泛在电力物联网下虚拟电厂的研究现状与展望

可再生能源的规模化接入与应用是泛在电力物联网的基础性特征之一,其固有的不确定性一方面会给电网的安全稳定运行带来影响,另一方面导致其无法直接加入电力市场运营。虚拟电厂作为一种多能源的聚合模式,可对分布式可再生能源进行协同控制,并以一个集合体的形式参与电力市场,对于实现泛在电力物联网建设内容中提升电网安全经济运行水平以及促进清洁能源消纳具有重要意义。国内外对虚拟电厂的研究由来已久,欧洲FENIX项目虚拟电厂以实现分布式电源可靠并网和电力市场运营为目标,而北美的虚拟电厂主要基于需求响应计划,所以虚拟电厂聚合了大量可控负荷。在中国,国网冀北电力公司虚拟电厂示范工程兼顾考虑"源–网–荷–储"的互动,将泛在可调资源聚合为可与电网柔性互动的互联网电厂。在此基础上,首先分析了虚拟电厂在协调控制、优化调度、参与电力市场交易3个方面的研究现状。虚拟电厂的协调控制对象主要包括各种分布式电源、储能系统、可控负荷以及电动汽车,协调控制方式主要分为集中式控制和分散式控制。在集中式控制下,虚拟电厂的全部决策由中央控制单元制定;在分散式控制下,虚拟电厂的决策由各个代理系统取代。虚拟电厂的优化调度是指在满足各机组出力约束和网络约束的前提下,以收益最大化、运行成本最小、碳排放最小为目标,对自身内部多个电源的容量配置或出力进行优化调度,或者将虚拟电厂作为一个整体参与电网调度。此外,虚拟电厂利用其先进的通信技术在参与电力市场交易时能够快速响应市场电价变化、负荷需求变化,对促进电力市场自由化、增加市场灵活度、引导用户调峰调频等方面起到重要的作用。其次,详细阐述了泛在电力物联网下虚拟电厂的关键技术,包括"边缘–云"计算架构、区块链技术和大数据技术。"边缘–云"计算架构,一方面,通过云主站对虚拟电厂内部参与需求响应的负荷进行选择;另一方面,通过边缘计算感知用户用电行为,使得虚拟电厂在制定投标策略时能够更加精准。区块链技术去中心化和透明化的特点与虚拟电厂在地域上的分散性和调度过程中的协调控制有一定的相似之处,同时区块链技术也可保证虚拟电厂参与电力市场交易时的公平性和信息安全。大数据技术一方面可用于对各分布式电源的出力进行更为精确的预测;另一方面也可用于处理虚拟电厂内部的各种信息,提高各单元数据交换与处理的速度与精度。最后,对泛在电力物联网下虚拟电厂的研究进行了展望。考虑了全成本节点电价下虚拟电厂的模型与优化调度方法以及虚拟电厂的信息物理安全问题与对策。     

互联网视角下的泛在电力物联网

泛在电力物联网为能源产业的发展和转型提供了新的契机和环境,融合了智能电网与泛在电力物联网的能源互联网是未来能源发展的必然趋势。泛在电力物联网的本质是通过多元主体的泛在连接形成以数据为驱动的能源互联网,实现业务的持续创新发展和能源产业链的价值提升。在此基础上,首先梳理了泛在电力物联网的演进历程,进而解读了泛在电力物联网的概念及其体系架构,然后从互联网视角分析了泛在电力物联网的思维特征和运营模式特征,最后从数据业务化及综合能源服务等方面提出了互联网视角下泛在电力物联网的发展路线,为能源互联网的建设和发展提供参考。     

特约稿：泛在电力物联网下虚拟电厂的研究现状与展望

可再生能源的规模化接入与应用是泛在电力物联网的基础性特征之一,其固有的不确定性一方面会给电网的安全稳定运行带来影响,另一方面导致其无法直接加入电力市场运营。虚拟电厂作为一种多能源的聚合模式,可对分布式可再生能源进行协同控制并以一个集合体的形式参与电力市场,对于实现泛在电力物联网建设内容中提升电网安全经济运行水平以及促进清洁能源消纳具有重要意义。国内外对虚拟电厂的研究由来已久,欧洲FENIX项目虚拟电厂针对实现分布式电源可靠并网和电力市场运营的目标,而北美的虚拟电厂主要基于需求响应计划,所以虚拟电厂聚合了大量可控负荷,在我国,国网冀北电力公司虚拟电厂示范工程兼顾考虑“源网荷储”的互动,将泛在可调资源聚合为可与电网柔性互动的互联网电厂。在此基础上,首先分析了虚拟电厂在协调控制、优化调度、参与电力市场交易三个方面的研究现状。虚拟电厂的协调控制对象主要包括各种分布式电源、储能系统、可控负荷以及电动汽车,协调控制方式主要分为集中式控制和分散式控制,在集中控制下,虚拟电厂的全部决策由中央控制单元制定,在分散控制中,虚拟电厂的决策由各个代理系统取代;虚拟电厂的优化调度是指在满足各机组出力约束和网络约束的前提下,以收益最大化、运行成本最小、碳排放最小为目标,对自身内部多个电源的容量配置或出力进行优化调度或虚拟电厂作为一个整体参与电网调度;此外,虚拟电厂利用其先进的通信技术在参与电力市场交易时能够快速响应市场电价变化、负荷需求变化,对促进电力市场自由化,增加市场灵活度,引导用户调峰调频等方面有着重要的作用。其次,详细阐述了泛在电力物联网下虚拟电厂的关键技术,包括“边缘-云”计算架构、区块链技术和大数据技术。“边缘-云”计算架构,一方面通过云主站对虚拟电厂内部参与需求响应的负荷进行选择,另一方面通过边缘计算感知用户用电行为,使得虚拟电厂在制定投标策略时能够更加精准;区块链技术去中心化和透明化的特点与虚拟电厂在地域上的分散性和调度过程中的协调控制有一定的相似之处,同时区块链技术也可保证虚拟电厂参与电力市场交易时的公平性和信息安全;大数据技术一方面可用于对各分布式电源的出力进行更为精确的预测,另一方面也可用于处理虚拟电厂内部的各种信息,提高各单元数据交换与处理的速度与精度。最后,对泛在电力物联网下虚拟电厂的研究进行了展望。考虑了全成本节点电价下虚拟电厂的模型与优化调度方法以及虚拟电厂的信息物理安全问题与对策。     

基于泛在电力物联网的二次设备全景信息感知系统设计

泛在电力物联网(UPIoT)是2019年国家电网公司提出的在电力系统各个环节中应用移动互联、人工智能等先进技术,实现万物互联、人机交互的全景信息高效处理网络系统.文章通过分析并设计具有中国特色的基于泛在电力物联网的二次设备全景信息感知系统,从而为下一代二次系统的升级改造提供必要的大数据和信息载体,探索了其应用于变电二次专业大数据应用与分析的可行性,为实现"碳达峰、碳中和"提供更为精准的能源调配信息系统.     

泛在电力物联网下电动汽车充电服务费定价模型

针对现有充电服务难以定量定价问题,提出了一种基于系统动力学的充电服务费定价模型。首先分析了充电服务网在泛在电力物联网定位及多主体关系,然后综合考虑社会发展、人口增长、电动汽车规模、科学水平、充电桩数量、建设成本等多维因素,量化多维因素之间的因果关系,由此建立充电服务费定价的系统动力学模型,得到充电服务费价格未来的变化趋势,并分析不同因素对充电服务费价格的影响。仿真结果发现：在算例场景设置条件下,电动汽车充电服务费的变化曲线呈现V型,前期阶段充电服务费价格逐渐降低至最低,主要受到政府补贴政策的影响;中间阶段充电服务费缓慢增加,原因是政府补贴的不断衰减、充电服务网络进一步完善,新增充电设施增加了建设成本;后期充电服务费变化逐渐稳定,基础设施的建设成本成为影响充电服务费最主要的因素,充电量的变化在一定程度上也会影响充电服务费的定价。本文为充电服务定价问题给出了一种具有可操作性的宏观动力学定量分析模型,为未来充电服务网运营与规划提供了参考。     

试论10kv配电网智能化在线路故障处理方面的应用

文章介绍了10kv配电网智能化的特点,分析了10kv配电网智能化应用的主要作用,指出了10kv配电网智能化在线路故障处理中应用的内容.     

10kV配电网智能化接地故障排查系统的研究

文中阐述了10 kV配电网智能化接地故障排查系统的基本原理、研究内容、系统各部分测试内容及结果.使用该故障排查系统能快速准确地查出故障位置,减少了停电损失提高了供电可靠性.     

一种基于Merkle树的物联网感知层架构设计

针对当前泛在电力物联网建设中数据采集所面临的开放式环境对数据完整性、传输安全性和设备真实性的挑战,提出了建立树形结构的数据采集节点互连方案,并结合Merkle树形成采集节点的身份验证链。此方案能够较好地避免DoS攻击,确保节点身份的可靠,减少恶意节点对智能电网系统的恶意攻击。     

基于物联网的物流智能化路径

物联网已经成为当今世界新一轮经济增长和科技发展的重要战略之一，它为物流业的智能化发展提供了新的路径，如何利用物联网来打造智能物流具有十分重要的意义。首先阐述物联网影响物流企业的运作机理，然后通过分析目前智能物流发展障碍，提出基于物联网的物流智能化若干可行路径，旨在为推动我国物流企业的发展建言献策。     

考虑多源信息的配电网故障定位容错方法

针对传统配电网故障定位算法仅考虑配电网馈线终端单元作为单一信息源存在容错率较低的问题,利用用户用电采集系统的供电信息作为冗余信息,考虑分布式电源接入配电网的影响构建故障定位适应度函数,并通过二进制粒子群算法求解模型.利用改进D-S证据理论进行证据融合,根据证据决策准则得到配电网故障区段定位结果.仿真结果表明,该算法可有效实现故障定位,并且在单重故障与双重故障下FTU信息有误时,较传统算法相比容错率有所提高.     

考虑多源信息的配电网故障定位容错方法

针对传统配电网故障定位算法仅考虑配电网馈线终端单元作为单一信息源存在容错率较低的问题,利用用户用电采集系统的供电信息作为冗余信息,考虑分布式电源接入配电网的影响构建故障定位适应度函数,并通过二进制粒子群算法求解模型.利用改进D-S证据理论进行证据融合,根据证据决策准则得到配电网故障区段定位结果.仿真结果表明,该算法可有效实现故障定位,并且在单重故障与双重故障下FTU信息有误时,较传统算法相比容错率有所提高.     

电力变压器故障智能化诊断技术综述

变压器是电力系统的主要设备之一,其故障的提前诊断极其重要。总结并系统剖析了国内外各种传统及现有的变压器故障诊断方式,详细列举了基于油中溶解气体分析技术或电力设备的智能化故障诊断技术的最新进展,阐述了各类深度学习算法在变压器故障诊断中的应用,如深度神经网络、稀疏受限玻尔兹曼机、深度置信网络等,并将各种诊断技术的最终效果进行了对比。     

基于物联网的医疗设备智能化管理应用研究

医院的医疗设备管理是医院管理工作的重要组成部分,关系到医院的医疗水平、服务质量、经济效益等.本文通过分析目前医院医疗设备管理中存在的问题,探讨了物联网技术在医疗设备管理中的应用,提出了利用物联网关键技术对医疗设备进行智能化管理的解决方案及体系结构.     

电力物联网信息模型及通信协议的设计与实现

通过研究物联网关键技术,提出了一种用于电力物联网信息管理与传输的设计方案.使用监测信息库（MNIB）,实现对电力物联网信息的组织与存储.设计了专用的应用层通信协议PI-OTP,并开发了一套程序,完成了监测中心和远动终端（RTU）之间的信息传输,验证了该方案的可行性.     

低压智能化并联有源电力滤波器的设计

通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC验证了并联有源电力滤波器的谐波检测算法及滞环控制算法,论证了并联有源电力滤波器主电路中最重要的参数直流侧电容电压设计原则,并在TMS320LF2407中设计了有源滤波器的软件结构.实验表明,基于瞬时无功功率理论的检测算法能满足并联有源电力滤波器的谐波提取要求,直流侧电容电压需要达到一定值才能控制输出指令电流.     

基于物联网的电力巡检维护高效管理

深入剖析了电力巡检维护中面临的问题,通过建立统一的设备编码标准,并结合物联网概念及射频识别技术,以高效、安全、可靠为出发点,对电力巡检对象的管理、维护过程的动态跟踪,以及巡检报告管理进行了探讨,并进一步分析了应用物联网技术对巡检维护的重要意义.     

提高电力配电网可靠性的技术措施

随着我国经济的不断发展,在这样的环境下,人们的生活水平得到了很大的提高,在目前人们的生活中,各种家用电器被广泛的应用。这就在很大的程度上增加了对电能需求量。所以,对于电力系统中,配电网的安全性和稳定性具有较高的要求。在电力系统中,对于配电网可靠性的管理,对人们正常生活和国家经济的建设和发展具有重要的意义。电能是当下所有生活活动和经济活动的基础,而在电力系统中配电是核心的环节,同时还是电力企业经营和发展的重要部分。基于电力系统中配电的重要性,本文对提高电力配电网可靠性的基础措施,进行了研究。首先本文从电力配电网的现状入手,对该方面的内容进行了简单的论述,并针对当中不足之处提出了相应的措施。本文的论述旨在提升电力配电网的可靠性,进而保障人们和国家建设的使用需求。     

物联网演进路线的探究

分析研究物联网的起源及发展路线,并从人和物二个角度探讨网络的技术特征,给出物联网的演进模型。分析结果显示,虚拟世界与物理世界对信息通信的探索将会融合,物联网发展的终极目标是网络的泛在化。据此结论,从公共物联网和系统应用角度对我国物联网的发展与研究提出两点建议。