一种高效的基于云边端协同的电力数据采集系统

针对云计算模型的数据分析及数据处理在实时性、隐私保护和能耗等方面所存在的问题,研究边缘计算模型的概念及其在数据处理与数据分析方面的优势;提出新型的边缘计算系统架构,设计能实现系统任务的卸载、运行及调度策略;针对提出的新型边缘计算系统的改进方向和应用前景,展开分析和研究,构造了一种基于云边端协同的新型电力数据采集系统。该系统架构由上而下分为云侧系统主站、边侧智能终端和端侧表计设备3层,端侧表计设备负责采集电力数据并上报到边侧智能终端,智能终端负责对数据进行预处理,而云侧系统主站负责收集预处理后的数据并进行统一处理。基于该文所提系统,云侧采集系统主站统管边侧智能终端设备,并支持将应用程序下发到边侧智能终端进行边缘计算;边侧智能终端设备纳管端侧表计设备,支持将表计设备采集的数据上传到边缘侧缓存和就近处理、分析与决策。该文通过实例测试验证了所提方案既解决了边缘应用的实时处理和响应问题,又减轻了云端与边缘端之间数据通信的带宽压力。     

基于KubeEdge架构的边缘智能设备管理研究

电力行业在物联网应用的前景下,不同种类的边缘智能设备将会被大量接入,若按照传统的方式对其进行接入和管理,将给人员运维、信息传输、主站系统信息处理、边缘智能设备的自身管理等方面带来巨大的压力。为了解决上述问题,文章提出基于KubeEdge技术的边缘智能设备管理方法,该方法将Docker容器技术、Kubernetes技术与边缘智能设备相结合,并对KubeEdge架构做针对性地改造(如通道、安全等),实现边缘智能设备对感知层设备的统一安全的接入和管理。     

面向提高供电能力的中压配电网架精细化规划方法

针对城市中压配电网存在的供电瓶颈问题,提出了面向提高供电能力的中压配电网架精细化规划方法。构建了配电系统供电能力计算模型,在配电网供电能力计算模型的基础上构建配电网典型供电模型,进而形成网络合理供电架构的构建方法;在供电架构基础上,以提高配电网供电能力为目标,建立中压配电网架精细化规划流程方法。通过算例分析计算表明,所提方法充分协调了高压变电站与下级电网间的关系,在满足中压配电网网架精细化规划的同时,达到了提升区域配电网供电能力的效果。     

配电网负荷分区及其规划研究

摘要： 随着新型城镇化建设进程的加快及配电网的迅速发展,单纯对现有配电网进行改造已经无法满足新型城镇化建设对用电的需求,需对新型城镇配电网重新规划。分析并借鉴了国外大都市的配电网典型接线模式,阐述了负荷分区方法、配电网接线模式的选取方法及可靠性指标的计算方法。在以负荷密度为供电区域划分原则的基础上,将负荷区域按照功能性和可靠性等其他属性再次划分,并对每一小区域选取合理的接线模式,以满足新型城镇化建设对用电的需求。通过河北南部某地级市电网实际算例,分析并验证了改方法的合理性和可行性。结果表明,所提的负荷分区的方法更能满足新型城镇化建设的对用电的需求。     

基于一致性算法的新型电力系统边缘集群分布式经济调度模型

随着风电、光伏等可再生能源大量并入新型电力系统配电网,大量分散的风电、光伏等集群呈现出分布式管理和控制方式,使传统集中式的经济调度方法陷入困境。对此,基于传统一致性算法,文章提出了风电、光伏构成的边缘集群分布式经济调度模型。首先,给出了风电、光伏的边缘集群模型及其波动性特性;其次,推导了传统一致性算法及实现经济调度的优化模型;在此基础上,结合风电和光伏边缘集群模型,提出了风电、光伏的边缘集群的一致性经济调度分布式算法;最后,以某实际系统为例,对所提算法模型进行仿真验证。结果显示了所提模型的有效性。     

基于孤立森林算法与大数据挖掘的配电网故障距离估计方法

针对配电网线路径向分布、分支线复杂特性,存在多重估计的问题,提出一种基于孤立森林算法与大数据挖掘的配电网故障距离估计方法.首先,构建"云-管-边-端"新型配电物联网架构,实现数据的高效管理.然后,在配电边缘代理装置中引入孤立森林算法提取故障时电压电流异常特征数据.最后,基于配电云主站汇集并获取海量装置中提取的异常特征数...     

农村中压配电网供电模型研究

目前,国内对农村网架结构的研究主要集中在接线模式,不能体现农村不同区域属性条件下变电站的供电结构问题。借鉴国内外城市配电网典型供电模型的设计经验,提出了农村中压配电网典型供电模型的构建方法。在对农网供电模型进行定义并分析其构建影响因素的基础上,采用分区加权Voronoi图对农网供电区域进行划分,实现农网的分区供电;采用最小生成树(MST)生成农村中压配电网的供电架构和结合接线模式,构建适合农村地区的、系列化、差异化供电模型。通过对农网供电模型扩展的进一步研究,为农村电网建设与配电网改造提供支撑。     

基于分区控制的光伏并网发电运行研究

具有无功补偿功能的光伏并网发电对改善电网电压分布、降低网损及提高电网末端地区的供电质量、节省无功补偿设备投资具有重要作用。提出分区控制的思想用于光伏并网功率调节控制,给出了区域划分的基本原则,详细分析了光伏并网发电系统的运行区域及耦合电感的选择等问题,讨论了当光照条件不变时并网点电压变化对分区运行点的影响,并提出基于全微分思想的修正方法。通过算例模拟了分区控制的过程,结果表明,所提光伏发电系统并网后对配电网电压水平具有显著的改善作用,验证了分区控制方法的有效性。     

基于边缘计算的故障录波主站信息快速智能处理方法

  目的  针对电网调控机构业务集中,故障决策延时和数据传输开销大的问题,设计了一种基于边缘计算的故障录波主站信息快速智能处理方法。  方法  基于故障录波信息处理的边缘计算设计原理和整体框架,利用DataSocket异步并行实时通信和Hadoop分布式存储方案保证数据稳定传输和快速存取,采用改进的SSDA算法快速筛选出故障信息进行分析,电子化报送故障分析结果。  结果  实验结果表明:该方法在海量数据处理、故障快速诊断、辅助决策支持等方面有良好的应用效果,可缓解调控机构信息处理压力和缩短故障决策时延。  结论  结合广西电网运行案例,证明了该方法可靠处理海量故障录波信息的有效性和可行性。     

主动配电网下多微电网间功率协调优化研究

高渗透率分布式电源以多个微电网集群形式接入配电网,配电网对分布式电源主动控制与管理是智能电网的发展趋势。文章以区域配电网中多个微电网为研究对象,分析了多微电网接入主动配电网的方式及拓扑结构,提出了一种基于熵值的多微网功率协调优化模型,并采用分层的控制结构实现优化模型。采用一种基于量子编码的粒子群算法对模型求解,通过算例计算分析,验证了文章所提方法的正确性和有效性。     

基于MMC-PET的直流微电网综合控制策略

为提升智能配电网电能质量,提出一种基于模块化多电平型电力电子变压器的直流微网构架及其综合控制策略,对分布式电源并网方式进行简化,设计MMC-PET及风光储系统的控制器,对智能配电网中电压深度跌落、三相不平衡等电能质量问题进行治理。在PSCAD/EMTDC平台搭建基于MMC-PET的直流微网风光储系统仿真模型,进行仿真分析总结,结果表明该方法很大程度地提高了新能源接入适应性,具备更快的动态响应速度和更强的鲁棒性,能有效改善智能配电网电能质量。     

基于云雾边协同理念的“电网一张图”维护与自动更新策略研究

为了实现智能电网“源-网-荷-储”协调互动优化运行的目标,需要对发、输、变、配、用“物理一张网”进行数字建模,构建为各个业务部门提供数据服务的“电网拓扑结构关联一张图”。文章在介绍智能电网构成和云雾边技术架构的基础上,提出了基于变电站自动化系统和智能台区分别建设能量管理系统的雾节点和边节点,对“电网一张图”提供在线维护和自动更新的策略,然后讨论了这一策略涉及到的图数据库与电力图计算、电网图模型在线更新、低压配电网拓扑结构辨识等关键技术。此策略将“源-网-荷-储”各种环节以“电网一张图”的形式紧密连接,为智能电网的高效运行提供了技术基础。     

一种面向分布式发电微电网的边缘计算架构与应用

随着边缘计算技术的快速发展,其在智能电网中的应用越来越广泛,但尚未应用于分布式发电微电网系统的运行控制中。本文首先提出了一种面向微电网的边缘计算架构,并介绍了边云协同的主要功能,其次阐述了该架构的构建方案,包括数据处理、网络通信及安全机制的实现,最后介绍了该架构在华南南海某海岛上的应用实践。     

电网经济运行分析及有功优化的迭代计算方法

试图以数学中的神经网络BP方法对电力系统的经济运行进行分析求解。以平凉电力系统为例,对整个平凉电网进行了数据采集、规算和潮流计算,得到全网的潮流初解,然后以此为初始值,用BP算法对有功部分进行优化,从而得到全网有功功率的最佳分配。数值计算及应用结果均表明所提出的模型是正确的,所运用的BP优化算法是稳定、收敛、快速和有效的,可以作为电力系统经济有效分析有功优化的核心软件推广使用。     

光伏发电系统功率预测方法研究综述

光伏发电大规模并网给电网的稳定运行带来巨大挑战,提高光伏发电功率预测水平对光伏能源并网安全具有重要意义。光伏发电系统功率输出具有明显的非线性、间接波动性和不确定性特点,须采用数学模型结合多尺度预测方法实现较高预测精度。针对多元线性回归算法、马尔科夫链预测、神经网络算法、支持向量机和组合预测等光伏系统输出功率的直接预测方法,及基于光伏电站精确建模的光伏系统输出功率的间接预测法,从基本思想、技术路线、适用条件和应用效果的角度进行分析与总结。当前功率预测方法主要有基于统计学的某种学习方法和组合预测方法,数据处理加工是关键因素。预测数据可用性的评估标准和预测方法的工程应用是未来研究工作的重点。     

直流配电系统的运行与控制

为了提高供电能效和质量、增强电力系统的可控性,提出了直流配电系统,建立了辐射型直流配电网络结构,采用电压下垂控制方式,并对直流配电系统各种运行情况进行了仿真。结果表明,直流配电系统在重载情况下从交流电网吸收有功功率,轻载情况下向交流大电网回馈有功功率,对交流大电网有一定的功率支援作用;在电源和负荷扰动情况下,系统能维持功率平衡,且直流母线电压能保持稳定,证实了直流配电系统的可行性。     

基于指标关联的分布式电源并网规划策略

为解决新能源并网时的电源规划与风光消纳问题,考虑风光能源功率波动特性并计及储能单元提出一种计及风光协调出力的电网规划策略.综合考虑电压波动、新能源消纳及新能源发电效益建立多指标规划模型,采用引入指标关联策略的粒子群优化方法对模型进行求解,确定分布式电源及储能的位置和容量.进一步分析优化方案在电能质量方面的规划效果,统计...     

LCL filter design and robust converter side current feedback control for grid-connected Proton Exchange Membrane Fuel Cell system

Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) systems are environment-friendly systems that can be used as distributed power generation (DPG) system. As DPG units are usually utilized in weak power distribution systems, the grid inductance variations should be investigated during the control design stage of the grid-tied fuel cell systems. In recent years, LCL filter is broadly utilized to grid connection of DPG units, and the proper design of this filter is an important issue. In this paper, converter side current feedback (CSCF) method has been applied due to its innate damping feature to integrate PEMFC fuel cell system through LCL filter into weak power distribution system. The impact of delay should be considered as it limits the stability region of the resonance frequency of the CSCF control method especially, in the presence of wide variations of the grid inductance. Precise-tuned LCL filter design and consequently, the proper choice of the resonance frequency can remarkably affect the performance of the CSCF control. An adequate-tuned design procedure for LCL filter parameters has been proposed in this paper. Step-by-step tuning of the PR controller parameters has also been included to enhance the power quality. The grid-tied fuel cell system with modified-Y-Source inverter and LCL filter as an interface between inverter and grid has been simulated to analyze the quality of the injected power. Simulation results in MATLAB/Simulink environment verify the suitable performance of the proposed power conditioning system as well as its stable operation versus wide variation of weak grid inductance.