阐述大规模可再生能源接入、市场交易等因素对特高压互联电网中多类电源实时互补有功控制的要求;对多类电源实时互补有功控制优化方法涉及的各主要环节进行分析,提出释放发电、输电计划可调空间,并在线计算输电断面最大输电能力(TTC)以充分利用电网的输电能力。以分调-省调两级调度为例,提出多类电源实时互补有功控制技术框架,强调兼顾可再生能源最大化消纳与其它电源调整的经济代价,强调运行约束、安全约束、市场交易约束和调度公平性约束的统筹考虑,兼顾经济性、安全性和“三公”调度的需求。

为优化配置区域电网电源结构,在满足电力电量平衡等约束条件的前提下,研究以经济成本最小、综合能效最大为目标构建碳交易下电源规划多目标优化模型。随后将该优化模型应用于中国某区域电网,对该地区电源结构优化配置进行研究分析。结果显示,碳交易的引入能够促进新能源消纳,降低碳排放,达到低碳高效的目的,实现电源结构的优化配置。

随着“煤改电”、“煤改气”工程的推进,天然气供应紧张问题爆发,这对含多种能源结构的微电网优化调度提出了更高要求。考虑天然气系统与微电网的气电耦合关系,研究受微电源效率约束与天然气系统传输限制的多源微网优化调度问题。首先,针对气电耦合的微网系统,建立各微电源模型,重点考虑天然气供应不足的影响,建立微型燃气轮机出力、效率、燃料流量间的空间关系,确定其最优出力范围及与效率的约束关系。进而,以微电网系统的运行成本、与电网的交互成本、污染气体惩罚成本最小为目标,建立多源微网优化调度模型,并采用粒子群算法求解。最后通过仿真验证所提调度模型可有效提高微电网的运行经济性。

为促进电能、热能、冷能等多种形式能源资源的协调配合,实现不同能源间的互补互济和高效利用,提出一种计及电热能量交易的区域综合能源系统容量优化配置方法。将系统与电网热网的能量交互费用纳入总成本,优化目标为综合考虑系统经济性、环保性、可靠性及交互功率波动的多目标函数,基于能源集线器优化区域内各供能设备容量,结合分时电热价和典型日系统经济运行采用遗传算法求解。最后通过某园区算例验证其有效性,结果表明,所提方法能够有效降低系统成本,合理避免系统规划阶段因决策因素单一导致的局限性,从而为实际系统的规划设计提供参考依据。

目前中小负荷资源无法进入市场参与系统功率平衡调整,负荷聚集商可整合中小型电力用户作为系统调峰资源,而分时电价可以优化负荷曲线,降低负荷聚集商调峰补偿成本。因此提出分时电价激励下负荷聚集商以安排负荷消减合同的方式参与调峰的源荷互动规则,以系统运行成本最低为目标,构建了日前调度优化模型。对比分析了分时电价与负荷聚集商协调前后3种场景下电力系统调度的经济性,仿真结果表明该源荷互动模型相比于分别单独优化更能有效降低发电机组运行成本,减少碳排放,提升系统的风电消纳水平及运行经济效益。

提高城市建筑用电系统集控的智能化水平是低碳建筑、节能减排的重要途径,而舒适是城市建筑的重要功能之一,将舒适与节能相结合研究城市建筑的电力节能优化具有重要意义。分析城市建筑空调、照明和电梯三类用电系统的能耗组成,建立相应的能耗指标。研究城市建筑舒适度的内涵,并分析舒适度随季节、天气、温度、人流量等因素变化所带来的不确定性,在此基础上,建立热舒适度、光舒适度和乘梯舒适度指标。分析城市建筑节能优化是具有不确定性因素的优化问题,提出节能不以降低用户舒适满意度为代价,建立以用电系统总能耗最小为目标函数,以舒适度为满足给定置信度水平的机会约束条件的优化模型。采用改进PSO算法对优化模型进行求解。通过算例分析,验证本文建立的保障舒适度的城市建筑节能优化模型及优化算法的有效性。

混合直流输电系统将LCC-HVDC和VSC-HVDC进行优势互补,其发展面临的一个问题是:当送端交流系统发生不对称故障时,LCC-MMC混合直流输电系统将面临输送功率跌落甚至中断和直流侧二倍频波动的问题。首先阐述了LCC-MMC-HVDC的拓扑结构、数学模型和基本控制策略,在分析系统在送端交流不对称故障情况下暂态特性的基础上,提出集功率续传和二倍频波动抑制为一体的穿越控制策略:基于主动降压控制的功率续传策略通过改变逆变侧MMC运行点减小输送功率跌落幅度;三次谐波注入法增大了逆变侧直流电压的可调节范围;直流电压波动抑制策略中,逆变侧直流电压作为唯一控制变量,有效降低送端交流系统负序分量对系统逆变器及受端系统造成的影响。最后,在PSCAD/EMTDC中建立仿真模型,算例仿真结果验证了所提出穿越控制策略的有效性。

纯数字仿真软件不能真实模拟柔性直流输电系统控保装置响应特性,用其检验控制保护装置的总体功能,优化、验证控制保护参数存在一定误差,因此本文建立了一个基于RT-LAB的模块化多电平换流器半实物仿真平台,采用高速协议转换控制机箱实现数据合并以满足通信接口高速率的要求。针对控制保护装置性能,设计了站控和阀控的测试方案,并利用所搭建平台完成了对实际控保装置的相关动态性能测试和功能测试,验证了MMC半实物仿真平台的有效性以及测试方案的合理性,能达到检验控保装置性能的要求。

随着负荷结构及用电规律的日趋多变,低压台区的电压偏高、偏低和电压波动问题日益复杂。为充分利用电网侧调控资源,实现精细化管理,本文提出一种考虑低压台区电压特性的中压母线电压调控与评价方法。首先从台区节点整体电压情况、节点电压是否越限、线损情况三个维度设计了台区电压特性评估指标体系,从不同侧面评价台区的综合电压状况,为中压母线的调控提供技术参考;通过功效系数法将指标统一为功效系数值;运用融合了专家意见的序关系法为各指标赋权重,将所有指标的功效系数值和权重加权求和,计算台区电压质量评估值。此评估值可将中压母线电压值的调整对台区电压质量的改善情况形成量化依据,指导电网侧调控资源的有效运行。最后通过算例验证了本文所提方法的有效性:可在不增加任何治理设备的前提下,利用电网侧资源有效改善台区电压质量。

现有配电系统剩余供电能力模型(RSC)研究了配电网在已有负荷下时,全网以及所有馈线或馈线段的剩余供电能力,适用于定量指导新增负荷接入。本文改进了已有的RSC模型,得到了一种能计算配电网部分馈线或馈线段剩余供电能力的计算方法。首先,简要介绍了现阶段配电网的RSC以及存在的问题;其次,介绍了已有配电网剩余供电能力的数学模型、求解方法;再次,改进了已有的剩余供电能力模型,得到了一种能求解部分馈线或馈线段剩余供电能力的数学模型,并给出了求解方法;最后,结合算例说明本文的剩余供电能力所具有的特点,以及适用的场景。本文工作研究了配电网中,部分馈线或馈线段的剩余供电能力计算方法,能够充分挖掘部分馈线的供电潜力,完善了剩余供电能力的理论体系,其具有更好的实用性和经济性,有利于高效利用配电网的供电潜力、提高资产利用率。

资产管理绩效评价是企业资产管理的重要环节,为改善我国配电网资产管理绩效评价体系,提出了一种新的配电网全寿命资产管理绩效综合评价模型。首先,通过深入分析我国配网发展特点和用户需求的差异性,以用户和配电网为分界面,构建了涵盖经济性、服务效能和社会效益等多方面的资产全寿命周期管理综合绩效评价体系。基于决策者偏好对极差变换的指标标准化方法进行改进;根据企业发展目标和各指标数据特点,运用兼顾主客观因素的最优组合赋权法,对服务效能和社会效益指标进行赋权。在此基础上,建立配电网资产管理绩效评价模型和计算方法。最后将该评价方法应用于某市级电力公司14个区县配电网的年度资产管理绩效评价,通过企业间横向对比、企业内纵向收益/成本分析,识别出管理的薄弱点,从而验证了方法的有效性。

针对工程实践中面临的大规模电网月度方式变压器变比优化问题,提出了一种基于集群并行计算的枚举组合优化方法。采用确定变比上下界、相同电气分区组合和逐步寻优方法缩小最优变比搜索区间,在线性区间内再基于变比灵敏度通过线性规划求解,并通过内点法收敛性改进提高计算效率。上述方法可以有效避免“组合爆炸”问题。通过南方电网实际案例,验证了所提方法的有效性。