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基于消息传递图神经网络的电力系统状态估计

电网技术 2023年第11期47卷 4396-4404页

作者：黄蔓云郭镜玮臧海祥方熙程卫志农孙国强河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 国网江苏省电力有限公司扬中市供电分公司江苏省镇江市212200

近年来,随着电网规模日益增大,系统拓扑变化愈加频繁,拓扑变化组合向多样化趋势发展。然而,现有数据驱动状态估计模型仅能处理欧式数据,不能有效挖掘像拓扑信息这样的非欧式数据,因此现有数据驱动模型在拓扑频繁变化时的适应性较差。该... 详细信息

近年来,随着电网规模日益增大,系统拓扑变化愈加频繁,拓扑变化组合向多样化趋势发展。然而,现有数据驱动状态估计模型仅能处理欧式数据,不能有效挖掘像拓扑信息这样的非欧式数据,因此现有数据驱动模型在拓扑频繁变化时的适应性较差。该文提出一种基于消息传递图神经网络(messagepassingneural network, MPNN)的电力系统状态估计模型。首先,利用拓扑参数和量测信息构建图数据集;其次,基于不同拓扑下的图数据训练消息传递图神经网络,得到状态估计模型;最后,在线应用时将该拓扑下的图数据输入已训练好的网络模型即可得到当前断面的状态量。通过对IEEE标准系统和中国某实际省网的算例测试,并将估计结果与加权最小二乘法、加权最小绝对值法以及深度神经网络算法和卷积神经网络算法进行比较。结果表明,该算法更能适应大规模电网中实时拓扑变化的特性。

关键词：状态估计时变拓扑数据驱动深度学习消息传递图神经网络

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面向新型电力系统潮流频繁波动的无功鲁棒分区方法

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电力系统自动化 2022年第11期46卷 102-110页

作者：李鹏王加浩徐贤李建宜徐晓春夏辉华北电力大学电气与电子工程学院河北省保定市071003 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司江苏省淮安市223100

随着可再生能源及柔性负荷渗透率的大幅增长,电力系统运行随机波动性增强,电网运行形态及系统特性发生较大改变。针对传统无功分区方法在匹配源荷双重特性变化中的不足,提出一种面向新型电力系统潮流频繁波动的无功鲁棒分区方法,在计及... 详细信息

随着可再生能源及柔性负荷渗透率的大幅增长,电力系统运行随机波动性增强,电网运行形态及系统特性发生较大改变。针对传统无功分区方法在匹配源荷双重特性变化中的不足,提出一种面向新型电力系统潮流频繁波动的无功鲁棒分区方法,在计及电网物理特性的基础上,利用电网的拓扑结构特点增加区域划分的鲁棒性。首先,提出一种名为“混合边权”的无功网络拓扑边权定义方法,为电网结构划分提供标度;然后,设计了基于并行GN算法的电网分区流程,并引入一种基于可达矩阵的分区连通性判断策略;最后,以IEEE标准算例分析了混合边权参数的特性,并以中国东部某区域电网为例进行验证。结果表明,所设计的无功分区策略能够有偏重地得到质量较高的分区结果,且能在潮流频繁波动情况下有效地稳定分区边界节点。

关键词：无功分区鲁棒性电气距离边介数并行计算可达矩阵

计及不确定性的区域综合能源系统日前多目标优化调度

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电网技术 2018年第11期42卷 3496-3503页

作者：王瑾然卫志农张勇马洲俊孙国强臧海祥陈胜河海大学能源与电气学院江苏省南京市210098 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏省南京市210019

针对区域综合能源系统因负荷变化及分布式光伏接入导致的供需失衡、节点电压/气压越限和分布不合理等问题,兼顾系统运行成本最低和电压、气压偏移度最小的目标,考虑能源互补,建立了计及负荷和光伏不确定性的区域综合能源系统日前多目标... 详细信息

针对区域综合能源系统因负荷变化及分布式光伏接入导致的供需失衡、节点电压/气压越限和分布不合理等问题,兼顾系统运行成本最低和电压、气压偏移度最小的目标,考虑能源互补,建立了计及负荷和光伏不确定性的区域综合能源系统日前多目标优化调度模型,并使用NBI法构造Pareto前沿以描述多目标问题的解集。模型从调度角度提出了通过系统自我调节、光伏有功削减、无功调节和电转气等控制方案,探讨了不同方案对系统电压、气压控制的效果与运行成本的影响,分析了系统间相互作用与能量流动。最后在算例中对上述多种控制方案进行验证。结果表明,采用无功调节配合储气与使用P2G的方案,能够在日前优化调度中兼顾系统运行成本最优的和电压、气压控制水平最佳的目标。

关键词：区域综合能源系统多目标优化日前优化调度分布式光伏电转气

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电网侧储能电站监控系统体系架构及关键技术

电力系统保护与控制 2020年第10期48卷 61-70页

作者：彭志强卜强生袁宇波郑明忠张琦兵陈兵国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103 国网江苏省电力有限公司江苏南京210024 国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司江苏镇江212000

储能电站监控系统是储能电站的核心部分,实现了对储能站内电池、电池管理系统、变流器、配电等设备的信息采集、处理、监视、控制、运行管理等功能。储能监控系统的体系架构直接影响储能电站对电网支撑作用的功效。首先总结了当前主流... 详细信息

储能电站监控系统是储能电站的核心部分,实现了对储能站内电池、电池管理系统、变流器、配电等设备的信息采集、处理、监视、控制、运行管理等功能。储能监控系统的体系架构直接影响储能电站对电网支撑作用的功效。首先总结了当前主流的三种储能监控系统架构技术特点。接着从层次架构、应用功能、性能指标、设备数量、信息交互、运维便捷等方面进行了全方位比对分析。针对储能监控存在的问题,提出储能电站协调控制解决方案。对其中涉及的关键技术进行了分析,包含主备协调器切换机制、信息建模、一次调频及动态无功调节等。最后在实验室搭建了储能协调控制测试环境,经实验验证了储能协调控制的可行性。

关键词：储能电站监控系统协调控制功率控制一次调频动态无功调节

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基于电流暂态量的分布式直流配电网保护方案

电力系统自动化 2021年第5期45卷 159-167页

作者：刘永生陈俊李娟侯炜郦君婷徐青山南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103 国网江苏省电力有限公司苏州供电公司江苏省苏州市215002 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

低压直流配电网具有故障电流持续时间短、系统运行方式多变、故障电流振荡等特征,对继电保护正确判断和定位故障提出了挑战。文中详细分析了低压直流配电网的故障特征,并据此提出了包含电流方向比对法、方向预测法、极值比较法的直流网... 详细信息

低压直流配电网具有故障电流持续时间短、系统运行方式多变、故障电流振荡等特征,对继电保护正确判断和定位故障提出了挑战。文中详细分析了低压直流配电网的故障特征,并据此提出了包含电流方向比对法、方向预测法、极值比较法的直流网络化保护方案。采用所提方案的保护单元在直流配电网故障发生后,可以对故障区域进行快速定位,完成故障的切除和隔离。为了方便保护方案的工程应用,采用通用面向对象变电站事件(GOOSE)通信实现保护单元之间信息的交互,并提出"单支路即时记忆,多支路延时定位"的保护策略以解决故障电流持续时间短、数据传输不同步等实际问题。实时数字仿真(RTDS)试验结果表明,保护可以在故障发生5 ms以内完成故障区域的正确识别。

关键词：直流配电网故障特征电流暂态量网络化保护故障定位

源–荷互动环境下含高比例风电并网的自适应线性化概率潮流计算

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电网技术 2019年第11期43卷 3926-3934页

作者：柳志航卫志农高昇宇成乐祥谈康孙国强臧海祥河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏省南京市210019

高比例风电大范围波动与柔性负荷随机响应加剧了电力系统不确定性,传统半不变量法计算概率潮流(probabilisticpowerflow,PPF)难以同时处理强随机性和相关性,导致分析结果具有较大误差。提出一种计及源-荷强随机性的自适应线性化半不变量... 详细信息

高比例风电大范围波动与柔性负荷随机响应加剧了电力系统不确定性,传统半不变量法计算概率潮流(probabilisticpowerflow,PPF)难以同时处理强随机性和相关性,导致分析结果具有较大误差。提出一种计及源-荷强随机性的自适应线性化半不变量法PPF计算方法。考虑源-荷互动随机响应,采用高斯混合模型准确建立源-荷双侧不确定性模型。针对源-荷强随机波动特性,提出自适应线性化处理方式,采用迭代更新波动子区域的方式实现随机波动范围自适应多区域划分,并在划分区域内部线性化以减小潮流全局线性化误差。同时,计及风功率区域相关性,利用自适应线性化半不变量法的解析法获取区域整合重组后状态变量的各阶半不变量。最后,运用C型Gram-Charlier级数拟合状态变量概率分布。对改进IEEE30节点系统进行测试,验证了算法的准确性及有效性,并定量评估了源-荷双侧扰动对系统运行的影响。

关键词：源-荷强随机性高斯混合模型区域相关性概率潮流自适应线性化半不变量

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基于多新息最小二乘算法的锂电池参数辨识

电力系统自动化 2019年第15期43卷 139-145页

作者：卫志农原康康成乐祥王春宁许洪华孙国强臧海祥河海大学能源与电气学院江苏省南京市210098 国网江苏省电力有限公司南京供电公司江苏省南京市210008

为了保证电池管理系统的安全可靠运行,需要准确地辨识锂离子电池模型参数。以磷酸铁锂为研究对象,建立其RC等效电路模型,并基于该模型辨识锂离子电池模型参数。锂离子电池模型参数受外部因素影响较大并且参数辨识结果受在线信息采集的限... 详细信息

为了保证电池管理系统的安全可靠运行,需要准确地辨识锂离子电池模型参数。以磷酸铁锂为研究对象,建立其RC等效电路模型,并基于该模型辨识锂离子电池模型参数。锂离子电池模型参数受外部因素影响较大并且参数辨识结果受在线信息采集的限制,采用多新息最小二乘辨识算法进行锂离子电池模型参数在线辨识。通过3种不同的充放电实验采集数据,并根据实验数据在不同初值下进行参数辨识,通过比较由辨识结果估计出的端口电压值与实际值的误差来描述辨识结果的准确度。实验结果表明,多新息最小二乘辨识算法具有快速收敛性与高精确性。

关键词：锂离子电池参数辨识最小二乘算法多新息

基于MEEMD-ARIMA模型的波浪能发电系统输出功率预测

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电力系统自动化 2021年第1期45卷 65-70页

作者：吴峰王飞顾康慧周能萍河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏省南京市210019

波浪能作为一种储量丰富的清洁能源,是未来理想的能源之一。但其具有较强的随机波动特性,因此,可靠地预测波浪能发电系统的输出功率能给复杂电网的调度带来极大的便利。文中提出基于改进的总体经验模态分解(MEEMD)-差分整合移动平均自回... 详细信息

波浪能作为一种储量丰富的清洁能源,是未来理想的能源之一。但其具有较强的随机波动特性,因此,可靠地预测波浪能发电系统的输出功率能给复杂电网的调度带来极大的便利。文中提出基于改进的总体经验模态分解(MEEMD)-差分整合移动平均自回归(ARIMA)模型的波浪能组合预测。首先,基于海浪计算原理,计算混合浪的每小时平均波高与周期。其次,采用MEEMD对每小时平均波高与周期进行分解,得到一系列特征互异的本征模态函数(IMF)和余量,并将平均波高分解的结果与离散小波变换分解结果做对比。然后,将得到的分量分别建立ARIMA预测模型,通过叠加得到每小时平均波高与周期的预测值。最后,建立直驱式波浪能发电系统波高-功率转换模型,实例结果验证了该组合模型预测的有效性。

关键词：波浪能预测离散小波变换改进的总体经验模态分解-差分整合移动平均自回归功率转换模型

考虑关键故障筛选的电-气互联综合能源系统混合控制方法

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电网技术 2019年第1期43卷 23-31页

作者：梅建春卫志农张勇马洲俊陈胜孙国强河海大学能源与电气学院江苏省南京市210098 国网江苏省电力有限公司南京供电公司江苏省南京市210019

电网与气网耦合日益加深,分析电网或气网故障对电-气互联综合能源系统安全稳定运行的影响具有重要意义。在此背景下,计及电-气互联综合能源系统的互补特性,提出一种考虑关键故障筛选的混合控制方法。该方法为一种迭代算法:主问题针对预... 详细信息

电网与气网耦合日益加深,分析电网或气网故障对电-气互联综合能源系统安全稳定运行的影响具有重要意义。在此背景下,计及电-气互联综合能源系统的互补特性,提出一种考虑关键故障筛选的混合控制方法。该方法为一种迭代算法:主问题针对预想故障集中的关键故障集,提出最优预防控制策略;子问题基于主问题控制策略,针对预想故障集中关键故障外的其他故障进行优化校正,并根据切负荷阈值筛选出其中关键故障添加至关键故障集。最后,以IEEE24节点电力系统和25节点天然气系统为算例,验证了所提算法的有效性。

关键词：电-气互联综合能源系统混合控制关键故障筛选切负荷 N-1安全约束