高校科技成果尽在科转云

V2G技术，简单的来说，就是将电动汽车的动力电池，作为电网中的分布式电源，在用电高峰时通过逆变技术向电网回馈能量，而在用电低谷时电网通过整流，对电动汽车充电，从而实现电动汽车和电网的友好能量交互。 目前，大部分研究工作主要集中在电动汽车智能充放电优化模型的建立上，很少关注到提出优化方法的求解算法。另外，鲜有文章检验其方法对于大规模电动汽车入网调度的可行性。在此背景下，蹇林旎课题组首先对

新能源高占比发展下传统同步机组与风光新能源机组呈现“此消彼长”趋势，电力平衡面临“保供应、促消纳”的两难局面。因此，迫切需要研究面向新型电力系统的电网智能调度与可视化预警关键技术，保障电网安全可靠供电和新能源最大化消纳，助推碳达峰目标顺利实现。 该成果实现了面向新型电力系统的电网智能调度与可视化预警应用的信息融合、智能告警、动态监视、海量数据阅读、超实时仿真和高性能计算、基于人工智能的电网安全稳定分析、虚拟现实、基于图数据库的人-机交互等功能，为新型电力系统电网调度员提供了一个准确及时掌握电网实时运行态势的分析决策工具，实现调度员对调度计划方案的智能互动决策以及电网风险的实时可视化预警。 该技术实现了传统电网调度模式向智能性电网调度模式转换，可广泛应用于电网、电力公司调度及区域控制中心等机构，在实现电力系统安全可靠运行的同时，促进高比例新能源最大化消纳和保障电力可靠供应。同时，该系统不但可应用于实时运行管理，而且还可应用在规划、交易、营销等新型电力系统生产管理的不同领域。该成果已在四川省电力公司、中国南方电网等30余家单位机构投入使用，产生了良好的经济和社会效益。 图1 基于大数据的电网运行行为识别及可视化显示 图2 多源信息融合的电网环境监测可视化

"智能电网已经成为21世纪全球能源的新战略。在其需求侧，深入至电器的用户用电行为精细化分析对推动全社会节能减排和电力系统源/网/荷协调优化意义重大。与在每个电器上分别安装量测传感器的方法不同，非侵入式电力负荷监测技术仅通过分析用户供电入口的负荷总量数据，便能获取各电器的用电信息，具有成本低、实施容易和用户易接受等特点。 针对非侵入式电力负荷监测技术实用化所面临的各种挑战，过去十多年里，中国工程院院士、天津大学余贻鑫教授领导的研发团队从技术基础理论和工程实施方案两方面开展了深入系统的研究，取得了一系列开创性成果：（1）创立了一系列非侵入式电力负荷监测新原理和方法，形成了多种方法融合互补的非侵入式电力负荷监测方法体系，突破了对小功率和功率连续变化型电器可靠检测的瓶颈，准确度明显优于国际同类产品；（2）首创了一整套用于非侵入式电力负荷监测的完全无监督电器自适应建模方法，解决了陌生场景中电器准确建模的技术难题，实现了无需人工干预的电器负荷印记库全自动建立和维护；（3）首创了云—端协同非侵入式电力负荷监测系统解决方案，研发了可推广应用的硬件装置（智能用电分析仪产品）和软件系统

技术较为成熟，包括三个层次:理论研究已经完备成体系;核心算法开发完毕; 开发有实用的软件界面程序。该技术由王建学教授团队开发和维护，在微网研究 上具有多年积累，发表了多篇国际顶级期刊文章，软件正在不断完善中。

成果与项目的背景及主要用途：电能损失率（又称线损率）是电力系统运行经济性的一项重要指标，电能损失量的分析和计算是电力系统规划、设计和运行管理中经常进行的工作。采用手工计算，工作量大，时间长，而且计算结果误差较大，不能满足电网管理中高效性和精确性的要求。因而如何用计算机有效的管理各类数据，并快速而准确的进行电能损失量的分析和计算是十分重要的问题。电力网网损计算系统是以保证线损计算的准确性、减少线损工作者强度、提高线损管理工作效率为目的而开发的一套应用软件。该系统是根据吉林省电力公司对网损计算的具体要求，并吸收了以往此类系统的开发经验而开发的，具有很强的数据管理功能和方便的图形界面维护功能，并可生成丰富的报表。在精确计算的同时，为线损管理工作者提供了更为友好、适用的图形维护界面。 技术原理与工艺流程简介：在高压理论线损计算中，以小时作为时间段，近似认为在一个小时内负荷值和发电机出力恒定，对功率损耗进行累加。在中压理论线损计算中，以月作为时间段，用迭代算法计算各段线路的损耗。在低压理论线损计算中，以月作为时间段，把变台后的损耗分为低压干线损耗，单、三相接户线的损耗，单、三相表损。低压干线损耗是由通过的电量和干线两端的电压差计算而得，接户线的损耗则由其带的户数，计算其所带电量，进而计算其损耗。 技术水平及专利与获奖情况：本系统已经在吉林省电力公司实际应用，并且顺利通过评审，受到用户的好评，综合其有点包括：数据全部采用通用格式，易于与其他系统接口；采用了科学而实用的模型与算法；用户界面从用户角度进行设计，使操作大大简化；数据统计与分析功能强大，数据报表丰富；全面严格的测试，运行可靠、稳定。 应用前景分析及效益预测：电能损失率是电力系统运行经济性的一项重要指标，电能损失量的分析和计算是电力系统规划、设计和运行管理中经常进行的工作。采用手工计算，工作量大，时间长，而且计算结果误差较大，不能满足电网管理中高效性和精确性的要求。该系统利用先进的计算技术很好的解决了这一问题，作为一个通用的系统，可以广泛的应用于国内所有电力公司的网损计算工作当中，经济效益可观。 应用领域：电力系统网损理论计算。

输电线路以及电力光缆除了要承载自身重量的机械力作用外，运行条件恶劣，不仅需要穿越高海拔、多积雪、重覆冰的地区，还会受到恶劣天气如大风、雷击等环境因素的影响，因覆冰、舞动以及雷击等因素引起的输电架空线路跳闸或停运故障频频发生，影响了电力系统的安全稳定运行。因此，对电力传输线进行安全健康在线监测、及时发现故障并发出预警尤为重要。

1. 痛点问题 随着电力系统的发展，电网运行方式时变性和复杂性日益增强，运行专家难以把握电网安全运行的特征和规律，极大的增加了电网运行风险和控制难度。在传统的调度机制中，一方面，运方人员人工选择典型的运行方式，通过离线电力系统分析程序，计算电网潮流，分析电网稳定性，制定电网安全运行边界，进而人工归纳形成“年度运行方式手册”，来长期指导电网运行；另一方面，调度员将上述运行规则作为安全边界（安全约束），输入能量管理系统（Energy Management System，EMS），进而对电网进行调度和控制，以求在安全边界内达到最优运行点。 然而传统的调度机制存在问题，近年来国内外频繁发生的大停电事故也说明了这一点。主要问题归纳如下： 第一，极端运行方式下不安全：电网运行方式多变，离线规则可能不满足极端运行方式的安全要求。 第二，常规运行方式下经济性差：受能力和时间所限，运方人员离线制定运行规则时，仅分析典型运行方式，规则形成后长期使用，相对粗放，缺乏精益化管控，导致电力网络资源利用率低。 第三，随着新能源的大规模并网、需求响应的逐步实现，运行边界频繁变化，不确定性增强。 第四，电力系统运行受到其他系统影响，电力系统安全已经演变成为一个多系统、多因素综合分析问题。以微气象系统为例，对于发电侧，微气象直接影响风电、光伏等新能源的出力；对于需求侧，微气象直接影响工业负荷、智能楼宇、电动汽车等的负荷功率。因此，微气象系统通过影响发电负荷水平，进而影响电力系统安全。因此，随着电力系统与其他系统的关系日益紧密，电力系统安全评估时需要考虑其他系统（例如微气象系统）的影响。 综上所述，传统的调度机制已经无法适应新的形势。因此，亟需研究支撑复杂电网断面发现的智能机器调度员软件的关键技术，通过人工智能、深度学习等信息领域与能源领域的交叉研究，突破支撑复杂电网断面发现的智能机器调度员的基础理论瓶颈，从实际电力系统出发（物理维），立足现有调度机制，基于在线运行方式，采用模型驱动的安全评估方法（模型驱动），形成海量电力系统安全评估仿真样本（数据维）；再以这些样本为基础，通过机器学习训练数据驱动的电力系统在线安全评估模型（数据驱动），形成电力系统安全运行知识图谱（知识维），以代替运方的“年度运行方式手册”。 2. 解决方案 本成果提出了一种支撑复杂电网断面发现的智能机器调度员技术，包括可再生电源的数据驱动电压频率响应特性建模方法、用于暂态稳定预测的失稳样本主动生成方法、电力系统暂态稳定评估方法、结合深度学习和仿真计算的暂态稳定严重故障筛选方法、考虑运行约束的调整潮流生成方法等关键技术，开发了支撑复杂电网断面发现的智能机器调度员软件。该软件用“人工智能”代替“专家智能”，以电力系统安全评估产生的海量仿真数据为基础，以人工智能和机器学习为手段，构建电力系统安全运行知识图谱，从而将“专家智能”离线制定粗放运行规则的模式，变革为“人工智能”在线发现精细运行规则的模式，逐步代替运方的“年度运行方式手册”，保证复杂电网安全、稳定、经济运行。 3. 合作需求 寻求应用场景和资源对接，应用场景和业务能覆盖断面规模众多的大省如浙江、广东等，并且有与输电网断面发现的大中型企业有合作经验，同时具有一定的技术开发能力、市场推广资源和现场工程实施经验，能与现有团队形成合力，通过信息领域与能源领域的交叉研究，突破支撑复杂电网断面发现的智能机器调度员软硬件难题。为保障项目实施质量和进度要求，拟合作团队需通过ISO9001质量管理体系认证，且是国家高新技术企业。期望通过合作，全面开展产品和服务的推广销售。

本发明公开了一种面向中高压智能配电网的桥臂复用电力电子变压器，包括模块化多电平变流器、输入串联输出并联隔离型DC，DC变换器和变流器；模块化多电平变流器输出的正极连接第一个隔离型DC，DC变换器模块的输入侧逆变桥前一桥臂的中间点，负极连接最后一个隔离型DC，DC变换器模块的输入电容负端；相邻两个隔离型DC，DC变换器模块的连接方式为前一模块的输入电容负端连接后一模块的逆变桥前一桥臂的中间点；隔离型DC?DC变换器的输入电容串联而成的桥臂作为上一级模块化多电平变流器的电容桥臂，前后两级共用一个电容桥臂。本发明中MMC跟隔离型DC，DC变换器共用一组电容桥臂，降低了系统成本；可以避免在MMC模块输出电压短路的情况下，ISOP输入电容短路的问题。

针对分布式风光发电在配电网中的高比例接入态势，源荷存在时空不匹配特性，导致功率倒送和节点过电压等问题，面向电网网架相对薄弱地区，开展考虑风光发电不确定性的储能的选址定容研究，实现不同运行方式下储能的优化配置；提出基于有功/无功电压控制分区的新型配电系统电压控制策略，实现配电网电压的分散式与集中式协同控制，满足高渗透率风光并网场景下的电能质量要求。