基于熵權(quán)法和灰色關(guān)聯(lián)分析法的輸電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策

羅毅，李昱龍

摘要：目的：輸電網(wǎng)規(guī)劃方案決策一般是確定在何時、何地投建何種類型的線路及其回路數(shù)，以達(dá)到規(guī)劃周期內(nèi)所需要的輸電能力，在滿足各項技術(shù)指標(biāo)的前提下使系統(tǒng)的費用最小的方案。目前的輸電網(wǎng)規(guī)劃指標(biāo)體系不夠全面，信息不完全，均是憑借規(guī)劃人員自身具備的理論知識和設(shè)計經(jīng)驗做出決策，規(guī)劃結(jié)果嚴(yán)重受到規(guī)劃人員偏好的影響，主觀隨意性強。由于近年來電源建設(shè)速度的加快，對輸電網(wǎng)規(guī)劃的合理性，安全性，經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展速度等提出了更高的要求。應(yīng)用綜合決策方法對輸電網(wǎng)方案的綜合評價可以在方案實施前對具有投資可能性的方案進(jìn)行有效評價，在綜合決策期間發(fā)現(xiàn)方案的優(yōu)缺點將有助于在方案實施階段進(jìn)行改進(jìn)。過去單純的追求經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)不能滿足日益發(fā)展的輸電網(wǎng)規(guī)劃要求，現(xiàn)在針對輸電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策考慮的更加全面，對各方案從可靠性、經(jīng)濟(jì)性、社會影響性、適應(yīng)性等方面建立合理的指標(biāo)體系，并且進(jìn)行定性或定量的評價，然后采用綜合決策方法對各項指標(biāo)評價值進(jìn)行綜合處理，最后得到最優(yōu)的輸電網(wǎng)規(guī)劃方案?；诖?，重點研究輸電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法，使輸電網(wǎng)規(guī)劃方案更加全面、客觀。方法：針對目前輸電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策問題中信息不完全和權(quán)重主觀性強的問題，提出了一種基于熵權(quán)法和灰色關(guān)聯(lián)分析法相結(jié)合的輸電網(wǎng)規(guī)劃方案綜合決策方法。該方法首先應(yīng)用熵權(quán)法確定各評價指標(biāo)的客觀權(quán)重，克服了原始灰色關(guān)聯(lián)中指標(biāo)平權(quán)和專家賦值的不足；然后采用改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)分析法得出最優(yōu)方案。熵權(quán)法與灰色關(guān)聯(lián)分析法相結(jié)合充分利用了各指標(biāo)的全部信息，且充分發(fā)揮了灰色關(guān)聯(lián)適合具有一定灰度小樣本事件的優(yōu)勢。結(jié)果：熵權(quán)法可以充分利用客觀數(shù)據(jù)所提供的信息來確定客觀權(quán)重，去除主觀性影響?；疑P(guān)聯(lián)分析是建立在充分的利用客觀數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，得到各個方案與最優(yōu)理想方案的接近度，從而進(jìn)行決策?；疑P(guān)聯(lián)分析法能夠處理信息不完全明確的灰色系統(tǒng)，對于小樣本無規(guī)律指標(biāo)的評價問題決策準(zhǔn)確性較高，適用于輸電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策。原始的灰色關(guān)聯(lián)法在計算關(guān)聯(lián)度時采用平權(quán)處理或者專家賦權(quán)，使權(quán)重存在一定的主觀性，而熵可以反映隨機變量的不確定性能信息量，結(jié)合熵權(quán)法用熵權(quán)確定權(quán)重將使結(jié)果更加客觀。結(jié)論：將熵權(quán)法和灰色關(guān)聯(lián)分析相結(jié)合應(yīng)用于輸電網(wǎng)規(guī)劃綜合決策中，發(fā)揮了灰色關(guān)聯(lián)分析在小樣本數(shù)據(jù)分析中的優(yōu)勢，同時與熵權(quán)法相結(jié)合而避免了原始灰色關(guān)聯(lián)度的權(quán)重采用專家賦權(quán)或平權(quán)的缺陷，評價結(jié)果更加科學(xué)，便于實際操作。

來源出版物：電網(wǎng)技術(shù), 2013, 37(1)： 77-81

入選年份：2016

含風(fēng)電場多目標(biāo)低碳電力系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度研究

張曉輝，董興華

摘要：目的：建立含風(fēng)電場的多目標(biāo)低碳電力系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，考慮電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的同時減少污染氣體的排放量，增加風(fēng)電場的出力，達(dá)到在實現(xiàn)低碳節(jié)能的同時保證整個電力系統(tǒng)的安全性，并用仿真算例驗證上述方法的正確性和有效性。方法：建立的含風(fēng)電場多目標(biāo)低碳電力系統(tǒng)調(diào)度模型中包括2個目標(biāo)函數(shù)：發(fā)電成本和碳排放量。發(fā)電成本包括火電發(fā)電成本和風(fēng)電發(fā)電成本?？紤]到系統(tǒng)的安全性，在火電發(fā)電成本中考慮了風(fēng)險成本。風(fēng)電場出力越大、旋轉(zhuǎn)備用容量越小，則風(fēng)險越大；反之則風(fēng)險越小。對含風(fēng)電場多目標(biāo)低碳電力系統(tǒng)調(diào)度模型，采用改進(jìn)的多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法。通過改進(jìn)最優(yōu)最差策略改進(jìn)基本粒子群算法，設(shè)置一個最差粒子，每一次搜索后通過比較得出最差粒子，在下次更新速度和位置時考慮進(jìn)去。粒子每次更新速度和位置（背離最差粒子，指向最優(yōu)粒子）比基本粒子群算法中粒子每次更新速度和位置（指向最優(yōu)粒子）考慮得更全面，不容易陷入局部最優(yōu)，更容易尋到全局最優(yōu)解。結(jié)果：（1）基本的粒子群算法和改進(jìn)的粒子群算法優(yōu)化后的總成本對比?？傎M用從24.39萬元降到23.17萬元，節(jié)省了4.2%。結(jié)果表明，所提出的改進(jìn)粒子群算法明顯地優(yōu)于基本粒子群算法。（2）基本的粒子群算法優(yōu)化后，火電機組每個時間段的污染物排放量所示。結(jié)果表明，風(fēng)電場增加出力，保證負(fù)荷和系統(tǒng)穩(wěn)定的同時，減少總的排污量，因此風(fēng)電的潔凈優(yōu)勢使風(fēng)電相對火電具有競爭力。（3）基本的粒子群算法和改進(jìn)的粒子群算法優(yōu)化后碳污染物排放量對比。改進(jìn)粒子群算法優(yōu)化后，火電機組每個時間段的污染物排放量所示。比較可知：含風(fēng)電場的多目標(biāo)低碳調(diào)度更好地兼顧了環(huán)境保護(hù)的因素。從火電機組的碳排放量觀察，確實優(yōu)先使用了碳排放相對較小的機組，雖然系統(tǒng)的成本不是最低，但是在可以接受的范圍之內(nèi)。由于它更好地兼顧了環(huán)境保護(hù)，因而具有更良好的實用性。（4）為了分析當(dāng)風(fēng)電場比重增加時，對電力系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的影響，優(yōu)化過程中對目標(biāo)函數(shù)中的權(quán)重系數(shù)取不同的值。隨著風(fēng)電出力的權(quán)重系數(shù)增大，風(fēng)力發(fā)電比重增大，總的發(fā)電費用在減少，污染氣體排放量也在減少。因為含有風(fēng)電場，總的運行費用明顯低于不含風(fēng)電場的費用，風(fēng)電場增加出力，在保證負(fù)荷和系統(tǒng)穩(wěn)定的同時，減少總的排污量，實現(xiàn)國家能源政策，兼顧了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行。隨著節(jié)能目標(biāo)對應(yīng)權(quán)重的減小，系統(tǒng)的一次能源消耗成本有所增加，且其增幅值在可接受的范圍內(nèi)。（5）通過比較改進(jìn)MOPSO算法比常規(guī)MOPSO算法所得的Pareto最優(yōu)前沿更理想，收斂性更好些。（6）風(fēng)電場引入電力系統(tǒng)中可以減小發(fā)電成本，同時會相應(yīng)地增加更多的風(fēng)險成本。主目標(biāo)函數(shù)中風(fēng)險成本中風(fēng)險系數(shù)對決策也非常重要，它反映了決策者對于風(fēng)險的重視程度。通過風(fēng)險系數(shù)取值不同時計算結(jié)果可以看出，風(fēng)險系數(shù)越大，主目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化結(jié)果越大。結(jié)論：分析火電發(fā)電成本、污染氣體的排放成本的基礎(chǔ)上考慮風(fēng)力發(fā)電的成本和風(fēng)險，最終使系統(tǒng)成本最優(yōu)化，相對于傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，更多地考慮了社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。對含風(fēng)電場的多目標(biāo)低碳電力系統(tǒng)調(diào)度模型，采用改進(jìn)的多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化求解。通過仿真算例驗證含風(fēng)電場的多目標(biāo)低碳電力系統(tǒng)調(diào)度數(shù)學(xué)模型與改進(jìn)的粒子群算法的正確性與有效性。

來源出版物：電網(wǎng)技術(shù), 2013, 37(1)： 24-31

入選年份：2016

促進(jìn)風(fēng)電消納的發(fā)電側(cè)、儲能及需求側(cè)聯(lián)合優(yōu)化模型

宋藝航，譚忠富，李歡歡，等

摘要：目的：我國風(fēng)電棄風(fēng)問題嚴(yán)重，在風(fēng)電機組發(fā)電效率無法得到保障的情況下發(fā)電商對風(fēng)電投資態(tài)度的也從積極轉(zhuǎn)變?yōu)橛^望，這不利于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。風(fēng)電利用效率的提高需要相應(yīng)的風(fēng)電消納機制的支持。由于需求側(cè)響應(yīng)與儲能技術(shù)可以改變電力需求的時間分布，從而提高系統(tǒng)對風(fēng)電的消納能力，因此，將需求側(cè)響應(yīng)與儲能技術(shù)納入發(fā)電調(diào)度優(yōu)化，借助需求側(cè)管理與儲能技術(shù)對負(fù)荷分布的調(diào)控能力提高風(fēng)電的消納水平。方法：需求側(cè)管理與儲能技術(shù)具有改變負(fù)荷時間分布的功能，而負(fù)荷時間分布的變化又將影響發(fā)電側(cè)發(fā)電調(diào)度安排。因此，發(fā)電側(cè)的節(jié)能發(fā)電調(diào)度可以結(jié)合需求側(cè)的 TOU以及儲能技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。基于用戶用電的需求彈性矩陣構(gòu)建了需求側(cè)電價響應(yīng)模型，研究了不同時段電價變化對負(fù)荷分布的影響?；趦δ芟到y(tǒng)的負(fù)荷與電源雙重屬性，建立儲能系統(tǒng)充放電模型；并以經(jīng)濟(jì)效益最大化為優(yōu)化目標(biāo)，考慮功率供需平衡、用電側(cè)電價彈性、儲能系統(tǒng)能量損耗、機組啟停時間、爬坡能力、發(fā)電出力界限、發(fā)電備用等約束條件，構(gòu)建含大規(guī)模風(fēng)電的電力調(diào)度模型，分析不同情景下電力系統(tǒng)的風(fēng)電消納、能耗、排放水平。結(jié)果：（1）TOU與儲能系統(tǒng)的引入在一定程度上改變了需求側(cè)的負(fù)荷分布狀況，谷時段負(fù)荷水平的提高降低了風(fēng)電反負(fù)荷特性給電力調(diào)度帶來的難題，電力系統(tǒng)可以在谷時段更多消納風(fēng)力發(fā)電，提高風(fēng)電上網(wǎng)電量的比例，降低風(fēng)電棄風(fēng)水平。（2）削峰填谷在降低負(fù)荷波動的同時也減少了機組調(diào)峰的啟停次數(shù)，高能效機組的利用水平得到提高，發(fā)電煤耗隨之下降。（3）儲能系統(tǒng)主要在谷時段與平時段進(jìn)行充電，而在峰時段放電為系統(tǒng)提供電能；儲能系統(tǒng)通過削峰填谷為系統(tǒng)減少發(fā)電煤耗，TOU下儲能系統(tǒng)所節(jié)省的能源更多。（4）由于風(fēng)電棄風(fēng)減少以及火電發(fā)電煤耗的降低，引入TOU與儲能系統(tǒng)后系統(tǒng)的平均供電煤耗呈下降趨勢。結(jié)論：（1）TOU與儲能系統(tǒng)有助于需求側(cè)負(fù)荷分布的優(yōu)化，降低系統(tǒng)負(fù)荷峰谷比，減少需求側(cè)最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之間的落差，提高系統(tǒng)在谷時段消納風(fēng)電的能力。（2）納入 TOU與儲能系統(tǒng)后，風(fēng)電的利用效率與火電機組的能效水平均有所提高，但是風(fēng)電擠壓了火電的市場份額，需要相應(yīng)的市場機制協(xié)調(diào)雙方效益。（3）儲能系統(tǒng)的納入能夠提高系統(tǒng)的節(jié)能減排效益，同時實現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益，這些額外效益可以作為系統(tǒng)利益分配研究的基礎(chǔ)。（4）通過模型的優(yōu)化，風(fēng)電消納水平得到提高，在節(jié)省煤炭消耗的同時減少了溫室氣體與污染氣體的排放，有助于節(jié)能減排政策的深化落實。

來源出版物：電網(wǎng)技術(shù), 2014, 38(3)： 610-615

入選年份：2016

電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優(yōu)化

徐鋼，許誠，楊勇平，等

摘要：目的：電站鍋爐的排煙是豐富的低溫余熱資源，可加以回收與利用。通常研究的鍋爐尾部煙氣余熱利用系統(tǒng)形式較為單一，由于電站鍋爐的排煙溫度較低、導(dǎo)致煙氣和凝結(jié)水換熱溫差有限，進(jìn)而限制了煙氣余熱的利用。因此，在對常規(guī)余熱利用系統(tǒng)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地提出了一種新型電站鍋爐余熱利用綜合優(yōu)化系統(tǒng)，從而進(jìn)一步提高機組效率水平、降低煤耗，增加經(jīng)濟(jì)效益。方法：運用最廣泛的余熱利用系統(tǒng)：在空氣預(yù)熱器后的煙氣通道中加裝低溫省煤器，利用煙氣余熱加熱凝結(jié)水，節(jié)省部分抽汽到后續(xù)汽輪機內(nèi)做功，增大電站系統(tǒng)總出功，提高系統(tǒng)效率。易見，這種余熱利用系統(tǒng)存在很多獨特的限制因素。在此基礎(chǔ)上，提出一種新型電站鍋爐余熱利用綜合優(yōu)化系統(tǒng)：在常規(guī)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器后加裝一個前置式的低溫空氣預(yù)熱器，實現(xiàn)煙氣分兩級加熱空氣，從而大幅度降低空氣預(yù)熱過程的換熱溫差；而在兩級空氣預(yù)熱器之間布置低溫省煤器，可以實現(xiàn)較高溫度的煙氣加熱凝結(jié)水，節(jié)省較高級的汽輪機抽汽，從而實現(xiàn)更高的節(jié)能效果。選取某典型1000 MW超超臨界燃煤機組作為研究對象，對兩種系統(tǒng)進(jìn)行分析和性能計算。結(jié)果：（1）案例電廠采用常規(guī)余熱利用系統(tǒng)時，機組做功增加6.3 MW，而采用新型余熱利用優(yōu)化系統(tǒng)時，機組做工增加13.9 MW；在常規(guī)余熱利用系統(tǒng)下，供電煤耗降低約1.6 g/（kW×h），而新型余熱利用優(yōu)化系統(tǒng)供電煤耗降低約達(dá)3.6 g/（kW×h），是常規(guī)余熱利用系統(tǒng)的2.25倍；（2）在電廠年運行5500 h負(fù)荷條件下，并按標(biāo)煤市場價格1000元/t計算，新型余熱利用優(yōu)化系統(tǒng)較常規(guī)余熱利用系統(tǒng)每年減少煤炭消費額為1200余萬元。經(jīng)濟(jì)效益顯著。結(jié)論：在對常規(guī)余熱利用系統(tǒng)的深入分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新型余熱利用綜合優(yōu)化系統(tǒng)，并結(jié)合案例電廠進(jìn)行分析。（1）利用鍋爐尾部煙氣放熱量加熱凝結(jié)水，替代汽輪機抽汽，是煙氣余熱利用的主要方式；（2）提出的新型電站鍋爐余熱利用綜合優(yōu)化系統(tǒng)，在原有空氣預(yù)熱器前加裝低溫空氣預(yù)熱器；同時在兩級空氣預(yù)熱器之間布置低溫省煤器，可使較高溫度煙氣加熱凝結(jié)水，節(jié)省較高級汽輪機抽汽，汽輪機組效率提高明顯，并可以通過進(jìn)一步優(yōu)化控制兩級空氣加熱系統(tǒng)中的空氣吸熱比例，進(jìn)一步提高低溫省煤器入口處的煙氣溫度，節(jié)省更高壓力級別的回?zé)岢槠?，提高電廠效率，其節(jié)煤量可達(dá) 3.5～6 g/（kW·h），節(jié)能潛力巨大；（3）提出的新型電站鍋爐余熱利用綜合優(yōu)化該系統(tǒng)，煙氣分級加熱空氣，從而大幅度降低煙氣空氣換熱溫差，降低了空氣預(yù)熱器的傳熱火用損失；同時低溫省煤器煙氣和工質(zhì)溫差合理且傳熱系數(shù)較大，換熱面積較常規(guī)余熱利用系統(tǒng)變化不大；（4）新型優(yōu)化系統(tǒng)中，低溫省煤器工作在130～174℃的煙溫范圍內(nèi)，換熱器壁溫較高，低溫腐蝕問題基本得到解決。

來源出版物：中國電機工程學(xué)報, 2013, 33(14)： 1-8

入選年份：2016

600 MW循環(huán)流化床鍋爐水冷壁和中隔墻傳熱特性

周星龍，程樂鳴，夏云飛，等

摘要：目的：隨著循環(huán)流化床鍋爐的大型化，特別是超臨界循環(huán)流化床鍋爐，爐膛中需要設(shè)置更多的附加受熱面。為使這些受熱面設(shè)計合理，不僅需要了解這些受熱面的平均傳熱系數(shù)，還要了解其局部分布規(guī)律。建立一種基于爐膛氣固流動數(shù)值模擬流場的受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)三維計算方法，以某600 MW超臨界CFB鍋爐為對象進(jìn)行模擬計算，得到爐膛水冷壁和中隔墻受熱面的傳熱系數(shù)三維分布，分析氣固流動參數(shù)對傳熱系數(shù)的影響。方法：（1）建立600 MW循環(huán)流化床鍋爐爐膛的網(wǎng)格模型，通過 UDF將爐膛頂部煙窗出口物料送回爐膛下部返料口。爐內(nèi)除了四周水冷壁外，還布置有水冷中隔墻和懸吊屏。（2）利用Fluent軟件開展數(shù)值模擬，采用結(jié)合顆粒動力學(xué)的雙流體模型。湍流模型中氣相、顆粒相分別采用RNG k-ε模型、Per Phase k-ε模型。氣相和顆粒相之間的動量傳遞選用EMMS曳力模型描述。（3）傳熱系數(shù)模型采用基于“環(huán)-核”流動結(jié)構(gòu)的顆粒團(tuán)更新模型，利用Fortran編程計算，以氣固流場三維數(shù)值計算結(jié)果為輸入?yún)?shù)，得到爐膛受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)三維分布。結(jié)果：（1）由于中隔墻的存在，爐內(nèi)氣固流動整體呈雙環(huán)核結(jié)構(gòu)分布，在水冷壁及中隔墻表面均存在貼壁顆粒下降流，在爐頂位置開始形成，向下逐漸加速，到達(dá)褲衩腿頂部時，下降速度達(dá)到最大。（2）水冷壁表面，貼壁顆粒團(tuán)覆蓋率沿床高增加而減小，對流傳熱系數(shù)相應(yīng)減小，但由于壁溫升高及顆粒分散相份額相對增多，輻射傳熱系數(shù)增大，總傳熱系數(shù)沿床高增加而逐漸減小。（3）中隔墻表面，對流傳熱系數(shù)沿床高的增加而減小，輻射傳熱系數(shù)逐漸增大，總傳熱系數(shù)沿床高增加而逐漸減小。（4）水冷壁和中隔墻的熱流密度沿床高增加而減小，在爐膛四角以及水冷壁和中隔墻的夾角處熱流密度較大。結(jié)論：建立了一種基于爐膛氣固流動數(shù)值模擬流場的受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算方法。利用Fluent軟件的歐拉雙流體模型進(jìn)行爐膛氣固流動數(shù)值模擬，采用了基于EMMS模型的氣固曳力計算方法。在爐膛氣固流動數(shù)值模擬流場的基礎(chǔ)上，利用Fortran語言編程，采用循環(huán)流化床顆粒團(tuán)更新傳熱模型進(jìn)行爐膛內(nèi)受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計算。采用該方法對東方鍋爐600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐爐膛的流場和傳熱特性參數(shù)進(jìn)行了模擬計算，得到了爐膛水冷和中隔墻傳熱系數(shù)和熱流密度三維分布，為600 MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐的研發(fā)提供了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

來源出版物：中國電機工程學(xué)報, 2014, 34(2)： 225-230

入選年份：2016

通過特高壓直流實現(xiàn)大型能源基地風(fēng)、光、火電力大規(guī)模高效率安全外送研究

劉振亞，張啟平，董存，等

摘要：目的：我國風(fēng)能、太陽能等可再生能源具有分布集中度高、與負(fù)荷中心呈逆向分布的特點。根據(jù)“十二五”規(guī)劃，我國將建設(shè)河北、蒙東、蒙西、吉林、甘肅、山東、江蘇、新疆和黑龍江9大風(fēng)電基地。上述風(fēng)電基地中除山東和江蘇外，其余7大風(fēng)電基地所屬地區(qū)電網(wǎng)規(guī)模有限，必需通過遠(yuǎn)距離輸電，擴(kuò)大風(fēng)電消納范圍，才能進(jìn)一步增加開發(fā)規(guī)模。通過特高壓輸電系統(tǒng)將位于“三北”地區(qū)大型能源基地的風(fēng)電以及光伏電力輸送到東中部負(fù)荷中心是全面落實國家新能源發(fā)展規(guī)劃的主要方式。位于華北地區(qū)（含蒙西）能源基地的風(fēng)電等清潔能源可以通過特高壓交流系統(tǒng)輸送；位于東北和西北（含新疆）地區(qū)能源基地的風(fēng)電等清潔能源只能通過特高壓直流系統(tǒng)輸送。結(jié)合直流輸電技術(shù)特點研究提出確定送端風(fēng)電、光伏、火電規(guī)模的方法和步驟，該方法也適用于通過交流輸電系統(tǒng)實現(xiàn)大型能源基地風(fēng)光火電力大規(guī)模高效率安全外送的分析計算。方法：（1）選定具有風(fēng)、光、火等一次能源資源的大型能源基地并確定本期外送電方式及其送電容量。（2）根據(jù)工程總投資回收年限以及受端電網(wǎng)電力電量需求，確定輸電容量的年利用小時數(shù)以及風(fēng)電、光伏發(fā)電和火電裝機容量年利用小時數(shù)。根據(jù)能源基地所在區(qū)域的風(fēng)、光資源統(tǒng)計資料確定風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機容量的年利用小時數(shù)以及典型的風(fēng)電、光伏功率曲線。（3）根據(jù)建立起來的裝機容量、電量等約束條件，優(yōu)選外送風(fēng)光電量最多、棄風(fēng)棄光容量最少且不增加送、受端電網(wǎng)低谷調(diào)峰負(fù)擔(dān)的風(fēng)、光和火裝機容量配比方案。（4）計算校核配比方案的直流工程兩端換流站交流母線短路容量，確保滿足直流工程技術(shù)規(guī)范要求。并對送受端電網(wǎng)的暫態(tài)、動態(tài)和靜態(tài)安全性進(jìn)行校核計算，確保滿足《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》要求。結(jié)果：在已確定哈鄭配套風(fēng)電裝機8000 MW、光伏裝機1250 MW情況下，計算火電裝機容量為 7000 MW。按此進(jìn)行一年四季典型輸電曲線校核，結(jié)果表明一年四季除冬季晚峰直流功率為其額定功率的85%外，用電高峰時段直流功率均能達(dá)到額定功率90%以上。除了夏季低谷風(fēng)電大發(fā)時段直流功率最低降至77%外，其他季節(jié)均能降至70%以下。此方案每年向河南輸送電量為560億kWh，其中清潔能源電量為190.5億kWh，占年度輸電量的34%，火電利用小時數(shù)為5279 h。送端能滿足直流工程和送端電網(wǎng)安全運行要求，受端必須盡快建設(shè)投運“西縱”特高壓交流工程，才能保障哈鄭直流和受端電網(wǎng)安全、高效運行。結(jié)論：提出了基于年度輸電量的風(fēng)、光、火配套電源裝機容量優(yōu)化計算方法，基于風(fēng)、光典型發(fā)電曲線的調(diào)度生產(chǎn)模擬計算方法及其安全經(jīng)濟(jì)的必要運行條件，從而實現(xiàn)輸電系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行。

來源出版物：中國電機工程學(xué)報, 2014, 34(16)： 2513-2522

入選年份：2016

主動配電網(wǎng)規(guī)劃中的負(fù)荷預(yù)測與發(fā)電預(yù)測

鐘清，孫聞，余南華，等

摘要：目的：隨著信息化和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，配電網(wǎng)中的負(fù)荷類型日益增多，且尖峰負(fù)荷導(dǎo)致設(shè)備利用率低下、資產(chǎn)浪費，使得電網(wǎng)的建設(shè)運行負(fù)擔(dān)加重；而分布式電源滲透率不斷增大也給電網(wǎng)的運行帶來一定沖擊和影響，原有配電系統(tǒng)正向著主動配電系統(tǒng)發(fā)展。因此，分析主動配電網(wǎng)中的新型負(fù)荷類型及分布式電源對主動配電網(wǎng)規(guī)劃的影響，提出適用于主動配電網(wǎng)的概率型負(fù)荷預(yù)測和分布式電源發(fā)電預(yù)測方法，可有效實現(xiàn)主動配電網(wǎng)的電力電量平衡計算，應(yīng)用于電網(wǎng)規(guī)劃。方法：原有電力系統(tǒng)中負(fù)荷預(yù)測只是基于負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)，并沒有考慮需求側(cè)響應(yīng)的影響。而隨著信息化和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的負(fù)荷呈現(xiàn)了可控、可調(diào)的新特性，如階梯分時電價下的負(fù)荷響應(yīng)情況、充電電動汽車負(fù)荷的增加等，使得原有負(fù)荷預(yù)測思路不再適用于主動配電網(wǎng)模式。因此文章系統(tǒng)的對負(fù)荷進(jìn)行分類，依據(jù)其可控、可調(diào)程度，將總體負(fù)荷劃分為友好負(fù)荷和非友好負(fù)荷，并定義負(fù)荷主動控制因子，估算出友好負(fù)荷所占比例，從而削減電網(wǎng)尖峰負(fù)荷。針對主動配電網(wǎng)中的分布式電源接入，由于分布式電源出力的波動性，僅用其裝機容量不能代表其真實出力，因此文章提出了在對規(guī)劃區(qū)規(guī)劃年的分布式電源總裝機容量進(jìn)行預(yù)測的基礎(chǔ)上，利用單位分布式電源可信出力計算值，進(jìn)行總裝機容量下分布式電源的可信出力預(yù)測的預(yù)測方法。最后，文章給出了基于主動配電網(wǎng)下的新型負(fù)荷和分布式電源出力預(yù)測的主動配電網(wǎng)變電站及網(wǎng)架規(guī)劃建設(shè)思路。結(jié)果：在考慮主動配電系統(tǒng)下新型負(fù)荷及分布式電源接入影響的基礎(chǔ)上，研究適用于主動配電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測及分布式電源發(fā)電預(yù)測方法，從而指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)。具體包括：（1）對主動配電系統(tǒng)中的負(fù)荷進(jìn)行分類，并依據(jù)是否可控、可調(diào)，提出了友好負(fù)荷和非友好負(fù)荷的定義及劃分過程，給出了主動配電網(wǎng)中包含新型負(fù)荷的負(fù)荷預(yù)測方法；（2）構(gòu)建主動配電網(wǎng)分布式電源裝機容量及分布式電源預(yù)測模型，考慮分布式電源出力的概率特性，提出分布式電源可信出力預(yù)測方法；（3）以負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電預(yù)測結(jié)果為基礎(chǔ)，給出了主動配電網(wǎng)變電站容量的計算方法，并分析了新型負(fù)荷和分布式電源接入對網(wǎng)架規(guī)劃的影響，論述了主動配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)分析過程。結(jié)論：提出了主動配電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電預(yù)測方法，并以此為基礎(chǔ)，分析了新型負(fù)荷和分布式電源對主動配電網(wǎng)規(guī)劃的影響。所得結(jié)論如下：（1）將主動配電網(wǎng)總體負(fù)荷按照其可控程度將其分成了友好負(fù)荷和非友好負(fù)荷，并給出主動配電網(wǎng)峰值負(fù)荷的預(yù)測方法；（2）構(gòu)建規(guī)劃區(qū)分布式電源總裝機容量預(yù)測模型，并基于分布式電源出力的概率特性建立了單位分布式電源可信出力預(yù)測模型，最終給出了包含儲能裝置的分布式電源可信出力預(yù)測方法；（3）分析了新型負(fù)荷和分布式電源對主動配電網(wǎng)變電站規(guī)劃、網(wǎng)架規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)性的影響，并建立主動配電網(wǎng)規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化模型。

來源出版物：中國電機工程學(xué)報, 2014, 34(19)： 3050-3056

入選年份：2016

能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)與關(guān)鍵技術(shù)

田世明，欒文鵬，張東霞，等

摘要：目的：隨著以云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)為代表的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與能源技術(shù)的融合，能源互聯(lián)網(wǎng)將成為能源技術(shù)革新的關(guān)鍵，推動可再生清潔能源發(fā)展。通過對能源互聯(lián)網(wǎng)前期已開展的項目和學(xué)術(shù)觀點進(jìn)行深入分析，研究能源互聯(lián)網(wǎng)需求，探討能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成要素和關(guān)鍵技術(shù)，可為能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、運營體系的構(gòu)建提供參考。方法：針對能源互聯(lián)網(wǎng)前期已開展項目和學(xué)術(shù)觀點展開深入分析，首先分析歐洲、美國和我國開展的能源互聯(lián)網(wǎng)科研和實踐工作，辨析能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的關(guān)聯(lián)性；然后提出能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)內(nèi)涵和技術(shù)特征，并分析能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)要素和技術(shù)形態(tài)，探討能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成要素和關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)果：對能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征、技術(shù)內(nèi)涵、構(gòu)成要素、關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行了深入研究，具體包括：（1）探討了能源互聯(lián)網(wǎng)主要內(nèi)涵，是革命性的未來可持續(xù)能源供應(yīng)系統(tǒng)、以可再生能源為主體的互聯(lián)共享網(wǎng)絡(luò)、多能源網(wǎng)及電氣化交通網(wǎng)的協(xié)同與融合及多能源的信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及交易平臺；（2）歸納了能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征，泛在互聯(lián)、對等開放、低碳高效、多源協(xié)同、安全可靠；（3）研究了能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成要素，跨國或跨洲大型能源基地之間的廣域能源互聯(lián)網(wǎng)、國家級骨干能源互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市能源互聯(lián)網(wǎng)、用戶域能源互聯(lián)網(wǎng)及市場域能源互聯(lián)網(wǎng)；（4）梳理了能源互聯(lián)網(wǎng)概念架構(gòu)，包括多能源層、能源路由器、主動負(fù)荷和多能源市場部分；（5）提煉了能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，新能源發(fā)電技術(shù)、大容量遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)、先進(jìn)電力電子技術(shù)、先進(jìn)儲能技術(shù)等。結(jié)論：能源互聯(lián)網(wǎng)是保障國家能源供應(yīng)安全，支持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。通過研究能源互聯(lián)網(wǎng)需求、技術(shù)內(nèi)涵、構(gòu)成要素等重要特征，把握關(guān)鍵技術(shù)，大力發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)，將為傳統(tǒng)能源供應(yīng)的思維模式、價值觀、生產(chǎn)模式和人們的生活方式帶來巨大的變化。

來源出版物：中國電機工程學(xué)報, 2015, 35(14)： 3482-3494

入選年份：2016

基于撬棒保護(hù)的雙饋風(fēng)電機組三相對稱短路電流特性

翟佳俊，張步涵，謝光龍，等

摘要：目的：雙饋感應(yīng)發(fā)電機（DFIG）由于發(fā)電效率高、變流器容量小、功率解耦控制等優(yōu)點，在現(xiàn)階段風(fēng)力發(fā)電裝機容量中增長迅速。因此，在電網(wǎng)并網(wǎng)點電壓跌落較深時，雙饋感應(yīng)發(fā)電機必須具備低電壓穿越能力，以防止大規(guī)模風(fēng)電機組解列造成電網(wǎng)劇烈的頻率波動。撬棒保護(hù)電路是目前運用較為廣泛的一種低電壓穿越方式，但雙饋感應(yīng)發(fā)電機在電網(wǎng)電壓突降時所表現(xiàn)出來的電磁暫態(tài)特性相當(dāng)復(fù)雜，對含有高滲透率分布式風(fēng)電機組的配電網(wǎng)保護(hù)提出了挑戰(zhàn)。主要分析裝設(shè)有撬棒保護(hù)電路的雙饋感應(yīng)發(fā)電機在三相對稱短路情況下的短路電流特性，據(jù)此探索影響雙饋感應(yīng)發(fā)電機短路電流因素，并試圖推導(dǎo)有利于接入雙饋感應(yīng)發(fā)電機的配電網(wǎng)保護(hù)配置的近似求解公式。方法：利用 PSCAD/EMTDC仿真軟件初步分析影響雙饋感應(yīng)發(fā)電機輸出短路電流的因素，包括撬棒電阻、直流母線電壓和網(wǎng)側(cè)變流器。PSCAD/EMTDC采用時域分析求解完整的電力系統(tǒng)微分方程（包括電磁和機電兩個系統(tǒng)），結(jié)果非常精確。在同步旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系下列寫雙饋感應(yīng)發(fā)電機的電壓、磁鏈方程，使得求解方程中的各個變量清晰、明確；并依據(jù)合理的簡化假設(shè)——忽略轉(zhuǎn)子磁鏈對于定子繞組的耦合作用，實現(xiàn)了定、轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)式的解耦，推導(dǎo)出了雙饋感應(yīng)發(fā)電機在額定運行工況下定、轉(zhuǎn)子短路電流的近似求解公式。最后依據(jù)電路理論中的等效電壓源模型，對雙饋感應(yīng)發(fā)電機的定子短路電流表達(dá)式也進(jìn)行了類似等效。結(jié)果：從研究結(jié)果的分析中可以看出，（1）撬棒電阻的大小直接決定了雙饋感應(yīng)發(fā)電機輸出短路電流和定子短路電流的差異，但在保證雙饋感應(yīng)發(fā)電機內(nèi)部電力電子元件安全工作的前提下，我們?nèi)钥梢杂秒p饋感應(yīng)發(fā)電機的定子短路電流來替代輸出短路電流；（2）對定子短路電流的求解過程可以轉(zhuǎn)化為對雙饋感應(yīng)發(fā)電機定轉(zhuǎn)子磁鏈的求解；（3）考慮撬棒電阻的電阻值要遠(yuǎn)大于雙饋感應(yīng)發(fā)電機的定子繞組的電阻值，忽略轉(zhuǎn)子磁鏈對于定子繞組的耦合作用，從而可以實現(xiàn)定轉(zhuǎn)子磁鏈表達(dá)式的解耦；（4）三相對稱短路時，雙饋感應(yīng)發(fā)電機定子磁鏈的初始值、轉(zhuǎn)子磁鏈初始值以及定子電阻、轉(zhuǎn)子電阻、撬棒電阻是決定定子短路電流和轉(zhuǎn)子短路電流的關(guān)鍵因素；（5）雙饋感應(yīng)發(fā)電機的定子短路電流可以簡化為一種阻抗電壓源模型。結(jié)論：撬棒電阻選擇過大會嚴(yán)重影響雙饋感應(yīng)發(fā)電機輸出短路電流與雙饋感應(yīng)發(fā)電機定子短路電流的差異，但在網(wǎng)側(cè)變流器引入必要的限制條件后，無論是否出現(xiàn)鉗位效應(yīng)都可以用雙饋感應(yīng)發(fā)電機定子短路電流來替代雙饋風(fēng)電機組輸出的短路電流。而通過合理假設(shè)推導(dǎo)出了定子短路電流的表達(dá)式，并對雙饋感應(yīng)發(fā)電機的短路電流給出了一種等效阻抗電壓源模型，這有利于雙饋感應(yīng)發(fā)電機短路電流特性的進(jìn)一步研究，簡化了實現(xiàn)接有雙饋感應(yīng)發(fā)電機的配電網(wǎng)保護(hù)配置。

來源出版物：電力系統(tǒng)自動化, 2013, 37(3)： 18-23

入選年份：2016

從智能電網(wǎng)到能源互聯(lián)網(wǎng)：基本概念與研究框架

董朝陽，趙俊華，文福拴，等

摘要：目的：以化石能源集中式利用為特征的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展模式正在逐步發(fā)生變革，而以新能源技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的第三次工業(yè)革命正在興起。作為第三次工業(yè)革命的核心技術(shù)，能源互聯(lián)網(wǎng)力圖結(jié)合可再生能源技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，推動分布式可再生能源的大規(guī)模利用與分享，促進(jìn)電力，交通，天然氣等多種復(fù)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的相互融合，最終實現(xiàn)改變能源利用模式，推動經(jīng)濟(jì)與社會可持續(xù)發(fā)展的目的。在此背景下，基于杰里米·里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中提出的能源互聯(lián)網(wǎng)的愿景，展望了能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景，并試圖建立其基本的研究框架。首先，給出了能源互聯(lián)網(wǎng)的初步定義，并概述了能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)及其組成。隨后，針對廣域內(nèi)分布式設(shè)備的協(xié)調(diào)與控制、電力系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的融合、電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡(luò)的融合、信息物理建模及安全等幾個核心問題，探討了能源互聯(lián)網(wǎng)研究中可能面臨的主要挑戰(zhàn)。方法：利用里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中提出的能源互聯(lián)網(wǎng)的4大特征，來給出能源互聯(lián)網(wǎng)較為明確的定義，并討論其架構(gòu)、組成、以及和“智能電網(wǎng)”的聯(lián)系和區(qū)別。里夫金認(rèn)為，能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具有以下4大特征：（1）以可再生能源為主要一次能源；（2）支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入；（3）基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)廣域能源共享；（4）支持交通系統(tǒng)的電氣化（即由燃油汽車向電動汽車轉(zhuǎn)變）。從上述特征可以看出，里夫金所倡導(dǎo)的能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵主要是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)廣域內(nèi)的電源、儲能設(shè)備與負(fù)荷的協(xié)調(diào)；最終目的是實現(xiàn)由集中式化石能源利用向分布式可再生能源利用的轉(zhuǎn)變。結(jié)果：能源互聯(lián)網(wǎng)的幾個可能面臨挑戰(zhàn)的核心問題：（1）能源互聯(lián)網(wǎng)的基本概念、架構(gòu)及組成?；诶锓蚪鸬哪茉椿ヂ?lián)網(wǎng)愿景，給出其初步定義。能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，以互聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以分布式可再生能源為主要一次能源，與天然氣網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)等其他系統(tǒng)緊密耦合而形成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。電力系統(tǒng)作為各種能源相互轉(zhuǎn)化的樞紐，是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心。電力系統(tǒng)與交通系統(tǒng)之間通過充電設(shè)施與電動汽車相互影響。天然氣網(wǎng)絡(luò)的運行將直接影響電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行及可靠性。因此，未來的電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡(luò)之間的能量流動將由單向變?yōu)殡p向。能源互聯(lián)網(wǎng)還可能進(jìn)一步集成供熱網(wǎng)絡(luò)等其他二次能源網(wǎng)絡(luò)。（2）廣域內(nèi)分布式設(shè)備的協(xié)調(diào)與控制。廣域內(nèi)分布式設(shè)備的協(xié)調(diào)優(yōu)化。能源互聯(lián)網(wǎng)最重要的核心內(nèi)涵是實現(xiàn)可再生能源，尤其是分布式可再生能源的大規(guī)模利用和共享。因此，分布式設(shè)備的接入是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要研究內(nèi)容之一。廣域負(fù)荷側(cè)控制?？煽刎?fù)荷是未來電力系統(tǒng)內(nèi)重要的分布式設(shè)備，考慮到能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)可再生能源將占有很高比例，對大量可控負(fù)荷的協(xié)調(diào)控制將非常重要。分布式設(shè)備的即插即用。在未來，能源互聯(lián)網(wǎng)必須具有極強的可擴(kuò)展性，具有支持分布式發(fā)電、儲能、可控負(fù)荷等設(shè)備即插即用的標(biāo)準(zhǔn)接口。（3）電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡(luò)的融合。未來的能源互聯(lián)網(wǎng)將是天然氣網(wǎng)絡(luò)與電力系統(tǒng)高度耦合的產(chǎn)物。電力系統(tǒng)和天然氣網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)規(guī)劃和協(xié)調(diào)運行將是氣電網(wǎng)絡(luò)融合的兩個重要研究課題。（4）電力系統(tǒng)與電氣化交通系統(tǒng)的融合。以電動汽車為紐帶，電力系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的耦合程度在未來將不斷加深。電氣化交通系統(tǒng)尤其是電動汽車將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。兩者的耦合將主要體現(xiàn)在規(guī)劃和運行兩個層面上。（5）能源互聯(lián)網(wǎng)的信息物理建模及安全性。信息質(zhì)量及能源互聯(lián)網(wǎng)的信息物理建模。信息系統(tǒng)所提供的信息的質(zhì)量可以從完整性、準(zhǔn)確性和及時性3個方面加以評估。能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)信息與物理系統(tǒng)之間的交互研究可以從3個方面進(jìn)行。首先，需要研究信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的統(tǒng)一建模理論，即信息物理建模。其次，需要結(jié)合物理系統(tǒng)及其調(diào)度與控制功能的特性，研究信息質(zhì)量的評估方法。最后在上述研究的基礎(chǔ)上，發(fā)展與物理系統(tǒng)相適應(yīng)的信息系統(tǒng)規(guī)劃與運行方式。能源互聯(lián)網(wǎng)的信息物理安全性。信息物理安全性是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心內(nèi)容之一，以下幾個方面值得重點關(guān)注：（1）對智能電網(wǎng)信息物理安全的研究主要以潮流等靜態(tài)分析工具為基礎(chǔ)。事實上，網(wǎng)絡(luò)攻擊和信息系統(tǒng)故障對于系統(tǒng)動態(tài)安全的影響更為顯著。（2）現(xiàn)有研究工作基本上將物理安全和信息安全割裂開來進(jìn)行。事實上，物理系統(tǒng)故障和信息系統(tǒng)故障可能同時發(fā)生。（3）應(yīng)該如何量化信息物理安全性，仍然沒有一個廣泛認(rèn)同的方法。（4）針對不同類型的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段和信息系統(tǒng)故障，還需要深入研究相應(yīng)的信息物理安全防護(hù)手段，以及防護(hù)手段之間的協(xié)調(diào)。（5）信息系統(tǒng)故障將如何影響能源互聯(lián)網(wǎng)這樣復(fù)雜的多網(wǎng)流系統(tǒng)，還需要進(jìn)行系統(tǒng)而深入的研究。結(jié)論：能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和新能源發(fā)電技術(shù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合了交通、天然氣等系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心目的是利用互聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息技術(shù)，促進(jìn)以電力系統(tǒng)為核心的大能源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部設(shè)備的信息交互，實現(xiàn)能源生產(chǎn)與消耗的實時平衡。

來源出版物：電力系統(tǒng)自動化, 2014, 38(15)： 1-11

入選年份：2016

主動配電網(wǎng)現(xiàn)狀與未來發(fā)展

趙波，王財勝，周金輝，等

摘要：目的：隨著分布式電源和電動汽車等規(guī)?；l(fā)展，將給傳統(tǒng)配電網(wǎng)帶來諸如電壓越限、雙向潮流等問題，尤其在當(dāng)前分布式光伏相關(guān)國家鼓勵政策不斷出臺，高滲透分布式光伏電源接入配電網(wǎng)可能導(dǎo)致的電壓水平升高、短路電流增大、供電可靠性降低以及電能質(zhì)量惡化等問題顯得尤其突出，將打破傳統(tǒng)配電網(wǎng)潮流單向輻射狀供電模式。為了應(yīng)對以上問題，傳統(tǒng)配電網(wǎng)已逐漸從被動模式向主動模式轉(zhuǎn)變，由此，促進(jìn)對 ADN的科學(xué)理解，同時確定支撐 ADN發(fā)展的新的方法和技術(shù)的主動配電網(wǎng)（active distribution network，ADN）的概念被提出。方法：總結(jié)了近年來ADN的相關(guān)研究成果，主要包括；主動配電網(wǎng)的控制方式、分布式電源的優(yōu)化規(guī)劃、電壓管理、電動汽車的主動管理、需求側(cè)管理、ADN的保護(hù)和故障定位等。ADN有集中式、分散式及混合分層式3種不同的控制方式。集中式控制利用中央控制器對各個DG分配有功和無功指令。分散式控制利用本地控制器，通過分析本地采集的數(shù)據(jù)與相鄰設(shè)備送來的信息發(fā)出控制指令。混合分層式控制包含數(shù)個管理控制層，兼具了集中式和分散式框架的特點。ADN利用電力電子技術(shù)、通信和信息技術(shù)、智能用電技術(shù)、虛擬電廠技術(shù)和儲能技術(shù)等新興技術(shù)，提高了配電網(wǎng)的容量和智能化水平。最后，揭示了通過協(xié)調(diào)利用這些技術(shù)和方法的主動配電網(wǎng)與傳統(tǒng)的被動配電網(wǎng)的不同。結(jié)果：ADN利用集中式、分散式及混合分層式控制方式，實現(xiàn)了對 DG、負(fù)荷及其他設(shè)備之間的協(xié)調(diào)控制。應(yīng)用遺傳算法、下垂控制等理論，實現(xiàn)了對配電網(wǎng)中的DG進(jìn)行優(yōu)化配置并維持了輸出電壓的穩(wěn)定。通過分時電價引導(dǎo)和雙向的信息通信技術(shù)，使用戶將部分負(fù)荷的工作時間從用電高峰轉(zhuǎn)移至用電低谷，實現(xiàn)了削峰填谷和用戶主動參與配電網(wǎng)的管理。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時，ADN通過采集線路信息，利用監(jiān)控系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置對配電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)，實現(xiàn)了準(zhǔn)確的故障定位。結(jié)論：進(jìn)一步提出了未來可能會影響主動配電網(wǎng)發(fā)展的新技術(shù)和新概念：（1）隨著電動汽車需求的不斷增加，對大量超時使用的電動汽車進(jìn)行有序的規(guī)劃和管理，將有效緩解AND在需求側(cè)的壓力；（2）直流負(fù)荷及直流發(fā)電單元在未來可能將達(dá)到相當(dāng)大的比例，交直流混合配電網(wǎng)將是主動配電網(wǎng)的一個重要發(fā)展方向；（3）利用成熟的分布式電源和微電網(wǎng)技術(shù)來開發(fā)連接到智能微電網(wǎng)和配電網(wǎng)的集成式配電網(wǎng)，充分利用集中或分散的能源的價值；（4）電動汽車電池二次回收利用技術(shù)、配電網(wǎng)與需求側(cè)的用戶互動技術(shù)、虛擬微網(wǎng)（VMG）等技術(shù)可能對未來推動ADN的發(fā)展起到關(guān)鍵的作用。

來源出版物：電力系統(tǒng)自動化, 2014, 38(18)： 125-135

入選年份：2016