基于GPRS的配电变压器监测和用电管理一体化系统

针对低压配电网络管理手段落后的现状,提出了基于通用分组无线业务(GPRS)无线数据通信技术的配电变压器监测和用电管理一体化解决方案。该系统以集数据采集、无功补偿和数据通信功能于一体的配电变压器监测和动态无功补偿装置为基础数据平台,基于GPRS无线数据通信网络构建通信平台,利用配电变压器监测基础数据扩展高级应用功能构建用电管理平台,实现线损分析、负荷预测和控制、电能质量服务等功能。现场应用实践表明,系统性能先进可靠,可有效促进供电部门管理水平和电网供电质量的提高及运行经济性。     

配电变电站内部通信网络研究与实践

根据配电变电站自动化系统中通信网络的特点，提出了一种从整体结构上分析评价配电变电站内部通信网络方案性能新方法，冻结合工程实践，用此方法对各可行方案进行了较为详尽的分析比较，在得出优选方案之后，围绕着如何在合理利用通信系统硬件资源的前提下尽可能提高通信系统网络性能的问题，阐述了系统各个通信单元软，硬件的设计思路及方法，最后，在总结实践经验的基础上，提出了一些值得进一步深入 研究的问题。     

计及多能流运行时序性的电-气互联系统协同状态估计

电-气互联综合能源系统可灵活实现多区域能源交互,但其多能流子系统存在的信息交互壁垒、量测延迟等时序不统一因素会给系统精准监测与调度带来不利影响。针对多能流子系统不同的运行时间尺度,构建计及统一时间尺度的顺序协同估计框架,并考虑多源量测设备采样周期的延迟问题,将量测时延融合思想引入估计框架中以矫正多源量测数据的时序不同步。提出基于改进卡尔曼滤波的综合能源系统实时估计算法,通过引入基于改进交替投影的对称正定理论,避免实时估计过程中因误差传播出现非正定导致的估计失败问题。仿真结果与对比分析验证了所提协同状态估计策略能够有效实现对电-气互联综合能源系统的在线精准监控,且估计结果具备更强的数值稳定性。     

考虑电-氢-热多能互补的微网多目标优化配置研究

氢储能具有储能容量大、储存时间长、清洁无污染、实现多种能源网络互联互补和协同优化等诸多优点,有望成为推动分布式能源发展和提升终端能源利用效率的重要支撑技术。为了提高独立型微网供电可靠性及可再生能源利用率,本文建立了考虑电-氢-热多能互补的独立微网多目标优化配置模型,并基于模拟退火的粒子群算法对目标问题进行求解。最后,通过东北某地独立微网优化配置算例,基于MATLAB平台验证了所提多能互补配置方案较传统电储能配置方案负荷失电率降低了3.18%,可再生能源利用率提高了8.37%,所提配置方案可有效促进可再生能源消纳,保证独立微网的供电可靠性。     

IEC 60870-5-103传输规约在中低压微机保护测控装置中应用

介绍了IEC 60870-5-103传输协议的参考模型与应用功能,指明了兼容范围、专用范围和通用分类服务3种信息交换方法的应用范围;结合变电站自动化系统中的中低压微机保护测控装置,把传输的信息分为公用、保护和测控3类,定义了上述不同信息采用的应用服务数据单元(ASDU)类型,说明了初始化过程与正常情况下的信息传输过程,分析了要求访问位(ACD)与1级数据传输的关系以及1级数据、2级数据的内容;给出了规约实现中的软件流程图、主要函数定义,针对固定帧长和可变帧长的报文,分析了报文解析和重发的机制,并针对不同类型的1级数据传输,提出了通过1级数据状态字控制的方法。     

基于VxWorks的通信服务器实时多任务软件设计

为满足电力调度自动化系统对通信服务器高可靠性和强实时性的要求,提出基于嵌入式实时多任务操作系统VxWorks的通信服务器的软件方案。通信服务器的硬件基于嵌入式微处理器AT91RM9200芯片设计,软件主要实现通信规约转换和数据转发。软件系统结构采用双层客户机/服务器(C/S)结构,对下行通道,通信服务器是客户机,请求保护装置的数据,支持103规约;对上行通道,通信服务器是服务器,响应调度主站的数据请求,支持循环式数据传输规约(CDT)及101、104规约。其软件体系包括:系统初始化、系统配置、下行通道数据请求/处理、上行通道数据处理和数据库管理等模块。分析了数据流向及基于H.GEMMA原则的任务划分,确定了各任务的优先级,且任务可调用taskPrioritySet函数改变优先级。系统采用信号量和消息队列为通信机制,保证了系统的实时性,并给出了通信服务器主程序流程图。     

多微电网系统的合作博弈模型及其优化调度策略

该文将多微电网系统中的所有微电网设为地位对等的能量管理实体,赋予每个微电网与其他微电网功率交易的定价权和交易电量决定权,构建不含中央管理单元的分布式能量管理架构。提出关于电价和功率交易量的约束协议,建立多微电网系统的合作博弈模型,并提出效益妥协算法,使所有微电网通过效益妥协的方式接受彼此制定的能量调度策略,以统一多微电网系统的能量管理方案。结果表明,按照约束协议找到的电价策略是唯一不损害所有微电网利益的电价集合,基于该电价策略执行效益妥协过程得到的微电网间的功率交易方案是在兼顾所有微电网利益的前提下,唯一使所有微电网都接受的能量调度方案,验证了该文建立的合作博弈模型可有效实现多微电网系统的分布式能量管理。     

应用于超级电容双向DC/DC变换器的鲁棒控制

针对超级电容双向DC/DC变换器控制,提出一种H_∞控制器。首先,建立超级电容双向DC/DC变换器综合状态空间模型,并将超级电容不同运行稳态工作点设计为多胞模型,通过积分器保证其输出无静态误差。其次,通过闭环极点优化配置改善系统的动态响应,并利用卡尔曼滤波器观测电感电流,作为状态反馈的输入,有效地降低噪声干扰。基于所建立的综合状态空间模型,采用线性矩阵不等式便捷的设计了H_∞控制参数,所提控制方法具有稳定裕度高、动静态性能良好、参数设计简单及计算量少等特点。通过超级电容充放电实验,验证了所提控制方法的可行性及有效性。     

三相不平衡配电网不确定性分布式电源运行域仿射求解算法

高不确定性分布式电源(DG)的大量并网,给配电网安全、可靠运行带来了极大挑战。DG运行域可为DG的接入位置提供参考依据,并可实时监控配电网的运行安全,实现预警和预防性控制。提出了一种三相不平衡配电网中不确定性DG运行域的仿射求解算法。利用基于仿射算术的潮流计算求取节点电压关于DG出力不确定变量的近似线性表达式,综合考虑馈线容量、反向潮流以及电压表达式的安全范围等约束条件,构建三相不平衡配电网的DG运行域的优化求解模型,继而求取配电网中各DG的运行域边界。通过对改进的IEEE 123三相不平衡系统进行仿真,并与近似精确的仿真逼近法进行对比,验证了所提求解算法的准确性及高效性。     

基于线性近似模型的三相不平衡有源配电网重构

针对配电网中分布式电源和负荷具有波动性、时变性,并普遍以三相不平衡方式运行,提出一种有源配电网重构方法。首先,对一天的风力光伏发电和负荷功率进行日前短期预测建模,制定以一天为开关动作周期的日重构决策,降低对配电网运行的冲击。在此基础上,建立以配电网运行日损耗最低和电压偏差最小为总目标的三相不平衡有源配电网多时段重构数学模型,并基于最佳等距分段线性逼近法对原非凸模型进行精度可控的线性近似。最后,通过标准化配电测试系统验证了重构模型的有效性和精确性。