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基于CALMET-WRF耦合的复杂地形下导线覆冰的精细化数值模拟研究

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大气科学学报 2024年第3期47卷 509-520页

作者：王帅李劲松原辉芦竹茂胡帆赵倩国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030002 国网山西省电力公司山西太原030002 国网山西省电力公司超高压输电分公司山西太原030002

利用耦合了WRF模式的CALMET模型,对2022年1月5—10日山西省南部中条山区导线覆冰事件的天气背景场进行了数值模拟,在评估了WRF和CALMET对气象要素的模拟效果的基础上,分别利用WRF和CALMET模拟的气象场驱动Makkonen覆冰模型,对本次导线... 详细信息

利用耦合了WRF模式的CALMET模型,对2022年1月5—10日山西省南部中条山区导线覆冰事件的天气背景场进行了数值模拟,在评估了WRF和CALMET对气象要素的模拟效果的基础上,分别利用WRF和CALMET模拟的气象场驱动Makkonen覆冰模型,对本次导线覆冰过程进行了数值模拟,得到了如下结论:1)相比于WRF模式的模拟结果,CALMET降尺度后的气象场能更符合实际地形影响下近地面温度场和风场的分布规律,其模拟的近地面低温区(气温<0℃)范围较WRF模拟范围更大。2)CALMET的气温均方根误差整体较WRF模式减小0.5~1℃,相关系数由0.5~0.8提升至0.6~0.85;风速的均方根误差较WRF减少了1 m/s,相关系数较WRF提升0.2,说明WRF模式结合CALMET模拟气象场更加接近真实观测结果。3)利用CALMET降尺度场驱动覆冰模型能较好地反映微尺度地形下电线积冰的时空分布特征,各杆塔模拟的覆冰厚度偏差较WRF显著减小了2 mm,且降低了模式对覆冰启动的滞后时间。

关键词： WRF模式 CALMET模式复杂地形覆冰厚度动力降尺度

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西北地区扶贫光伏整县开发决策演化博弈

中国电力 2024年第2期57卷 149-160页

作者：刘宁张驰王栋杨明杰国网甘肃省电力公司信息通信公司甘肃兰州730000

双碳目标背景下,西北地区分布式光伏整县开发新模式为解决该地区就地消纳难、弃光严重、光伏扶贫工作分散化等问题提供了新思路,然而光伏扶贫整县市场中各方利益主体的多主体决策问题成为当前扶贫电站市场运行的重中之重。以演化博弈论... 详细信息

双碳目标背景下,西北地区分布式光伏整县开发新模式为解决该地区就地消纳难、弃光严重、光伏扶贫工作分散化等问题提供了新思路,然而光伏扶贫整县市场中各方利益主体的多主体决策问题成为当前扶贫电站市场运行的重中之重。以演化博弈论为基础,构建了包含用户、国有企业、光伏企业和政府在内的四方演化博弈模型,研究了以甘肃省、青海省、宁夏回族自治区为代表的西北地区光伏扶贫整县市场多主体决策演化及参数影响。结果表明,国企和光伏企业的均衡策略均为积极策略,而由于西北地区各地光照资源、电价、用电量等不同,用户和政府的均衡结果及时间也存在差异,光照资源丰富且政府补贴力度较大的地区光伏扶贫收益较为可观,用户投资热情高涨且实现均衡时间较短;成本节约和降低租金是改善西北地区均衡路径的有效措施。

关键词：光伏扶贫整县模式协同机制四维演化博弈路径

考虑含储能的三端智能软开关与需求侧响应的主动配电网有功无功协调优化

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电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 104-118页

作者：米阳申杰卢长坤孟凡斌南钰上海电力大学电气工程学院上海200090 国网河南省电力公司开封供电公司河南开封475000

针对分布式电源(distributed generation,DG)大规模并网导致的配电网电压越限、网络损耗增加和弃风弃光等问题,提出一种考虑含储能(energy storage system,ESS)的三端智能软开关(soft open point,SOP)与需求侧响应(demand response,DR)的主动配电网(active distribution network,ADN)有功无功协调优化策略。首先,计及可再生能源出力的不确定性,基于条件生成对抗网络(conditional generative adversarial networks,CGAN)生成日前场景。然后,对含ESS的三端SOP与DR进行建模,并将其与DG和传统无功补偿设备进行协调优化。构建以网络损耗最小、电压偏差最小、弃风弃光量最小、用户舒适度与用户经济度最大为优化目标的数学模型。进而转化为混合整数二阶锥规划模型,并利用GUROBI进行求解。最后,在改进的IEEE 33和IEEE 69节点配电系统中进行仿真验证。结果表明,计及风光出力的不确定,所提优化策略在兼顾用户舒适度和用户经济度的同时提高了配电网运行的经济性和可靠性。

关键词：条件生成对抗网络含储能的三端智能软开关需求侧响应分布式电源主动配电网

双馈风电场无串补并网振荡场景及关键影响因素研究

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高电压技术 2024年第2期50卷 660-672,I0011-I0013页

作者：熊浩清何鹏飞孙冉孙海顺巴贵田春笋国网河南省电力公司郑州450000 电力安全与高效湖北省重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074 国网西藏电力有限公司拉萨850000 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052

双馈风电场经串补线路送出系统存在次同步振荡风险的问题已为共知并得到广泛深入研究,然而实际系统中也发生过双馈风电场经无串补线路送出的次超同步振荡问题,目前针对这一问题的报道和研究很少。因此,采用特征模式分析法结合电磁暂态仿... 详细信息

双馈风电场经串补线路送出系统存在次同步振荡风险的问题已为共知并得到广泛深入研究,然而实际系统中也发生过双馈风电场经无串补线路送出的次超同步振荡问题,目前针对这一问题的报道和研究很少。因此,采用特征模式分析法结合电磁暂态仿真,针对双馈风电无串补接入电网的次同步振荡问题开展研究,分析了系统主导失稳振荡模式以及运行条件和风电控制参数的影响,厘清了无串补并网系统中双馈风电网侧变流器内环电流控制主导失稳,锁相控制主导失稳,以及转子侧变流器内环电流控制主导失稳等3种次超同步振荡场景,并与双馈经串补送出系统振荡场景进行了对比分析,较为全面地揭示了双馈风电并网系统振荡的不同场景及机理,可为实际工程双馈风电场并网振荡问题分析提供参考。

关键词：双馈风机次同步振荡弱电网特征值分析主导振荡模态

考虑冷热电多能流的混合储能系统三阶段能量优化调度策略

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电气工程学报 2024年第1期19卷 106-116页

作者：马振祺任浩栋张凯朱亮梁有珍蒋臣国网甘肃省电力公司电力科学研究院兰州730000

针对综合能源系统(Integrated energy system, IES)中可再生能源(Renewable energy, RE)能量耦合的复杂性和能量波动问题,提出了一种改进的混合储能系统(Hybrid energy storage system, HESS)三阶段能量优化调度。分析了IES中各种器件... 详细信息

针对综合能源系统(Integrated energy system, IES)中可再生能源(Renewable energy, RE)能量耦合的复杂性和能量波动问题,提出了一种改进的混合储能系统(Hybrid energy storage system, HESS)三阶段能量优化调度。分析了IES中各种器件在不同时间尺度下的功率响应特性,表明三阶段能量优化调度方法可以与包括HESS在内的IES很好地耦合。比较分析了HESS在稳定功率波动和延长储能寿命方面优于单一储能系统的优点,提出了三阶段能量优化调度下超级电容的控制方法。根据日前预测数据,一次能源消耗、运营成本、二氧化碳排放被视为日前滚动优化阶段的优化目标。在日内滚动调整阶段,该方法可以减少RE日前预测误差的影响,实现日内能源调度平衡,确保IES设备的安全运行。考虑到IES中可再生能源比例较高的背景,创新性地利用HESS的优势来改善系统的功率响应特性。仿真结果表明,所提方法在提升系统功率响应速度、延长储能电池(Lithium-ion battery,LiB)寿命和减少碳排量上具有显著提升。

关键词：综合能源系统混合储能系统三阶段能量优化调度策略

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分时电价下的充电站负荷预测

计算机应用 2024年第S1期44卷 337-342页

作者：顾玮段敬张栋郝晓伟薛泓林安毅段婕国网山西省电力公司信息通信分公司太原030000 国网山西省电力公司太原030000

为有效应对分时电价(ToU)策略对充电站的影响,给充电站运营商、电力系统管理者和政策制定者提供科学依据,通过分析历史充电数据、用户行为模式和气象信息,识别定价对用户充电行为的直接影响。针对这一问题,采用一种混合模型,将时间序列... 详细信息

为有效应对分时电价(ToU)策略对充电站的影响,给充电站运营商、电力系统管理者和政策制定者提供科学依据,通过分析历史充电数据、用户行为模式和气象信息,识别定价对用户充电行为的直接影响。针对这一问题,采用一种混合模型,将时间序列模型与用户行为模型相结合。通过设计特征嵌入层等方法引入Transformer模型以更好地捕捉时间序列数据中的复杂模式,而用户行为模型则有助于全面考虑用户充电偏好和响应。实验结果表明,混合模型在充电站负荷预测方面表现了卓越的性能。通过对分时电价的重点关注,成功地预测了未来一段时间内充电站的负荷需求。

关键词：负荷预测充电站分时电价时间序列模型深度学习

基于自适应高斯混合模型的含高渗透率分布式光伏电力系统风险评估

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电力系统保护与控制 2024年第19期52卷 144-156页

作者：廖家齐于若英刘瑜俊于芃周昶许晓慧中国电力科学研究院有限公司江苏南京210003 国网山东省电力公司山东济南250001

高渗透率分布式光伏(distributed photovoltaic,DPV)的接入增加了电力系统的运行风险。针对出力分布呈现形态复杂的特征,首先,提出一种基于改进近邻传播聚类的自适应高斯混合模型,优化了分布式光伏联合出力概率拟合迭代过程。然后,提出... 详细信息

高渗透率分布式光伏(distributed photovoltaic,DPV)的接入增加了电力系统的运行风险。针对出力分布呈现形态复杂的特征,首先,提出一种基于改进近邻传播聚类的自适应高斯混合模型,优化了分布式光伏联合出力概率拟合迭代过程。然后,提出基于改进三阶多项式正态估计过程的Nataf变换方法,结合半不变量和Cornish-Fisher级数展开,实现分布式光伏出力相关性条件下的概率潮流计算。最后,采用电压越限和线路重过载指标计算电力系统运行风险。基于修改的IEEE 14节点电力系统,对不同分布式光伏渗透率的接入场景进行仿真。以蒙特卡洛模拟作为对比,结果表明所提方法在电网状态变量的概率分布计算上具有更高的精度,并验证了评估结果能够有效反映不同分布式光伏渗透率对电力系统风险水平的影响。

关键词：分布式光伏高斯混合模型近邻传播聚类 Nataf变换概率潮流风险评估

基于数字孪生技术的电力变压器碳足迹分析及低碳优化方法仿真研究

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系统仿真学报 2024年第9期36卷 2075-2085页

作者：李冬雪刘岩沈博垚井永腾马强刘然国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院辽宁沈阳110870 沈阳工业大学输变电技术研究所辽宁沈阳110016

电力变压器是变电站内主要的耗能设备,根据我国“碳达峰、碳中和”的目标,准确计算变压器的碳足迹并寻求低碳优化方法具有重要意义。提出了一种电力变压器磁特性数字孪生模型的构建方法,基于三维电磁时谐场有限元分析方法,建立66 kV变... 详细信息

电力变压器是变电站内主要的耗能设备,根据我国“碳达峰、碳中和”的目标,准确计算变压器的碳足迹并寻求低碳优化方法具有重要意义。提出了一种电力变压器磁特性数字孪生模型的构建方法,基于三维电磁时谐场有限元分析方法,建立66 kV变电站用型号为SZ11-31.5MVA/66kV电力变压器三维数学模型,在波动负荷工况下得出变压器损耗图谱,构建出变压器数字孪生模型。分析变压器的碳足迹,确定变压器的经济负载系数,并确立变电站最优经济运行方式。提出加装磁分路进行低碳优化,得到额定工况下碳排放降低了4.75%左右。通过实验推算,模型预测与实际仿真的相对误差小于5%。该方法可为建设数字、低碳和节能型变电站提供科学依据。

关键词：电力变压器数字孪生损耗碳足迹负载系数低碳优化

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基于卫星图像的城区屋面分布式光伏潜力评估

太阳能学报 2024年第5期45卷 517-526页

作者：彭曙蓉何洁妮刘韬文李彬苏盛壮婕长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 国网湖南省电力公司益阳供电分公司益阳413000 国网湖南省电力公司调度控制中心长沙410004

结合市辖区层面光伏发展情况以及城市中不同用地的特点,利用卫星图片识别长沙市各地区适合装设分布式光伏的建筑区域。基于太阳高度角和方位角,通过山体阴影分析屋顶上的建筑阴影,计算地区屋面光伏可承载容量。对市场侧、制造商及电网... 详细信息

结合市辖区层面光伏发展情况以及城市中不同用地的特点,利用卫星图片识别长沙市各地区适合装设分布式光伏的建筑区域。基于太阳高度角和方位角,通过山体阴影分析屋顶上的建筑阴影,计算地区屋面光伏可承载容量。对市场侧、制造商及电网部门的分布式光伏规划进行研究。通过识别结果可为光伏建设方及电网提供明确地域列表及可用面积,以及可实现基于实际建设项目的可新增光分布式光伏装机容量的预测,以期为分布式光伏电站用地不足问题提供新的解决思路。

关键词：可再生能源分布式发电深度学习语义分割卫星图像