计及源荷相关性含电动汽车的分布式电源选址定容规划

分布式电源大规模并入电网与电动汽车的广泛应用在优化能源结构的同时,也给配电网的选址定容规划带来新的挑战。本文通过拉丁超立方抽样并结合Cholesky分解和Nataf变换,得到具有相关性的风速、光照强度与需求负荷样本;利用蒙特卡洛模拟得到具有随机性的电动汽车充电负荷,与考虑不确定因素的风光荷样本相结合,由K-means聚类方法进行场景聚类得到典型的运行场景;利用机会约束规划方法建立规划模型,并以收缩因子粒子群优化算法求解;通过典型IEEE 33节点算例分析了风光荷相关性与电动汽车不同充电方式对规划方案的影响。结果表明:电动汽车用户选择常规充电方式能够降低电网负荷;考虑风力、光伏与负荷之间的相关性,得到的规划方案将更经济且更具有指导意义。     

计及需求侧响应的电-气耦合配网协同规划

随着燃气轮机和电转气技术的发展,电-气配网耦合日益加深。另一方面,需求侧响应能削峰填谷,提升系统性能。因此,针对计及需求侧响应的电-气配网协同规划展开研究。首先,在对需求侧响应进行数学分析与建模基础上,以投资成本、维护成本、交易成本和补偿成本之和最小为优化目标,建立配电线路、配气管道、耦合设备规划的混合整数非线性模型。然后,通过分段增量线性化和辅助变量法,将模型化为混合整数线性问题并利用CPLEX求解。最后,将所提方法应用于12节点配电网与10节点配气网的两阶段协同规划,结果表明需求侧响应可降低设备容量需求,减少购能费用,提升规划方案的经济性。     

考虑有效距离接近中心性的信息设备重要度评估

电网信息物理系统中,信息系统失效与遭受的攻击可能造成物理系统的能量损失。针对这一问题,文中提出了一种考虑有效距离接近中心性的信息设备重要度评估方法。首先,将信息系统结构抽象为有权有向的拓扑图,使之适用于量化评估。其次,根据信息系统对物理系统可靠性的影响大小,计算拓扑图中各有向边的权重。在此基础上,引入有效距离的概念,计算各个节点的有效距离接近中心性,实现从能量损失角度对信息设备重要度的量化评估。最后,对测试系统进行了信息设备重要度排序,验证了所提方法的有效性。     

考虑频率控制功能的信息物理融合系统风险定级和高危环节筛选

随着我国特高压直流建设的阶跃式发展，受端电网的稳定问题相对以往变得更加突出，其中频率稳定问题显得尤为重要。在此背景下，本文对考虑节点失效和信息传输失效场景下的系统保护频率控制性能恶化情况进行了研究，在考虑直流协调控制、抽蓄切泵控制、切除可中断负荷控制三种方式和常规机组的出力变化的基础上，对IEEE-39节点系统进行风险模拟，定义了系统保护频率控制危险指数和危险等级。通过比较各个节点的危险指数和危险等级，筛选出大容量发电机节点、拓扑连接节点、重负荷节点是重要节点。同时，本文提出了对系统使用了分别考虑直流协调控制、抽蓄切泵、切除可中断负荷控制和节点保护四种缓解策略来降低信息物理融合系统的风险。验证了对重要节点施加保护能有效降低因节点失效和信息传输失效对系统保护频率控制性能的影响。证明了本文提出的频率控制功能的信息物理融合系统风险定级和高危环节筛选以及相应的缓解策略对降低系统风险的有效性。     

基于SDN的动态优化路由策略在信息物理融合电力系统连锁故障中的研究与应用

信息物理融合电力系统连锁故障中,信息层延时对故障的发展起到推波助澜的作用。为了降低系统故障风险,有必要在故障环境下分析降低延时的方法及其影响。为了缓解信息层信息传输延时和拥塞,首先将软件定义网络(soft defined networks,SDN)的构架引入信息物理融合电力系统信息层,提出基于SDN的信息层动态优化路由策略。进而对比了小世界信息层网络和无标度信息层网络下,采用静态路由策略和SDN动态优化路由策略时的传输延时和节点拥堵情况。最后,回到信息物理融合电力系统连锁故障模拟场景,对比讨论了两种路由策略对不同规模连锁故障发展的影响。在小世界信息层网络和无标度信息层网络中,采用SDN动态优化路由策略平衡了不同节点的排队压力,缓解了拥堵程度,降低了最长信息传输延时和平均信息传输延时。连锁故障模拟表明,信息层动态优化路由策略提高了故障中物理电网安全控制的准确性且降低了连锁故障风险。     

基于改进渗流理论的信息物理融合电力系统连锁故障模型

基于改进渗流理论,提出了考虑物理层电网潮流分析与信息层延时的信息物理融合电力系统连锁故障模型。将连锁故障的动态发展描述为故障在信息层、物理层交替传播扩大的多阶段过程,在分析故障在物理层传播的阶段中考虑物理层电网潮流,在脆弱度指标中综合拓扑完整度、信息层延时增量及物理层实际运行指标。对信息层、物理层不同对应依靠策略及节点攻击策略的连锁故障建模仿真表明拓扑中心度对应依靠策略呈现较低的脆弱度;物理层分区设立分布式控制中心与集中式控制中心的结构相比,能提高连锁故障发展中信息层的运行实时性。同时,节点蓄意攻击相比于随机攻击能造成发展更迅速,影响范围更广的连锁故障。     

碳中和目标下水电高占比电网研究框架与发展形态

碳中和目标下水电高占比电网的煤电陆续退役、新能源加速发展，将带来调节能力和安全稳定弱化等诸多问题，电源结构和网架形态的适应能力面临着重大挑战。为应对水电高占比电网在能源转型过程中面临的共性问题与挑战，建立了一种面向碳中和发展目标的水电高占比电网研究框架体系，从电源规划、网架规划、稳定性分析与控制、规划方案评估与运行模拟4个层面对碳中和能源转型过程中需要研究的关键问题进行了分析。在此基础上，以过渡期和形成期两阶段对碳中和目标下水电高占比电网的发展形态进行了阐释。以中国四川电网为例，提出了碳中和目标下四川电网电源结构形态和主网架形态的演化路径，表明了所提研究框架和发展形态的适用性。