能源接入

高比例可再生能源并网为电网承载能力带来了挑战，提出一种高比例可再生能源接入背景下电网承载能力鲁棒提升策略。首先，考虑线路扩容成本、储能装置成本以及负荷需求响应容量成本，构建可再生能源出力和负荷给定场景下的确定性提升策略模型；其次，基于改进k-means聚类算法得到多个计及风-光-负荷相关性的典型场景，并以典型场景为区间中心的不确定区间描述负荷的不确定性；然后，基于两阶段鲁棒优化理论构建电网承载能力提升策略模型，并采用列和约束生成（column and constraint generation，C&CG）算法对模型进行求解；最后，算例结果验证了所提模型和求解方法的有效性。

采用同步编码开关技术进行过零投切电容器，应用于低压配电台区，通过补偿谐波、无功功率及调节三相平衡，实现降低线损和变压器损耗的目的，提高电能质量和供电质量。

在考虑新能源不确定性和用户碳排放的基础上，提出一种考虑经济、清洁的冶炼企业储能多目标定容优化方法，建立储能双层优化模型，上层模型对已经或计划安装新能源的冶炼工业大用户进行储能配置优化，下层模型对储能时序出力进行优化。首先，基于风、光、储三者的充、放电特性，分别构建风、光出力的随机不确定模型和储能充放电模型；其次，建立冶炼行业碳排放核算模型，根据用户产量、电力负荷情况计算碳排总量及电力消耗产生的碳排量，给出对应的减碳策略；然后，基于潜在的碳排放成本，制定以经济效益最大、成本及碳排放总量最小为多目标，考虑系统安全运行约束下的企业储能最优容量；最后，以某炼铜企业为例，采用所提方法优化阶梯容量的风、光新能源接入下的储能容量，仿真结果验证了所提方法的有效性。

电力系统中可能会出现多个位置电压降低或电流异常的情况，导致中压直流配电网相关故障信号特征会发生明显的形变波动，超过正常的波动区间，导致故障诊断精细化程度下降。提出了中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断方法。在构建高阻接地电阻模型的基础上，采用小波能量矩算法获取中压配电线路断线高阻接地故障特征，将提取的故障特征输入最小二乘多级支持向量机中，实现中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断。仿真结果表明：所提方法获取的故障相电压波形差异小于2.3%；故障相电流波形相似度高于98%；诊断时间较短，故障诊断时的最高识别率可达到98%，平均识别准确率达到了95%；收敛值达到0.97。由此可知，所提方法抗干扰性能强，可以准确识别光伏能源接入中压配电线路断线高阻接地故障，保证光伏能源接入中压配电线路后的稳定运行。

规划建设北京城市副中心，是以习近平总书记为核心的党中央作出的重大决策部署，对于落实首都城市战略定位、建设国际一流的和谐宜居之都，具有十分重大而深远的意义。通州供电公司深入分析城市副中心配电网存在的薄弱环节，谋划新时代城市副中心电网可持续发展的精细蓝图，着力破解传统配电网网架结构不强、转供能力不足、无法适应高比例可再生能源接入等问题，主动突破用户需求驱动配电网建设的被动建设模式，努力建设更高质量、更有效率、更可持续发展的配电网，先后编制发布了北京市地方标准《城市副中心新型电力系统10kV及以下配电网设施配置技术规范》、《通州供电公司配电网规划设计实施细则》等指导性文件，完成了副中心网格化配网规划，并在各类配电网工程中严格落实，避免重复建设及无序发展，实现一张蓝图绘到底，为建设现代化城市智慧配电网提供了“副中心方案”。

随着新基建概念的提出，以5G基站、电动汽车为代表的新型负荷大规模接入城市配电网，对配电网的安全与经济运行产生了显著影响。为了评估城市配电网对新基建负荷的容纳能力，提出一种基于负荷增长需求与配电网承载能力的配电网可开放容量评估方法，在新基建负荷及分布式能源接入的条件下计算各负荷节点所能增供负荷的总额作为可开放容量。在考虑电压、潮流等约束条件下，采用二阶锥松弛方法实现模型的快速优化求解。此外，考虑到分布式光伏接入位置和顺序对可开放容量的影响，以可开放容量最大为目标按照动态规划的方法对分布式光伏的并网位置进行优化。在某地区配电网网格中进行仿真分析，结果表明，所提方法可以有效评估城市配电网网格的可开放容量水平，并通过调整分布式光伏的接入位置实现了可开放容量的动态优化。

高比例可再生能源接入增大了高性能调频服务的需求，给电力市场建设带来了挑战。辅助服务市场机制是经济、可靠地获取调频服务的关键，中国正处在电力市场改革的关键时期，吸取国外先进市场的建设经验很有必要。详细介绍英国频率响应服务市场，包括强制频率响应、固定频率响应等传统调频产品以及动态高低频、动态遏制等新型调频产品的性能要求、交易机制和响应机制，重点分析其分散式、多市场、长周期、高透明度的特点，对中国调频市场的发展提出意见和建议。

随着“双碳”目标的提出，未来配电网中会面临极高比例的光伏等新能源接入，电压越限、潮流返送等问题频繁发生。在充分利用配电网已有调压手段和无功补偿的基础上，由于分布式光伏装机容量太大无法就地消纳，光伏大功率返送导致节点电压越上限。针对此问题，提出了一种基于矩差分析的分布式储能优化配置方法。提出了光伏矩和负荷矩的概念，进而提出了矩差的概念，对矩差和节点电压之间的关系进行了公式推导和理论分析，得出了配电网节点电压与矩差之间的关联关系，并详细阐述了光伏矩和负荷矩的计算方法。在此基础上，提出了一种基于矩差分析的配电网储能优化配置方法，以发生光伏返送时保证配电网所有节点不发生电压越上限为目标。IEEE 33节点配电网系统算例表明，与传统的智能优化算法相比，所提方法直接确定储能安装位置，计算效率高，计算结果准确，工程实用性强。

特高压交直流的建设与大规模新能源接入使大电网的调控越来越复杂,而数字孪生能够为电网向数字化转型、提高电网调度运行决策的准确性与实时性提供关键技术支撑。文章首先建立复杂大电网数字孪生虚拟模型,提出实现电网物理系统与数字孪生系统的实时信息交互和协同控制方法,并构建电网数字孪生软件平台。然后介绍基于数字孪生的秒级在线分析系统的架构及实施方案,将在线分析系统的响应速度由分钟级提升到秒级。最后对于数字孪生在复杂大电网调度运行的4个方面应用场景进行探讨。

随着高比例新能源接入电网，新能源出力和负荷的波动性及不确定性对系统的灵活爬坡能力提出更高的要求。提出了一种面向灵活爬坡服务的针对高比例新能源电力系统中常规发电机组、储能、柔性负荷等可调节资源的优化调度模型。首先，提出一种考虑日前预测净负荷不确定性的灵活爬坡需求估计方法，根据爬坡起始和结束时刻净负荷及其安全裕度，量化估计电力系统灵活爬坡需求。其次，基于生成的净负荷不确定性场景，提出了考虑系统灵活爬坡需求的基于两阶段混合整数线性规划的可调节资源优化调度模型，从日前-实时两个阶段实现可调节资源的优化调度。最后，基于IEEE-RTS-24节点系统，在4种典型方案场景下对比验证所提优化调度模型。结果表明所提模型能有效提升系统灵活性，降低系统运行成本。