网络首发｜《电工技术学报》2024年3月25日更新
计及冷负荷启动时变特性的弹性配电网供电恢复方法作者：蔡胜, 徐振钦, 谢云云, 丁波, 仉梦林 摘要：极端灾害事件引发配电网停电后,利用分布式电源构建孤岛微电网恢复重要负荷供电,能有效提升配电网弹性。现有研究在制定配电网供电恢复策略时大都采用恒定负载模型,未考虑冷负荷启动时负载峰值引起的三相电流不平衡,无法保证孤岛微电网的安全运行。该文提出一种计及冷负荷启动时变特性的弹性配电网供电恢复方法。 首先,考虑冷负荷启动特性与停电时间之间的关系,建立与时间相关的冷负荷启动模型,并通过采样法生成负荷功率需求曲线。在此基础上,以加权负荷恢复量最大为目标,考虑微电网功率平衡、电流不平衡度等约束,建立协同区域划分、恢复路径和负荷投运时序的配电网供电恢复模型。进一步对模型进行线性化处理,将其转化为混合整数规划问题进行求解。采用IEEE37节点配电系统，对所提方法的有效性进行了验证。 面向"花瓣型"配电网的旋转潮流控制器两阶段转速功率控制策略作者：邵晨, 颜湘武, 贾焦心, 吴炜林, 李秉桢 摘要：随着有源配电网建设的迅猛发展,"花瓣型"配电网成为主流供电结构,为保障配电系统的安全供电,应当进一步研究适用于有源配电网的功率控制方法。电磁式旋转潮流控制器（RPFC）是有源配电网功率控制的一种可行方案。 本文首先构建了基于瞬时无功理论的RPFC稳态功率解耦控制模型,然而由于旋转移相变压器转子位置角的协调控制难点,难以实现功率稳定控制。在此基础上,通过伺服电机两阶段转速控制和转速协调方案实现两转子角的稳定、无差控制,满足高精度、高可靠性和快速响应的功率调节需求。研制了380 V/40 kV·A的RPFC样机及实验平台,并进行了功率调控和功率均衡实验,结果表明,所提控制方案能够在秒级实现调控,且控制精度保持在4%以内,具有良好的动、静态性能,能够满足未来"花瓣型"配电网的柔性合环运行。 桥臂复用MMC单极接地故障无闭锁穿越及能量均衡作者：李宇薇, 王毅, 高玉华, 于义轩, 王琛 摘要：考虑到模块化多电平换流器（MMC）的轻型化和发生概率最高的单极接地故障穿越要求，桥臂复用模块化多电平换流器（AM-MMC）在单极接地故障下的无闭锁穿越及能量均衡问题亟待解决。本文在AM-MMC拓扑结构及工作原理的基础上分析了AM-MMC的单极接地故障特性，推导了故障电流数学表达式。通过在上、下臂配置全桥子模块，混合AM-MMC （HAM-MMC）可具备无闭锁单极接地故障穿越能力并减少25%的电容数量，在轻型化及经济成本方面具有一定的竞争力。 由于AM-MMC复杂的复用模式及单极接地故障导致的上、下臂不对称,本文重点分析了其穿越过程中的能量不均衡机理,提出了通过基频及二倍频直接环流控制均衡桥臂能量的交替复用无闭锁单极接地故障穿越策略。基于Matlab/Simulink的仿真结果表明，HAM-MMC可无闭锁穿越单极接地故障，且所提控制策略较常规MMC均衡能量效果更好。 驻波移相有源电力滤波器在环形配电网中的应用作者：张敏, 孙孝峰, 朱艳萍, 沈虹, 李昕 摘要：针对环形配电网中由功率因数校正电容与馈线电感之间谐振导致的背景谐波电压放大问题，提出了一种在环形配电网中点安装驻波移相有源电力滤波器（standing wave phase shift based active power filter，SWPS-APF）的谐波抑制方案。其抑制原理是通过移动谐波电压驻波的相位使驻波波腹靠近或恰好落在馈线始端,从而实现背景谐波的衰减。 所提方案分为驻波左移和右移两种策略,两者具有不同的适用范围,但涵盖了所有工况。相比于传统的阻性有源电力滤波器（resistive active power filter，RAPF）方案，所提出方案的抑制效果提升明显，并且所需的补偿容量也更少。最后,仿真分析和实验结果均验证了该方案的有效性。 基于QR-BiGRU神经网络与区间抗差增广状态估计的线路参数区间追踪估计作者：张栩, 颜伟, 李辉, 陆正媚, 苏鑫 摘要：为满足现代电网对于输电线路参数估计和跟踪维护的需求，本文提出一种基于分位数回归双向门控循环单元（Quantile Regression and Bidirectional Gated Recurrent Unit， QR-BiGRU）神经网络与区间抗差增广状态估计的线路参数区间追踪估计方法。 所提方法基于区间估计理论与动态增广状态估计模型，首先采用QR-BiGRU神经网络代替传统Holt指数平滑预测函数进行状态区间预测，并获得了更准确、可信的状态预测区间;然后基于量测值及其所允许的最大误差构建量测区间;再基于区间分析理论与误差传播定律求解考虑零注入功率约束的区间抗差增广状态估计模型,最终获取了由状态预测区间、量测区间所导致的参数估计区间,实现了对输电线路电阻、电抗的区间追踪估计。融合了美国纽约独立系统运营商时间序列数据的多个IEEE节点测试系统，验证了所提方法的有效性。 融合PMU和PQMD量测数据的区间型抗差谐波状态估计作者：陈艺煌, 邵振国, 林俊杰, 张嫣, 陈飞雄 摘要：在相量测量单元（PMU）配置数量不足以满足谐波状态估计的可观性条件时，可将电能质量监测装置（PQMD）作为数据补充源。本文针对多源量测数据存在的同步性差异和量测偏差等问题，提出了一种融合PMU与PQMD量测数据的区间型抗差谐波状态估计方法。 首先，根据PQMD检测起始时刻不同步的特征，提出了基于重叠度指标的PMU与PQMD量测数据融合方法;其次，采用量测变换从PQMD功率量测数据得到等效电流相量量测，构建区间型混合量测全集;之后,采用投影统计法和改进Huber权函数计算量测权重,对重叠度低且残差大的量测赋予较小的权重以抑制量测偏差的影响,并根据权重大小优选测点,得到非同步量测偏差最小的量测子集;最后，通过迭代重加权最小二乘法求解状态估计模型，在IEEE30系统验证了本文方法的可行性与有效性。 换相失败后提升送端暂态功角稳定性的实时控制方法作者：朱益华, 郑晨一, 常东旭, 朱煜昆 摘要：直流换相失败引起的功率瞬降易增大送端交流系统的功角失稳风险,但当前研究尚缺少应对多直流换相失败的暂态功角稳定实时控制方法的问题。 针对这一问题,论文首先分析了换相失败功率冲击下送端系统发电机相对动能和转速的变化规律,指出送端系统的相对动能变化可仅由等值发电机的相对转速表征,不依赖于直流系统功率跌落和恢复的曲线态势;然后根据直流功率恢复至稳态时等值发电机的相对转速计算转子运动剩余加速面积,进而得到维持送端系统暂态功角稳定性所需的减速面积及相应的切机量;最后根据切机量计算结果制定了实时切机控制策略,并基于简单系统和实际电网进行了仿真分析和验证。 仿真结果表明,所提方法能够较准确地计算维持送端系统暂态功角稳定性所需的切机量,有效减小换相失败后送端系统的暂态功角失稳风险。 面向全场景安全的储能投资高效规划方法作者：程曹阳, 杨知方, 余娟, 王新刚, 周专 摘要：随着风电、光伏等新能源渗透率不断提高,系统随机性与波动性不断增强,科学合理地规划储能被认为是缓解新能源不确定性、提高电力系统安全性与灵活性最有效的手段之一。然而,现有规划方法为了保证一定的计算效率,通常仅选取少量关键场景用以制定储能规划方案,无法确保其在全场景下的安全性,倘若对于全场景进行安全校核,又会因为模型规模大导致求解时间在规划层面都难以接受。为此,本文提出一种面向全场景安全的储能投资高效规划方法。 首先,针对现有规划方法存在的安全风险,提出一种面向全场景安全的闭环储能规划框架,并提出一种基于全场景集排序结果引导的场景更新策略,可以保证规划方案在全场景下的安全性,同时兼顾一定的计算效率。其次，提出了一种基于自组织映射（Self-organizing Maps， SOM）神经网络以及场景关键指标排序的初始关键场景集生成方法，该方法无需预先给定聚类数量、能够较准确反映全场景的关键信息，进一步提高计算效率。最后,基于IEEE-30节点系统以及国内某省实际341节点系统进行算例验证,结果表明所提方法可以在保障规划方案在全场景下的安全性与最优性的基础上,尽可能减少需考虑的场景数量,提高求解效率。 考虑条件风险价值的公路交通能源系统多能流管控策略作者：苏粟, 韦存昊, 聂晓波, 李玉璟, 王磊 摘要：为了实现公路交通背景下多能源系统和电动汽车换电站的经济运行与利益共赢，本文提出了考虑条件风险价值（Conditional-Value-at-Risk， CVaR）的公路交通能源系统（Highway Traffic Energy System， HTES）多能流管控策略。 首先,建立了主从博弈双层优化模型,其中上层模型以最小化HTES的综合成本为目标,对其进行多能流的合理管控与优化定价;在下层模型中，换电站根据HTES制定的价格灵活地调整各电池的充放电功率，在满足电能需求的前提下最小化与HTES进行能量交互的成本。然后基于多场景法，引入CVaR衡量可再生能源出力的不确定性所带来的风险成本。利用Karush-Kuhn-Tucker条件和强对偶定理将原主从博弈双层模型转换为单层混合整数线性规划问题以计算其纳什均衡解，进而获取最优的运行和定价方案。 结果表明，所提策略可以兼顾HTES和换电站不同主体间的经济利益，实现运行成本和风险成本的平衡。 考虑5G基站备用储能优化调控的配电网重构双层优化方法作者：麻秀范, 张乐萱, 于琨澎, 杨璐 摘要：5G基站建设数量激增带来的大量负荷影响了配电网的运行经济性,但基站备用储能在保证可靠性的动态备电前提下能够参与削峰填谷,如何利用配电网重构和储能调控提高双方运行经济性亟待研究。文中首先分析了5G基站备用储能的调控潜力,建立了基站储能可调控容量模型。针对配电网不同拓扑结构的节点可靠性,利用序贯蒙特卡洛法进行评估,提出了考虑节点可靠性的基站储能备电时长确定方法。 在此基础上,文章构造了考虑5G基站备用储能优化调控的配电网重构双层优化模型。通过算例说明,文中提出的重构模型考虑了基站备用储能削峰填谷,使配电网运行经济性更高;重构提高了节点可靠性,使基站储能拥有更大调控空间,有效降低了基站运行成本,实现了双方的互利共赢。 |
