面向居民智能用电的边缘计算协同架构研究

随着电力系统的快速发展和智能家电的普及,面向居民智能用电的能源互联基于家庭应用环境,重新定义了智能用电系统各终端的功能以及终端之间广泛的互联互通与智能协同内涵。该文为常见的用户侧智能用电相关系统提出了一种边缘计算协同控制架构,可以解决多个大功率负荷同时工作导致负荷过载的问题。在边缘计算参考架构的基础上,分析了居民智能用电协同架构,不同智能用电终端各自的云平台通过统一接口连接入云协同平台,将终端边缘计算的数据信息传入云协同平台,再根据家电优先级排序,由该平台统一控制家电的开关,达到避免负荷功率过载的目的。并提出了基于层次分析法的家电优先级排序思路,对比了分布式协同与集中式协同架构。边缘计算协同架构通过设备边缘计算、协同控制中心的运维管理及云平台的智能协同,分析并处理庞杂的家电负荷数据,优化居民智能用电的运行模式,保障智能家电系统平稳高效运行。     

主动配电网保护控制的设计与研究

主动配电网是智能配电网发展的高级技术阶段,是具备组合控制各种分布式电源、储能、可控负荷以及具备需求侧响应能力的配电网络。该文对主动配电网的构成进行了简要介绍,探讨了主动配电网自身的特点及其对保护控制系统的要求,在此基础上提出了面向主动配电网的控制保护系统的整体架构,并对主动配电网保护控制中的关键技术即运行控制技术、并网点与配电网相结合的保护技术以及直流配电网保护技术进行了阐述。     

智能配电网保护自愈控制系统研究

配电网作为满足用户用电需求、提高供电可靠性的关键环节,需要完善的保护自愈控制系统来保证.介绍了配电网保护自愈控制系统的三种类型,从电源侧、负荷侧以及电网稳定性三方面介绍了配电网保护自愈控制系统的需求,简述了配电网自愈控制系统的特征,并介绍了在线状态监测、灵活可靠的通信网架以及故障隔离及恢复等自愈控制关键技术,提出并改进了智能配电网自愈控制系统的基本架构,为提高自愈控制质量提供了新思路.     

低碳背景下考虑雷击概率和综合需求响应的主动配电网预防控制协调优化

低碳背景下,考虑主动配电网预防控制能力对主动配电网的稳定运行具有重要意义。基于风险理论,构建了考虑雷击概率和负荷综合需求响应的低碳型主动配电网预防控制优化模型。首先,基于主动配电网线路雷击故障概率模型,提出一种计及主动配电网支路过载和节点电压越限的综合风险指标,建立主动配电网综合风险约束预防控制模型。其次,构建负荷侧综合需求响应特性模型,引导负荷侧可调度资源参与主动配电网预防控制协调优化,改善传统方式仅依靠可控机制调节的情况。最后,引入阶梯型碳交易机制,构建具有低碳特性的主动配电网预防控制优化模型,深入探索主动配电网预防控制在经济性和低碳性之间的协调能力。采用CPLEX对主动配电网预防控制优化模型求解,验证了所提模型及方法的有效性和可行性。     

基于粒子校正优化的智能小区需求响应调度策略

针对复杂智能用电环境配电网侧波动最小优化目标下的智能用电小区多用户日负荷需求响应调度问题,提出一种基于粒子校正优化的智能用电小区用电需求响应调度策略。首先综合考虑智能家居的基本负荷、可调度负荷、电动汽车负荷和储能装置负荷等约束条件,建立了计及罚系数的多用户智能用电调度模型;然后为求解该模型,提出基于粒子校正的混合粒子群算法,通过解决用户负荷分配最优求解中偏离约束问题,实现优化调度的效果;最后进行算例仿真实验,经过对比分析,结果表明文中所提策略对包含多种新型用能负荷的用户需求响应调度有着良好的负荷平抑配电网波动效果,能较好地实现配电网削峰填谷的目的。     

智能小区居民负荷参与优化调度及控制策略研究

随着居民用电设备的快速发展,居民用电占社会用电的比例越来越大,调动居民负荷参与需求侧响应值得深入研究。首先,建立了智能小区参与需求侧响应的双层调度模型,上层为配电网运营商收益最大化,下层为智能小区用户总调度成本最低。其次,该模型考虑了各类用电设备的负荷模型、用户的舒适度以及基于调峰贡献度指标约束的激励措施。最后,考虑到居民负荷参与调度会产生功率波动的问题,以功率较大的空调负荷为例,针对空调参与调度造成功率跌落的现象提出相应的控制策略。结果表明,双层调度模型能够使用户按照配电网运营商的调控期望进行调度,调峰效果较好,并且兼顾配电网运营商和用户的利益。提出的两种控制策略均有效地减小了功率跌落,提高了配电网的稳定性。     

基于智能用电网络的负荷状态与类型在线辨识

电器级负荷的实时信息辨识是实现负荷控制类需求响应以及用户侧自趋优运行的前提.为满足智能用电网络辨识后自动进行精准控制的应用需要,提出了电器级负荷状态与类型在线辨识技术,以期快速、准确且高可扩展地为智能用电网络的调控提供信息基础.智能用电网络的大量终端可提供电器级低频数据的实时测量结果.基于此,采用改进双边累积和分段算法...     

基于智能边缘计算的分布式紧急频率调节控制方法

海量分布式微小负荷参与电力系统频率调节可以增加调频容量和提升电网安全,但传统的集中控制法需要大量昂贵的高速通信信道,分布控制法又难以保证全局控制精度.针对上述海量分布式微小负荷的聚合和控制问题,提出了一种名为"电网脉"的基于物联网技术的分布式负荷调控系统,研发了一种基于智能边缘计算的电网功率缺额的本地估计方法.利用该方法,海量终端设备(如智能插座)可以在本地快速检测电网频率下跌事件,估计电力系统中的有功功率缺额,并迅速响应以准确地进行负荷切除.大量实验表明电网脉及其频率控制方法可以有效阻止严重功率缺额事故导致的电力系统频率快速大幅下降,具有较高的响应速度、全局控制精度和抗干扰性,可提升电网在大功率缺额情况下的频率恢复.     

配电网电力负荷需求侧响应模型构建

传统配电网电力负荷需求侧响应模型存在负荷配置效率较低、协调性较差的问题。为此,提出基于云边融合的电力需求侧负荷协调配置方法。采用云边融合技术融合配电网云数据库中心、边缘节点以及边缘域数据,对配电网负荷的类型进行分类,设置配电网储能配置目标与约束条件,将其作为前提,利用粒子群算法求解配电网储能配置目标函数,构建配电网负荷需求侧响应模型。仿真实验结果表明：提出方法具有理想的配置协调性,电力需求侧负荷利用率更高,验证了该文研究构建的配电网电力负荷需求侧响应模型的应用效果较优。     

计及需求侧响应的主动配电网多时间尺度优化调度

考虑分布式电源出力的波动性、负荷预测的误差以及各类调度资源的运行特性在时间尺度上存在差异等问题，提出一种在需求侧响应机制下主动配电网的多时间尺度优化调度模型。首先，负荷参与需求侧响应的形式分为价格型和激励型两类，分别对这两种需求侧响应的形式进行建模分析。其次，建立基于模型预测控制的主动配电网多时间尺度调度框架，根据模型预测控制方法分别建立日前调度、日内滚动和实时反馈三个阶段的配电网优化调度模型。考虑到配电网调度过程中的有功无功耦合特性，通过控制无功调度资源使得配电网各节点电压控制在允许范围。最后，通过对改进的31节点算例进行仿真，验证了所提模型可以有效地降低预测产生的误差并提高主动配电网运行的经济性和安全性。