半月刊

ISSN 1000-1026

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    • 近年来风涝等极端自然灾害频发,灾后配电网生命线负荷的持续供电面临严峻挑战。针对台风灾害下配电网灾损难以准确评估、配电网恢复力与经济性难以兼顾的现状,结合台风历史数据与致灾机理,建立了同时考虑台风与暴雨的数据-机理联合驱动的台风下配电网故障率模型;针对极端灾害数据少、预测精度低的问题,利用φ散度获得灾害持续时间的条件风险价值(CVaR);将移动储能容量作为决策变量,利用纳什谈判方法构建配电网经济性和恢复力均衡模型,实现了对于恢复力和经济性的综合考虑。通过算例测试验证了所提策略的有效性。
    • 可再生能源的规模化接入增加了电-气互联区域综合能源系统中的不确定性,同时随着电力系统和天然气系统耦合程度的加深,耦合环节负荷的波动对整个电-气互联区域综合能源系统能流产生的影响日趋显著。首先,建立基于能源集线器模型的电-气互联区域综合能源系统稳态多能流计算模型;在此基础上,考虑可再生能源出力、电力系统负荷、天然气系统负荷和耦合环节负荷的波动性,并计及电力系统负荷和天然气系统负荷间的相关性,提出电-气互联区域综合能源系统中输出状态变量半不变量的计算方法;最后使用Cornish-Fisher级数展开法来拟合输出状态变量,得到输出状态变量的概率分布。在修改后的IEEE 33节点配电网络与天然气11节点网络耦合而成的电-气互联区域综合能源系统上进行算例分析,验证了所提方法的有效性、快速性和实用性,同时分析了耦合环节负荷不同波动水平和电力系统负荷与天然气系统负荷间相关性水平对概率多能流计算结果的影响。
    • 首先,比较了电动汽车交流充电系统中国方案与国际电工委员会(IEC)方案在物理接口、控制导引电路、连接确认电路、脉宽调制(PWM)占空比映射关系上的差异。然后,研究2种方案的技术分歧点,计算Case B连接方式中国方案与IEC type2方案公差叠加情况下物理接口的交叉耦合结果,分析可能带来的互操作性问题。最后,提出实现2种方案互操作性的标准修改建议以及中国交流充电系统国际标准化方案。
    • 当前电网对部分输电设备引入了基于代理的状态监测管理模式,但该模式存在单点故障安全隐患且严重依赖通信的高可靠性,分布广泛的配电设备也并不适用于此模式。即当前电力设备只执行功能不具备“智慧”,无法实现状态智能感知,不符合能源互联网需求。为此,阐述了“智能电力设备”概念,并全面详述了其智慧功能,包括自我传感、自我告警、自我状态分析、健康状态评估以及自我保护。该设备管理模式基于电力设备对自身的智能感知、状态分析与健康管理,使其具备自主思维,成为可与外界智能交互的独立个体,实现对设备的高效全面感知,适应电网智能感知与灵活运维的要求。此外,研究了支撑该模式的关键技术,包括传感技术、故障预测算法、故障诊断算法、设备退化模型、健康评估方法、通信方式与传输协议。最后,讨论了智能电力设备的运维管理。
    • 提出一种含分布式能源的配电网实时最优潮流分布式算法。首先,该算法在获取电压状态量的实时数据后,利用原问题的二阶泰勒展开对状态量进行一次修正,并将修正结果用于控制量的计算和分布式能源的功率控制,给出了该方法在连续执行后的可行性分析。然后,利用海森阵的稀疏特性,提出了海森阵元素的分解、并行计算方法和修正方程的分布式高斯消去法,从而实现算法的分布式求解。最后,通过算例分析验证了所提算法的可行性和有效性。
    • 电力电子装置在电力系统大量接入改变了电网故障特征,适用于同步机激励下电网的常规继电保护面临挑战。电力电子化电力系统故障暂态特征复杂、持续时间较短,限制了被动检测保护技术的应用和发展,利用电力电子设备的可控能力可以提高继电保护对故障的甄别能力。文中总结了控制与保护融合的探测式故障识别方法的关键技术,对能够实现主动探测的电力设备进行了分类,阐述了实现注入操作的可行性和注入探测信号的物理限制,最后探讨了探测式故障识别方法的应用场景,并给出了研究展望。
    • 针对纯能量市场难以解决发电机组的固定成本回收问题,国外电力市场已开展了建立容量市场的实践,以市场化机制形成对机组补偿的价格信号,保障发电容量充裕性。文中从容量市场机制设计的角度出发,在考虑市场成员策略行为的前提下,对引入投资决策的电力容量市场进行了建模与均衡分析。首先,描述了容量市场的基本机理,针对容量市场的投资决策问题建立双层均衡模型,上层模型为寡头主体的最优决策模型,下层模型为容量市场出清模型;其次,利用最优性条件将双层模型转化为单层模型,运用分段线性化等方法实现模型线性化,得到混合整数线性规划问题;最后,基于中国某省的实际数据进行算例分析,深入探究了市场主体的策略行为,揭示了寡头主体抬价时的过度投资行为及其影响因素,提出限制项目竞标自由度的策略行为规制方法并验证了该方法的有效性。
    • 随着能源结构与电力系统运行方式发生巨大变化,交互能源机制下的电力产消者优化运行研究得到了广泛关注。首先对电力产消者的类型、基本特性进行了分析与归纳,提出了电力产消者的典型运行框架,明确了不同运营商可能的功能与权责。随后,从电力产消者的资源灵活性预测模型、基于市场交易模型的协调策略、优化运行模型求解技术以及信息的采集、传输与处理4个方面对基于交互能源机制的产消者优化运行关键技术研究进行了概述与归纳。最后,考虑当前的发展趋势指出了存在的关键问题以及未来的研究发展方向。
    • 随着可再生能源并网比例持续提高,储能技术的发展受到广泛的关注。季节性储能作为新兴的储能方式,可以实现长时间以及广域空间范围内的大规模能量转移,是消纳高比例可再生能源的重要技术。文中介绍了季节性储能技术的典型类型与发展现状,总结了各种季节性储能的技术性能与关键特征,从季节性储能的建模、灵活运行分析、储能容量需求分析与效益评估、季节性储能优化规划、长-短期储能的协同运行与合理配置等方面综述了电力系统的季节性储能研究现状,从长时间尺度、多能源形式与跨空间范围3个层面分析了面向高比例可再生能源的季节性储能研究的关键科学问题与挑战,展望了未来在季节性储能精细化建模、协调规划、运行控制、综合能源市场等方面需要解决的重点问题,以期为未来研究提供参考。
    • 异步联网方式下的中国西南电网转动惯量显著减小,频率调节特性发生深刻变化,对自动发电控制(AGC)的动态品质要求更高。首先,利用离散傅里叶变换分析了区域控制偏差(ACE)的频域特性。然后,结合中国西南电网高比例水电、大规模外送的显著特征,分析了有功功率控制面临的新问题,建立了维持省级电网控制区有功功率平衡和电网频率稳定性的数学模型。提出了基于2层数字低通滤波的水、火电机组有功功率调节量分离算法,时间维度上实现不同响应时间和跟踪周期的水、火电机组互补协调控制。进而,通过考虑电网频率、ACE以及送出断面功率控制要求,空间维度上动态调整不同地理位置机组群的调用顺序和有功功率调节范围。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序(PSD-FDS)验证了所提方法的有效性。
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      全选
      • 梁栋, 徐丙垠, 王鹏玮

        优先出版日期:2021-04-30  DOI: 10.7500/AEPS20210115001

        摘要:针对单相触树接地故障(tree-contact single-phase-to-ground fault,TSF)检出困难的问题,进行了TSF建模和检测方法研究。通过分析导线触树过程中的树木温度变化,构建了基于树木电阻率、高度、半径、电阻率-温度特性等实际物理参数的TSF过渡电阻工频时变模型。利用所建模型,分析得到不同10 kV系统发生TSF时的零序电压、电流随时间的变化规律。基于TSF零序电流缓慢单调上升的特征,提出了监测零序电流超过阈值的持续时间的TSF检测方法,并利用多周期测量数据提高测量可靠性。以数字仿真和10 kV TSF试验对模型和方法进行了验证。验证结果表明,所建模型能够准确地模拟不同尺寸树木TSF的过渡电阻随时间的缓变曲线,所提方法的TSF检测灵敏度可达几十千欧,能够大大提升TSF的检出率。

      • 杨义, 杨苹, 唐玉烽

        优先出版日期:2021-04-30  DOI: 10.7500/AEPS20201203001

        摘要:针对孤岛运行的交直流混合微电网中的电能质量问题,提出了一种兼具电能质量治理功能的互联变换器(ILC)统一控制策略。在平衡交直流混合微电网功率的基础上,同时实现交流子网母线电压不平衡和谐波补偿以及直流母线电压多倍频脉动抑制,从而避免增加额外的电能质量装置。在所提控制策略中,选取一台容量最大的ILC控制成电压源模式,称为主ILC,通过引入阻抗调节系数可以使主ILC根据交直流混合微电网不同的电能质量要求运行在不同的补偿模式。其余ILC控制成电流源模式,称为从ILC,通过控制多个ILC传输的脉动功率相互抵消来抑制直流母线电压多倍频脉动。最后,通过仿真结果验证了所提ILC电能质量控制策略的有效性。

      • 刘嘉诚, 刘俊, 赵宏炎, 吴泽阳, 刘晓明, 吴柳

        优先出版日期:2021-04-30  DOI: 10.7500/AEPS20201126004

        摘要:随着光伏发电装机容量的增长,其在能源消费中的占比不断提升,准确预测光伏发电功率对电力系统发展规划和调度运行均具有重要意义。目前,针对光伏预测的特征选择的研究比较少,不合理的特征选择往往导致信息丢失,气象参数与出力间的映射关系难以有效挖掘,最终导致预测精度偏低。因此,文中提出一种基于改进互信息计算与改进最大相关最小冗余(mRMR)的光伏预测特征选择方法。针对连续随机变量相关性互信息难以直接计算的问题,基于扩散核密度估计(DKDE)理论,一种依据概率密度的区间划分方法被提出并应用于变量离散化,以提高互信息对实际有限数据集的表征能力。然后,对传统mRMR的增量搜索过程进行了改进,提出一种可并行筛选多个特征子集的改进mRMR算法,并针对各特征子集分别采用XGBoost算法构建气象信息与光伏功率的预测模型。最后,通过实际光伏电站测量数据验证了所提方法的有效性和准确性。

      • 张明一, 孙元章, 黎雄, 徐箭, 廖思阳, 陆裕富

        优先出版日期:2021-04-30  DOI: 10.7500/AEPS20201119007

        摘要:目前时域反演算法要求反演阶段仿真模型参数与故障时配电网参数严格保持一致,需要获取的参数多且使用条件苛刻,限制了其在配电网中的应用。为此,提出了改进的时域反演算法:反演阶段使用接近于零的过渡电阻,以解决故障发生时过渡电阻未知的问题并可以提高定位精度;对于任何故障类型,反演阶段的故障类型均设置为三相短路,根据三相电流信号能量特点实现选相功能。所提方法有效解决了配电网故障发生时过渡电阻和故障类型未知的问题,在10 kV含分布式电源配电网线路上进行了仿真验证,并验证了改进的时域反演算法对于复杂拓扑线路的适用性及对于参数测量或计算误差的鲁棒性。最后,对所提方法进行了现场带电试验验证,试验结果表明,在200、500、1 000 Ω三种过渡电阻及架空线路、架空线路和地下电缆混合的情况下均能实现故障定位。

      • 薄强, 王丽芳, 张玉旺, 陶成轩, 刘志孟, 蒙金雪

        优先出版日期:2021-04-30  DOI: 10.7500/AEPS20201118005

        摘要:SiC MOSFET的关断特性是无线充电系统传输效率和电应力研究的主要内容之一,对系统的安全、高效运行具有重要意义。首先,针对无线充电系统中考虑高次谐波的关断瞬态电流进行建模,并基于数据手册建立SiC MOSFET的关断能量损耗模型;其次,通过计算和仿真验证关断瞬态电流求解的正确性,探讨了关断瞬态电流、关断能量损耗与直流母线电压和输出功率的关系;最后,搭建1 kW LCC-S补偿的基于SiC MOSFET的无线充电系统进行实验验证,结果证明在全输出功率范围内,应用于无线充电系统的SiC MOSFET具有恒关断电流和恒关断损耗的特性。

      • 兰浦哲, 韩冬, 徐潇源, 严正, 刘旭涛

        优先出版日期:2021-04-30  DOI: 10.7500/AEPS20201106004

        摘要:伴随国家能源革命战略与电力体制改革的发展,综合能源系统作为综合各能源属性的新型能源发展形态逐步兴起,最大限度提升了能源利用效率。然而,当下综合能源系统存在量测数据冗余度低、量测设备的量测误差较大以及电网与气网量测设备的数据采集单位时间标尺不统一的问题,为电-气耦合的综合能源系统状态估计问题带来严峻挑战。考虑到数据驱动方法具有高度的可移植性与对不同信息提炼归纳的能力,建立了一种基于长短期记忆的电-气耦合综合能源系统贝叶斯状态估计模型。采用贝叶斯学习获取量测量的概率统计特征,利用蒙特卡洛采样生成完备量测数据,通过电-气耦合综合能源系统潮流检验所生成数据的合理性,从而得到长短期记忆深度学习网络的训练样本集合。采用均方根误差的评判标准对长短期记忆深度学习网络进行训练,有效提升了电-气耦合综合能源系统状态估计的误差精度。与经典模型驱动的状态估计方法比较,算例仿真验证了所提数据驱动状态估计方法的有效性与鲁棒性。

      • 张夏辉, 韩民晓, 杨景刚, 孟祥坤, 邱子鉴

        优先出版日期:2021-04-30  DOI: 10.7500/AEPS20201103009

        摘要:在基于模块化多电平换流器(MMC)的直流配电系统中,直流母线电压波动会在换流器内部激发环流。为了研究环流产生的机理,结合开关函数,对子模块电压波动和内部环流进行数学推导,得出环流幅值和频率的传导规律,并给出环流的解析表达式。为消除此环流的影响,基于快速全局最小二乘子空间旋转不变(TLS-ESPRIT)和比例积分-矢量比例积分(PI-VPI)设计了一种自适应环流抑制控制器。通过改变MMC调制函数来调节桥臂电压,使其跟随直流母线电压波动,从而实现环流抑制。在MATLAB/Simulink平台上进行仿真,结果验证了直流电压波动对MMC的影响机理的正确性,且所提控制策略将环流幅值抑制到原幅值的3.2%~4.5%。

      • 黄堃, 刘之涵, 付明, 窦晓波, 张晓燕

        优先出版日期:2021-04-30  DOI: 10.7500/AEPS20201101001

        摘要:为有效适应交直流配电网分布式光伏和负荷不确定性波动带来的电压安全问题,提出一种计及交直流配电网电压风险感知的优化调度方案,该调度方案包含日前和日内两阶段。日前决策调度以经济性为目标制定运行计划。日内风险调度考虑分布式光伏和负荷超短期波动特性。基于超短期预测概率信息,使用结合Nataf变换的随机响应面法进行概率潮流计算,并根据概率潮流结果建立电压风险感知体系。日内以配电网电压安全运行风险最小为目标,调整日前调度方案中部分灵活迅速调控设备运行计划。最后,通过交直流配电网混合整数二阶锥模型对调度计划进行求解,并通过算例验证了所提方案的有效性。

      全选

      2021年第45卷第9期

        >观点
      • 王守相,刘琪,赵倩宇,王洪坤

        2021,45(9):1-9, DOI: 10.7500/AEPS20200112006

        摘要:构建能有效抵御复杂环境下各类型扰动的配电网,对实现安全可靠供电、保障社会经济发展具有重要意义。为此,对配电网面临的扰动类型、配电网弹性的基本内涵以及配电网弹性提升关键技术进行了分析和探讨。首先,探讨了配电网弹性的概念内涵,对配电网须应对的扰动类型进行了分类划分,提出了扰动作用下配电网的运行状态分类及实现状态间转移的弹性控制手段;其次,提出了感知力、适应力、抵抗力、恢复力等4个配电网弹性核心特征;然后,提出了配电网弹性提升的关键技术,包括实现扰动预判分析的态势感知技术、实现运行状态校正的灵活适应技术、实现设备及系统安全的抵抗力提升技术,以及实现灾变应对的恢复控制技术;最后,对配电网弹性提升的研究方向进行了展望。

      • >专栏:区块链技术在电力系统中的应用
      • 沈鑫,束洪春,方正云,莫熙

        2021,45(9):10-18, DOI: 10.7500/AEPS20200903002

        摘要:随着调频辅助服务市场的发展,用户侧未能充分参与调频市场的问题日益突出,表现在调频服务和调频补偿费用分摊两方面。首先,在结合市场环境的条件下提出优先让高能耗用户参与调频市场的举措,并对可行性进行分析。然后,结合区块链技术中的跨链交易方案构建了调频服务交易框架,并按市场主体划分构建多链结构。接着,在调频服务的报价出清模型中考虑了高能耗用户调频性能对市场的潜在风险;设计了基于链码的调频市场链上交易流程,打破了调频市场中多条区块链间的价值和数据壁垒。最后,通过算例模拟交易过程,实现调频服务交易从出清到结算在日内完成,提高了交易的效率和公开透明度。

      • 杨洪明,阳泽峰,漆敏,罗翼婷,张诗鸣

        2021,45(9):19-27, DOI: 10.7500/AEPS20200508002

        摘要:在开放的售电侧市场中,具有电能生产和消费双重特性的产消者开展灵活对等的点对点交易。针对单链式区块链无法同时满足产消者交易的网络安全校核与去中心化问题,提出一种交易链和电能链耦合运行的双链式区块链及其点对点交易决策模型。其中交易链(公有链)实现产消者自主博弈的点对点交易,以市场方式最大化各产消者之间的经济利益;电能链(联盟链)以网络潮流为约束,实现市场交易方案的安全校核和调整。基于以太坊区块链开发平台,搭建IEEE 14节点配电系统点对点交易仿真场景。仿真结果表明,所设计的双链式区块链比单链式具有更高的交易处理效率和性能,能实现产消者点对点自主交易,保证了交易方案的安全自动执行。

      • >学术研究
      • 何帅,刘念,盛超群,雷金勇

        2021,45(9):28-37, DOI: 10.7500/AEPS20201021006

        摘要:能源枢纽是能源转化供应过程中的重要环节,其集成了天然气、热、电等多种能源形式,能够有效提高能源利用效率。文中研究了同一能源配送网络下多能源枢纽的协同优化运行问题。与以往针对运行成本最小化进行优化不同,将热力学参数——㶲,引入多能源枢纽优化调度,以㶲损最低为优化目标,从而实现能源的高效利用。针对热力传输网络的时间延迟问题和功率损耗问题,引入了热力延迟时间参数和损耗系数,提高了热力网络的建模精度。同时,考虑到不同能源枢纽由不同运营商进行管理,采用基于交替方向乘子法(ADMM)的分布式优化算法进行求解,各个能源枢纽仅需提供“期望交换功率”,保护了各能源枢纽的隐私,减少了通信的交流量,保证了调度的相对独立性。最后,以3个能源枢纽的运行调度为算例,验证了所提方法的有效性。

      • 张劲,熊国江,邹晓松,袁旭峰

        2021,45(9):38-45, DOI: 10.7500/AEPS20200925018

        摘要:构建了含风电和径流式小水电机组的多目标环境经济调度模型。为应对风电和径流式小水电机组的不确定性,采用概率密度函数对风速和河流流量进行模拟,利用蒙特卡洛法模拟得到风电和径流式小水电机组的功率分布,并计及可再生能源预测功率的低估和高估带来的惩罚成本与储备成本。该模型能兼顾燃料费用目标及污染排放目标,并考虑安全约束、禁止运行区等约束条件。为获取最优调度方案集,提出一种非支配排序改进多目标教学优化算法,并将其与不可行解约束处理技术相结合,实现模型的有效求解。算例仿真结果验证了所提调度模型的合理性以及求解算法的有效性。

      • 冯斌,郭亦宗,陈页,郭创新,杨波,黄旭锐

        2021,45(9):46-54, DOI: 10.7500/AEPS20200330015

        摘要:为解决云储能日前充放电策略预测的问题,提出了一种基于门控循环单元(GRU)多步预测技术的云储能充放电策略形成方法。首先,鉴于云储能优化需求及单用户负荷预测效果不稳定,构建用户聚类后的GRU多步预测方法预测一天的24点功率。然后分析了云储能模式下的用户和云储能提供商两个主体的交互过程,以预测为基础建立了云储能充放电决策滚动优化模型。仿真算例选取实际数据,在预测聚类用户光伏、负荷功率后,滚动优化求解实际值和预测值下的云储能充放电策略。算例通过5种场景验证了在云储能充放电策略中聚类的作用以及GRU多步预测技术的优势,并且证明云储能模式能够进一步削弱光伏、负荷预测误差的影响。

      • 任鹏哲,刘友波,刘挺坚,何培东,张扬帆,邓舒予

        2021,45(9):55-62, DOI: 10.7500/AEPS20200818001

        摘要:基于微型同步相量测量装置(μPMU),提出一种配电网拓扑识别新算法,通过贝叶斯网络(BN)拟合配电网拓扑、光伏、负荷及μPMU测量电压的非线性关系,引入最大互信息网格划分量度连续型节点区间,解决了BN处理连续型数据时需人为指定区间数目、难以适应较多连续型变量的问题。基于拉丁超立方抽样生成光、荷数据,保证了场景在样本空间内均匀分布,简化了BN的训练过程并提高了拓扑识别的泛化能力。通过仿真算例验证方法的有效性,结果表明,所提方法具有与实时估计匹配法相当的识别精度和更高的时效性,且识别时间不随配电网可行拓扑数量的增加而线性增长,适用性佳;即使在μPMU部分失效或负荷、光伏等数据缺失时仍能保证较高识别率,具有较强的鲁棒性。

      • 张永斌,张漫,王主丁,庞祥璐,韦婷婷

        2021,45(9):63-70, DOI: 10.7500/AEPS20200724004

        摘要:高中压配电网网架结构协调规划研究具有重要的理论和实际意义。基于法国巴黎先进电网的启示,分别提出了高中压配电网“强、简、弱”较为明确的定义,建立了一套基于安全性、可靠性和经济性评估的高中压配电网网架结构典型协调方案优选模型。计算分析表明做“强”中压是配电网整体安全可靠且经济的必要条件。基于计算分析结果,归纳总结出了各典型协调方案的适用范围。

      • 褚国伟,张友旺,葛乐,万立新

        2021,45(9):71-79, DOI: 10.7500/AEPS20200223007

        摘要:为解决高渗透率分布式电源引起的电压越限问题,计及慢速调节设备特性和储能荷电状态的时序连续性,提出了自储能柔性互联配电网多时间尺度电压优化模型。日前优化求解慢速调节设备挡位并给出储能日内运行的功率限制区间,日内优化以此为基础求得各时段储能及柔直端口优化出力。基于电压越限检测实时调节各端口出力,以缩短过/欠电压持续时间。针对多时段耦合的混合整数非凸、非线性优化模型,提出了一种双层求解算法,上层利用动态规划法处理储能全时段优化与慢速调节设备的整数规划问题,下层利用多面体松弛技术改进二阶锥规划算法提高求解效率。最后,通过实际算例验证了所提模型和求解方法的有效性。

      • 李再男,段建东,路文超,杜晓通

        2021,45(9):80-88, DOI: 10.7500/AEPS20200624005

        摘要:分布式能源蓬勃发展和城市直流负荷快速增长,进一步夯实柔性直流配电网在城市的重要地位。文中以四端柔性中压直流配电网为研究对象,针对架空线频发的瞬时故障,提出具有速动性工程需求的加速纵联保护方案。该保护方案由启动方案、重合闸后瞬时性故障判别、永久性故障类型和故障区域识别组成。为降低加速保护第1次动作造成的误动,设计启动方案用于避免干扰、断线和功率翻转等情况。直流断路器在故障后1~2 ms内启动跳闸,确保换流器中电力电子器件不受破坏且故障后不闭锁。重合直流断路器后识别为永久性故障时,利用重合后的电压电流故障信息,准确识别出故障类型和故障区域。在PSCAD上搭建四端直流配电网进行大量仿真测试,仿真结果表明所提加速保护方案可靠有效。

      • 田园,汪可友,徐晋,李国杰

        2021,45(9):89-97, DOI: 10.7500/AEPS20200429002

        摘要:为适应在线暂态稳定分析与控制,提出了一种电力系统参数空间中的暂态稳定边界构建及快速更新方法。对于给定的关键故障和既定故障前后的网络拓扑结构,首先,基于横向可扩展的宽度学习系统,构建了极限切除时间与电力系统参数之间的映射关系。为提高实际故障切除时间阈值附近的预测准确率,通过构建二次比例因子对临界误差进行修正。然后,结合预设故障切除时间阈值确定相应暂态稳定边界,并评估当前系统的稳定裕度。最后,在保证暂态稳定评估准确性的基础上,基于增量学习方法提出了无须重新训练全部网络的在线快速更新策略。通过对IEEE 39节点测试系统和中国南方电网实例系统仿真分析发现,所构建模型能够对系统暂态稳定性进行准确评估,并具有良好的泛化性能。同时,快速更新策略可在保证预测准确率的情况下,大幅减少模型更新时间,为在线暂态稳定评估提供了支撑。

      • 姜涛,李孟豪,李雪,李国庆,陈厚合

        2021,45(9):98-106, DOI: 10.7500/AEPS20200813004

        摘要:快速、准确定位电力系统强迫振荡源,对于预防由强迫振荡引起的电力系统大停电事故意义重大,但目前的强迫振荡源时域定位方法计算过程较为复杂,计算效率有待提升。为此,文中提出一种基于广域量测信息的电力系统强迫振荡源的时频域定位方法,该方法首先将电力系统广域量测数据进行连续小波变换,计算各小波系数矩阵的小波相对能量,进而甄别出电力系统强迫振荡模式对应的关键小波系数。基于所得关键小波系数,计算各发电机基于小波变换的耗散能量流;在此基础上,借鉴传统耗散能量流的定位方法,定位电力系统强迫振荡源,并通过振荡源定位量化指标直观地展示强迫振荡源定位结果。最后,将所提方法应用到WECC 179节点测试系统和中国辽宁电网的实测数据中进行分析、验证,结果验证了所提方法的正确性和有效性。

      • 岑伯维,蔡泽祥,胡凯强,武志刚,陈元榉,康逸群

        2021,45(9):107-114, DOI: 10.7500/AEPS20200925005

        摘要:文中提出了一种边缘计算终端业务的时序逻辑与计算负荷建模方法。首先,提出了业务的时序逻辑图和边缘计算终端架构,构建了业务的计算负荷模型。然后,采用提出的计算负荷曲线生成算法获得业务的计算负荷时序曲线。最后,基于所生成的曲线对终端的计算资源进行配置,并分析了时序逻辑和终端架构对计算资源配置的影响。仿真结果表明,所提出方法可为业务时序逻辑设计和终端计算资源配置提供依据。

      • >研制与开发
      • 罗钧腾,章坚民,陈耀军,姚力,麻吕斌,余焕雷

        2021,45(9):115-121, DOI: 10.7500/AEPS20201005001

        摘要:用户电能表与表箱的关系不清楚可能导致严重后果,用户电能表的所属计量表箱识别是低压配电网计量拓扑识别问题之一。由于同一计量箱的用户入线共用同一条配电箱母线,若已知总等效单相计量箱数量N,则原问题可转换为基于用户电压时序波形的N类分类问题。在分析这种方法在实际工程应用中缺点的基础上,提出了一种融合已知相别和地址信息的低压配电计量表箱识别方法。首先,采用聚类方法将分相后的电压时序波形辨识到配电分线箱层面。然后,利用经过挖掘和补全的地址文本信息构建基于相邻关系的约束,并采用约束的k-medoids聚类算法将用户区划分为表箱层面。最后,通过2个具典型特征的低压配电网案例验证了所提方法的有效性。

      • 王文轩,程力涵,樊轶,孙建东,刘明祥,蔡月明

        2021,45(9):122-129, DOI: 10.7500/AEPS20200608003

        摘要:缺少零序电压采集的配电站所终端通常用融合识别方法识别接地故障,要求融合识别方法能够适应配电站所的不同拓扑,而且对较小接地电流的故障有较高的识别准确率。文中提出的方法结合了物理模型驱动和神经网络方法。首先,基于接地故障的物理模型,通过比对优化基于零序电流的特征量,预处理数据并选取参考间隔,解决拓扑或间隔数变化的问题,并设计单间隔相电流特征量,以提高故障识别准确率。然后,利用神经网络融合多个特征量,增强不同特征的协同判决能力,降低定值设定对灵敏度的影响。现场接地故障实验表明,文中提出的方法对不同拓扑有很强的适应能力,并具备很高的识别准确率。

      • 朱柏寒,陈羽,马金杰

        2021,45(9):130-135, DOI: 10.7500/AEPS20200906002

        摘要:输电线路单端行波故障测距方法中故障点反射波头识别困难。故障初始行波的波前陡度与故障距离相关,文中分析了波前陡度与故障距离的关系,提出了波前陡度与小波波头识别相结合的单端行波定位方法。方法首先对线路故障后记录的单端行波波形求取小波变换模极大值,获取初始波头及各反射波头起始点,再通过首波头波前陡度计算初步故障距离,筛选最接近该距离的小波模极大值以确定故障点反射波头并进行精确测距。算例结果证明了该方法的有效性。

      • 宋国兵,常鹏,侯俊杰,张晨浩,吕江涛

        2021,45(9):136-145, DOI: 10.7500/AEPS20200514001

        摘要:故障分量方向元件在交直流多端馈入系统中存在适应性问题,目前缺乏相应的分析方法。文中分析了故障分量方向元件的原理,研究了对应的动作条件,理论推导了交直流多端馈入系统中馈线方向元件动作区间与换流器等值背侧阻抗波动区域的关系。结合换流器系统的故障响应特征,研究了不同故障场景下换流器等值序阻抗特性,推导了换流器序阻抗的波动范围。给出了故障分量方向元件在交直流混联系统中的适用条件,并分析了适用条件的影响因素。最后,PSCAD仿真验证了理论分析的正确性,为故障分量方向元件在非线性电网中的应用提供了理论基础。

      • 丁肇豪,余开媛,王程

        2021,45(9):146-152, DOI: 10.7500/AEPS20200716003

        摘要:传输线动态输送容量(DLR)技术旨在使用动态环境参数计算整定传输线输送容量,相较于传输线静态输送容量整定方法,可真实反映传输线实时传输功率上限。然而,DLR数值的计算依赖于风速、光照强度、温度等不确定性较强且难以准确预测的环境参数,换言之,依照DLR机制整定得到的传输线最大传输功率上限也具有不确定性。若其预测偏差过大,可能会造成传输线过载,严重的甚至会引发电网连锁故障。为此,文中提出一种考虑DLR不确定性的电力传输线过载风险评估方法,以盒式不确定性集合描述传输线输送容量不确定性,将其过载风险作为评估指标,优化传输线零过载范围。文中提出的评估问题数学上属于两阶段鲁棒优化问题,应用列与约束生成算法实现模型的高效求解。最后,在搭建的测试系统中验证所提模型及算法的有效性。

      • 谢宇峥,张恒旭,李常刚,李威,王衡,常喜强

        2021,45(9):153-161, DOI: 10.7500/AEPS20200511006

        摘要:对于可再生能源占比较高且功率通过多回高压直流大量外送的送端电网,高压直流闭锁将引发高频问题,高频切机是抑制送端电网频率升高的重要控制措施。在考虑风电机组高频保护和直流闭锁后线路有功功率变化的基础上,提出了一种高频切机方案整定方法,并将其分解为首轮单次切机总量子模型和分轮次切机量优化整定子模型。综合利用线性插值法和摄动法求解各轮次切机量,并结合二元表进行灵敏度分析,优化高频切机方案。通过中国省级电网算例验证了所提高频切机方案的有效性,并校核了所提方案在不同运行方式下的适应性。

      • 路轶,胡晓静,孙毅,张传成,代宇涵,肖畅,邓扶摇,蔡帜

        2021,45(9):162-170, DOI: 10.7500/AEPS20200703001

        摘要:不同于中国其他水电规模占比较小的电力体制改革综合试点电网,中国四川电网存在水电装机占比高、丰枯水期发电原则差异大、网架复杂约束多、发电调度策略分散等独有特点,故设计丰枯双期的市场机制以适应四川丰枯水期电力供需形势及电网运行特性差异。首先,从市场设计思路、市场总体模式、丰枯水期电力现货市场等角度说明四川电力现货市场机制;然后在此基础上,提出适应四川现货市场机制的功能架构,以及分析四川电力现货市场在丰枯双期市场模式、市场运营物理空间、水电耦合约束、优化出清流程等方面的特色之处;最后,结合四川丰枯双期电力现货市场的运行实践情况提出若干建议。

      • >综述
      • 卓振宇,张宁,谢小荣,李浩志,康重庆

        2021,45(9):171-191, DOI: 10.7500/AEPS20200922001

        摘要:高比例可再生能源并网将改变电力系统的形态,为电力系统稳定控制、调度运行和规划决策等领域带来重大变革。文中基于不同可再生能源渗透率水平下系统的发展特点,将未来电力系统迈向高比例可再生能源的过程分为三大阶段并总结了各个阶段的特征。结合这一领域的研究成果,全面解析了高比例可再生能源电力系统发展过程中将出现的挑战,分析了电力系统消纳高比例可再生能源的一系列技术解决方案,对各项技术的基本原理、经济成本与发展前景进行了分析和比较。研究表明,高比例可再生能源并网将面临一系列技术挑战,而每项关键技术仅能解决其中一部分问题。这些技术在未来高比例可再生能源电力系统中的应用不仅取决于其技术有效性,还取决于其经济性以及与其他技术的互补性。中国未来实现高比例可再生能源电力系统的形态与发展路径取决于各项关键技术的相对发展步伐及其耦合影响。