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基于低碳经济优化调度的电-碳联合需求响应改进策略研究

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电力系统及其自动化学报 2024年第5期36卷 99-104,113页

作者：霍现旭陈天恒魏立勇庞超李野国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384 国网天津市电力公司天津300010

随着中国双碳目标的提出以及全国碳市场的快速发展,探索碳市场环境下电力系统的发展和优化调度策略具有十分重要的意义。以电力系统最小化成本和碳排放量为目标,提出了一种基于低碳经济优化调度的电-碳联合需求响应改进策略,该策略将碳... 详细信息

随着中国双碳目标的提出以及全国碳市场的快速发展,探索碳市场环境下电力系统的发展和优化调度策略具有十分重要的意义。以电力系统最小化成本和碳排放量为目标,提出了一种基于低碳经济优化调度的电-碳联合需求响应改进策略,该策略将碳排放权交易市场中的碳成本引入到需求响应目标中,通过日前模拟优化调控的方法,获得系统各节点参与需求响应的最优策略。研究结果显示,所提改进策略能够在满足需求响应要求的条件下有效减少碳排放。

关键词：碳市场需求响应最优调度策略改进低碳经济

美国加州车网互动政策、标准与市场机制最新进展及其启示

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电力系统自动化 2024年第7期48卷 38-46页

作者：李立理张剑刘雨薇刘晓楠祖国强清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 国网天津市电力公司天津市300010 国网天津市电力公司电力科学研究院天津市300384

电动汽车与电网互动(简称“车网互动”)可以释放电动汽车作为灵活性资源的潜力,能够有效提升电网调峰能力、促进高比例可再生能源消纳、提升电动汽车用户经济收益,日益受到各方重视。美国加利福尼亚州(简称“加州”)近些年在推动电动汽... 详细信息

电动汽车与电网互动(简称“车网互动”)可以释放电动汽车作为灵活性资源的潜力,能够有效提升电网调峰能力、促进高比例可再生能源消纳、提升电动汽车用户经济收益,日益受到各方重视。美国加利福尼亚州(简称“加州”)近些年在推动电动汽车与电网互动发展方面做了大量工作,取得了重要进展。首先,文中介绍了加州在电动汽车与电网互动配套政策法规方面的最新动向;之后,从技术标准、市场机制两方面介绍了加州在电动汽车与电网互动相关基础工作方面的最新进展;最后,结合中国电动汽车与电网互动发展实际提出了有关建议。

关键词：电动汽车电动汽车与电网互动政策法规技术标准市场机制分时电价并网计量

配电台区灵活资源多时间尺度优化调度方法——以含虚拟储能的建筑微网为例

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储能科学与技术 2024年第2期13卷 568-577页

作者：黄旭祖国强司威丁琪刘明阳唐万鑫靳小龙国网天津市电力公司城东供电分公司天津300250 国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384 国网天津市电力公司滨海供电分公司天津300450 天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

随着“双碳”目标的提出,配电台区接入大量分布式光伏、电动汽车、微网以及智能建筑等新元素,在给中低压配网安全运行带来挑战的同时也蕴含着巨大的灵活调节潜力。本工作以配电台区的智能建筑为例,提出一种含虚拟储能系统的建筑微网多... 详细信息

随着“双碳”目标的提出,配电台区接入大量分布式光伏、电动汽车、微网以及智能建筑等新元素,在给中低压配网安全运行带来挑战的同时也蕴含着巨大的灵活调节潜力。本工作以配电台区的智能建筑为例,提出一种含虚拟储能系统的建筑微网多时间尺度优化调度方法。首先对建筑围护结构的动态特性进行建模,构建了对建筑灵活性进行定量描述的虚拟储能模型,通过对虚拟储能的充放电过程进行优化调度来实现对建筑灵活性的定量利用;随后,在配电台区灵活资源多时间尺度优化调度模型中详细考虑了建筑的可调虚拟储能特性,分别在日前调度和日间修正两个时间尺度对建筑虚拟储能进行充分利用,提出以运行成本最低为目标的日前经济调度方法和跟踪微网联络线设定值的日间修正方法。最后以夏季制冷场景为例,利用典型建筑微网系统验证了本文所提多时间尺度优化调度方法的有效性。结果表明,本文所提方法可有效调度建筑的虚拟储能能力,实现在日前运行阶段降低建筑微网的运行成本,在日间运行阶段有效平抑可再生能源的随机波动。

关键词：配电台区灵活资源建筑虚拟储能多时间尺度优化

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GIS盆式绝缘子热解反应机理函数的通用表征模型与求解方法

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高压电器 2024年第3期60卷 120-127页

作者：辛晓虎何金满玉岩公衍峰李占军国网天津市电力公司蓟州供电分公司天津301900 国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384 国网天津市电力公司天津300010 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

反应机理函数可有效表征GIS盆式绝缘子的绝缘老化与劣化过程,有助于揭示盆式绝缘子的失效机理,为评估绝缘子的绝缘性能提供了新途径。通过对反应机制的微分方程的解析,建立了4个基本参量的反应机理函数的积分表达式,它能对不同的反应阶... 详细信息

反应机理函数可有效表征GIS盆式绝缘子的绝缘老化与劣化过程,有助于揭示盆式绝缘子的失效机理,为评估绝缘子的绝缘性能提供了新途径。通过对反应机制的微分方程的解析,建立了4个基本参量的反应机理函数的积分表达式,它能对不同的反应阶段或路径进行修正,适用范围更广。在此基础上,根据非等温动力学方程,推导出了该试验函数的结构形式,并推导了该模型的计算公式。利用该方法还可同时计算指前因子。进一步具体解析了盆式绝缘子和交联聚乙烯的反应机理函数,并基于Coast-Redfern法和改进Flynn-Wall-Ozawa法验证了反应机理函数通用表征模型与求解方法的有效性。上述研究工作为分析绝缘子绝缘材料劣化过程的反应机制提供了有效方法。

关键词：绝缘子热动力学反应机理函数活化能

优化模糊C均值聚类的台区用户用电特征分析方法

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电力系统及其自动化学报 2024年第1期36卷 99-105页

作者：雷光远张涛唐永聪梁特舒可心国网天津市电力公司宝坻供电分公司天津301899

精准的用户特性分析方法是配电网模型计算与电力服务制定的重要基础之一,为克服现有配电台区多样性用户划分的数量选择与特征选择难题,提出一种优化模糊C-均值聚类的用户用电特征分析方法。利用优化的模糊C-均值算法实现聚类分析,通过... 详细信息

精准的用户特性分析方法是配电网模型计算与电力服务制定的重要基础之一,为克服现有配电台区多样性用户划分的数量选择与特征选择难题,提出一种优化模糊C-均值聚类的用户用电特征分析方法。利用优化的模糊C-均值算法实现聚类分析,通过聚类中心建立特征模型,从而获知多样化场景下配电台区用户特性。在聚类过程中,通过蜜獾算法优化选取模糊C-均值聚类初值,来应对易局部最优的难题,找到目标函数最小的结果;利用指标自适应极小值的原则选取最佳聚类数,使聚类中心代表性更强。通过天津地区的典型案例获取用户用电特征,实现聚类目标函数与结果综合性评价指标最优的目的。

关键词：聚类分析模糊C均值蜜獾优化用电特征

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基于遗传算法的飞轮储能电机多工况效率优化

储能科学与技术 2024年第10期13卷 3582-3592页

作者：朱迪赵杨阳艾邓鑫张利周咏国网(苏州)城市能源研究院国网天津市电力公司

由于热泵系统电热转换效率高、电机转速控制便捷、系统灵活调节能力强的特点，其运用于电热耦合系统可实现热力系统与电力系统的协同运行支撑，而配备高速飞轮电机的电热耦合热泵系统具备大惯量、长延时特征，在电热协同运行领域具备更... 详细信息

由于热泵系统电热转换效率高、电机转速控制便捷、系统灵活调节能力强的特点，其运用于电热耦合系统可实现热力系统与电力系统的协同运行支撑，而配备高速飞轮电机的电热耦合热泵系统具备大惯量、长延时特征，在电热协同运行领域具备更强的支撑能力。但现有飞轮储能电机多基于额定工作点进行效率优化，难以实现全工作周期内综合效率最优。为此，本文基于电热协同实际工作场景得到单个完整工作周期下飞轮电机的运行工况变化，提出基于遗传算法的飞轮电机多工况效率优化方法。首先，建立适用于高速电机的效率计算模型，并根据热泵运行场景计算出单次工作下飞轮电机转速曲线；其次，确定待优化变量并通过参数灵敏度变量去除关联度较小参数减少计算量，并根据实际工况提出电机综合效率指标以量化电机在全工作周期内的效率表现；最后，基于遗传算法寻优得到最优工作点，优化后综合效率增加0.34%，全速范围内电机效率均得到提升，单个工作周期能量损耗下降38.7kJ，较优化前能量损耗降低14.8%。优化结果证明此方法可提高飞轮电机全工作周期内的运行效率，降低热泵运行过程中的能耗损失，提升飞轮储能系统的经济性。

关键词：电热协同电热耦合高速永磁同步电机多工况效率优化遗传算法损耗计算

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适用于多T接新能源场站的零序过压解列保护

电力系统及其自动化学报 2024年第2期36卷 36-43页

作者：袁中琛幺军王洋杨畅黄潇潇赵玉新天津市电力物联网企业重点实验室天津300384 国网天津市电力公司天津300010

针对新能源场站T接的110 kV线路故障,上游变电站快速跳闸后新能源场站的解列保护可能无法及时动作,进而造成变压器间隙击穿等问题,详细分析了实际工程中故障后的录波数据,通过分解系统中多个场站不同时间段内的故障电气量特征,提取变压... 详细信息

针对新能源场站T接的110 kV线路故障,上游变电站快速跳闸后新能源场站的解列保护可能无法及时动作,进而造成变压器间隙击穿等问题,详细分析了实际工程中故障后的录波数据,通过分解系统中多个场站不同时间段内的故障电气量特征,提取变压器零序电压变化特征,提出了一种多段定值配合的零序过电压保护新方法,实现新能源场站在系统孤岛运行后的快速解列。大量仿真结果表明,所提零序过压保护方法可以准确判断零序电压变化状态,实现了新能源场站的有选择性快速解列,避免了下游变电站发生间隙击穿,保证了新能源接入的城市电网安全可靠运行。

关键词：多T接零序过压新能源场站解列保护

具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器

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高电压技术 2024年第6期50卷 2601-2613,I0010-I0014页

作者：陈晓龙冯永涛周宁韩小文李永丽李斌天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 国网天津市电力公司城西供电分公司天津300190

为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器。所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散... 详细信息

为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器。所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散的限流电抗器能量转移到电容中,从而有效减少了故障隔离时间与避雷器能量耗散压力,并为故障性质的判别提供了能量支持。同时,该断路器通过共享主断路器的方式实现故障隔离,结合避雷器泄能需求的下降,大大降低了断路器的制造成本,在经济性方面优势明显。此外,该断路器利用故障识别电流与电容电压在永久性故障与瞬时性故障下的幅值差异来识别故障性质,实现了自适应重合闸,操作简单且易于控制。最后,利用PSCAD/EMTDC在三端MMC柔性直流系统环境下对所提方案的有效性进行了仿真验证,并通过与其他方案的对比分析,证明了所提方案的优越性。

关键词：柔性直流电网多端口混合式直流断路器直流故障隔离经济性自适应重合闸

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基于双智能体深度强化学习的交直流配电网经济调度方法

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第6期57卷 624-632页

作者：赵倩宇韩照洋王守相尹孜阳董逸超钱广超教育部智能电网重点实验室(天津大学) 天津300072 天津市电力系统仿真控制重点实验室(天津大学) 天津300072 国网天津市电力公司天津300010

随着大量直流电源和负荷的接入,交直流混合的配电网技术已成为未来配电网的发展趋势.然而,源荷不确定性及可调度设备的类型多样化给配电网调度带来了巨大的挑战.本文提出了基于分支决斗深度强化网络(branching dueling Q-network,BDQ)... 详细信息

随着大量直流电源和负荷的接入,交直流混合的配电网技术已成为未来配电网的发展趋势.然而,源荷不确定性及可调度设备的类型多样化给配电网调度带来了巨大的挑战.本文提出了基于分支决斗深度强化网络(branching dueling Q-network,BDQ)和软演员-评论家(soft actor critic,SAC)双智能体深度强化学习的交直流配电网调度方法.该方法首先将经济调度问题与两智能体的动作、奖励、状态相结合,建立经济调度的马尔可夫决策过程,并分别基于BDQ和SAC方法设置两个智能体,其中,BDQ智能体用于控制配电网中离散动作设备,SAC智能体用于控制连续动作设备.然后,通过集中训练分散执行的方式,两智能体与环境进行交互,进行离线训练.最后,固定智能体的参数,进行在线调度.该方法的优势在于采用双智能体能够同时控制离散动作设备电容器组、载调压变压器和连续动作设备变流器、储能,同时通过对双智能体的集中训练,可以自适应源荷的不确定性.改进的IEEE33节点交直流配电网算例测试验证了所提方法的有效性.

关键词：交直流配电网深度强化学习经济调度分支决斗深度强化网络软演员-评论家