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考虑“响应-碳排放”责任耦合交易的IDR策略研究

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1322-1338,I0007页

作者：许刚郭子轩华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

综合需求响应(integrated demand response,IDR)作为区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)维持供需平衡、实现分布式能源就地消纳的重要途径,已成为当下的研究热点。但现有IDR研究存在3个方面不足:综合能源服务商(... 详细信息

综合需求响应(integrated demand response,IDR)作为区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)维持供需平衡、实现分布式能源就地消纳的重要途径,已成为当下的研究热点。但现有IDR研究存在3个方面不足:综合能源服务商(integrated energy service provider,IESP)制定激励策略时,未考虑区域内用户的响应疲劳特性;在实施IDR的复杂场景下,未考虑区域IESP间的响应责任交易;忽略响应责任与碳排放责任的耦合关系。为此,首先分析用户响应意愿随响应次数的演化特性,通过引入响应疲劳函数实现对用户响应疲劳特性的有效建模;在此基础上,根据IESP的响应任务类型,设置多个IESP参与IDR的复杂场景。进一步,为实现各IESP参与IDR的经济性与低碳性,在考虑复杂场景下IESP间响应责任交易时的能源转移与碳排放责任转移基础上,建立响应责任-碳排放责任耦合交易机制。最终,采用基于自适应迭代步长的议价方法以确定最优交易价格。通过仿真算例验证所提模型的有效性:考虑用户响应疲劳特性的改进模型使用户的总收益提升27%;所提交易机制不仅使各场景下IESP的总成本分别降低15.8%、9.8%、94.1%,还使典型场景下IESP的碳排放量降低17.8%,提高IESP参与IDR的经济性与低碳性,实现IESP与用户的共赢。

关键词：综合需求响应响应责任碳排放责任交易机制复杂场景

基于Normal矩阵谱平分法的快速电压控制分区

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电网技术 2014年第1期38卷 199-204页

作者：许刚王紫雷华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

为提高电网中二级电压控制分区的速度,提出种基于复杂网络谱平分法的电压控制分区新算法。该算法采用节点导纳矩阵虚部作为电压控制分区简化拓扑模型的元素,并通过分析分区模型的Normal矩阵,直接获取分区聚类样本,在保证区域无功就地平... 详细信息

为提高电网中二级电压控制分区的速度,提出种基于复杂网络谱平分法的电压控制分区新算法。该算法采用节点导纳矩阵虚部作为电压控制分区简化拓扑模型的元素,并通过分析分区模型的Normal矩阵,直接获取分区聚类样本,在保证区域无功就地平衡的条件下,能够有效降低算法的时间复杂度。采用改进初始聚类中心的K-means聚类算法保证了分区时的稳定性,同时,模块度指标和无功储备校核的引入使优分区结果更客观、更可信。通过IEEE 39节点和IEEE 118节点标准测试系统对谱平分法分区的可行性和效率进行仿真计算和验证。分析表明,该方法能够快速有效地获取合理的电压控制分区方案,分区结果可为二级电压控制分区的工程实践提供参考。

关键词：电压控制分区复杂网络理论谱平分法 Normal矩阵

一种考虑业务可靠性的需求响应边缘云部署方法

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中国电机工程学报 2021年第3期41卷 846-856页

作者：曹望璋李彬祁兵孙毅华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

需求响应边缘节点的部署能缓解电网需求侧管理平台处理海量业务的压力,提高电力用户底层终端的管理质量。然而边缘计算在当前工程应用中主要侧重于业务计算的实时性却忽略了业务的可靠性。该文重点考虑了业务的可靠性,提出一种边缘云的... 详细信息

需求响应边缘节点的部署能缓解电网需求侧管理平台处理海量业务的压力,提高电力用户底层终端的管理质量。然而边缘计算在当前工程应用中主要侧重于业务计算的实时性却忽略了业务的可靠性。该文重点考虑了业务的可靠性,提出一种边缘云的部署方法。部署方法包含通信机制和任务分配机制。通过建立一种新型的需求响应通信机制,并结合边缘计算节点部署的位置选取,降低业务受链路故障和通信质量不佳的影响。该通信机制中每个业务源节点均需与边缘节点和目的节点建立连接。在链路出现故障和通信质量不佳时,需求响应能在2条连接中进行切换,实现分布式与集中式调度2种模式的灵活变换。为实现边缘节点的部署位置选取,利用穷举方式遴选符合特定要求的网络节点。同时为了提高业务可靠性,在确定可用于提高业务可靠性的边缘节点后,设计对应的边缘节点之间需求响应业务管控的任务分配机制。该机制利用启发式算法,逐个分配边缘节点管控的业务,保证边缘节点所管辖的负荷量差值不会相差过大。经仿真结果验证,所提的新型通信机制和任务分配机制能够提高需求响应业务的可靠性。

关键词：需求响应网络边缘计算部署可靠性

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面向需求响应的电力通信网业务均衡与优化

中国电机工程学报 2020年第23期40卷 7635-7642页

作者：曹望璋祁兵李彬孙毅华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

基于需求响应业务在电力通信骨干网中的分布情况,该文提出一种新的业务均衡优化方法。首先建立需求响应业务和控制终端之间的一一映射关联关系,通过映射关系确定业务实际连接在执行需求响应负荷调度过程中所承载的负荷大小,设计业务均... 详细信息

基于需求响应业务在电力通信骨干网中的分布情况,该文提出一种新的业务均衡优化方法。首先建立需求响应业务和控制终端之间的一一映射关联关系,通过映射关系确定业务实际连接在执行需求响应负荷调度过程中所承载的负荷大小,设计业务均衡模型。然后利用分层序列法计算每个业务连接的重要度,根据自适应启发式方法松弛业务均衡模型中的优化目标,逐次规划每个需求响应业务连接。最后实现松弛条件下的需求响应业务均衡优解。仿真结果验证该文算法能用于解决需求响应业务连接过度密集分布所产生的可靠性问题。所提方法将业务连接按照控制响应量的大小均匀分布于网络中各条链路,提升了需求响应业务的可靠性。

关键词：电力通信网需求响应业务均衡优化可靠性

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多微网系统的安全能量路由机制

电网技术 2016年第7期40卷 1985-1991页

作者：马永红王申崔丹丹华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

随着分布式能源在配电网中所占比重的增高,包含多个分布式发电单元的多微网系统(multi-microgrid system,MMS)受到人们的广泛关注。为降低铺设、布线和维护成本,MMS倾向于采用无线通信技术来实现其运行、控制及保护等关键功能,而这必然... 详细信息

随着分布式能源在配电网中所占比重的增高,包含多个分布式发电单元的多微网系统(multi-microgrid system,MMS)受到人们的广泛关注。为降低铺设、布线和维护成本,MMS倾向于采用无线通信技术来实现其运行、控制及保护等关键功能,而这必然加大信息传输的风险,但目前对MMS的研究主要围绕物理控制防护展开。为此结合密码学技术,对MMS的安全能量路由机制进行了深入研究。首先分析了MMS面临的信息安全问题,指出其在完整性、可用性和机密性方面的安全风险。然后基于Io Ius框架和逻辑密钥层次结构,分别从微网和大电网发出能量请求两方面设计了其安全能量路由机制。最后针对能量路由机制的密钥管理问题,设计了相应的密钥管理方案。方案分析结果表明了所提机制的可行性。

关键词：多微网系统信息安全能量路由

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双机电力系统中混沌振荡阀值的计算与仿真

中国电机工程学报 2010年第19期30卷 58-63页

作者：董世勇鲍海魏哲华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

借助于一个简单的电力系统模型,利用非线性动力系统的基本理论,给出电力系统中导致混沌出现的原因;结合梅利尼科夫(Melnikov)函数的计算方法,给出电力系统中混沌现象出现的临界条件和参数区域。仿真结果表明,在受到较大周期性扰动时,系... 详细信息

借助于一个简单的电力系统模型,利用非线性动力系统的基本理论,给出电力系统中导致混沌出现的原因;结合梅利尼科夫(Melnikov)函数的计算方法,给出电力系统中混沌现象出现的临界条件和参数区域。仿真结果表明,在受到较大周期性扰动时,系统将出现混沌振荡;在周期性负荷扰动较小甚至为0时,系统不会出现混沌振荡;在系统其他参数(如电磁功率)发生变化时,系统也会进入混沌状态。这种现象的出现和电力系统非线性模型的几何结构密切相关,同时也与电力系统运行参数、结构参数有联系。深入分析、研究这种现象的表现形式,全面把握系统物理特性,从而弄清楚混沌的产生机制、引发条件,将有利于对它在电力系统中的控制、利用和预防。

关键词：电力系统混沌非线性动力系统扰动混沌振荡

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动态电压恢复器的能量稳定补偿特性分析

中国电机工程学报 2010年第13期30卷 69-74页

作者：刘颖英肖湘宁徐永海华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

对补偿电压约束条件下动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的能量稳定补偿策略及其补偿特性进行分析。首先提出考虑装置补偿电压约束时DVR能量稳定补偿策略,并给出装置输出电压分别小于及达到极限补偿电压时补偿策略的详细解... 详细信息

对补偿电压约束条件下动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的能量稳定补偿策略及其补偿特性进行分析。首先提出考虑装置补偿电压约束时DVR能量稳定补偿策略,并给出装置输出电压分别小于及达到极限补偿电压时补偿策略的详细解析式;然后根据解析式分析得到能量稳定补偿策略的补偿效果直接受到电压暂降(暂升)幅值、负荷功率因数及装置极限补偿电压3方面因素影响的结论;最后对3种影响因素对补偿策略效果的影响特性进行理论与数值分析,并给出其影响特性曲线。这些分析结果将有助于DVR补偿策略的设计及工程实践。

关键词：动态电压恢复器能量稳定补偿策略补偿电压约束补偿特性

磁暴影响电力系统安全风险评估思路与理论框架

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中国电机工程学报 2014年第10期34卷 1583-1591页

作者：刘连光吴伟丽华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

鉴于近年来磁暴侵袭中国电网的几次事件和强磁暴引起的损失达上千万美元的魁北克大停电事故,分析与评估电力系统磁暴灾害扰动下的电力系统运行风险十分必要。在讨论磁暴引发电力系统相继故障机理的基础上,分析评估电网磁暴运行风险的技... 详细信息

鉴于近年来磁暴侵袭中国电网的几次事件和强磁暴引起的损失达上千万美元的魁北克大停电事故,分析与评估电力系统磁暴灾害扰动下的电力系统运行风险十分必要。在讨论磁暴引发电力系统相继故障机理的基础上,分析评估电网磁暴运行风险的技术需求,并指出其中的关键问题和解决途径;设计计及磁暴灾害的电力系统风险评估框架,建立简化的地电场–GIC–电力系统混合集成模型;并借助Matlab和PowerWorld Simulator平台,以GIC标准系统为例,验证了模型可以反映给定电网参数条件下的磁暴事件对电力系统的影响与故障传播过程。研究结果可为进一步量化与防范磁暴电网风险提供参考。

关键词：磁暴地磁感应电流相继故障风险评估混合模型

考虑多态能源系统中用户多维响应特性的激励型综合需求响应优化策略

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中国电机工程学报 2023年第24期43卷 9398-9410页

作者：许刚郭子轩华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

为保证综合需求响应(integrated demand response,IDR)经济高效的实施,该文对传统用户模型提出3方面改进:首先考虑多种能源家用负荷使用时的耦合特性,建立能源舒适度耦合矩阵改进用户的舒适成本模型;进一步,引入参照依赖理论以描述不同... 详细信息

为保证综合需求响应(integrated demand response,IDR)经济高效的实施,该文对传统用户模型提出3方面改进:首先考虑多种能源家用负荷使用时的耦合特性,建立能源舒适度耦合矩阵改进用户的舒适成本模型;进一步,引入参照依赖理论以描述不同时段激励间的耦合性,建立激励参照矩阵以优化用户响应量与激励价格的关联关系模型;最后,分析由于有限理性产生的羊群效应对用户参与IDR概率的影响,引入动态参与率以实现对用户间响应行为耦合特性的表征。在证明用户–多态能源服务商(multi-energy service provider,MESP)模型最优解唯一性的基础上,由仿真结果可知:考虑以上因素改进用户模型后,有效降低了响应偏差与MESP的总成本,提高了用户总收益与用能舒适度,实现了用户与MESP的共赢。研究表明,对于用户的精细化建模能够保障MESP以更低成本维持多态能源系统的供需平衡。

关键词：综合需求响应多态能源系统能源间耦合特性时段间耦合特性用户间响应行为耦合特性有限理性动态参与率