摘要:综合能源系统规划分析

摘要:多能源协同系统中冷、热、电等多种能源耦合互补，通过多能协调共济，能够显著提升其运行效率与经济效益。电力需求响应作为一种多能供需平衡手段，可进一步提升系统灵活性和经济性，已在多个省份实施。为明确电力需求响应对多能协同系统最优运行方式的影响，文中提出一种基于市场弹性价格型需求响应的多能源协同系统优化运行模型。首先分析多能源协同系统的主体构成，基于能源集线器模型，研究多能耦合特性，构建基于市场弹性的价格型需求响应模型；然后，基于此，建立以多能源协同系统日运行成本最低为目标的优化运行模型；最后结合实际案例计算分析，验证了价格型需求响应措施的采用能够显著提升多能源协同系统的经济性。

摘要:电转气技术的发展缓解了弃风弃光问题，提高了电网和天然气管网的耦合性。在保证安全的前提下，将制得的氢气掺混进入天然气管网进行远距离运输，使天然气管网成为可再生能源的搬运工，能充分缓解能源的时空供需矛盾，提高能源利用率和系统经济性。文中建立了掺氢电-气综合能源系统经济性分析模型，针对华中地区某电-气综合能源系统分析了不同掺氢比下的系统经济性，并与不同储氢容量的本地储氢系统进行了对比。结果表明气网掺氢和本地储氢均能提高系统的经济性，且气网掺氢收益优于本地储氢。但掺氢会导致电网侧的成本和气网侧的收益同时上升，实际运行中须综合考虑燃气定价策略与系统气网结构选择最大掺氢比，从而使系统经济性达到最优。

摘要:随着综合能源中电、热负荷不断增长以及热电联产（CHP）装置、风机等电源迅速发展，弃风现象愈发严重。为解决弃风问题，提出考虑电、热综合需求响应的优化模型。首先，在负荷侧分析电、热负荷的可调度价值，对电负荷建立实时电价模型，并采用价格型需求响应进行调整；其次，采用自回归滑动平均（ARMA）模型描述热负荷的传输延迟特性，并考虑模糊性供热舒适度，使得热负荷具有一定的弹性，即热力需求响应，通过2种响应模式对电、热负荷进行调整可增大风电上网空间；然后，在源侧增加电锅炉和储热装置，增加系统的灵活性，解耦CHP“以热定电”的刚性需求；最后，以系统的日运行费用与弃风成本最小为目标，在Matlab中调用CPLEX对模型进行求解。算例表明，所提方法可显著提升风电消纳能力，降低系统运行成本，提高能源利用效率。

摘要:分布式综合能源微网（DIEM）具有冷/热/电/气多能耦合的典型特征，如何进行包含冷热电联供（CCHP）和多种储能设备的运行优化，一直是现阶段研究工作的重点和难点之一。文中建立了储能设备和CCHP系统模型，基于电/冷/热和烟气余热，利用平衡等式约束、储能设备充放能约束以及系统各个设备上下限约束，并通过配置权重系数，以一个运行周期内运维总成本和CO₂总排放量为综合运行优化目标。构建了某大学城典型场景，以储能设备为例，配置储冷设备的容量分别为0 MW，2 MW，4 MW，分析了储能容量对DIEM运行优化的影响。配置合适的储能设备容量，一个周期内的综合运行优化目标越低，越能兼顾经济性和碳排放要求。

摘要:在全球能源形势日趋严峻的情况下，传统单一的电力系统能源结构已经无法满足发展的需求。随着电解制取天然气（P2G）技术及燃气轮机技术的迅速发展，电力系统与天然气系统的联系变得紧密起来。能流计算作为电-气系统耦合分析的基础与关键，对其研究显得尤为重要。文中首先分析了电力系统与天然气系统数学模型，针对牛顿（Newton）法中较难解决天然气系统对压力初值的选取问题，提出利用粒子群（PSO）算法对压力初值进行优选；然后利用Newton法顺序求解电-气综合能源系统（IES）的能流；最后在由IEEE 14节点配电系统和14节点天然气系统组成的电-气耦合系统中验证了所提方法的可行性和准确性。

摘要:小区光伏配备的储能装置容量有限且运行模式单一，不能充分发挥储能作用。文中将天燃气储气备用、空调可控负荷产生的虚拟储能与储能装置一起组成储能系统，提出使储能系统在光伏平抑波动、电网有功功率波动和峰谷电价套利3种模式下协调运行的控制策略。在光伏平抑波动和电网有功功率波动模式中，利用小波包分解得到虚拟储能输出功率参考指令，根据空调、燃气管道等状态信息得到虚拟储能输出功率，储能装置根据荷电状态选择性地作为虚拟储能的后备。峰谷电价套利模式中，利用储能装置空闲时段并结合分时电价信息进行充放电控制。3种模式协调运行，可实现小区源-储-荷能量管理。在Matlab中仿真不同模式组合下储能系统的输出功率，验证了所提控制策略的正确性和有效性。

摘要:随着综合能源系统发展和电力市场改革深化，电力与热力的产销日益紧密，构建健康高效的电热联合市场越来越受关注。在此背景下，文中首先构建基于Stackelberg博弈理论的电热联合市场框架，独立能源交易中心负责组织能源供应商与用户进行交易，并负责最终的市场出清。其次，基于比例共享原则，提出考虑生产成本和水泵运行成本的节点热价计算方法，并通过修正用户的热力需求函数计及热力在传输过程中的损耗。然后，在博弈模型求解方面，提出利用交互式迭代算法求解能源供应商的最优设备出力、节点电价、节点热价以及用户的最优混合需求响应。最后，通过算例详细阐述模型求解步骤，验证所建模型和所提算法的高效性和实用性。

摘要:为解决各单位独自开发带来的电网安全稳定控制装置（简称稳控装置）自身标准化低、电网安全稳定控制系统（简称稳控系统）运行管理不规范以及稳控系统新技术的应用缺少标准依据等问题，有必要对现行稳控系统标准体系进行全面分析，研究稳控系统标准的适应性。文中首先阐述了稳控系统标准体系架构，包括设计研发、入网管理、检修检验和运行管理4个方面内容；随后对稳控系统标准体系现状进行分类梳理和解读，每个方面选取典型标准进行介绍，探讨了各个环节标准发展现状及实际应用中存在的问题；最后结合电网发展对稳控系统的新要求以及稳控系统实际运行管理中面临新的问题，提出稳控系统标准体系完善建议，对今后稳控系统相关标准的修订具有指导意义。

摘要:为解决新能源、负荷等边界数据波动影响电力市场交易校核结果的问题，提出一种基于极端场景分析的中长期交易校核方法。首先，根据边界数据预测偏差对校核结果的影响，将波动性边界数据划分为正向与负向数据两大类；其次，对照传统确定性校核方法，定义中长期交易校核中的极端场景；然后，基于多时序机组组合模型，构建面向极端场景的中长期交易校核方法，量化不同发电企业交易电量的预期执行情况；最后，对我国某省电网实际数据构造的算例进行分析，结果表明极端场景分析能有效辨识基态场景下难以发现的运行问题。所提方法能更准确地辨识极端场景下中长期交易电量的执行偏差，提升交易校核结果的可行性，适用于高比例新能源接入的省级电网。

摘要:就地化元件保护采用分布式架构，各分布式子机间采用环网通信方式。文中针对子机环网报文的测试难点，设计和开发了具备环网测试功能的新型继电保护测试装置。该装置采用双中央处理器（CPU）架构，主CPU负责测试流程管理，环网CPU负责环网数据交换测试。通过配置文本灵活组帧环网报文，开发延时测试、数据一致性测试、转发特性测试、异常报文模拟等功能，校验环网报文实际传输过程中的可靠性和实时性，补充了环网性能测试手段。文中通过单台测试装置即可完成分布式子机的保护功能及环网性能测试。所研制的装置已应用于就地化保护现场调试，为元件保护就地化实施提供了良好的测试手段。

摘要:含储热和电加热的光热电站的出力具有良好的灵活性和可调度性，能够有效提升电力系统调节水平和新能源消纳能力。首先，基于光热电站运行机理，建立含储热及电加热的光热电站运行模型，描述光热电站的能量转换特性及运行约束。进而，以系统运行成本最优为目标，计及系统各项运行约束，建立含大规模风电及光热电站的电力系统优化调度模型，并利用优化软件CPLEX求解模型。该模型综合考虑光热电站提供备用容量能力、系统运行稳定性及整体经济性，从而确定最优日前调度策略。最后，通过IEEE 39节点系统算例仿真验证了该方法的可行性和有效性。

摘要:空间负荷预测对有配电网的规划建设具有重要意义，为了提高配电网空间负荷预测的精度，文中提出基于极限学习机（ELM）的配电网空间负荷预测算法，采用粒子群优化（PSO）模型的参数。首先根据用地性质将负荷分类，再通过模糊C均值（FCM）算法对每一类负荷进行聚类分析，建立精细化的负荷密度指标体系。根据待预测地块的特性指标选取训练样本，代入ELM训练，提高预测精度。通过搜索的数据对实例进行仿真试验，通过对比未引入FCM算法的相对误差、未引入PSO算法的相对误差以及采用PSO-ELM算法的相对误差可得，文中提出的PSO-ELM算法具有较高精度，满足实际工程的要求。

摘要:停电电网分区能够并行恢复停电系统，加快电力系统的恢复。但现有分区研究中未考虑分区结果对子系统恢复的影响。由于建立考虑子系统恢复时间的分区优化模型较为困难，文中在谱聚类分区结果的基础上，提出了基于粗糙集的分区调整策略。以恢复时间为综合评价每个分区指标及优化模型的目标函数，运用基于粗糙集的带有不确定度的决策表对恢复时间较长的分区中的机组进行筛选，调整筛选出的机组集合得到优化后的分区方案，最后以IEEE 39标准测试系统和IEEE 118标准测试系统为例验证文中算法的有效性。算例证明了基于粗糙集的分区调整策略具有较高的求解效率，能够有效优化初步分区结果，缩短分区恢复时间。

摘要:并联变压器和串联变压器是统一潮流控制器（UPFC）的核心交流器件，差动保护作为这两类变压器的主保护，受UPFC特殊的运行工况影响，在不同的运行条件和不同类型的故障下会表现出不同的特性。为分析评估UPFC中各类故障对差动保护的影响，文中以实际UPFC工程的控制系统为基础，讨论了各类故障下可能对并联、串联变压器差动保护灵敏性及可靠性产生影响的因素；根据变压器区内外典型故障的仿真结果，分析了差动保护在此类故障下的行为特征，形成差动保护的适应性分析，验证了保护配置的有效性；从保护设备的角度出发，讨论了阀控制保护与交流继电保护的关系，从防误和防拒两方面为UPFC工程的交流继电保护实施提供技术参考。

摘要:分布式发电系统中，为了能将风能和光伏等转化过来的能量最大限度地高效率传输到微电网单元内，通常采用恒功率（PQ）控制。当微电网系统中带非线性负载运行时，为保证入网电流的质量，在传统的PQ控制策略中加入谐波抑制功能，即将PQ控制和有源电力滤波器（APF）功能合二为一，形成兼具APF功能的多功能并网逆变器，既向电网传送了有功功率又达到了补偿谐波的目的。文中从并网逆变器入手，分析其工作原理及PQ控制策略，在此基础上添加了谐波抑制功能，并对其进行详细说明，主要包括基于瞬时无功功率理论的谐波检测和多谐振控制器部分。最后，仿真和实验验证了该控制策略的正确性和可行性。

摘要:准确判断电压暂降扰动源的相对位置，对界定供用电双方责任以及制定治理措施提高供电质量具有重要意义。文中提出了基于正序电流故障分量相位比较原理的配电网电压暂降扰动源分界方法。通过建立不同位置发生不同类型故障时的正序故障分量等值网络，分析变电站内所有进出线的正序电流故障分量相位分布与故障位置间的关联关系，进而构建基于正序电流故障分量相位比较的电压暂降扰动源分界判据及其动作边界。该方法进行电压暂降扰动源分界时仅利用站端进出线的电流信息，测量信息获取方便，具有很好的工程应用前景。基于PSCAD建模仿真，验证了短路故障、相位跳变以及负荷扰动情况下，文中所提电压暂降扰动源分界方法效果较佳。

摘要:在中压直流作为电源的交直流混合微电网中，低压公共交直流母线为多变流器的接入提供了稳定电压。微电网通过配置电能路由器，构建低压交直流母线电压，在保障交直流系统故障隔离的前提下，可实现交直流系统功率的双向传输，提升了新能源的消纳，同时还可提高混合微电网的运行可靠性。文中提出基于通用电能路由器单元的低压微电网系统拓扑，设计了电能路由器的端口配置及控制模式，优化了电源与电网的接入，通过多机并联控制策略，有效解决了多电源并联运行稳定性问题，研究了变换器的电压一次调节、二次调节及微电网控制模式快速转换的控制方法，可有效丰富配电网的运行方式，优化光伏、风电等新能源的消纳路径。

摘要:高渗透率分布式电源与电动汽车负荷接入配电系统给电网的安全经济运行带来了显著影响。基于这一背景，文中对传统配电系统规划模型进行改进，使其能有效应对配电系统中分布式电源与电动汽车充电站的协调优化问题。应用离散化的多状态模型表征可再生资源的不确定性，构建以系统网损最小为优化目标的协调配置模型，并使用二阶锥松弛技术对所建优化模型进行等价处理。基于IEEE 33节点配电系统，对所建模型的有效性进行验证，结果表明所提方法可有效计及可再生资源不确定性的影响，制定满足工程实际应用需求的协调优化方案。

摘要:硅橡胶复合绝缘子具备机械强度高、防污闪性能优异、质量轻、运行维护方便等优点，在电网建设中应用广泛。在部分工业化工区，存在特殊工业粉尘污染，该类地区运行的复合绝缘子表面更容易积污，绝缘子表面在积污后憎水性显著降低，绝缘性能明显减弱。为研究特殊工业粉尘地区运行的复合绝缘子自然积污特性，文中对江苏某工业园区运行的复合绝缘子进行取样，使用污秽度与微观分析结合的方法对积污特性进行研究。结果表明，该地区运行的复合绝缘子普遍表面污秽度较重，污秽可溶物等值盐密（ESDD）数值较高，且污秽中存在的不溶灰分主要元素为碳（C）、氧（O）、硅（Si），含碳粉、二氧化硅（SiO₂）、氧化钙（CaO）等影响绝缘子表面导电性及吸水性的物质。文中所提方法能较好地揭示特殊工业粉尘地区的污秽特性。

摘要:油纸绝缘结构设备在解体时常有黄色蜡状沉积物存在，因其不具有固定化学式而被称为X-蜡。X-蜡在较低温度下形成，并伴有大量气体产生，形成后会依附在绝缘纸上并进入孔隙中使得介损增大，导致整体损耗增大，局部温度上升。文中基于分子动力学对X-蜡产生过程的第一步——自由基的产生进行了模拟，建立了含有30个分子的矿物绝缘油仿真模型，基于ReaxFF力场模拟了473 K，393 K，373 K下油模型的自由基产生情况，通过生成的轨迹文件捕捉各温度下第一个自由基的产生过程。仿真过程中发现环烷烃上的碳氢键易发生均裂形成2个自由基，大分子自由基之间重组能够形成X-蜡，氢自由基之间相互作用产生氢气。通过分析温度曲线可发现在仿真温度范围内，自由基产生速度和温度呈正相关。

摘要:变压器套管是承担引出线与变压器箱体绝缘的重要支撑装置，现有变压器套管潜伏性放电故障检测技术及时性差且灵敏度较低，而特高频技术抗干扰能力强且可实现非接触式检测。文中提出一种基于特高频检测技术的套管局放检测方法，建立35 kV套管的局放仿真模型并开展真型套管不同类型缺陷的局放试验。所得结论为：电容屏间油纸和外侧油道都是特高频电磁波传播的有效路径；传播过程中横电波（TM波）从-16 dB大幅衰减至-5 dB，横磁波（TE波）初始成分不足1%，主要成分为横电磁波（TEM波）；特高频段能量主要集中在0.3~1.5 GHz。通过设置无接触特高频传感器即可实现套管的带电检测，确保电力变压器运行安全可靠。

摘要:变压器油中溶解气体分析是监测变压器设备状态的重要手段。CO、CH₄和C₂H₂是变压器油中溶解的代表性气体成分，基于密度泛函理论，首先确定过渡金属原子Pt在典型的层状过渡金属硫族化合物WSe₂表面的最佳吸附位置，获得3种气体在Pt-WSe₂表面的吸附行为，分析了气体吸附、电荷转移、吸附能、电子态密度、电荷密度形变和前沿轨道结构。作为一个电子受体，Pt-WSe₂从3种气体分子中吸引电子，CO和C₂H₂分子的吸附类型为化学吸附，吸附效果较强，CH₄吸附是物理吸附，吸附效果较弱。气体分子的吸附导致Pt-WSe₂带隙增大，即电阻率增大。文中探索了将Pt掺杂的WSe₂改性材料应用于检测典型变压器油中溶解气体的潜力，提供了气敏吸附的理论依据。

摘要:由于传输走廊紧张，我国架空输电线路建设与输油输气管道常平行或交叉架设。“两线一地”电磁干扰问题、管道安全与防护是热门研究课题，但有关雷击输电线路时临近管道感应过电压的研究较少。文中采用电磁分析软件CDEGS建立简化的杆塔-管道模型，分别针对线路与管道的间距、地质条件及杆塔接地网结构对管道的电磁干扰影响进行仿真，计算分析输电线路杆塔迫近油气管道情况下管道防腐层雷电过电压的影响因素和防护效果，给出管道过电压防护的相关施工建议。研究结果可为输电线路及油气管道“两线一地”综合能源管廊建设和技术改造提供参考。

摘要:随着电动汽车动态无线充电（EV-DWC）技术的发展，针对目前EV-DWC负荷建模理论工作不全面的现状，以交通流量作为影响充电负荷的主要因素，以天气、典型日期、季节等因素为次要影响因素，根据路况建立负荷模型，通过电动汽车型号和状态的聚类不同对汽车分配不同的功率，完成动态充电负荷的建立。采用小波神经网络（WNN）对时序信息进行处理预测，再同误差反向传播神经网络（BPNN）相结合预测充电道路上的车流，短期车流预测精度为85%，用模糊C聚类（FCM）算法对电动汽车的充电类型以及该类型所对应的充电功率进行划分，将进入充电道路的电动汽车分为7种类型。根据各种充电类型分配相应的充电功率，完成日负荷建模。

摘要:为了保障电网安全稳定和电力市场高效运行，电网调度人员和电力市场参与者对电力负荷预测准确度提出了更高要求，分布式电源和间歇性负荷是影响负荷精准预测的关键因素。针对传统负荷预测方法无法同时对负荷本身变化规律及其影响因素进行建模的问题，提出基于长短期记忆单元（LSTM）的负荷预测方法。利用具备时序记忆功能的LSTM构建深度循环神经网络（RNN），综合考虑历史负荷和各类负荷影响因素建立负荷预测模型。该方法利用神经网络的特征提取能力和LSTM的时序记忆能力，能在更长的历史时间范围内辨识负荷内在变化规律及各类影响因素对负荷的非线性影响。基于实际负荷数据对不同历史时间窗口、不同网络架构的负荷预测性能进行验证，并与其他负荷预测算法进行比较，结果表明所提方法能有效提升负荷预测准确性。

摘要:电动汽车有序充电是智能用电领域的重要议题。传统的模型驱动方法需对充电行为建模，但受相关参数的强随机性等影响，相关模型不能完全反映充电行为的不确定性。考虑到数据驱动下的无模型强化学习（MFRL）具有不依赖先验建模、适应强非线性关系样本数据的优势，提出将其应用于充电站的有序充电负荷优化。针对性地构建以用户充电需求能否获得满足为状态的马尔可夫决策过程（MDP），并利用充电完成度指标和满意度惩罚项改进代价函数。具体采用增量式的时序差分学习（TDL）算法训练历史数据，以保证数据规模下的计算性能。算例以充电站实测数据为环境，结果表明，在无需对充电行为进行先验建模的情况下，所提方法能够准确、快速地制定充电站有序充电计划。

摘要:双馈风机的定子与电网直接连接，转子通过转子侧变换器和网侧变换器与电网进行功率交换。变换器的电力电子开关容易发生开路故障，影响双馈风机的安全稳定运行。文中针对双馈风机常见的变换器开路故障，提出一种基于深度置信网络的故障诊断方法。首先分析了双馈风机在转子侧变换器和网侧变换器的单个和双个开关管故障下的输出响应。基于双馈风机的变换器开路故障数据，构造多层受限玻尔兹曼机结构，充分利用深度置信网络优异的模式识别能力，深度提取不同故障条件和运行工况下转子电流和网侧电流的信号特征，提高算法准确度。仿真结果表明，该故障诊断方法能够准确识别单开关和双开关的多类型复杂故障。

摘要:磷酸铁锂电池模组的热失控及灭火是大规模应用急需解决的问题。文中分别以单个磷酸铁锂电池模组和簇级磷酸铁锂电池模组为试验对象，在恒流过充方式下研究单个磷酸铁锂电池模组与簇级磷酸铁锂电池模组的热失控特性，并使用细水雾作为灭火剂，研究细水雾对磷酸铁锂电池模组的灭火效果。试验结果显示：簇级磷酸铁锂电池模组燃烧后温度急剧上升，18 s内温升速率达42.74℃/s，温度峰值近1 000℃，明显高于单个模组的峰值温度（600℃）；细水雾持续喷洒100 s后，2组试验模组温度迅速降低，明火完全扑灭无复燃，灭火效果极佳。试验结果可为磷酸铁锂储能电站的安全和消防提供有效的理论与试验支撑。

摘要:高压气体绝缘全封闭组合电器（GIS）壳体环流会产生很大的环流损耗，引起设备发热，长期运行将直接影响系统的输送容量和设备绝缘性能。文中为提高GIS壳体环流计算精度，简化计算程序，提高工程设计人员及现场运维人员使用效率，应用大电流母线和工程电磁场基础理论，提出空心电流互感器原理，建立GIS壳体环流等效模型。针对550 kV GIS稳态运行及短路故障工况，对不同位置壳体、短接线、接地线环流进行等效计算，给出环流及损耗分布规律。计算结果表明：550 kV GIS稳态运行时，位于进、出线端的短接线环流值大于其他位置；故障状态下故障点就近接地线上电流值最大；接地线和短接线计算电流大于实测值，主要为接地电阻分布引起。通过计算可给出GIS系统损耗总量，为GIS实际运行提供理论指导。

摘要:特高压直流输电在电网中的应用越来越广泛，送端电网与受端电网间采用多回直流相连，在一回直流故障时，通过提升其他直流实现功率紧急支援。在受端电网相对较弱的情况下，当需要大幅紧急提升直流功率时，如逆变侧采用传统修正的定熄弧角控制，会出现换相失败的情况。为此，分析了产生换相失败的原因及交流系统强度和提升量对换相失败的影响，并在现有逆变侧控制策略的基础上，提出一种预防换相失败的控制器，通过引入熄弧角测量值，实现熄弧角闭环控制，从而保证换相裕度，避免换相失败。在实时数字仿真系统（RTDS）中进行了试验验证，结果表明，所提策略可解决特高压直流大幅提升功率时的换相失败问题。

摘要:分红激励是激发科技企业人才队伍价值创造能力，实现企业高质量创新发展的重要手段。针对国有科技型企业分红激励的具体落地实施措施，文中首先对我国科技型企业分红激励实施政策进行了梳理，接着从岗位分红、项目收益分红激励实施要点、分红激励原则及约束、项目总激励、个体激励计算模型等方面进行分析研究，并给出了激励分配计算模型及具体实施建议。只有严格履行民主决策程序，做到合规公正透明，坚持多创造多分红，避免平均主义，才能达到科技型企业分红激励的目标效果。文中建议可为我国科技型企业开展中长期分红激励的具体实施提供借鉴和参考。