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基于最优经济运行区域的主动配电网日前日内协同调度方法

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电网技术 2024年第4期48卷 1602-1611,I0066,I0067-I0071页

作者：王灿方仍存雷何孙建军查晓明武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 综合能源电力装备及系统安全湖北省重点实验室(武汉大学) 湖北省武汉市430072 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北省武汉市430077

传统的日前-日内协同调度通常以与日前时序计划曲线偏差最小作为日内目标函数,当日内新能源出力预测值与日前相差较大时,储能装置(energy storage systems,ESS)等由于其时间耦合约束日内调整范围有限,导致经济性和灵活性较差。对此,提... 详细信息

传统的日前-日内协同调度通常以与日前时序计划曲线偏差最小作为日内目标函数,当日内新能源出力预测值与日前相差较大时,储能装置(energy storage systems,ESS)等由于其时间耦合约束日内调整范围有限,导致经济性和灵活性较差。对此,提出了基于最优经济运行区域(optimal economic operation region,OEOR)的主动配电网(active distribution networks,ADN)日前-日内协同调度方法。在日前阶段,构建线性化ADN调度模型,基于拉丁超立方采样法生成的大量随机场景下调控设备优化曲线,以全时间段内设备出力上下界内所包含的随机场景优化结果数量最大为目标,考虑储能装置荷电状态的相邻时段约束和微型燃气轮机的爬/滑坡率,构建OEOR生成模型。最后,在日内阶段,调控设备在OEOR内滚动优化调整,当该时段优化值贴近OEOR边界时,考虑相邻时段出力约束,将OEOR扩展为最优经济极限运行区域(E-OEOR)。算例结果表明,所提方法相比于传统方法能够更有效地提升配电网经济性。

关键词：最优经济运行区域时间耦合性约束协同调度主动配电网

基于区间概率不确定集的微电网两阶段自适应鲁棒优化调度

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1750-1763,I0007页

作者：王灿张雪菲凌凯席磊陈然王傲奇褚四虎田福银李欣然三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 国网衢州供电公司浙江省衢州市324000 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北省武汉市430077

光伏出力的随机性和负荷用电的波动性对微电网的优化调度影响显著,为此提出了预测-调节-决策一体化的策略框架。基于高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)将光伏出力和负荷用电典型日历史数据自适应生成的置信区间与鲁棒优化... 详细信息

光伏出力的随机性和负荷用电的波动性对微电网的优化调度影响显著,为此提出了预测-调节-决策一体化的策略框架。基于高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)将光伏出力和负荷用电典型日历史数据自适应生成的置信区间与鲁棒优化中不确定集的构建相结合,建立了基于区间概率不确定集的自适应鲁棒优化调度模型。首先,通过GPR生成自适应鲁棒优化调度模型中不确定集的固定项,然后调节决策环节所考虑的风险水平以确定不确定集中的波动项,进而确定衡量不同调度保守度下的不确定集边界;接着采用预测区间质量评测指标来考核各个不确定集所对应的区间优劣。最后,通过改进的IEEE-37节点微电网系统验证了所提模型在有效抵御光伏出力和负荷用电波动的同时保持较低的运行成本。

关键词：微电网风险水平置信区间不确定集鲁棒优化

计及混合交易模式的多区域互联电力系统碳排放流计算方法

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电网技术 2024年第9期48卷 3535-3543,I0001页

作者：唐爱红余文晗张莹瞿子涵王庆铭王文浩武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北省武汉市430077

为理清在多区域互联系统中各子区域间的混合交易对碳流分布的影响,该文提出了一种计及混合交易模式的多区域互联电力系统碳排放流计算方法。首先采用分裂法的思想,将原多区域互联电力系统转化为直观的双边交易系统。再根据潮流追踪法,... 详细信息

为理清在多区域互联系统中各子区域间的混合交易对碳流分布的影响,该文提出了一种计及混合交易模式的多区域互联电力系统碳排放流计算方法。首先采用分裂法的思想,将原多区域互联电力系统转化为直观的双边交易系统。再根据潮流追踪法,将联营交易等效为多笔虚拟双边交易,成功将网损分至每笔交易,实现双边交易网络与联营交易网络的解耦。然后根据每笔交易的特性,得出新交易网络的运行参数,分别计算出各网络中的支路碳流率与负荷碳流率,进而计算出原多区域互联系统的碳流分布。算例结果显示,与传统的碳流计算法相比,上述方法能够反映出不同混合交易模式对系统碳流分布的影响,有效地避免不同交易耦合所造成的“碳泄露”,并能向电力用户展示碳排放的构成信息,具有较高的实用价值。

关键词：多区域互联交易模式碳流率碳流分布

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

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电网技术 2024年第5期48卷 2199-2206,I0115页

作者：黄景光赵珩李浙栋张宇鹏梅诺男孙佳航张员宁翁汉琍三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司浙江省绍兴市312000 国网湖北省电力有限公司超高压公司湖北省武汉市430050

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动... 详细信息

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

关键词：反时限过流保护分布式电源梯度下降算法曲线拟合速动性选择性

非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性模拟方法

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5420-5430,I0034页

作者：陈彬蔡文杰冯昱璋唐波王帅兵黄力湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司武汉供电公司湖北省武汉市430000 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

高频变压器是DC/DC变换器的核心部件,其激励波形一般为非正弦波,工作频率可达数千赫兹以上,导致铁心损耗显著增加,准确模拟非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性,有助于铁心损耗计算以及变压器的电磁暂态分析。首先,该文考虑铁心磁... 详细信息

高频变压器是DC/DC变换器的核心部件,其激励波形一般为非正弦波,工作频率可达数千赫兹以上,导致铁心损耗显著增加,准确模拟非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性,有助于铁心损耗计算以及变压器的电磁暂态分析。首先,该文考虑铁心磁化物理过程,利用系统级电力电子仿真软件PLECS中底层模块和语言编写程序,建立基于静态J-A磁滞模型和磁导-电容类比法的铁心静态磁滞磁导模型;然后,考虑高频条件下涡流效应与弛豫效应对铁心动态磁滞特性的影响,根据损耗统计理论建立铁心动态磁滞磁导模型;最后,基于模拟退火与Levinberg-Marquardt混合算法提取静态J-A磁滞模型参数,根据铁心损耗特性曲线采用最小二乘法提取动态损耗系数。对比分析不同占空比、高频方波电压激励下电流波形以及磁滞回线的仿真结果与实验测量结果,验证了模型的有效性。

关键词： J-A磁滞模型铁心损耗磁导-电容类比非正弦激励磁滞特性

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数字孪生技术在新型电力系统中的发展综述

电网技术 2024年第9期48卷 3872-3889,I0087,I0088-I0091页

作者：王榕泰吴细秀冷宇宽侯慧吴士普邱进武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070 国网孝感供电公司湖北省孝感市432000 中国电力科学研究院有限公司湖北省武汉市430074

随着新能源入网比例的增加,电力系统正经历向新型电力系统转型的深刻改变,面临很多新问题,尤其是新能源并网带来的不确定性,给电力系统建模带来了巨大挑战。基于新一代信息技术发展起来的数字孪生技术在应对转变上具有独到优势,是解决... 详细信息

随着新能源入网比例的增加,电力系统正经历向新型电力系统转型的深刻改变,面临很多新问题,尤其是新能源并网带来的不确定性,给电力系统建模带来了巨大挑战。基于新一代信息技术发展起来的数字孪生技术在应对转变上具有独到优势,是解决和发展新型电力系统的重要手段。为此,该文梳理近年来数字孪生在电力系统最新的应用情况,首先通过文献计量分析了解数字孪生发展趋势和研究热点,在此基础上明确数字孪生在电力领域的定义,辨析其与传统仿真的区别。根据不同学者的研究成果对比总结数字孪生的共性特征、实现框架、实现方法及关键使能技术。然后,总结现有数字孪生在电力系统中的应用现状,通过Pareto曲线和时间趋势分析对数字孪生的具体应用展开讨论,分析数字孪生应用的评价标准,并通过数字孪生建模案例初步探讨了数字孪生在电力系统中的实际应用和评价体系。最后,理清数字孪生目前待解决的关键问题,展望数字孪生在电力系统应用的未来发展趋势。

关键词：新型电力系统数字孪生文献计量分析数据驱动评价体系

计及多重交易耦合的省间交易通道可用输电能力优化方法

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电网技术 2024年第9期48卷 3705-3712,I0055,I0056页

作者：魏聪颖徐箭汪旸徐浩廖思阳国家电网有限公司华中分部湖北省武汉市430077 武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072

省间电力交易模型的简化使得虚拟交易流和实际电力流不一致,在区域电网内存在安全运行风险。对此,提出一种考虑多重省间交易耦合及潮流阻塞的区域电网省间交易通道可用输电能力优化方法,在保证电网安全运行的前提下,最大化交易可行域空... 详细信息

省间电力交易模型的简化使得虚拟交易流和实际电力流不一致,在区域电网内存在安全运行风险。对此,提出一种考虑多重省间交易耦合及潮流阻塞的区域电网省间交易通道可用输电能力优化方法,在保证电网安全运行的前提下,最大化交易可行域空间,以发挥区域电网资源配置优势。首先,以虚拟交易网络和实际物理网络关联关系为基础,构建了省间电力交易的网络约束模型。其次,采用平面外拓方法搜索网络约束的可行域边界,从而将可用输电能力优化问题归结为可行域覆盖问题。然后,引入有向测度的概念定量刻画可行域的大小,并设计了以智能算法为外层框架、经典线性规划为内层主体的双层混合求解算法。最后,在实际场景中验证了所提方法的适用性和时效性。

关键词：省间电力市场可用输电能力网络阻塞可行域测度论

基于PFC电路直流纹波抑制的二阶自适应滑模控制器设计

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5258-5268,I0020页

作者：马辉曾雨涵苗桂喜曾斌卢云黄悦华三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 国网安阳供电公司河南省安阳市455000

文中提出一种背靠背型中性点钳位式(back-to-back neutral point clamped,BT-NPC)功率因数校正(power factor correction,PFC)电路,并设计二阶自适应滑模控制方法用于提高电路鲁棒性与降低电流谐波含量。首先,分析所提三电平PFC电路工... 详细信息

文中提出一种背靠背型中性点钳位式(back-to-back neutral point clamped,BT-NPC)功率因数校正(power factor correction,PFC)电路,并设计二阶自适应滑模控制方法用于提高电路鲁棒性与降低电流谐波含量。首先,分析所提三电平PFC电路工作特性,推导该电路的等效模型及其模态扰动,并分析模态扰动量对其工作特性的影响;然后,结合高阶滑模理论与自适应控制两者的优点,设计二阶自适应滑模控制器,既使电路具有变结构控制的良好鲁棒性,又能最大限度的减小控制震颤。同时,基于电流带宽分析,设计比例谐振控制器补偿交流电流与工频相位,并设计基于扩张状态观测器的直流电压采样滤波方法,用于消除二倍频纹波造成的电流谐波影响。最后,基于BT-NPC电路,搭建220 V/50 Hz、1 kW/400 V的实验样机,实验结果验证所提变换器的可行性和控制方法的有效性。

关键词：功率因数校正变换器扩张状态观测器滑模控制器纹波抑制

考虑需求响应和用户满意度的主动配电网优化调度

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全球能源互联网 2024年第4期7卷 443-453页

作者：程江洲胡敏刘闯三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443000 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司湖北省孝感市434000 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北省荆门市448000

为提高主动配电网(active distribution network,ADN)运行经济性和用户满意度,提出一种考虑需求响应和用户满意度的ADN优化调度方法。综合考虑ADN运行过程中的购电成本、发电成本、维护成本和需求响应成本,建立了以ADN总运行成本最小为... 详细信息

为提高主动配电网(active distribution network,ADN)运行经济性和用户满意度,提出一种考虑需求响应和用户满意度的ADN优化调度方法。综合考虑ADN运行过程中的购电成本、发电成本、维护成本和需求响应成本,建立了以ADN总运行成本最小为目标函数的优化调度模型。利用混沌映射、莱维飞行和收敛因子非线性变化等策略对斑点鬣狗优化算法(spotted hyena optimization,SHO)进行优化,以提高斑点鬣狗算法的优化性能。采用改进斑点鬣狗优化算法(ISHO)对ADN优化调度模型进行求解,算例分析结果表明,ISHO算法的优化效果优于其他算法,2种需求响应同时参与系统调度时的ADN总运行成本最小,经济性更好。

关键词：主动配电网优化调度需求响应用户满意度改进斑点鬣狗算法