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含能源路由器的交直流网络潮流计算模型及可行解求取

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电力系统自动化 2018年第13期42卷 85-93页

作者：郭靖李可军王景山孙凯祺山东大学电气工程学院山东省济南市250061

基于电力电子技术的能源路由器是能源互联网中的关键设备。在分析电力网络能源路由器结构的基础上,提出了计及多种控制方式、适用于多种运行环境的能源路由器稳态计算模型,构建了含有能源路由器的交直流混合网络潮流计算模型,提出了考... 详细信息

基于电力电子技术的能源路由器是能源互联网中的关键设备。在分析电力网络能源路由器结构的基础上,提出了计及多种控制方式、适用于多种运行环境的能源路由器稳态计算模型,构建了含有能源路由器的交直流混合网络潮流计算模型,提出了考虑能源路由器调控能力求解混合网络潮流可行解的方法。基于改进的IEEE 30节点系统,验证了提出的能源路由器潮流计算模型和可行解求取方法的正确性和有效性,该模型和求解方法能满足能源路由器不同控制方式的需求,可适应交直流有源或无源网络。

关键词：能源互联网能源路由器交直流混合网络潮流求解控制方式可行解

面向快速频率响应系统的网络攻击防御控制策略

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中国电机工程学报 2021年第16期41卷 5476-5485页

作者：孙凯祺邱伟李可军姚文轩刘奕路山东大学电气工程学院山东省济南市250061 湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410068 田纳西大学诺克斯维尔分校美国田纳西37909

针对广域测量系统中的测量数据受到攻击时,快速频率响应(fast frequency response,FFR)控制系统被欺骗而生成错误控制命令进而危害电网安全的问题,该文提出一种面向虚假数据注入攻击的新型FFR网络安全防御控制策略。该策略首先利用连续... 详细信息

针对广域测量系统中的测量数据受到攻击时,快速频率响应(fast frequency response,FFR)控制系统被欺骗而生成错误控制命令进而危害电网安全的问题,该文提出一种面向虚假数据注入攻击的新型FFR网络安全防御控制策略。该策略首先利用连续小波变换对被攻击数据进行时频分析,再提出一种攻击重组卷积神经网络用于虚假数据检测。针对被判别为被攻击的测量值,基于提出的新型网络攻击防御控制,以迅速恢复FFR的误响应量,减少FFR误动作造成的影响;若测量数据正常,则结合FFR快速响应恢复控制策略以恢复FFR响应速率,保持FFR的快速响应特性。基于实测频率数据与PSCAD环境的仿真实验表明,所提出的策略可以迅速检测网络攻击,并实时调节FFR输出,提高系统在网络攻击下的运行稳定性。

关键词：广域测量系统快速频率响应攻击重组卷积神经网络网络攻击防御控制

新能源接入下配电系统混合储能选址定容优化策略研究

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太阳能学报 2024年第1期45卷 423-432页

作者：孙东磊赵龙孙凯祺王艳孙毅王耀国网山东省电力公司经济技术研究院济南250021 山东大学电气工程学院济南250061

为实现含分布式电源配电系统混合储能的选址定容,构建一种考虑混合储能特点的双层优化模型,从而提升配电网运行经济性和稳定性。首先,选取蓄电池和超级电容器构成混合储能系统接入配电系统,充分发挥混合储能的高效充放电和高能量吞吐;其... 详细信息

为实现含分布式电源配电系统混合储能的选址定容,构建一种考虑混合储能特点的双层优化模型,从而提升配电网运行经济性和稳定性。首先,选取蓄电池和超级电容器构成混合储能系统接入配电系统,充分发挥混合储能的高效充放电和高能量吞吐;其次,提出考虑混合储能特点的混合储能选址定容双层优化模型。上层优化以混合储能全寿命周期成本最小为目标,以配置容量和接入位置为优化变量,其中运行维护成本需由下层计算;下层优化以网损最小为目标,建立混合整数二阶锥潮流优化模型,并将规划结果反馈上层。最后,以IEEE 33节点配电系统为例,结果表明相较于单一储能,所提的混合储能形式及其优化配置策略能在保证配电网运行经济性的同时,提高配电网在可再生能源高比例接入下的运行稳定性。

关键词：可再生能源储能系统选址全寿命周期成本二阶锥规划配电系统

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基于柔性直流互联的抽水蓄能与可再生能源协同运行策略

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电力系统自动化 2019年第8期43卷 41-48,92页

作者：孙凯祺李可军刘智杰王卓迪王美岩山东大学电气工程学院山东省济南市250061

为了抑制大规模可再生能源的并网波动,提出一种适用于含抽水蓄能电站与可再生能源发电系统的多端柔性直流输电协同运行策略。该策略根据多端柔性直流输电系统的直流电压波动情况,在可再生能源发电系统利用直流输电系统并网之前,通过调... 详细信息

为了抑制大规模可再生能源的并网波动,提出一种适用于含抽水蓄能电站与可再生能源发电系统的多端柔性直流输电协同运行策略。该策略根据多端柔性直流输电系统的直流电压波动情况,在可再生能源发电系统利用直流输电系统并网之前,通过调整抽水蓄能机组的运行速率以及计划输出功率,减少其实际出力与预测出力偏差,从而降低可再生能源输出功率波动对交流系统带来的影响。通过建立由互联抽水蓄能电站、风力发电场、光伏发电站和交流电网组成的四端柔性直流输电系统进行仿真,验证了所提控制策略的有效性。

关键词：多端柔性直流输电抽水蓄能可再生能源并网协同运行策略

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柔性互联配电网换流器控制模式平滑切换策略

电力系统自动化 2022年第14期46卷 63-72页

作者：王建建孙凯祺李可军刘智杰孙媛媛山东大学电气工程学院山东省济南市250061

电流矢量控制与功率同步控制是广泛应用于柔性互联配电网中电压源换流器的2种控制模式。由于运行原理和运行特性不同,大多数传统换流器只配备一种控制模式,导致在交流电网强度变化时其运行灵活性受到限制,并在极端事故下可能带来严重问... 详细信息

电流矢量控制与功率同步控制是广泛应用于柔性互联配电网中电压源换流器的2种控制模式。由于运行原理和运行特性不同,大多数传统换流器只配备一种控制模式,导致在交流电网强度变化时其运行灵活性受到限制,并在极端事故下可能带来严重问题。为扩大换流器在柔性互联配电网中的运行范围和增强其运行灵活性,首先对比了电流矢量控制和功率同步控制在不同交流电网强度下的稳定性,并分析了2种控制模式间切换的必要性。然后,考虑到事故下和事故恢复中交流电网强度变化的完整过程,提出了一种电流矢量控制与功率同步控制的平滑切换策略,并通过在功率同步环增加功率前馈环节,进一步削弱了系统强度变化造成的扰动。最后,以PSCAD/EMTDC中搭建的双端柔性互联系统为例,验证了所提策略的有效性。

关键词：柔性互联配电网电流矢量控制功率同步控制平滑切换策略

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双碳目标下配用电系统的新使命和新挑战

中国电机工程学报 2022年第19期42卷 6931-6944页

作者：马钊张恒旭赵浩然王梦雪孙媛媛孙凯祺山东大学电气工程学院山东省济南市250061

在“30/60”双碳目标的驱动下,能源革命和数字革命相融并进,传统配电网正逐渐演变为以新能源为主体、融合新能源-配电网-负荷-储能的有源(主动)配用电系统,呈现出不断变化着的新的体系形态。面对科技发展和社会要求的提升,配电系统正面... 详细信息

在“30/60”双碳目标的驱动下,能源革命和数字革命相融并进,传统配电网正逐渐演变为以新能源为主体、融合新能源-配电网-负荷-储能的有源(主动)配用电系统,呈现出不断变化着的新的体系形态。面对科技发展和社会要求的提升,配电系统正面临着组态模式颠覆、企业转型升级、产品更新换代的巨大挑战和前所未有的机遇。通过回顾配电系统的演变历程,分析了当前配用电系统的“一低、两峰、三高、多随机因素”的特点;从配电网的初心和基本任务出发,根据双碳目标、绿色消费和循环经济的要求,结合当下智能化、数字化、低碳化、模块化的新时代技术特征和配用电设备的发展现状,分析了从传统配电网向数字化主动配用电系统转化,进而建设综合能源体系下的新型配用电系统的必要性;分析了新时代对配用电系统的五大基本要求和新使命,并结合这五大维度发展目标,总结了新型配用电系统发展中所面临的主要困难和挑战,提出并展望了未来应该关注的技术方向,给出了一些不成熟的观点建议,希望能够抛砖引玉,共同探讨。

关键词：双碳目标配用电系统数字化主动配电系统分布式可再生能源

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提高风电场并网输电能力新方法

科技资讯 2010年第19期8卷 132-132,134页

作者：孙凯祺山东省实验中学高中二年级19班山东济南250061

为解决当前风电场并网输电距离太远,输电能力不足的问题,本文对影响电网输电能力的因素进行了分析,提出采用晶闸管控制串联电容补偿方法实现对输电线路参数的动态调节。文章建立了晶闸管控制串联电容补偿的电路模型,对电路模型的四种运... 详细信息

为解决当前风电场并网输电距离太远,输电能力不足的问题,本文对影响电网输电能力的因素进行了分析,提出采用晶闸管控制串联电容补偿方法实现对输电线路参数的动态调节。文章建立了晶闸管控制串联电容补偿的电路模型,对电路模型的四种运行方式进行了详细研究,分析得出晶闸管控制串联电容补偿能够有效缩短远距离风电场并网输电系统的电气距离,达到提高输电能力的目的。

关键词：风电场输电能力晶闸管控制串联补偿

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晶闸管控制串联电容补偿控制策略研究

科技资讯 2010年第20期8卷 1-1,3页

作者：孙凯祺山东省实验中学高中二年级19班山东济南250061

晶闸管控制串联电容补偿通过采用串联电容补偿,以电容的容抗补偿输电线路的感抗,达到等值的缩短电气距离的目的,从而提高系统运行的稳定性及输电能力。其阻抗控制是整个装置实现与否的关键。本文建立了晶闸管控制串联电容补偿电路模型,... 详细信息

晶闸管控制串联电容补偿通过采用串联电容补偿,以电容的容抗补偿输电线路的感抗,达到等值的缩短电气距离的目的,从而提高系统运行的稳定性及输电能力。其阻抗控制是整个装置实现与否的关键。本文建立了晶闸管控制串联电容补偿电路模型,分析了晶闸管控制串联电容补偿的不同运行模式。并采用PID控制方法实现对晶闸管控制串联电容补偿的阻抗控制。经过系统仿真验证,结果表明,本方法具有良好的动态和静态性能,能满足工程实际要求。

关键词：晶闸管控制串联电容补偿阻抗控制 PID控制

基于源荷谐波耦合模型的数据驱动概率谐波潮流计算

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4323-4334,I0012页

作者：李亚辉孙媛媛王庆岩丁磊孙凯祺刘洋程新功山东大学电气工程学院山东省济南市250061 国网山东省电力公司超高压公司山东省济南市250118 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250002 济南大学自动化与电气工程学院山东省济南市250022

随着新能源及负荷中电力电子装置的广泛应用,电力系统谐波畸变程度不断增加。同时,新能源及负荷显著的不确定特征,进一步增加了谐波分析难度。为有效评估系统不确定谐波状态,充分挖掘源荷实际运行特征,提出一种数据驱动的概率谐波潮流(p... 详细信息

随着新能源及负荷中电力电子装置的广泛应用,电力系统谐波畸变程度不断增加。同时,新能源及负荷显著的不确定特征,进一步增加了谐波分析难度。为有效评估系统不确定谐波状态,充分挖掘源荷实际运行特征,提出一种数据驱动的概率谐波潮流(probabilistic harmonic power flow,PHPF)计算方法。首先,基于实测数据,建立考虑时变特性的源荷动态谐波耦合矩阵模型(dynamic harmonic coupling matrix model,DHCMM),揭示不同时段内谐波电压与谐波电流的相互耦合关系。然后,利用实测数据挖掘源荷时变不确定特征,采用改进点估计法提取统计特性,克服变量间相互影响引起的估计偏差。最后,提出针对源荷不确定性的PHPF计算方法,对系统中时变不确定谐波进行评估。实验结果表明,基于实测数据的谐波耦合矩阵模型能够有效分析谐波源时变特性,结合源荷时变不确定功率状态,所提PHPF计算方法能够对电力系统谐波进行准确评估。

关键词：数据驱动谐波耦合矩阵模型谐波评估概率谐波潮流(PHPF) 不确定特征

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