《电力系统装备》物联网是泛在电力物联网的重要组成部分,打造配电物联网生态系统是提高配电网运行效率、优化企业经营绩效、实现发展成果共享的一项重要举措。针对未来配电物联网面临海量低压智能终端的接入导致安装调试运维工作量增加的问题,文中首先提出借鉴物联网模型、IEC61850以及IEC 61968等标准,建立一套适用于配电物联网的模型体系,并应用以消息队列遥测传输(MQTT)协议和受限应用协议(CoAP)为代表的物联网通信协议,促使设备之间的通信标准化,实现终端数据模型高效传输。接着,从低压智能终端首次接入、功能升级以及因故退出等3个方面论述了自适应接入实现流程。最后,通过实验测试并结合工程应用,验证了文中所提方法的有效性。电池储能系统具有建设周期短、响应速度快、应用模式多样等显著优点,近年来建设规模不断扩大,在国家和地方政府的推动下,得到越来越广泛的应用。江苏镇江百兆瓦级储能电站自2018年7月投运以来,已参与电网调峰、调频、应急响应等多种辅助服务功能。针对江苏百兆瓦级电池储能电站,从其结构特点入手,研究分析储能电站在不同应用模式下的运行控制策略,并针对电站的响应指标和目前的运行情况进行测试分析,探索电网侧大规模储能电站的应用价值。工商业企业是能源消耗的主要群体,客观准确地评价其综合能源系统的价值是优化运行与能源审计的基础。传统的评价方法在促进多能互补、可再生能源消纳等方面存在不足。提出一种基于绿色?经济的综合能源系统价值评价方法,以企业能量平衡管理标准为基础进行客观定量计算,考虑产品单耗、综合能效、可再生能源利用率3项评价指标,采用模糊综合评价法,分别设计3项指标的隶属度函数及动态权重系数,得到综合价值评分,并以评分为依据选取最优运行方案。仿真结果表明,评价方法能够根据企业的用能规律选择合理的运行模式,促进能源的梯级利用及可再生能源的就地消纳,验证了方法的有效性和合理性。
随着燃气轮机和电转气技术的发展,电网和天然气网的耦合程度不断加深,两者之间的相互影响受到了密切关注。从潮流算法与灵敏度分析两方面针对现有电-气网耦合机理研究的不足进行改进。首先,建立了电网-天然气网统一潮流模型,并采用变量压缩的方法简化了方程维数,基于管存模型考虑了天然气传输的慢时间尺度特性。同时,为避免传统牛顿法应用于天然气网潮流求解对状态初值选择的敏感性,提出采用牛顿下山法对统一潮流模型进行求解。其次,基于灵敏度分析并以电-气耦合节点气压-注入功率灵敏度为关键表征量,提出用于电网-天然气网耦合作用机理分析的综合灵敏度指标,以期为2个网络联合运行提供决策帮助。算例分析验证了所提算法的有效性,综合对比探究了燃气轮机和电转气耦合环节下电网-天然气网的相互作用特性,并验证了天然气网的管道存储特性在应对系统扰动时的积极作用。柔性负荷调度是优化负荷曲线、减少设备容量、促进可再生能源消纳的重要手段。考虑热网的传输延时性以及用户对温度感知的模糊性,建立了热力柔性负荷模型。同时考虑可平移负荷、可转移负荷、可削减负荷3类电力柔性负荷,以包含投资、运行、补偿成本的系统总成本最低为目标函数,建立区域综合能源系统储电、储热设备优化配置模型,并采用LINGO商业软件进行仿真分析,得到各个设备的最佳出力以及储能设备的最优容量。算例结果表明,相比于未考虑电/热柔性负荷的场景,电/热柔性负荷的参与能够优化电/热负荷曲线,减少储能设备的容量,增强区域综合能源系统的灵活调节能力,降低能耗以及储能设备的投资费用,使系统的经济性达到最优。为应对日益增长的需求响应业务服务质量需求,首先分析了需求响应业务流特征,并建立了需求响应业务的精细化业务流模型。其次,通过对需求响应通信时延进行分解,分析了造成需求响应通信网络拥塞的主要原因。然后,为了满足需求响应业务服务质量需求,考虑了需求响应通信网络负载状态、业务突发度的动态特性,提出了一种基于模糊逻辑改进的加权公平队列动态调度策略。仿真实验结果表明,所提需求响应通信动态队列调度策略可以兼顾不同需求响应业务的服务质量需求,减小低优先级需求响应业务传输时延的同时,改善了传输时延抖动特性。
负荷聚合商通过整合零散的用户侧资源,可以为系统提供优质的辅助服务,并从中获取收益。然而,用户侧资源响应的不确定性将影响负荷聚合商的服务质量和市场收益。针对这一问题,文中将具有一定调节能力的负荷资源作为虚拟储能,并将其与狭义储能相结合,建立用户侧广义储能的不确定性响应模型。进而提出狭义储能优先响应和虚拟储能优先响应2种负荷聚合商控制策略,并探讨其优缺点。最后,建立2种控制策略下负荷聚合商参与电力辅助服务的市场收益模型,采用美国PJM市场数据进行仿真计算。结果表明,通过配置相对少量的狭义储能设备,并采取虚拟储能优先响应的控制策略,负荷聚合商可以获取可观的经济回报。电动汽车作为一种分布式储能,具备与电网互动的能力,其最大的特点是移动性。基于停车生成率思想对电动汽车移动储能特性展开分析,建立电动汽车移动储能模型,以网格化区域为单位描述电动汽车的移动行为。以最小化电网负荷波动为优化目标,计及电网潮流约束、电池性能约束、车主需求约束和车辆移动性约束,提出了电动汽车移动储能与可再生能源协同参与电动汽车与电网互动策略。算例对于不同移动特性、不同电动汽车规模2种场景进行仿真,表征了移动储能特性对策略的影响,验证了模型和策略的有效性。高比例户用光伏并网会导致电压越限等严重的电压问题,光伏逆变器无功控制和储能有功控制是低压配电网有效的电压控制手段。针对低压配电网通信条件有限以及逆变器无功功率和储能有功功率协调研究不充分的现状,文中提出了一种基于一致性算法的光伏逆变器和储能两阶段分布式控制策略。首先,通过控制效果-成本系数对设备调节效果和调节经济性进行分析,提出了先调节逆变器无功功率再调节储能有功功率的电压控制架构。其次,在逆变器控制阶段,以无功利用率作为一致性变量,保证了电压调节任务按逆变器容量进行分配;在储能控制阶段,以储能荷电状态作为一致性变量,既考虑了储能的容量,又实现了储能功率和荷电状态的同时控制。仿真结果表明,所提控制方法可以有效抑制电压越限,降低电压控制成本,同时还给出了所提控制策略参数的选取范围。
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