基于能量管理系统平台的嵌入式软件系统

根据"即插即用"的设计思想研究并实现了基于能量管理系统(EMS)平台的嵌入式软件系统.该系统分为核心模块和接口模块2部分,前者负责完成系统核心计算功能,后者实现与EMS的数据交互.通过付核心模块的封装,使其可在不同厂家的EMS平台上应用.为保证核心模块与EMS分离,使它们都可独立地变化,接口模块采用Bridge模式来设计实现,各类功能接口可通过标准化、应用程序接口(API)、双方约定等3种方式来实现.基于该"即插即用"框架设计实现的嵌入式自动电压控制(AVC)主站系统已在多家网/省级电网控制中心得到实际应用.现场实践表明,该主站系统能将EMS的平台优势与AVC系统的控制算法优势相结合,提高AVC系统的实用化水平.所设计实现的嵌入式系统为控制中心的EMS软件集成提供了一种有效方案.     

能量管理系统中电网潮流单线图自动生成算法

大规模电力系统的潮流图自动生成问题是一个高度复杂的优化问题,可以分解为厂站自动布局和自动布线问题.对于厂站布局问题,文中引入了引力一斥力模型进行优化,可以快速得到较好的布局效果.在此基础上,再利用遗传算法进一步优化.对于自动布线问题,文中首先引入了带虚拟引线的厂站图标定义,以便于出线布局;然后,采用迷宫探索方法对线路进行横平竖直的自动布线;最后,在变电站出线端自动加上开关元件从而得到最终的图形.针对某省级电网模型的测试表明了所提出的方法的有效性.     

电力系统精细规则的研究

在分析传统运行规则的基本形式和弊端的基础上,进一步阐述精细规则的概念。针对系统输电断面,提出建立精细规则的方法：针对静态安全,精细规则的建立基于灵敏度技术;针对暂态安全,精细规则的建立采用数据挖掘技术,由建立训练集、特征选择、知识表示等步骤组成,其中训练集采用基于连续潮流的极限传输容量计算方法,特征选择采用一种新的基于信息理论的方法,知识表示采用最小二乘拟合。对四机双区域测试系统和某省级电网分别进行精细规则的算例研究,结果表明,精细规则考虑了更精细的电网特征状态,对在线运行方式的适应能力更强,可在保证系统安全的前提下有效挖掘输电走廊的输电潜力,提供的灵敏度还有助于控制决策。     

基于状态估计的电网支路参数估计方法

正确的电网参数是电网安全稳定预警和控制决策的必要基础,研究实用的电网支路参数的估计方法具有重要的现实意义。扩展状态估计法是一种有代表性的参数估计方法,在该算法的实际应用中,发现支路参数不可估计或者估计结果不合理的现象时有发生。该文以IEEE 9系统和中国某实际电网为算例,对扩展状态估计法的性能进行深入研究,找到该方法存在的数值稳定性和局部最优性问题。继而提出一种基于Tabu搜索策略的参数估计方法,经IEEE9标准系统和实际电网算例验证,具有良好的数值稳定性和全局寻优能力,在实际电网得到在线应用。     

考虑传输容量约束的配电网可靠性快速评估

在最短路法的基础上提出一种等值递推的可靠性等值计算方法,该方法按负荷点与馈线根节点之间的距离对其进行分层排序,并根据负荷所在节点的层号逐级计算其可靠性指标。在计算每一层负荷点的可靠性时,同时求出该层及以上所有设备的可靠性等值电路并为后续计算所用。另外提出一种计算形式简单的应用于辐射状电网的定雅可比矩阵牛顿潮流法,用于计算传输容量对配电系统可靠性的影响。基于图上因子分解法对辐射状电网的网络拓扑和因子图的拓扑进行了分析,证明2者是相同的,在此基础上开发了与面向支路的前代、回推法具有相似程序实现形式的牛顿潮流算法。该算法易于编程实现,同时保持了传统牛顿法的快速收敛性的优点。算例结果表明文章提出的可靠性评估算法具有较高效率。     

面向中国智能输电网的智能控制中心

从一次系统、绿色能源接入及电力市场等3方面分析中国应大力发展智能输电网的原因,提出面向中国智能输电网的智能控制中心(SCC)的概念,具备可靠、弹性、协调、绿色、高效和智能等特征.并从信息基础、分析评估和控制决策等3个层次探讨中国SCC的技术革新,包括:变电站状态估计、综合安全预警、在线风险评估、精细规则生成、多控制中心协调控制、大风电基地接入后的实时控制、基于PMU和EMS相结合的广域协调控制等内容.     

松弛MPEC和MIQP的启发–校正两阶段动态无功优化算法

为快速求解计及离散调节设备动作次数约束和电网安全约束的多时段动态无功优化问题,建立以有功网损最小为目标函数的混合整数非线性规划模型,并提出一种启发搜索加变量校正的两阶段求解方法:启发搜索首先将离散变量松弛为连续变量,形成一个带平衡约束的的优化模型,进而得到各个时段的连续优化结果,然后建立以方差最小化为目标并严格满足原模型中离散调节设备动作次数约束的整数二次规划模型,得到最优动作次数和离散归整结果;变量校正是固定启发搜索得到的离散变量优化结果,重新校正连续变量的优化量。通过IEEE 14测试系统详细讨论了无功调节设备的步长和动作次数对优化结果的影响;此外,IEEE 30、57、118节点测试系统的优化结果表明,所提方法能够快速得到优化结果,实现并行求解,且其精度可满足实际工程需要。     

基于混合整数二阶锥规划的主动配电网有功–无功协调多时段优化运行

通过日前多时段优化,可以为主动配电网中的分布式电源、无功补偿装置和储能装置安排合理高效的生产计划,以达到调节电压水平、提高能源资源利用率、节能降损的目的。首先建立基于三相Distflow潮流的辐射状配电网有功–无功协调动态优化模型。该模型考虑分布式电源出力、储能装置充放电功率、电容器阻投切等连续和离散决策变量,是一个典型的混合整数非凸非线性规划。该类模型缺乏严格高效的求解方法。为此,采用二阶锥松弛技术将其中的三相潮流方程进行凸化松弛,使得优化问题转化为可有效求解的混合整数二阶锥规划模型。最后,采用扩展的IEEE 33节点三相测试系统仿真计算,利用MOSEK等算法包求得电网中各设备动作时刻和投运容量,验证了所提方法寻优稳定、松弛精确、计算高效等特性。     

基于IGDT的有源配电网鲁棒恢复决策方法

由于分布式电源(distributed generator,DG)的接入,有源配电网运行的不确定性显著增大。其中,负荷需求及DG出力的不确定性对于恢复策略的制定影响显著。为此,提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的配电网故障下失电负荷恢复的鲁棒决策模型。对于给定的不确定参数变化集,该模型给出的策略可以保证恢复结果不差于某一预设的最低可接受度。基于该模型,开发了以恢复更多失电负荷为目标的鲁棒恢复程序。最后,采用PGE 69节点配电网算例系统对于所提方法进行了分析验证。     

大规模风电接入电网的有功分层模型预测控制方法

随着电力系统规模的不断扩大及大规模间歇性可再生能源发电的接入,传统的电力系统有功调度控制方法面临挑战,需要引入新的控制理论和方法。对此,借鉴工业过程控制中的模型预测控制和大系统分层递阶控制,提出分层模型预测控制方法用于大规模风电接入电力系统的有功调度控制。给出了方法的演化过程,阐明了方法的控制机理。