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基于源荷匹配的梯级水风光蓄系统优化运行研究

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中国农村水利水电 2024年第3期 8-15页

作者：袁川李博李相锐张帅吕孟冉贺星棋国网四川省电力公司四川成都610041 四川大学四川成都610065 国网四川省电力公司经济技术研究院四川成都610041 四川新型电力系统研究院四川成都610041

在“双碳”目标下,我国亟需进行能源结构转型,提高可再生能源在电力系统中的比例。调节性水电站和抽蓄电站具有良好的调蓄能力,可以作为调节电源与风光电源联合运行,从前端减缓风光不稳定出力对电力系统的冲击,促进新能源集中上网消纳... 详细信息

在“双碳”目标下,我国亟需进行能源结构转型,提高可再生能源在电力系统中的比例。调节性水电站和抽蓄电站具有良好的调蓄能力,可以作为调节电源与风光电源联合运行,从前端减缓风光不稳定出力对电力系统的冲击,促进新能源集中上网消纳。因此,充分利用梯级水电站及抽水蓄能电站的调节性能,制定合理的一体化调度策略,有利于在发电侧实现水风光蓄打捆送出和协同消纳,助力“双碳”目标实现。基于对梯级水风光蓄互补发电系统在短期调度中电网侧负荷需求和梯级水电水资源利用率的考虑,构建以源荷差异最小、梯级水电蓄能增量最大为目标,以常规水电站、风光电站、抽水蓄能电站安全运行条件为约束的短期互补调度模型,并采用粒子群-动态规划内外层嵌套算法对模型进行求解。选取西南某流域常规梯级水电站、抽水蓄能电站及周边风光电站组成的水风光蓄互补发电系统为研究对象进行模拟计算,结果表明:(1)抽水蓄能电站倾向于在梯级电站水头较低时选择泄水发电,而在梯级电站水头较高时选择抽水或维持当前水位不变;(2)所构建模型有效提高了系统总出力曲线与电网负荷曲线的匹配度,实现了梯级水电站之间负荷与水量的合理分配,一定程度上减少了梯级水电站效益损耗,提高了水能利用率,增加了梯级水电蓄能增量,有利于源网协同运行和梯级电站之间的稳定运行。

关键词： “双碳”目标水风光蓄发电系统互补调度模型优化算法

风光对水电调峰能力的影响初探:基于调峰幅度的角度

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水利水电技术（中英文） 2024年第S1期55卷 482-491页

作者：胡朝华杜新伟琚承乾胥威汀苏韵掣吕孟冉朱燕梅国网四川省电力公司四川成都610041 四川大学四川成都610065 四川新型电力系统研究院四川成都610041 国网四川省电力公司经济技术研究院四川成都610041

水风光互补是当前能源行业的研究潮流和方向,但风光出力的不稳定性和不可控性势必会影响水电站调峰能力的发挥。本研究旨在从调峰幅度角度为水电调峰能力评估及风光并入后对其的影响量化提供一种参考思路。首先提出了周期调节幅度、最... 详细信息

水风光互补是当前能源行业的研究潮流和方向,但风光出力的不稳定性和不可控性势必会影响水电站调峰能力的发挥。本研究旨在从调峰幅度角度为水电调峰能力评估及风光并入后对其的影响量化提供一种参考思路。首先提出了周期调节幅度、最大时段调节幅度、时段累计调节幅度以及水电站综合调峰幅度4个指标来评估水电站调峰状况,其次构建了水风光互补运行模型,并通过有无风光工况下4个指标的变化率来量化风光对水电调峰幅度的影响。通过某电网调峰梯级水电及其周边风光资源的多场景模拟计算得出,相比无风光场景,风电和光伏对单个指标的影响趋势不同,但无论是风电还是光伏,接入系统后,梯级水电都须发挥更大的综合调峰幅度才能调节消纳风光。结果表明,风光接入会给水电调峰带来不利影响,并且该影响具有累积效应。

关键词：水风光互补调峰能力调峰幅度优化调度

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考虑光-车-氢接入的新型城市配电网规划研究综述与展望

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高电压技术 2024年第3期50卷 1067-1079页

作者：张家美孙凯李洪涛李子衿王辰清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室北京100084 国网北京市电力公司电力科学研究院北京100075

为实现“双碳”目标,城市配电网中分布式光伏渗透率不断提升,电动汽车等新型清洁负载在终端消费中的占比不断增大,氢储能作为一种新型储能技术被广泛集成在“源-网-荷”各个环节之中。城市配电网面临着网架结构和运行模式的多方面改变,... 详细信息

为实现“双碳”目标,城市配电网中分布式光伏渗透率不断提升,电动汽车等新型清洁负载在终端消费中的占比不断增大,氢储能作为一种新型储能技术被广泛集成在“源-网-荷”各个环节之中。城市配电网面临着网架结构和运行模式的多方面改变,给规划带来巨大挑战。为实现具有高不确定性的光伏发电与充电负荷的安全经济消纳,首先从光-车-氢等灵活性资源入手,从特性对比、协同策略、在配电网规划中的利用以及不确定性处理4个方面对现有配电网规划研究进行了归纳对比;接着,总结了城市配电网规划面临的光-车-氢灵活性评估、多维度多时间尺度不确定性处理、长时间尺度超大规模联合规划模型构建求解三大关键问题;最后,展望了未来城市配电网规划过程中,用户与电网运营商的利益博弈、考虑故障风险的城市配电网规划与极高光-车-氢渗透率下城市配电网规划三方面的研究问题。

关键词：光-车-氢逆变型分布式电源灵活性资源配电网规划不确定性故障分析

基于非线性仿射的风电场电压实时计算和优化方法

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电工技术学报 2024年第13期39卷 3975-3989页

作者：张兆毅胡浩王子江商犇樊友平舒印彪武汉大学电气与自动化学院武汉430072 武汉大学新型电力系统与国际标准研究院武汉430072

该文提出一种基于非线性仿射的风电场电压实时计算和优化方法。首先,以网损和并网电压波动综合最小为目标,建立风电场多时段动态无功优化模型,利用半不变量法分析风电功率不确定性对机端电压的影响,采用改进内点法实现模型的高效求解;其... 详细信息

该文提出一种基于非线性仿射的风电场电压实时计算和优化方法。首先,以网损和并网电压波动综合最小为目标,建立风电场多时段动态无功优化模型,利用半不变量法分析风电功率不确定性对机端电压的影响,采用改进内点法实现模型的高效求解;其次,提出一种非线性仿射方法,快速准确地获得计及风电功率波动后的系统电压状态,并通过计算风机无功调节量来实现系统电压实时优化;再次,设计考虑风电功率对机端电压和并网电压综合影响的事件触发算法,降低风电功率波动平缓时风机的无功控制频率;最后,在我国某实际风电场的仿真试验表明,非线性仿射法能够快速获得系统实时电压状态,电压实时优化方法能够有效地防止机端电压越限并减小并网电压波动。

关键词：多时段动态无功优化非线性仿射变换实时计算和优化事件触发

计及海量异构数据的电力系统电压稳定状态在线深度认知

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武汉大学学报(工学版) 2024年

作者：许洵黄宗武胡浩樊友平范建斌舒印彪武汉大学电气与自动化学院武汉大学新型电力系统与国际标准研究院

为充分利用电网中潜在关联的多组特征和高维多源异构数据，提出一种基于多变量合作学习和最小绝对收缩和选择算法（Least absolute shrinkage and selection operator，Lasso）的电压稳定裕度在线评估方法，首先，利用合作学习算法在无... 详细信息

为充分利用电网中潜在关联的多组特征和高维多源异构数据，提出一种基于多变量合作学习和最小绝对收缩和选择算法（Least absolute shrinkage and selection operator，Lasso）的电压稳定裕度在线评估方法，首先，利用合作学习算法在无功储备、节点电压等系统异质运行参数之间形成最佳融合模式，再通过局部加权Lasso回归工具建立评估模型。然后，设计数据库自动更新系统，实现模型对运行工况的检测与自动更新。最后，采用IEEE30节点和1951节点系统对所提方法的进行验证。结果表明所提在功率增长方向、运行方式等变化情况下，具有良好的准确性及泛化性。

关键词：静态电压稳定裕度异构数据融合合作学习最小绝对收缩和选择算法局部线性回归

基于近似熵变化量判据的混合直流输电系统纵联保护方案

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电力系统保护与控制 2024年

作者：王子江张兆毅樊友平范建斌舒印彪武汉大学电气与自动化学院武汉大学新型电力系统与国际标准研究院

高压直流输电线路行波保护对信号采样频率要求高，保护性能受过渡电阻及噪声干扰影响较大，需配合纵联保护识别故障位置。而现有纵联差动保护易受分布电容影响，传输数据量较大，动作速度有待提升。为了解决上述问题，提出一种基于近似... 详细信息

高压直流输电线路行波保护对信号采样频率要求高，保护性能受过渡电阻及噪声干扰影响较大，需配合纵联保护识别故障位置。而现有纵联差动保护易受分布电容影响，传输数据量较大，动作速度有待提升。为了解决上述问题，提出一种基于近似熵变化量判据的直流线路纵联保护方案。近似熵需要的计算数据量较小，且兼具高灵敏性、高可靠性优势。故障发生后，近似熵变化量呈现明显的峰值特征，基于1模电压电流近似熵变化量构建的保护判据能快速准确地识别高阻接地故障，同时能减小噪声干扰和分布电容的影响。基于乌东德±800 kV混合直流输电系统仿真模型对所提保护方案进行验证。结果表明，所提保护方案仅需5 kHz采样频率，无需严格的时间同步，且在经800Ω过渡电阻接地及10 dB信噪比场景下能够正确、快速地动作。

关键词：纵联保护后备保护直流线路保护混合直流输电系统近似熵

基于边缘计算的配电网数字化转型关键问题分析与展望

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电力系统自动化 2024年第6期48卷 29-41页

作者：李鹏习伟李鹏于浩王成山南方电网新型电力系统(北京)研究院有限公司北京市102209 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072

配电网是新型电力系统建设中最为关键和最具活力的环节之一。面向日益复杂的配电网运行与控制问题,数字化转型已成为广受认可的发展思路。边缘计算为数字配电网中海量数据资源和物理资源的利用提供了有效手段,同时也将作为配电网多种业... 详细信息

配电网是新型电力系统建设中最为关键和最具活力的环节之一。面向日益复杂的配电网运行与控制问题,数字化转型已成为广受认可的发展思路。边缘计算为数字配电网中海量数据资源和物理资源的利用提供了有效手段,同时也将作为配电网多种业务功能在边缘侧的融合承载平台,推动配电网运行架构的发展变革。文中围绕边缘计算技术驱动下的配电网数字化转型问题,梳理了配电网边缘计算装置的关键技术需求;分析了配电网边缘计算的技术定位及由其所支撑构建的数字配电网技术架构,特别针对数字配电网运行问题,从集群化、分布式、灵活定义3个典型特征入手,围绕边缘侧集群自治、边-边协调控制、云-边协同运行等典型模式下的关键问题和技术研究方向进行了分析与探讨。

关键词：配电网数字化边缘计算云-边协同

面向海上风电高效利用的水下抽水蓄能容量优化配置分析

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电网技术 2024年第4期48卷 1428-1434,I0009,I0010页

作者：王晰苏开元谢小荣新型电力系统运行与控制全国重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

为应对以海上风电为代表的海洋新能源并网挑战,水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)受到日益广泛的关注。然而,现有UPHS研究聚焦点距能源电气领域较远,尚无对现实储能工程的容量配置和规划的深入分析。针对此问题,立足(... 详细信息

为应对以海上风电为代表的海洋新能源并网挑战,水下抽水蓄能(underwater pumped hydro storage,UPHS)受到日益广泛的关注。然而,现有UPHS研究聚焦点距能源电气领域较远,尚无对现实储能工程的容量配置和规划的深入分析。针对此问题,立足(准)稳态视角,围绕水下抽蓄的容量优化配置开展研究。首先,明确海上风电-UPHS系统结构,基于水下抽蓄原理与风电出力特性建立系统模型;之后,以最大化投资收益为目标,构建UPHS容量优化配置模型,求解目标算例风速条件下风电机组、水下储能的最佳容量与实时出力;最后,围绕UPHS关键参数对规划结果的影响开展对比分析。结果表明,水下储能的引入可以大幅提升远海风电场的建设规模与投资收益;同时建设尺寸、利用小时数等储能参数亦会对规划结果产生多角度影响。

关键词：水下抽水蓄能水下储能容量配置海上风电

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面向需求响应的空调智能体：概念、构建和应用

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电力系统自动化 2024年

作者：刘伟峰范帅田济源吴清杨宜龙何光宇电力传输与功率变换教育部重点实验室(上海交通大学) 华北电力大学海南热带新型电力系统研究院

园区内各变频空调(IAC)的运行特性、运行环境、用户行为和用户习惯千差万别，这给园区运营商引导大规模IAC参与需求响应(DR)带来了挑战。首先，对IAC的信息物理社会属性进行了分析，并提出了基于规则的社会属性刻画方法。其次，根据具... 详细信息

园区内各变频空调(IAC)的运行特性、运行环境、用户行为和用户习惯千差万别，这给园区运营商引导大规模IAC参与需求响应(DR)带来了挑战。首先，对IAC的信息物理社会属性进行了分析，并提出了基于规则的社会属性刻画方法。其次，根据具身通用人工智能的概念，提出了面向DR的空调智能体概念。然后，从主动感知、主动交互、主动行动和主动演化的维度设计了空调智能体，其能在DR期间融合IAC的信息物理社会属性，使自身的负荷形状曲线接近被下发的目标形状曲线。进而，参考基于负荷准线的DR机制，提出了大规模空调智能体自下而上地参与DR方法，以实现聚沙成塔效应。最后，利用离散事件仿真框架SimPy对1万个空调智能体参与DR的情形进行仿真，从刻画社会属性的规则自演化、空调智能体性能和聚沙成塔效应这3个方面进行分析。结果表明，空调智能体在时效性、友好性、用户满意性和鲁棒性方面具有较大优势。

关键词：空调智能体需求响应信息物理社会属性负荷准线自演化具身通用人工智能