模拟风力机和SVG无功控制的动态过程,在此基础上利用灵敏度预测求解风电场内各母线(含风力机机端母线)的未来电压曲线。由此建立了以目标函数为未来时间窗内并网点电压偏移最小和SVG动态无功储备最大的优化模型,并采用对偶单纯形法求解。在基于DIgSILENT建立的风电场仿真系统上进行了仿真验证。时域仿真结果表明,所提出的方法通过预测不同设备未来一段时间的控制动态过程,能合理安排快、慢无功出力,提前响应系统中可预见变化,保证风力机机端电压安全,并维持并网点电压平稳。     

考虑风电与高载能负荷调度不确定性的鲁棒机组组合

为缓解弃风问题,甘肃等电网开展了高载能负荷与风电的协调调度。然而,以电弧炉为代表的冶炼类高载能负荷在运行时存在有功功率波动,会对电网的自动发电控制(AGC)系统产生影响。为研究高载能负荷功率波动对负荷与风电协调调度的影响,文中提出一种考虑高载能负荷功率波动以及风电不确定性的鲁棒机组组合方法。该方法充分考虑高载能负荷有功功率波动与设备运行状态的关系,对负荷有功功率的不确定性进行建模。接着,考虑高载能负荷与风电协调调度时,负荷不确定性与风电不确定性对电力系统共同作用的特点,构建最小化弃风与切负荷风险的鲁棒机组组合模型,使电网对高载能负荷进行调控时,可充分考虑高载能负荷不确定性的影响。最后,在IEEE RTS-79系统中对所提方法进行了验证,并分析了高载能负荷不确定性对协调调度的影响。     

自动电压控制系统的公共信息模型扩展

为了实现自动电压控制(AVC)系统与能量管理系统(EMS)的标准化集成,实现"即插即用"式的AVC应用,有必要在现有公共信息模型(CIM)中扩展AVC模型的描述.在对现有AVC系统进行详细分析的基础上,抽象出电压控制器的概念,利用递归组合的方法描述分级电压控制的层次结构,通过继承和关联的方式将电压控制器模型与CIM中现有的模型相结合,充分利用CIM中已有的信息,完成对AVC系统CIM的详细设计.     

基于云服务的虚拟电厂优化调度与隐私保护

虚拟电厂通过先进的通信、计量、控制等技术聚合不同的灵活性资源,实现资源综合协调优化控制,是提高电网安全水平、降低用户用能成本、促进新能源消纳的重要措施。而基于云服务的计算框架将虚拟电厂优化调度的求解转移至云端服务器完成,在降低本地计算压力和计算资源投资成本的同时也带来了新的隐私安全问题。为了应对云计算过程中云端服务器与园区之间信息交互存在的隐私泄漏风险,文章研究并提出了面向云服务的虚拟电厂优化调度过程中基线计算环节的信息伪装机制,利用基于线性映射的信息伪装算法将原优化问题的参数及变量信息进行伪装,在有效保证云端模型求解正确性的同时,可靠地保护园区数据隐私。通过对算例优化结果以及信息伪装特性的分析验证了所提模型和方法的有效性。     

松弛MPEC和MIQP的启发–校正两阶段动态无功优化算法

为快速求解计及离散调节设备动作次数约束和电网安全约束的多时段动态无功优化问题,建立以有功网损最小为目标函数的混合整数非线性规划模型,并提出一种启发搜索加变量校正的两阶段求解方法:启发搜索首先将离散变量松弛为连续变量,形成一个带平衡约束的的优化模型,进而得到各个时段的连续优化结果,然后建立以方差最小化为目标并严格满足原模型中离散调节设备动作次数约束的整数二次规划模型,得到最优动作次数和离散归整结果;变量校正是固定启发搜索得到的离散变量优化结果,重新校正连续变量的优化量。通过IEEE 14测试系统详细讨论了无功调节设备的步长和动作次数对优化结果的影响;此外,IEEE 30、57、118节点测试系统的优化结果表明,所提方法能够快速得到优化结果,实现并行求解,且其精度可满足实际工程需要。     

支撑云-群-端协同调度的多能园区虚拟电厂:研发与应用

虚拟电厂技术挖掘并利用了各类分布式资源的灵活调节能力,是提高电网安全水平、降低用户用能成本、促进新能源消纳的重要措施.在能源互联网环境下,虚拟电厂面临分布式资源主体众多且特性各异、不确定性强、各地电网需求多样化等技术挑战.文中基于云边协同的信息架构,设计了云?群?端递阶协同的多能虚拟电厂调度技术框架,研究并提出了面向特...     

南方电网网省地三级自动电压协调控制系统研究及应用

立足于解决"电网互联"和"控制独立"之间的矛盾,文中研发了适用于南方电网的网省地三级自动电压协调控制系统。分析南方电网无功电压运行和控制特点,提出了网省地一体化的层次型协调电压控制架构;重点阐述了网省协调、省地协调、基于网省协调约束的变电站优化控制、直流近区交直流协调电压控制等系统功能;描述了网省地各级控制中心间的数据交互方式及交互内容。所研发的实际系统已经在南方电网投入闭环试运行。     

低碳智能人体电网:概念、架构和展望EI北大核心CSCD

全球气候面临严峻挑战,限制全球变暖刻不容缓。为了破解气候治理之困,学者们试图把宏观尺度的减碳研究延伸到个体尺度。目前对个人减碳的研究更多地集中在可穿戴技术和低碳行为上,存在着难以支撑多样应用场景和兼顾个人优先需求与减碳行为的限制。因此,该文提出了“人体电网”这一概念,并从个人减碳技术路径发展的角度诠释其存在的必要性。人体电网通过协同人身上的源、网、荷、储和通信,达到兼顾人体需求和减碳的目标。文中归纳了人体电网的4个独有特征,并描述了基本架构和运行机制;然后,深入探讨了实现人体电网过程中将面临的关键技术和挑战,并尝试提出适用的新方法和新思路;最后,对其应用方向和减碳潜力进行了展望。