电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 考虑负荷偏离度的零碳排放综合能源系统优化调度

    张鸿宇;凡海波;方辉;彭敏放;

    综合能源系统可以在满足多元化用能需求的同时,有效提高能源利用率,减少碳排放量。在此背景下,将供能侧的经济运行与用户侧的用能体验相结合建立综合能源系统优化调度模型。在供能侧,引入光热电站作为供能系统的热电耦合模块,结合风力光伏发电机组、污水源热泵、储能装置等构建一种新型供能系统架构,实现供能侧的零碳排放;在用户侧,考虑柔性电负荷参与基于电价的需求响应以及用户对不同能源的敏感度差异等因素,建立可以衡量用户用能体验的负荷偏离度模型。此外,考虑到电、热、气3种能源的特性差异,采用混合时间尺度对综合能源系统进行调度。最后,利用NSGA-II算法对综合能源系统优化调度模型进行求解,并通过算例验证了该模型的可行性与合理性。

    2022年07期 v.34;No.222 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K]
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  • 单相有源前端级联H桥逆变器故障容错控制

    孙熙晨;林旭梅;张明鹏;

    针对模块化级联H桥逆变器配置单相有源前端整流器故障时三相输入功率不平衡问题,设计了一种新颖的前端H模块故障容错控制策略。首先隔离故障H桥模块,然后布局输入功率和直流电压的控制,确保在模块故障的情况下输出最大电压和功率。同时,通过基于AR坐标变换的电流控制,维持正常并网电流。系统施加容错控制后,系统中每个模块的直流侧电压和并网电流均得到很好调节,并保持了最大容量。利用单相有源前端级联H桥逆变器样机开展了实验研究,测试结果表明所设计的新型控制策略可有效实现系统故障容错运行。

    2022年07期 v.34;No.222 11-19+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1258K]
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  • 采用机器学习的变压器分层故障诊断

    王子鉴;秦瑜瑞;李景丽;

    油中溶解气体分析DGA(dissolved gas analysis)是进行变压器故障诊断的重要依据。针对传统变压器故障诊断未能有效利用特征气体与不同故障类型之间的相关性大小,对特征气体进行筛选,以致出现故障诊断结果不准确的问题,文章基于变压器分层故障诊断的方法 ,提出了利用卡方检验在每个故障诊断层中选取最优气体,剔除冗余气体,并采用不同机器学习分类器对所选择的最优气体进行分类的新方案。进行交叉验证后的结果表明,卡方检验能够有效提取特征气体,采用不同分类器进行分层故障诊断的效果优于用单个分类器对小类故障直接诊断。

    2022年07期 v.34;No.222 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 779K]
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  • 基于LSTM的重要用户电能质量趋势预测分析模型

    赵长伟;骈睿珺;杜天硕;葛磊蛟;

    为精确掌握重要用户电能质量的变化趋势规律,进而有效实现对其高品质的电能质量供应,文中提出一种基于距离相关系数与长短时记忆LSTM(long short-term memory)网络的重要用户电能质量趋势预测分析方法。首先,对可表征重要电力用户电能质量的多维度特征原始数据进行标准化处理,进一步利用距离相关系数过滤低相关特征实现特征降维,从而完成趋势变化基础样本数据集的筛选;其次,将训练集样本输入到双层LSTM网络中进行训练;最终得到重要用户电能质量趋势变化预测模型,并以重要电力用户的电压偏差、电压总谐波畸变率、短时间闪变等电能质量指标进行性能评估。最后,在实例分析中验证了所提出的方法的实用性和有效性,可为重要用户高品质电能质量的供应保障提供重要技术支撑。

    2022年07期 v.34;No.222 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 946K]
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  • 基于智能电表量测的低压配电线路参数辨识

    黄璐涵;熊尉辰;宋晓林;宋国兵;

    及时识别低压配电线路参数可预防非突发性故障的发生,但囿于智能电表量测数据种类,合适的计算方法有待研究。文章基于已知拓扑及智能电表测得的有功无功、电压电流有效值,提出了一种线路参数计算方法。该方法假定了线路阻抗初值,从负荷侧推得各条线路的功率分布,从电源侧推得各电气量相位角,再用测得值及推得的相位角组成新的电气量,然后形成KVL方程并通过最小二乘法进行阻抗新值的迭代求解。最后以包含24个负荷电表节点、31条支路的配网算例验证了所提方法的有效性。

    2022年07期 v.34;No.222 34-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 896K]
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  • 基于扩张状态观测器的DFIG滑模直接功率控制

    刘昌建;董锋斌;赵永玮;

    为提高双馈风力发电机DFIG(doubly-fed induction generator)的运行性能,提出一种扩张状态观测器与二阶滑模控制相结合的DFIG直接功率控制策略。首先,分析了以有功、无功功率为状态变量的DFIG数学模型。然后,引入扩张状态观测器,对系统状态变量与包含大量耦合项以及辅助激励变量项等因素在内的集总不确定项进行估计。最后,设计基于super-twisting算法的二阶滑模控制方法,并运用Lyapunov第二法证明了其稳定性。通过Matlab/Simulink仿真并与二阶滑模控制进行对比验证,结果表明,该控制策略能削弱功率和电磁转矩的抖振,增强了系统鲁棒性。

    2022年07期 v.34;No.222 41-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1054K]
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  • 110 kV XLPE电缆中间接头磁场分布特征及劣化评估

    王馥珏;姚天翼;杨卓然;王东海;董学家;

    110 kV交联聚乙烯电缆中间接头存在制造与施工破坏等问题,导致电缆附件产生劣化,影响电力的可靠输送。本文提出了一种基于磁场特征提取的电缆中间接头劣化评估方法,通过有限元分析软件建立了交联聚乙烯电缆中间接头仿真模型,分别求解了中间接头未劣化和存在主绝缘划伤、机械破损时的磁场分布,建立了劣化类型、大小、程度与磁场强度和磁场畸变特征的关系。该评估手段利用磁场畸变特征检测中间接头缺陷,提升了电缆状态监测的有效性和准确性。

    2022年07期 v.34;No.222 50-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 860K]
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  • 主从结构下储能变流器并联运行建模与附加控制

    朱利锋;吴彬锋;宋恩亮;刘子卓;杨成钢;刘睿;

    为提高系统的可靠性,实现储能变流器并联系统容量的灵活配置。本文首先建立了传统主从控制下独立交流微电网的状态空间模型,分析了主要控制与通信参数对系统稳定性的影响。其次,针对负荷扰动过程中从机功率跟踪较慢的问题,提出了一种附加的从机控制策略以增强系统承担负荷扰动的能力;针对交流微电网带负载黑启动的问题,提出了一种主从结构下的黑启动协调控制策略。最后,仿真和实验验证了建模的正确性与所提控制方法的有效性。

    2022年07期 v.34;No.222 54-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 985K]
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  • 含可再生能源的多区域电力系统负荷频率控制

    关燕鹏;李晓宁;贾新春;

    针对可再生能源接入后多区域电力系统惯量减小、调频困难的问题,提出一种基于虚拟惯量技术的分布式最优负荷频率控制方法。首先,对具有控制器稀疏互联结构约束的分布式最优负荷频率控制系统建立了数学模型;然后,利用Lyapunov-Krasovskii方法得出该模型的稳定性判据,利用线性矩阵不等式技术和混合整数规划法得出稀疏结构控制器的设计方法;最后,以1个4区电力系统为例进行仿真,结果表明利用所提方法可实现系统的稳定控制。

    2022年07期 v.34;No.222 64-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 941K]
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  • 电采暖调峰虚拟电厂的用户激励动态定价决策方法

    焦东翔;俞海侠;孙凌辰;孙玲玲;王珺;

    为发挥电采暖负荷灵活可调控性能,本文将电采暖负荷聚合成虚拟电厂,提出一种价格激励调峰型虚拟电厂电采暖负荷的动态分时电价决策方法,为电采暖主动参与电网优化运行提供解决方案。首先,基于现有电采暖设备种类及其应用模式,划分直热式、蓄热式、“光伏+直热式”及“光伏+蓄热式”4类典型电采暖负荷类型,构建电采暖型调峰虚拟电厂运营模式;建立分时电价下4类电采暖负荷用电特性模型;采用模糊隶属度对虚拟电厂分时电价时段进行划分,并建立调峰型虚拟电厂电采暖负荷日前动态分时电价优化模型。算例结果表明,调峰型虚拟电厂通过制定动态分时电价激励电采暖负荷有序用电,在实现电网调峰的同时,具有较好的经济效益。

    2022年07期 v.34;No.222 72-80+87页 [查看摘要][在线阅读][下载 939K]
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  • 高比例新能源电力系统频率稳定性的惯量需求分析

    张桂红;刘飞;王世斌;李积泰;

    随着高渗透率新能源并网,同步发电机被逐渐替代,传统惯量支撑元件已经很难保证系统的频率稳定。为提高电力系统的频率稳定性,需要充分利用换流器高占比电力系统中的可控元件,提供虚拟惯量。首先,提出一种考虑系统动态频率响应特性的最小惯量估计方法,通过计算风电-储能并网系统的等值惯性时间常数,构建满足系统频率稳定性的惯量安全区间;然后,基于惯量安全区间,针对发生不同功率缺额时,系统频率稳定性与虚拟惯量之间的关系进行了机理阐释与量化分析;通过判断当前运行点是否位于安全区间内,可为频率稳定提供控制手段。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的有效性和可行性。

    2022年07期 v.34;No.222 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 963K]
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  • 考虑源荷不确定性和相关性的关键线路辨识

    王洪涛;邹斌;

    为解决高比例可再生能源接入电力系统后,现有的关键线路辨识方法难以考虑源荷不确定情况下的关键线路辨识的问题,提出了新的关键线路辨识方法。首先,以贝叶斯网络BN(Bayesian network)为基础,建立源荷概率模型。然后,以线路概率潮流介数为指标,利用概率最优潮流的计算结果,对电源-负荷节点对之间的功率传输进行顺流潮流追踪,计算每条线路的概率潮流介数,以概率潮流介数为指标辨识关键线路。最后,以IEEE39节点系统为算例,考虑源荷的不确定性和相关性,对关键线路进行辨识。仿真结果表明,所提方法较为全面地考虑了源荷不确定性和相关性,得到的关键线路集与参考标准的关键线路集相同,验证了所提方法的有效性。

    2022年07期 v.34;No.222 88-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 948K]
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  • 计及新能源不确定性的多区域互联系统分散协调调度

    朱广明;梁栋;马龙;

    针对新能源多区域互联优化调度问题,提出考虑新能源出力不确定性以及区域间联络线交互功率偏差控制的分布式协调调度方法。首先,根据调度级别的不同设计了多区域互联系统分散协同调度框架;然后,通过分散协调算法将区域互联调度问题分解为子问题和主问题,其中,主问题为协调优化区域间联络线交互功率,综合考虑新能源出力不确定性等因素影响,通过互联系统交互功率的模型预测偏差控制,减少联络线计划电量和实际交易电量偏差,确定联络线协调调度最优方案,子问题为区域内系统独立经济运行,实现区域内发购电总费用最优。最后,通过2区64节点系统对所提方法进行有效性验证。结果表明,所提方法不仅能有效降低多重不确定性对互联系统安全运行及新能源消纳的影响,而且提高了互联区域的经济收益。

    2022年07期 v.34;No.222 98-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 859K]
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  • 考虑供需需求的电动汽车充放电调度策略

    罗维祥;常喜强;伏睿;聂昕磊;

    随着电动汽车EV的日益普及,针对电动汽车入网对电网造成负荷波动等问题,本文从用户侧和电网侧考虑通过双阶段优化研究电动汽车充放电调度策略。首先,分析了电动汽车充放电需求和车主行驶特性,确认了电动汽车参与电网调度的可行性。其次,在第一阶段优化过程中考虑车主需求,以用户充放电费用为目标函数建立模型,在第二阶段优化中考虑电动汽车参与电网调度使得达到电网削峰填谷的需求。最后,通过两个阶段的优化得到考虑供需两侧的电动汽车充放电调度策略。通过对比仿真结果,本文所提的调度策略有效降低了用户成本,减小负荷峰谷差,平抑电网波动。

    2022年07期 v.34;No.222 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 881K]
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  • 知识图谱在电力设备缺陷文本查错中的应用问题与对策

    李彦儒;陈耀军;王慧芳;吴向宏;

    在基于知识图谱技术的电力设备缺陷文本查错等方法的工程化应用过程中,发现存在词汇歧义等问题,同时知识图谱更新也缺乏应对措施。本文通过将歧义实体词与相邻词汇合并为新实体词加入电力本体字典实现实体消歧,并明确电力本体字典按词汇长度降序排列的规则。同时,提出了通过文本查错来筛选新知识的方法和通过文本路径查找来筛选退化知识的方法,并在知识图谱更新后通过文本查错校验知识的完整性。实验结果表明,消歧方法提高了知识图谱的准确性,知识图谱更新方法能够妥善地将新知识融入知识图谱,切实提高了缺陷文本知识图谱的应用效果。

    2022年07期 v.34;No.222 113-119+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 822K]
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  • 基于深度学习的多微电网市场主从博弈运行优化策略

    严文君;刘俊勇;

    针对多微电网市场新能源出力不确定性以及参与主体间利益关联与冲突导致的市场运行风险大、效率低等问题,提出基于图卷积神经网络与长短时记忆网络GCN-LSTM(graph convolutional neural network and long short-term memory network)时空预测算法的多微电网市场主从博弈均衡优化策略。首先,从时空维度设计了基于深度强化学习算法的多微电网两阶段主从博弈均衡运行机制;然后,将多微电网市场中竞价主体间的相互作用构建两阶段滚动优化模型,根据决策阶段要求,以提升各微电网主体经济效益为目标,在实时调控阶段构建多主体主从博弈模型,对内部电价及设备出力进行调整,实现多微电网市场均衡独立优化运行。最后,通过算例分析表明,所提方法能有效降低微电网各发电主体出力的不确定性对市场稳定运行和新能源消纳的影响,提高市场经济效益。

    2022年07期 v.34;No.222 120-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1082K]
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  • 光伏储能电站平价上网系统动力学分析模型

    宋越;王玉玮;苑曙光;戴同;

    为了论证大型光伏储能项目平价上网的经济性,本文基于项目成本和收益的构成及逻辑关系,构建了光伏储能项目平准化成本系统动力学模型。以某平价光伏项目为例,对其配置不同规模储能场景下的项目平准化成本和投资收益率进行测度,并对光伏储能项目平价上网影响因素进行敏感性分析。结果表明,所建模型可用于判断光伏储能项目能否实现平价上网,并能够准确测定项目实现平价上网的边界条件。本文研究不仅能够辅助光伏电站投资决策,也有助于区域光伏产业政策的制定。

    2022年07期 v.34;No.222 129-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1062K]
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  • 高压直流输电线路故障初始阶段解析方法研究

    曹虹;周泽昕;吕鹏飞;谢仲润;李博通;徐凯;

    本文对高压直流输电线路故障初始阶段的暂态特性及故障机理展开研究。首先建立了适用于直流故障初始阶段暂态分析的LCC换流器、直流滤波设备及直流线路的等值模型。在此基础上,提出了直流线路故障电气量中首行波暂态量的时域解析方法,对故障点入射波的产生、行波在线路上的传递过程以及保护安装处首行波的传播过程进行了解析。在分析故障初始阶段电气量的稳态分量和暂态分量组成基础上,通过算例仿真验证了所提故障解析方法的有效性,分析了不同影响因素下所提解析方法的精度和时效性。根据所提解析方法,对故障初始阶段的暂态电流时域特性进行了系统性分析,分析了不同情况下故障暂态电流的波动、方向及突变特性。

    2022年07期 v.34;No.222 137-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1091K]
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  • 张量分解理论下的10 kV配电网电压数据修复方法

    王晓虎;

    完整准确的运行数据是充分利用智能电网大数据的基础。针对当前配电网由于传感器不稳定等问题造成数据缺失问题,研究了一种基于张量分解理论的10 kV配电网电压数据修复方法。该方法首先提出了利用线路拓扑结构、时序数据和相似日数据构建时空张量的策略,充分挖掘现有数据中的内在关系,针对张量缺失使用规则化均值的方法进行初始化,利用贝叶斯CP分解张量并恢复缺失数据,以完成数据修复的目的,进而提高配电网电压数据的质量。算例结果表明:所提方法可以有效修复缺失数据,数据误差在0.5%以下。

    2022年07期 v.34;No.222 148-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 860K]
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  • 基于边缘计算的新型智能电能表

    吕伟嘉;刘浩宇;翟术然;马骁;董得龙;张兆杰;

    智能电能表虽然已普及应用多年,但是其核心功能仍限于电费计量,难以满足智能电网建设的高级传感需求。基于国际法制计量组织颁布的OIML-R46所建议的多芯模组化电能表架构,从功能升级的角度给出了新型智能电能表的总体设计思路。设计提出了基于边缘计算的新型智能电能表,利用模组化技术将计量部分和非计量部分分离,采取边缘计算技术实现负荷识别和计量误差在线诊断功能。新型电能表可支撑多种超越计量的高级功能,更好地满足多元化客户服务需求,提高电网运营效率。

    2022年07期 v.34;No.222 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K]
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  • 关于论文中的表

    <正>(1)表要精选,应具有自明性。表的内容切忌与插图及文字表述重复。(2)表应精心设计,为使表的结构简洁,采用三线表,必要时可加辅助线。(3)项目栏中各栏标注应齐全。若所有栏的单位相同,该单位标注在表右上角,不写“单位”二字。(4)表中的术语、符号、单位等应与插图及文字表述所用的一致。

    2022年07期 v.34;No.222 40页 [查看摘要][在线阅读][下载 679K]
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  • 关于参考文献著录格式

    <正>1.连续出版物标引项顺序号作者.题名.刊名(外文刊名可缩写,缩写后的首字母应大写,并省略缩写点“.”),出版年份,卷号(期号):起始或起止页码2.专著标引项顺序号作者.书名.版本(第1版不标注).出版地:出版者,出版年.(专著中的析出文献应注明起止页码)

    2022年07期 v.34;No.222 136页 [查看摘要][在线阅读][下载 696K]
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