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基于数字孪生的安全稳定控制系统试验验证展望

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 1-10页

作者：许剑冰冯霄峰徐海波李满礼南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106

随着新型电力系统建设的推进,安全稳定控制系统呈现出控制对象增多、控制范围增大、耦合性增强、复杂度增高的趋势,现有工程试验验证方法无法满足未来安全稳定控制系统试验验证需求。考虑到数字孪生技术具有高保真、实时性、交互性的特... 详细信息

随着新型电力系统建设的推进,安全稳定控制系统呈现出控制对象增多、控制范围增大、耦合性增强、复杂度增高的趋势,现有工程试验验证方法无法满足未来安全稳定控制系统试验验证需求。考虑到数字孪生技术具有高保真、实时性、交互性的特点,结合数字孪生技术的内涵、模型、架构,提出了基于数字孪生的安全稳定控制系统试验验证架构。最后,对所涉及的关键技术进行了展望。

关键词：安全稳定控制系统试验验证建模数字孪生

考虑广义储能和LCA碳排放的综合能源系统低碳优化运行策略

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 647-658页

作者：孙毅谷家训郑顺林李熊陆春光刘炜华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 国网浙江省电力有限公司营销服务中心杭州311121

综合能源系统(IES)是当前能源转型低碳发展背景下实现“双碳”目标的关键,为了提高IES碳减排能力,需要充分利用需求侧负荷资源和传统储能设备等广义储能资源参与IES优化.首先,建立一种综合考虑可再生能源、能源转换设备、广义储能设备... 详细信息

综合能源系统(IES)是当前能源转型低碳发展背景下实现“双碳”目标的关键,为了提高IES碳减排能力,需要充分利用需求侧负荷资源和传统储能设备等广义储能资源参与IES优化.首先,建立一种综合考虑可再生能源、能源转换设备、广义储能设备、能源市场交易的IES优化运行模型.然后,使用生命周期评估法(LCA)对IES中能源循环、设备循环的全过程进行碳排放量计算,并将碳排放成本纳入系统总成本.最后,利用仿真实验验证所提模型不仅有利于降低IES总调度成本,还能降低系统的碳排放量,有效促进IES的低碳发展.

关键词：广义储能碳排放综合能源系统优化运行生命周期评估法

基于改进LADRC的构网型储能调频控制策略研究

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电力系统保护与控制 2024年第15期52卷 142-154页

作者：李建林卢冠铭游洪灏郭雅娟辛迪熙袁晓冬国家能源用户侧储能创新研发中心(北方工业大学) 北京100144 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

为提升高比例风电渗透下电力系统的频率稳定性,同时解决风储联合系统调频过程中参数间相互影响难以兼顾导致系统调频控制性能不佳的问题,提出一种基于改进型线性自抗扰控制策略(linear active disturbance rejection control,LADRC)的... 详细信息

为提升高比例风电渗透下电力系统的频率稳定性,同时解决风储联合系统调频过程中参数间相互影响难以兼顾导致系统调频控制性能不佳的问题,提出一种基于改进型线性自抗扰控制策略(linear active disturbance rejection control,LADRC)的构网型(grid-forming,GFM)储能调频控制策略。首先,在传统应用LADRC对角频率进行快速控制的基础上,引入有功差额补偿,加速有功指令响应速度,消除参数互耦。同时,针对构网型储能调频控制策略参数影响规律,分析了角频率和参考功率至输出功率的小信号模型,推导控制环节传递函数,实现对系统调频性能优化。最后在Matlab/Simulink仿真平台上搭建风储联合系统仿真模型,对不同控制策略在不同工况下电网频率和储能出力的变化情况进行对比分析。结果表明,所提控制策略有效提升复杂工况下风储联合系统对电网频率的支撑能力。

关键词：构网型储能小信号模型自抗扰控制策略风储联合系统频率支撑

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计及电量交易信息的用电碳计量方法

中国电机工程学报 2024年第2期44卷 439-450,I0001页

作者：李姚旺刘昱良杨晓斌何伟方宇娟杜尔顺张宁李佳电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 清华四川能源互联网研究院四川省成都市610213 国网江西省电力有限公司江西省南昌市330096

充分挖掘电碳耦合价值,构建电碳协同市场是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。电碳信息的耦合依赖一套合理、有效的用电碳计量体系,但我国现行用电碳计量体系中尚未考虑电量交易信息的影响,不能完全厘清每个电量交易行为背后蕴含的碳... 详细信息

充分挖掘电碳耦合价值,构建电碳协同市场是实现碳达峰、碳中和目标的重要抓手。电碳信息的耦合依赖一套合理、有效的用电碳计量体系,但我国现行用电碳计量体系中尚未考虑电量交易信息的影响,不能完全厘清每个电量交易行为背后蕴含的碳排放责任。针对此问题,该文从碳排放流理论出发,提出一套计及电量交易行为的用电碳计量新方法。首先,根据碳排放流理论的计算特性,针对有损网络建立其无损等效网络模型;之后,将交易电量和非交易流电量拆解开来,并分别根据其电量来源独立核算其产生的对应碳排放责任。该文方法严格遵守直接和间接碳排放的总量守恒原则,能够厘清电量交易行为背后蕴含的碳排放责任转移,且能够兼顾碳排放因子的时空差异性量化需求,进而具备引导用户开展低碳需求响应的能力。基于PJM-5节点系统和我国某地市实际数据开展仿真分析,仿真结果验证该文方法的有效性。

关键词：新型电力系统碳计量电力市场碳市场碳排放流理论

基于消费者耦合行为的综合需求响应建模与主从博弈运行策略研究

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电网技术 2024年第7期48卷 2873-2883页

作者：王勇吕华灿姚文亮刘春伶刘超王成福山东大学电气工程学院山东省济南市250000 国网天津市电力公司滨海供电分公司天津市滨海新区300457 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

多种异质能源的集成利用在带来互补耦合效益的同时,通常忽略了需求侧多能耦合转换对用户用能满意度的影响,并且当前主流的需求响应单边定价机制大多难以应对系统与用户间复杂的利益交互与迭代关系。据此,提出一种考虑消费者耦合行为的... 详细信息

多种异质能源的集成利用在带来互补耦合效益的同时,通常忽略了需求侧多能耦合转换对用户用能满意度的影响,并且当前主流的需求响应单边定价机制大多难以应对系统与用户间复杂的利益交互与迭代关系。据此,提出一种考虑消费者耦合行为的综合需求响应建模与主从博弈运行策略。首先,考虑消费者耦合行为对用户满意度的影响,建立一种适用于综合能源系统负荷聚合商的综合需求响应改进模型。其次,以系统运营商为领导者、多个负荷聚合商为跟随者,提出一种基于主从博弈的综合能源系统优化运行策略,并对所建立的一主多从互动模型的Nash均衡解存在性与唯一性进行了证明。最后,结合标准IEEE33节点系统与比利时20节点天然气系统构建算例分析系统,所得结论验证了所提出的消费者耦合行为需求响应模型的准确性与所提策略方法在兼顾博弈主体双方利益方面的有效性。

关键词：主从博弈消费者耦合行为需求响应电能交互

基于分布鲁棒优化的车-站-网日前能量管理与交易

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 11-20页

作者：葛少云杜咏梅郭玥崔凯刘洪李俊锴智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 国网经济技术研究院有限公司北京市102209

为考虑上级电网电价、光伏出力等多重多层级不确定性对车-站-网互动博弈模型的影响,且充分体现配电网主动管理技术支撑效果,文中提出了一种基于分布鲁棒优化的车-站-网能量管理与交易方法。首先,针对主动配电网内多元主体能量管理与交... 详细信息

为考虑上级电网电价、光伏出力等多重多层级不确定性对车-站-网互动博弈模型的影响,且充分体现配电网主动管理技术支撑效果,文中提出了一种基于分布鲁棒优化的车-站-网能量管理与交易方法。首先,针对主动配电网内多元主体能量管理与交易问题,建立了配电网运营商、充电站和电动汽车的日前市场互动框架。其次,融合主动网络管理技术和网络约束,在配电网运营商与聚合了电动汽车的多个充电站之间构建了以多主体各自利益最大为目标的双层Wasserstein分布鲁棒互动博弈模型。然后,提出了结合Karush-Kuhn-Tucker条件、对偶原理和大M法的化简方法以解决多层级不确定性造成的求解难题,将双层Wasserstein分布鲁棒模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型,并利用商业求解器YALMIP/GUROBI进行了求解。最后,通过算例仿真验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：分布鲁棒优化能量管理与交易主动配电网互动博弈多层级不确定性

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有源配电网精细化负荷预测软件开发与应用

太阳能学报 2024年第5期45卷 380-390页

作者：张瑞雪侯哲帆倪永峰南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 南京211106 北京科东电力控制系统有限责任公司北京100192

研究新型有源配电网背景下的精细化负荷预测方法,基于数值天气预报采用卷积神经网络Resnet预测光伏功率,考虑负荷特性和气象影响因素采用GRU算法预测用电负荷,光伏功率发电分量和用电负荷分量的预测结果累加得到有源负荷的精细化预测结... 详细信息

研究新型有源配电网背景下的精细化负荷预测方法,基于数值天气预报采用卷积神经网络Resnet预测光伏功率,考虑负荷特性和气象影响因素采用GRU算法预测用电负荷,光伏功率发电分量和用电负荷分量的预测结果累加得到有源负荷的精细化预测结果。此外,基于配电云主站设计精细化负荷预测的软件架构和功能模块,开展基于短期负荷预测的配电网动态网络重构研究,考虑负荷时序分段,给出日前24小时的动态优化策略。最后,在某地市配电区域进行算例验证,结果表明:对于含源负荷,精细化负荷预测比直接等值负荷预测结果更准确,基于精细化负荷预测的动态网络重构可降低负荷均衡度并优化光伏消纳。

关键词：光伏发电配电网分布式发电负荷预测功率预测动态网络重构

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“双碳”目标下我国能源电力系统发展前景

科学通报 2024年第8期69卷 983-989页

作者：周孝信赵强张玉琼中国电力科学研究院有限公司北京100192

习近平主席于2020年9月代表中国宣布应对气候变化的“双碳”目标,2021年3月部署了“构建清洁低碳安全高效的能源体系”“构建新型电力系统”的“十四五”重点工作任务^([1]),并相继出台了多项相关政策要求^([2~4]),明确了我国能源电力... 详细信息

习近平主席于2020年9月代表中国宣布应对气候变化的“双碳”目标,2021年3月部署了“构建清洁低碳安全高效的能源体系”“构建新型电力系统”的“十四五”重点工作任务^([1]),并相继出台了多项相关政策要求^([2~4]),明确了我国能源电力转型的实施路径.2022年10月,中国共产党第二十次全国代表大会报告进一步提出“积极稳妥推进碳达峰碳中和.”

关键词：能源体系全国代表大会实施路径电力系统发展碳中和稳妥推进

基于数据模型双驱动的电动公交车多时段负荷建模和调节潜力评估

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电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 25-34页

作者：何聪耿建刘建涛徐鹏朱凯文张俊芳南京理工大学自动化学院江苏南京210094 中国电力科学研究院南京分院电力自动化研究所江苏南京210037

随着电动公交车渗透率的增加,对其进行充电负荷建模及其调节潜力研究愈发具有现实意义。由此,提出一种基于数据模型双驱动的电动公交车多时段负荷建模和调节潜力评估方法。首先通过分析电动公交车负荷特性影响因素,按运营情况对电动公... 详细信息

随着电动公交车渗透率的增加,对其进行充电负荷建模及其调节潜力研究愈发具有现实意义。由此,提出一种基于数据模型双驱动的电动公交车多时段负荷建模和调节潜力评估方法。首先通过分析电动公交车负荷特性影响因素,按运营情况对电动公交车进行分类,进而提出时段划分依据。其次基于历史数据确定拟合函数模型,并结合电动公交车多时段充电特性确定负荷模型的各个参数,建立电动公交车多时段负荷解析模型。然后综合考虑电网侧和用户侧的需求约束,分析各时段可参与调节车辆数量变化情况,提出多时段调节潜力解析评估模型。最后结合某地电动公交车的历史实际数据进行实例验证。结果表明所提负荷建模及调节潜力评估方法具有较强的适用性和有效性,为电网削峰填谷提供了有力支撑。

关键词：电动公交车曲线拟合解析模型多时段调节潜力