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面向高比例新能源消纳的地区电网柔性互联规划与运行技术综述

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电网技术 2024年第6期48卷 2272-2286,I0007-I0010页

作者：司金冬吴熙郭其胜蔡晖程亮黄俊辉东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院江苏省南京市210008 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024

随着大规模新能源逐步渗透于不同电压等级的各级电网,地区电网呈现源荷分布不均、输变电设备容量紧张与过剩并存,新能源消纳严重受限。地区电网内部或之间中电压等级的互联新形态可有效降低输电升/降压冗余,分担主网架输送压力,具有广... 详细信息

随着大规模新能源逐步渗透于不同电压等级的各级电网,地区电网呈现源荷分布不均、输变电设备容量紧张与过剩并存,新能源消纳严重受限。地区电网内部或之间中电压等级的互联新形态可有效降低输电升/降压冗余,分担主网架输送压力,具有广阔应用前景。对面向高比例新能源消纳的地区电网柔性互联规划与运行技术进行评述和展望。首先概述了高比例新能源消纳的地区电网新形态与新挑战;其次介绍了现有典型柔性互联技术;在此基础上,分别从规划和运行角度对地区电网的柔性互联技术进行评述,阐明新形态下地区电网亟需关注的关键问题、解决思路;最后,对现有研究不足进行总结和展望,为高比例新能源地区电网柔性互联规划与运行提供科学依据。

关键词：新能源消纳地区电网分层协调多区联动规划运行

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车联网环境下电动汽车主动充电引导模型

电力系统自动化 2024年第7期48卷 159-168页

作者：袁晓冬甘海庆王明深滕欣元阮文骏龙寰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江苏省南京市210024 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

为了适应电动汽车数量和充电需求的急剧增长,从电动汽车用户视角出发,提出了一种在车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型。首先,融入红绿灯等待时间和不走回头路条件,改进A*路径规划算法,利用实际路... 详细信息

为了适应电动汽车数量和充电需求的急剧增长,从电动汽车用户视角出发,提出了一种在车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型。首先,融入红绿灯等待时间和不走回头路条件,改进A*路径规划算法,利用实际路网状态信息更新路网时空状态矩阵,实时优化电动汽车行驶路径,获取电动汽车充电行驶时间。其次,利用深度置信网络预测充电站电动汽车短时到达量,基于排队论M/G/k模型预测电动汽车充电等待时间。最后,以最小化电动汽车充电行驶时间和充电等待时间为目标,搭建电动汽车主动充电引导模型。以中国南京市中心区域为算例,验证了所提主动充电引导模型的有效性,所提算法能够提高充电桩的利用率并减少电动汽车用户综合充电时间。

关键词：车联网电动汽车主动充电引导排队论路径规划

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基于数据驱动的配电网无功优化

电网技术 2024年第1期48卷 373-382页

作者：蔡昌春程增茂张关应李源佳储云迪江苏省输配电装备技术重点实验室(河海大学) 江苏省常州市213022 河海大学人工智能与自动化学院江苏省常州市213022 河海大学信息科学与工程学院江苏省常州213022 国网江苏省电力有限公司常州供电分公司江苏省常州市213022

传统无功电压控制由于分布式电源、储能以及柔性负荷的接入面临计算速度和精度上的挑战。该文提出了一种基于数据驱动的配电网无功电压优化方法,通过跟踪实际系统的运行参数,实现无功电压的主动控制。在极限学习机中引入自动编码器构建... 详细信息

传统无功电压控制由于分布式电源、储能以及柔性负荷的接入面临计算速度和精度上的挑战。该文提出了一种基于数据驱动的配电网无功电压优化方法,通过跟踪实际系统的运行参数,实现无功电压的主动控制。在极限学习机中引入自动编码器构建深度学习机制,利用自动编码器建立极限学习机输入-输出的直接耦合关系,实现无监督学习和有监督学习有机结合,缩短训练模型的迭代过程;利用蒙特卡洛法基于分布式电源、负荷预测信息构建配电网运行场景,利用深度极限学习机挖掘运行场景优化运行与无功调压设备状态间的内在联系,建立电网运行场景与系统无功调压策略的映射关系。该文提出的基于数据驱动的无功优化方法不依赖实际系统潮流计算,能够实现配电网运行状态的跟踪和无功调节设备的优化调度,为配电网无功电压的主动控制打下基础。

关键词：数据驱动无功优化深度极限学习机自动编码器主动控制

快速频率响应负荷参与惯量辅助服务能力评估及应用

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电力系统自动化 2024年第16期48卷 99-108页

作者：缪蔡然江叶峰施琳樊陈姚建国王琦东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

新能源比重的不断增加导致电力系统惯量水平降低。为防止低惯量系统故障后频率快速跌落,亟须挖掘新型惯量响应资源。快速频率响应负荷(FFRL)可以根据电网故障后频率变化率灵活调节负荷水平以提供紧急支撑。文中基于FFRL参与的电力系统... 详细信息

新能源比重的不断增加导致电力系统惯量水平降低。为防止低惯量系统故障后频率快速跌落,亟须挖掘新型惯量响应资源。快速频率响应负荷(FFRL)可以根据电网故障后频率变化率灵活调节负荷水平以提供紧急支撑。文中基于FFRL参与的电力系统频率响应模型给出了FFRL惯量支撑效果评估方法,并结合不同市场主体的惯量服务补偿机制建立了FFRL参与惯量辅助服务优化模型。算例结果验证了所提FFRL惯量支撑效果评估方法的准确性与FFRL参与惯量辅助服务对系统运行经济性与系统频率安全稳定的提升效果。相比于传统火电机组,FFRL可以凭借更少的响应容量提供更多的惯量响应,并根据其响应策略与控制方式进行灵活变换,从而更精准地响应电网对自身惯量水平的要求。

关键词：新能源快速频率响应负荷电力系统惯量惯量支撑辅助服务

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基于画像的工业园区需求响应潜力评估

电力系统自动化 2024年第1期48卷 41-49页

作者：范宇辉姜婷玉黄奇峰鞠平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营销服务中心江苏省南京市210019

需求响应潜力的准确评估是电网调度部门制定科学合理调度计划的数据支撑,对于需求响应实施过程中涉及的各个利益主体均有重要意义。由于工业负荷用电量大且用电规律,其可挖掘的调节潜力巨大,是最理想的需求响应资源之一。首先,针对典型... 详细信息

需求响应潜力的准确评估是电网调度部门制定科学合理调度计划的数据支撑,对于需求响应实施过程中涉及的各个利益主体均有重要意义。由于工业负荷用电量大且用电规律,其可挖掘的调节潜力巨大,是最理想的需求响应资源之一。首先,针对典型可调节用户,聚类分析其主要用电计划类型,并根据最大相关最小冗余准则对各用电计划进行画像;然后,以典型可调节用户不同用电计划的数据集作为训练集进行负荷超短期预测,得到典型用户在调度时段的可调节容量;最后,基于所提出的园区响应潜力评估框架,根据用电行为聚类确定各工厂所属典型可调节负荷类别,并根据各类型可调节负荷占比得到园区内对应类型负荷的可调节容量,进而得到园区总体的调节潜力。仿真结果表明,所提评估方法可分析出园区内各类可调节负荷的调节潜力,并结合园区总调节潜力的实际数据验证了评估方法的有效性。

关键词：需求响应可调节容量工业园区工业负荷聚类分析用电行为画像

基于改进自适应陷波的双馈风电场时变次同步振荡抑制策略

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1836-1847,I0014页

作者：吴熙徐珊珊冯双范立新顾文东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 江苏省智能电网技术与装备重点实验室(东南大学) 江苏省南京市210096 江苏方天电力技术有限公司江苏省南京市211102

双馈风电场经串补电容并网时,可能引发次同步控制相互作用(subsynchronous control interaction,SSCI),严重威胁系统安全稳定运行。通过在风机控制器中引入陷波器可有效阻断SSCI,然而固定参数陷波器难以适应实际系统中次同步振荡表现出... 详细信息

双馈风电场经串补电容并网时,可能引发次同步控制相互作用(subsynchronous control interaction,SSCI),严重威胁系统安全稳定运行。通过在风机控制器中引入陷波器可有效阻断SSCI,然而固定参数陷波器难以适应实际系统中次同步振荡表现出的频率大范围时变特征。为解决这一问题,该文提出一种基于改进自适应陷波(adaptive notch filter,ANF)的双馈风电场时变次同步振荡抑制策略。首先,分析ANF安装于风机转子侧变流器(rotor-side converter,RSC)不同位置时对次同步振荡分量的阻断效果,确定ANF的最佳安装位置;其次,基于紧缩技术近似投影子空间跟踪算法(projection approximation subspace tracking based on the deflation technique,PASTd)在线获取次同步振荡信息,提出总体控制架构,设计基于量测数据辨识的ANF中心频率更新策略;最终,在考虑风速、风机台数、无功出力、电网拓扑变化等多种影响因素的情况下,验证控制策略对频率时变次同步振荡的抑制效果。与现有方法相比,所提控制策略不依赖于系统的准确数学模型,且具备较强的鲁棒性和适应性。

关键词：双馈风机次同步振荡转子侧变流器安装位置自适应陷波器

一种基于圆周运动轨迹方程的电力系统基波频率测量方法

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电网技术 2024年第7期48卷 2919-2927页

作者：许苏迪袁宇波王晨清郑明忠高磊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

随着新能源的大规模接入,系统惯量降低,电力系统的频率波动变得剧烈,增加了频率准确测量的难度,而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此,该文从圆周运动角度,提出了一种新颖的频率精确测量方法。该方法... 详细信息

随着新能源的大规模接入,系统惯量降低,电力系统的频率波动变得剧烈,增加了频率准确测量的难度,而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此,该文从圆周运动角度,提出了一种新颖的频率精确测量方法。该方法建立了电力系统电压信号正弦变化的旋转相量圆周运动表征模型,基于匀速圆周运动和变速圆周运动的轨迹运动方程,推导了旋转相量及其导数与系统频率之间的函数关系;利用二次多项式拟合电压信号动态变化的幅值和相角,提出了基于最小二乘法的旋转相量及其导数求解方法,进一步,提出了基于频率网格化的迭代优化方法,消除了频率偏移对算法的影响。仿真和硬件测试表明,所提算法在频率偏移、线性和非线性变化条件下均能准确地测量基波频率。

关键词：频率测量旋转相量圆周运动最小二乘法

基于改进凸内逼近法的主动配电网有功-无功协调优化

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5528-5537,I0007页

作者：黄永红王玉祥孔维健曹程苏家宇王克威江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013 亨通光电股份有限公司江苏省苏州市215200

以风电、光伏为代表的分布式电源接入配电网后容易导致系统电压波动变大以及局部电压越限。以二阶锥优化为代表的松弛技术在优化时为了保证松弛后解的精确,约束条件极为严苛并且在功率的极端注入下容易导致对偶间隙增大。针对上述问题,... 详细信息

以风电、光伏为代表的分布式电源接入配电网后容易导致系统电压波动变大以及局部电压越限。以二阶锥优化为代表的松弛技术在优化时为了保证松弛后解的精确,约束条件极为严苛并且在功率的极端注入下容易导致对偶间隙增大。针对上述问题,该文提出基于改进凸内逼近法的主动配电网有功-无功优化方法。首先,基于支路潮流方程定义与支路电流、节点电压和视在功率流相关的非线性项的凸包,并与剩余线性元素结合形成凸内部近似,建立完善的数学模型;进一步提出网络容许性判据以及引入KKT条件收缩最优解的对偶间隙。最后,基于IEEE 33系统及PG&E69节点系统,利用Yalmip等平台求得电网中各有功、无功决策变量的出力区间,验证所提方法的稳定、精确与高效性。

关键词：分布式电源凸内逼近电压调度区域

基于多特征符号聚合近似和层次聚类的户变关系识别方法

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 133-141页

作者：周赣茅欢冯燕钧华济民曾瑛东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司江苏省无锡市214000 广东电网有限责任公司广东省广州市510600

针对低压配电台区拓扑档案中可能存在的户变关系异常问题,文中提出了一种基于多特征符号聚合近似(MF-SAX)和层次聚类的户变关系识别方法。首先,运用符号聚合近似表达方法将用户电压时间序列转化为字符串序列,并引入电压波动系数和电压... 详细信息

针对低压配电台区拓扑档案中可能存在的户变关系异常问题,文中提出了一种基于多特征符号聚合近似(MF-SAX)和层次聚类的户变关系识别方法。首先,运用符号聚合近似表达方法将用户电压时间序列转化为字符串序列,并引入电压波动系数和电压变化趋势两个附加参数对其特征表达进行强化。然后,基于编辑距离生成用户电压曲线相似性矩阵,并结合层次聚类算法实现户变关系的识别。最后,实际算例结果表明,提出的方法相比于现有方法准确率更高,误报更少,能直接应对数据缺失的情况,且具有更高的效率。

关键词：低压配电台区户变关系层次聚类拓扑识别电压曲线相似性