主动配电网

• 含分布式电源的配电网韧性与评估方法研究

  高鑫;唐飞;王晨旭;都念纯;李宇;覃方华;

  分布式电源的接入对配电网韧性具有积极影响，为更加全面地进行多角度定量分析，提出一种考虑分布式电源灾后应急供电恢复的配电网韧性评估方法。首先，建立考虑极端灾害的随机性与元件的脆弱性的配电网故障模型，并通过随机抽样确定配电网故障状态，评估极端灾害对配电网的影响。其次，考虑可再生能源出力与负荷的波动性，通过场景缩减确定典型场景，并利用分布式电源实现重要负荷的优先恢复。再次，从系统与节点层面构建多角度的韧性评价指标体系，更加全面地反映配电网韧性水平。最后，在改进的IEEE 33节点配电系统算例中验证了所提方法的有效性。

  2023年01期 v.56;No.310 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 908K]
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• 考虑电动汽车充电站的主动配电网“源-网-荷-储”协调规划

  郑洁云;宣菊琴;易辰颖;孙明洁;郭真;严俊杰;胡志坚;

  提出了协同考虑电动汽车充电站选址定容的主动配电网“源-网-荷-储”多主体协调规划模型。该模型充分考虑配电网规划过程中多方主体的利益，基于已有的“源-网-荷-储”规划研究成果，以电动汽车充电站为枢纽，引入配电网与交通网间的耦合关系，将配网公司作为充电站投资主体，在网层规划中纳入充电站选址定容问题进行网架与电动汽车充电站的协同规划。采用改进粒子群算法求解模型，并采用改进IEEE 33节点算例进行仿真分析，结果表明该规划方法可有效提高规划过程中各主体的经济收益。

  2023年01期 v.56;No.310 9-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K]
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• 基于社区挖掘的配电网分区重构及储能配置方法

  丁凯;李龙瑞;邓冠平;孙建军;

  目前电网分区多依靠行政规划和运维人员经验，为此，提出了一种基于局部模块度和差异哈希的社区挖掘算法，将配电网拓扑结构和节点负荷数据联合起来进行社区挖掘。首先将实际采集的配电网历史数据分配到IEEE 33节点系统中的各个节点，建立配电网研究模型。然后，将节点的负荷数据转换成图像，利用社区挖掘算法分析图像间的相似度，实现对配电网的分区，采用模块度对算法的效果进行评估，结果表明该算法效果良好，具有较高的可行性。最后利用社区挖掘的分区结果进行配电网重构，重构后的社区数量明显减少，同时分区间用电负荷的平衡性增强；另外，在社区挖掘后的分区中的关键节点处加入储能装置，发现负荷节点的单日压差减小。

  2023年01期 v.56;No.310 20-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 979K]
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• 考虑DESS接入的配电网变电站规划方法

  王立;薛毅;彭军;李振;刘影;张启烨;

  随着分布式电源（distribution generation, DG）渗透率的提高，变电站规划需要考虑分布式储能系统（distributed energy storage system, DESS）的容量价值。DESS的接入能优化电网潮流的稳态分布，有利于配电网工作的灵活调度，同时提高了配电网运行的经济价值。建立了DESS和变电站的双层规划模型，其中上层为选址定容层，考虑系统经济性，以配电网年综合运行成本最小为目标；下层为运行优化层，以配电网网损费用、电压偏差之和最小为优化目标。采用改进的量子粒子群优化(quantum-behaved particle swarm optimization, QPSO)算法对上下两层规划模型进行迭代求解。最后通过2个算例进行规划结果分析，并与传统算法对比，结果表明DESS和变电站的联合规划能有效改善配电网的末端电压并且经济成本最低。

  2023年01期 v.56;No.310 27-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1027K]
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电能质量

• 基于数字镜像技术的电压暂降源定位方法

  冯志远;李佳蔚;郑晨;李琼林;蒋建东;

  提出了一种基于数字镜像技术的配电网电压暂降源定位方法。首先根据配电网中大量的监测点信息以及网架结构参数构建配电网数字镜像模型，然后采用人工神经网络对数字镜像模型的历史数据进行学习训练，得到反映节点电压与电压暂降发生位置之间映射关系的神经网络模型。通过该模型可以根据电压暂降后各节点电压数据得到反映各节点故障特征的信息，进而实现对电压暂降源的定位。以河南某县30节点的配电网为例对所提方法的有效性进行验证，结果表明该方法能够实现对电压暂降源的准确定位。

  2023年01期 v.56;No.310 36-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1092K]
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• 考虑电压暂降影响的配电网规划模型

  杨心刚;张鹏;潘玲;汪颖;罗旭;

  随着高端制造业的快速发展，用户对电能质量问题，尤其是电压暂降给予了更高的关注。基于此，首先分析配电网中影响敏感用户生产过程跳停的各方面原因，进而提出配电网优质运行指标体系。然后，提出基于层次分析（analytic hierarchy process, AHP）和基于指标相关性的指标权重确定（criteria importance through intercriteria correlation, CRITIC）方法的主客观综合的配电网优质运行综合指标计算方法。最后，以配电网优质运行综合指标和规划总成本为多目标函数，计及相应的约束条件，构建考虑电压暂降影响的配电网规划模型，引入非支配排序遗传算法-Ⅱ（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ，NSGA-Ⅱ）求解规划模型，并用熵权修正的理想点法（technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS）求解得出最终的网架规划方案。

  2023年01期 v.56;No.310 44-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 962K]
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• 基于深度置信网络和高斯混合模型的电压暂降频次评估

  杨爽;陈咏涛;马海星;马兴;汪颖;

  持续时间是电压暂降的重要特征量，在进行电压暂降频次评估时需要对其进行有效预测。传统方法在对电压暂降持续时间进行估计时通常以获取保护动作信息作为先验条件，然而实际评估过程中保护信息可能未知，其应用范围受限。提出了一种基于深度置信网络和高斯混合模型的电压暂降频次评估算法。在保护动作信息未知的条件下，基于电压暂降监测数据和线路故障运维检修记录，通过高斯混合模型拟合线路故障概率分布，利用深度置信网络推测电网不同位置发生短路故障时电压暂降持续时间。结合故障点法，估计了目标节点发生相应幅值和持续时间电压暂降的频次。IEEE-30节点系统的仿真结果验证了所提方法的有效性和实用性。

  2023年01期 v.56;No.310 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1055K]
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新能源消纳

• 一种分时段多目标火电机组实时调度策略及可再生能源消纳能力评估

  张元骜;邓长虹;曹鹏;龙志君;刘大贵;李国庆;

  在可再生能源大规模入网、调频调峰资源严重不足的背景下，兼顾火电机组灵活性及经济性，推动火电机组主动参与电网调峰调频，对最大化消纳可再生能源具有重要意义。提出一种分时段多目标火电机组实时调度策略，根据超短期预测数据，通过经济-消纳目标函数转换，修正火电机组下一时段出力曲线；提出消纳充裕度评价指标，综合评价所提控制策略效果。以西北地区某实际风火联合运行系统为仿真算例，评估其可再生能源消纳能力，验证了所提控制策略的有效性。

  2023年01期 v.56;No.310 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 964K]
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• 计及电压随机性的风光消纳能力评估方法

  李启峰;邓长虹;徐泰山;龙志军;马庆;刘大贵;

  无功控制可以改善大规模风光接入电网后的电压状况，防止电压越限对电网消纳能力造成不利影响。评估风光消纳能力和无功控制对消纳的影响，对利用无功控制实现风光友好并网、减少弃光弃风具有指导作用。首先对含可再生能源电力系统的电压随机特性进行分析，阐述了所提评估指标的物理意义；采用拉丁超立方模拟法提出基于电压水平的风光消纳能力评估指标；提出基于灵敏度的消纳能力提升策略，通过计算电压灵敏度，对电压越限最严重的节点补偿最有效的无功功率，提高了系统无功裕度；基于所提策略对样本场景进行控制，根据消纳指标的动态变化从无功控制的角度量化评估了其对风光消纳的提升作用。以新疆某实际电网为仿真算例验证了所提评估方法的可行性和控制策略的有效性。

  2023年01期 v.56;No.310 71-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 999K]
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• 考虑碳效益和辅助调峰的光伏电站储能配置方法

  赵璐;巩晋通;李园林;范黎;高鹏;陈红坤;

  我国碳交易市场和辅助服务市场的开放拓宽了新能源场站配置储能的收益模式。提出一种考虑碳效益及辅助调峰的光伏电站储能配置方法。首先，综合考虑储能经济效益和碳效益，建立了储能综合效益模型；然后，为协调控制储能同时参与光伏消纳和辅助调峰，提出了一种改进功率差控制方法，并以储能综合效益最大为目标建立了光伏电站储能配置模型；最后，以国内某光伏电站为例对所提方法进行了验证，结果表明考虑碳效益及辅助调峰的光伏电站储能配置方法可以提高储能主体收益，更真实地反映配置储能的价值。

  2023年01期 v.56;No.310 80-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1015K]
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电力电子技术

• 计及功率耦合影响的虚拟同步机有功传输特性分析

  范鎏洋;马玉梅;陈仲伟;郭祥;朱东海;邹旭东;

  虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)因能够提高新能源发电系统主动支撑电网的能力，得到了广泛应用。然而，随着新能源比例的升高，电网强度逐渐降低，系统的稳定性可能因VSG传输的有功功率超过其有功传输极限而受到不利影响。忽略功率耦合因素影响将给VSG的有功传输极限分析带来一定的误差。为了解决这一问题，首先建立了VSG的基本模型，并基于所建模型再次强调了有功传输极限与功角稳定性的关系。然后针对不考虑和考虑功率耦合影响2种场景，分别分析了线路阻抗角、功率因数角对VSG有功传输极限的影响规律，分析结果表明：不考虑功率耦合时，增大线路中阻性成分可以提高VSG的有功传输极限，而考虑功率耦合时，VSG发出一定的无功功率可以增大其有功传输极限，若VSG吸收无功功率则会起到相反的效果。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了理论分析的正确性。

  2023年01期 v.56;No.310 89-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1119K]
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• 基于阵列自举驱动的高功率密度单相飞跨电容逆变器

  史敬祥;潘尚智;宫金武;查晓明;

  高效率、紧凑化的单相逆变器在光伏、电动汽车领域有广泛的应用需求。飞跨电容多电平逆变器可以显著减小无源滤波电感的体积，着重分析了功率器件的损耗特性，明确了多电平电路的效率优势，并说明了采用硅基器件的可行性。针对传统级联自举驱动存在的驱动电压跌落问题，提出了一种阵列自举驱动电路。该电路利用多电平电路的固有特性，构造了阵列自举二极管网络，从而为高端驱动器提供低压降的辅助充电回路，缓解了电压跌落问题，保证了变换器高效、可靠运行。最后，设计了一台1.2 kW的实验样机，逆变器级峰值效率为98.6%，功率密度约为0.003 W/mm~3(50 W/in~3），验证了分析设计的有效性和合理性。

  2023年01期 v.56;No.310 98-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1058K]
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• 频率突变对孤岛微电网暂态建模及稳定性的影响分析

  苟家波;李胜;戴炜;杨勇波;彭冲;李锡林;

  随着新能源渗透率的提高，电力系统逐步呈现出电力电子化特性。以并网逆变器为主导的孤岛微电网系统近年来受到越来越多的关注。一种类似于同步发电机的变流器摆动方程被建立，并广泛应用于孤岛微电网的暂态稳定性分析，但其忽略了由公共耦合点电压突变引起的锁相环频率突变。首先，推导了传统的孤岛微电网二阶数学模型，通过理论分析与数值计算发现现有模型存在一定的误差和时延，进一步发现误差是扰动瞬间产生的频率突变所致。通过计算频率突变量对既有的传统二阶数学模型进行修正，提高了暂态扰动下的数学模型精度。同时，分析了不同扰动对系统同步稳定性的影响规律。最后利用Matlab/Simulink仿真和RT-Lab硬件在环实验对所提出的理论分析结果进行了验证。

  2023年01期 v.56;No.310 106-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K]
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• 基于哈密顿原理的新能源并网逆变器小信号等值建模方法

  钟启迪;卢亚军;李翼翔;刘琳;田震;查晓明;

  作为新能源并网的重要接口，逆变器在新能源场站中得到大量应用。然而，由于逆变器控制复杂，对大规模的并网逆变器群难以直接进行理论分析与仿真计算。为了便于分析多逆变器系统的动态特性与稳定机理，有必要在保留逆变器主导特性的前提下研究并网逆变器的等值建模方法。基于哈密顿作用量的同调等值方法可实现逆变器群的模型聚合，且具有明确的物理意义。利用哈密顿原理，推导出了基于逆变器传递函数的同调判据，并将判据简化为基于幅频响应的小信号等值判据。该判据具有较好的解析性和实用性，可为大规模逆变器系统的稳定性分析提供模型简化依据。最后，针对5台逆变器组成的并网系统，基于所提出的传递函数判据实现了分群等值，通过对比等值前后的模型响应特性，验证了所提方法的有效性。

  2023年01期 v.56;No.310 114-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 935K]
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• 弱电网下有源滤波器谐振与抑制策略研究

  唐钰政;刘书铭;张博;王毅;郑晨;

  在电容补偿装置接入的电网场景下，并联型有源电力滤波器的补偿性能会受到严重影响。为此，研究了电容补偿装置和有源电力滤波器共同接入电网运行时，电网强度对系统稳定性的影响。首先，建立有源电力滤波器的诺顿等效电路。然后，在并联电容补偿装置接入后，分析了负载电流检测位置不同时，电网阻抗对系统稳定性的影响。结果表明，在弱电网条件下，系统会发生谐振并恶化有源电力滤波器的补偿效果，同时随着电网强度的降低，谐振频率有向低频段移动的趋势。针对产生的谐振问题，提出了一种引入虚拟阻抗的谐振抑制策略。最后，通过仿真验证了理论分析的正确性和引入虚拟阻抗谐振抑制策略的有效性。

  2023年01期 v.56;No.310 122-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1082K]
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