可再生能源、电动汽车等大量无序接入使得配电系统运行在越来越复杂和不确定的工况中,迫切需要高精度实时状态感知以实现弹性提升,然而现有的配电量测系统远不能满足新一代配电系统对网络状态进行实时感知的要求。为此,提出了一种面向高精度状态感知的配电系统微型同步相量测量单元(micro-phasor measurement units,μPMU)优化配置方法。首先,在...
建立了一种考虑冰灾环境的配电网态势感知框架及薄弱环节辨识方法。通过综合考虑气象、地理系统、电力系统及社会资源的多源信息并分析其相关性,提出包含线路段实时风险态势、供电设备风险态势、防御风险态势、灾害故障态势和网络拓扑态势的综合态势感知框架,改变了以往仅通过线路覆冰情况预测配电网故障的局限性,修正了配网线路覆冰模型,并构建...
针对现有空间负荷预测方法通常以单一水平年为目标,没有考虑城市规划的多阶段性对各阶段空间负荷预测模型的不同需求,以及待预测区域为新建小区或缺少历史负荷数据时预测方法失效的问题,提出一种计及城市发展程度的多阶段空间负荷预测方法。该方法以解决城市发展多阶段规划的负荷预测需求为目标,首先建立与城市发展各阶段相对应的电力地理信息系...
配电网中光伏、风电等分布式电源(distributed generation,DG)渗透率的不断提高对其充分消纳与高效利用提出了更为严峻的挑战。在此背景下,配电网DG接纳能力问题正受到越来越多的关注,研究DG接纳能力的科学评估方法与提升手段,已成为当前的学术热点之一。首先分析了配电网DG接纳能力的多种限制因素,并分别介绍了接纳能力多维概念模型和基本数学...
针对基于主变“N-1”安全准则或给定容量比确定变电站容量存在的问题,采用概率规划方法,基于总费用最小建立了涉及DG的变电站容量优化简化模型:目标函数考虑了变电站容量投资和停电损失费用;约束为相关配电网规划导则中推荐的主变容量及其组合。其中,通过多场景概率分析法建立了DG的多状态出力模型;提出了较小供电区域内一般仅需对不同类型DG状...
最大供电能力是配电网发展规划的重要参考数据,现有评估方法未考虑多次转供,评估结果偏于保守,不能适应配电网自动化发展趋势。鉴于此,提出一种考虑多次转供的配电网最大供电能力评估模型。首先基于路径描述方式,建立负荷的供电路径集。然后以路径的通断状态为变量,以系统负荷之和最大为目标函数,以配电网N-1安全校验准则为约束条件,建立了配电...
随着配电网投资和建设规模的不断扩大,相应的预安排停电工作逐年上升。如何根据配电网投资量化预安排停电工作的管理水平,进而降低预安排停电量,进一步提升配电网的可靠性,已成为当前配电网预安排停电管理工作的一项新课题和新难题。首先采用支持向量数据描述加权算法在停电原因短文本中挖掘出造成每条停电事件的工程施工类型;其次,依据投运设备...
为构建高比例可再生能源供电的弹性矿区电网,提出了一种由废弃矿井抽水蓄能与超级电容构成的复合储能提升矿区电网频率弹性的方法。基于弹性电网框架,考虑弹性力与调频特性的重合与区别,进而针对性地提出5种弹性指标。在计及超级电容荷电状态的基础上,充分发挥抽蓄机组与超级电容各自的技术优势,使储能系统兼具能量密度高和功率密度高的特点,从...
随着大量光伏和风电等间歇性电源接入配电网,传统的静态重构方案不再适用于动态变化下的网络。在此背景下,提出了一种基于改进模糊均值聚类的动态重构策略。首先依据分布式电源(distributedgenerator,DG)和负荷的时变性建立确定性等值负荷预测曲线,通过改进的模糊C均值聚类算法进行时段划分,并且利用损失函数确定最优时段划分方案。其次采用区间...
针对极端自然灾害下配电网“规模大、时间长”的故障特点,提出了一种微能源网与配电网在地表自然灾害事故处置全过程中协同提升弹性的策略。首先,结合配电网在极端灾害下的系统功能曲线,提出了全过程弹性提升策略的流程框架。其次,在配电网抵御与适应灾害阶段,提出了微能源网处于孤岛状态下的滚动停电管理方案,考虑了用户冷热电负荷的关联性和储...
针对变电站发生全停事故后造成的配电网大面积停电的问题,提出一种考虑最短恢复时间以及二次转供的负荷优化恢复供电方法。该方案考虑停电负荷的最短恢复供电时间以提高配电系统的供电可靠性。同时,通过搜索“薄弱环节”,即一次转供后可能发生过载的转供主变,在此基础上提出二次转供策略,计及线路及变电站容量约束,将“薄弱环节”上的正常供电负...
在现有电力基础设施条件下,实现弹性提升运行措施的有效性与实用性是提高配电网弹性的关键。微网运行模式灵活多样,可主动参与配电网的弹性提升。根据含微网配电系统灾害或极端扰动后故障区域的不同,提出基于重构及非重构孤岛/并网的微网差异化恢复运行方法。考虑含微网配电系统的结构与运行特点,将系统构建成主网和微网2类小网络模型,提出面向...
电力信息物理协同攻击(coordinated cyber physicalattack,CCPA)是智能电网面临的新型网络攻击之一,攻击者和调度中心目标分别为最大化和最小化攻击效果,两者目标相互冲突。以直流潮流模型为基础,首先建立基于虚假数据攻击的电力信息物理协同攻击数学表达式,用于表征量测单元中注入的虚假数据、攻击前后电力系统拓扑和电气参数之间的关系。然后,...
以典型配电网控制系统为研究对象,分析了配电网运行控制存在的信息威胁,阐述了信息攻击下配电网控制系统信息空间与物理空间之间的风险传递作用。在此基础之上,提出了一种融合信息决策处理和物理设备动态模型的信息物理风险传递模型,通过建立离散信息决策系统与连续物理控制系统间的信息流、控制流接口,实现对信息风险向物理网络传递过程的动态...
乌克兰大停电事故表明,对电力信息网实施协同信息攻击将严重威胁电力信息物理系统(electric cyber physical system,ECPS)的安全,提出一种面向协同信息攻击的ECPS风险评估及防御资源分配方法具有现实意义。在分析信息攻击对物理电网的破坏机制与ECPS的信息攻击防御措施的基础上,从攻防博弈角度提出了协同信息攻击的概率表达。然后综合考虑信息攻...
随着电力网与信息网的深度融合,对电力信息相依网络进行合理建模具有十分重要的意义。针对现有模型未考虑网络节点间连接强度及数据传递方向的情况,提出了一种更符合实际的电力信息相依网络统一计算模型。结合电力系统及其二级电压协调控制系统,用关联矩阵建立网络拓扑模型,再根据撕裂法将该相依网络拆分为3个子网络:电力网、信息网以及耦合网。...
随着电力系统与信息系统的耦合影响日益加深复杂,需建立能够高效协调控制数据传输的电力信息物理系统(cyber-physical system,CPS)联合仿真平台,以精确模拟CPS的信息交互过程。该文在对比分析现有电力CPS联合仿真架构优缺点基础上,基于OPAL-RT和OPNET建立了电力信息物理系统实时仿真平台。针对电力系统实时控制场景需求,建立了链接电力和通信网...
该文提出一种考虑离散事件系统与连续时间系统融合动态的电力信息物理系统(cyberphysicalpowersystems,CPPS)建模与控制方法,并应用于调频系统的容错控制。首先,基于混合自动机理论,依据信息系统和物理系统的运行状态划分出CPPS调频系4的四种运行模态并明确之间的转移条件;其次,对于每一种模态,分别在SimEvents及Simulink中构建了基于事件驱动的...
信息技术的广泛应用使得电力系统一次侧和二次侧形成了典型的信息-物理耦合系统(cyber-physicalsystem,CPS)。电网CPS的出现促进了新的建模方法、安全评估方法以及问题场景的出现。同时,由电网CPS导致的问题规模扩大、关联复杂性提升也对计算技术和分析方法形成了新的挑战。图计算作为计算机领域出现的一种新的并行计算框架,在处理海量图结构数...
为降低电力通信网多优先级业务传输的失效概率,提高系统可靠性,提出一种基于业务优先级和共享风险链路组(shared risk link groups,SRLG)的电力需求响应调度优化算法。根据电力通信网业务的分类,将需求响应业务进行业务优先级的分区定位,提出电力需求响应业务传输的信用值整形机制(credit-basedshaper,CBS),对不同优先级业务的传输调度机制进行...
信息物理的深度融合是主动配电系统(active distribution system,ADS)的重要技术特征,也使得ADS发展成为典型的配电信息物理系统(cyber physical distribution systems,CPDS),该文主要针对CPDS可靠性建模与评估方法的研究现状进行综述。首先指出了信息失效因素复杂、信息物理的交互作用机理模糊等给CPDS可靠性评估带来新的挑战。随后,围绕CPDS可...
微电网及其控制系统是一种典型的信息物理系统(cyberphysicalsystem,CPS)。微电网物理系统的可靠性与与之耦合的信息系统的准确和高效运行密切相关。对微电网进行信息-物理的综合分析,从机理上研究其耦合本质,对于提高系统运行可靠性具有重要意义。面向完全分布式控制的微电网,研究信息流和能量流的交互过程、信息传输过程以及通信系统的拓扑结...
针对舰船综合电力系统中电力系统与信息网络紧耦合的特点,提出一种基于高层体系结构(high level architecture,HLA)的信息物理综合电力系统混合仿真平台设计方法。该平台分别利用OPNET和PSCAD仿真软件实现信息网络和电力系统的仿真,并通过OPNET中的HLA节点和PSCAD中的自定义模块,分别实现两个仿真平台的对外数据交互和运行控制。基于HLA框架提供...
针对含有分布式电源和灵活负荷的配电网电量合约市场,首先介绍了市场结构、交易流程和合约内容,并对市场中各组成部分进行了建模。利用Copula理论,对分布式电源出力的随机特性及相关性进行计算,从而在已知预测出力情况下得到分布式电源实际出力的条件概率密度。在此基础上,以最小化总购电成本为目标,考虑本地电量平衡概率约束,建立了电量合约市...
风光水互补发电系统中,积极利用需求侧的数据中心参与响应,在平衡风光间歇性出力、减轻水电机组调节压力以及提高源端经济效益等方面能够产生明显效果。数据中心作为高能耗负荷类型,能耗峰谷差大,资源分配和数据处理方式灵活,减少一定的用户满意度将有效地实现电量需求转移。根据批处理负荷区间性处理要求,提出数据中心对工作负荷的并发处理模式...
在核电机组占比较高的省级电网,为了提高其运行的安全性和灵活性,将发电侧与需求侧调峰资源相结合,建立了核-火-虚拟电厂三阶段联合调峰模型。该模型采用等效负荷的方法处理风电机组出力,并引入碳交易机制,从经济性与低碳性两方面分析运行成本,以系统联合调峰成本最低为优化目标。采用三阶段调度方法,根据系统需求确定核电机组的最优调峰模式与...
构建风电功率时间序列模型对电力系统中长期规划、年/月调度和安全稳定运行具有重要意义。针对传统马尔科夫链-蒙特卡洛法(Markovchain-MonteCarlo,MCMC)法存在的缺陷,提出一种基于粒子群优化的K-means MCMC风电时间序列建模新方法。首先,对历史风电功率数据进行聚类,并对聚类后的不同类别风电功率序列选取最优状态数,分别建立状态转移矩阵;其次...
柔性多状态开关(soft open point,SOP)作为可在配电网中替代传统联络开关的新型柔性一次设备,已成为主动配电网领域的研究热点。针对基于模块化多电平变流器(modularmultilevelconverter,MMC)的SOP装置,提出了一种改进型下垂控制策略,将具有功率分配特性的可调下垂系数与基于虚拟惯量的惯性下垂系数相结合。该控制策略可以根据换流站输出功率的...
区域综合能源系统是以可再生能源为核心,多能源网络耦合、多利益主体协同的未来能源网络,多方主体间的制约平衡是实现系统优化运行的关键。构建了包含产能基地、系统管理商和综合能源用户三方主体的典型区域IES模型;并建立综合能源用户的热电负荷耦合特性模型,完善综合需求响应机制。基于综合需求响应和博弈方法,提出了一种两阶段优化调度策略,...
未来,风电将和火电享有同样的出力水平,同时承担一定的系统调节任务,大型风电场亟需寻求一种新的途径来提升消纳水平。能源互联网的推进和售电侧的开放为综合能源服务商(integrated energy service provider,IESP)聚合多类型供能设备和综合柔性负荷直接满足风电的消纳需求提供了环境和契机。据此,在分析我国目前风电的运营现状的基础上,讨论了可...
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