智能配电系统的供电能力模型与机理研究

配电网最大供电能力（TSC）是与输电网最大输电能力（TTC）相对应的重要指标，本项目首次系统性地对TSC开展了理论研究。项目完成了TSC的精确建模并通过经典N-1仿真验证正确；揭示了TSC模型解的性质和种类；揭示了主要因素对TSC的影响规律和作用机理；发展了基于TSC理论的新配电网规划方法。代表性的研究成果如下： （1） 解决了TSC的精确建模问题，成果包括：①提出了更适合配电网规划精度的基于馈线的TSC模型，同时计及了主变N-1和馈线N-1；②分析了电压及网损对TSC的影响，提出了基于潮流的TSC模型，解决了模型中融入非线性潮流方程的难点，得出基于馈线TSC模型对于城市电网规划已经适用的结论；③提出了计及用户分级与互动的TSC模型；④针对电力电子化的趋势，提出了柔性配电网的TSC模型。 （2） 结合图像观测与数学推导，揭示了TSC的性质与机理。成果有：①从数学原理上分析得到TSC模型解的性质；②馈线联络对TSC的作用机理；③分布式电源和储能对TSC的影响；④变电站主接线对TSC的影响。在TSC性质研究中。 （3） 发展了新的基于TSC的规划理论，对提高配电网利用率具有重要意义。成果有：①基于TSC的配电网规划理念、方法与步骤；②基于TSC的变电站规划方法；③基于TSC的馈线联络建设次序规划方法；④基于TSC和DSSR的安全高效运行模式；⑤基于TSC的高中压配电网一体化安全性校验。TSC规划方法已得到天津、杭州配电网的实际应用。 总之，本项目很好地完成了立项目标，开辟了智能配电网规划领域实现安全与高效的一个新技术方向。所提出理论还密切结合了目前我国配电网发展现状并得到实际应用检验。在TSC的性质研究中发现了配电系统的安全边界，提出了配电安全域（DSSR）的概念， DSSR基础研究已获得国家自然科学基金面上项目（51477112）支持，体现了本项目后续研究的良好前景。 2100433B

智能电网下配电系统将具备通过配电网络快速转供变电站负荷的新边界条件，为建立配电系统供电能力（Total Supply Capability，简称TSC）理论提供了基础。项目将借鉴输电能力理论进行供电能力的建模和机理研究，内容包括两方面：（1）建立严格的TSC模型和精确计算方法，解决负荷转移离散性、主变或馈线控制变量选择、N-X扩展等模型问题；（2）研究TSC基本性质和机理。目前国内外均未形成与输电能力对应的供电能力理论，公开发表的供电能力指标族、定义、模型、求解和应用等前期研究大部分都是申请人和项目成员在国内外主流期刊上首先提出的。本项目是建立供电能力理论体系的基础性和原创性工作，具有重要的科学意义；同时切合了目前智能电网背景下大规模城市建成区复杂配电系统科学规划发展的重大需求，将为智能配电系统的规划、建设、运行提供新的理论工具。

高速铁路牵引供电负荷呈现频繁冲击、大功率、高密度等新特点，高铁运营以来频现系列异常或故障现象（如谐振过压、振荡封锁），给高铁甚至区域电网安全可靠带来了全新挑战，而目前该问题的产生机理尚不完全明确。项目首次从区域电网和牵引供电耦合的角度，提出高铁牵引供电系统与区域电网相互作用及振荡机理研究。通过建立区域电网-牵引供电（牵引网-动车-回流）动态耦合统一模型，考察区域电网与牵引供电的相互作用；研究相互作用下的低频振荡机理、高次谐波谐振机理，以解释电压振荡封锁、谐振过压、谐振过流等导致的供电中断或者设备故障等现象；研究大功率、不平衡、频繁冲击负荷作用下，区域电网运行的电压品质和灾变风险，通过开发动态仿真和同步高频数据采集系统获取数据以验证机理。项目采用实测数据、仿真分析、理论建模相结合的研究方法，有望全面揭示高铁牵引供电故障或振荡机理，对提出抑制方案、保障牵引供电和区域电网的安全可靠具有重要意义。

项目对服务挖掘的机理、框架和模型进行了深入的探讨。首先通过对服务挖掘机理的研究，揭示并论证了客户行为与服务内容及时机之间的内在规律，提出了基于客户行为分析的指标体系，分析了个体行为偏差对服务属性的影响方式和影响程度；其次以概念、机理、内在规律等理论研究为基础，界定了服务挖掘的构成要素，提出了基于客户行为分析的服务挖掘框架以及各层次的内部结构；最后通过分析客户行为、客户服务数据库、标准服务规范与服务内容和服务时机之间的关系，构造了基于客户行为分析的服务挖掘三个算法模型，即客户共性特征子模型、客户行为分析子模型和服务规则匹配子模型。本课题研究的关键问题是客户群共性特征的提取，客户个体影响因子的确定，服务规则的匹配与调节机制的建立。项目公开发表论文23篇，三大检索收录5篇，国内重要期刊发表5篇，博士学位论文2篇，硕士学位论文11篇。 2100433B

由于时间有限，还有待进一步的发展和完善 :

(1)配电网最大供电能力的模型的配电网所考虑的N-1安全性只考虑了负荷转带后的过负荷问题，简化了N-1过程。实际上，最精确的做法应该是对N-1转带后的运行方式进行潮流计算，这样能够计及网损，并考虑电压约束和每段馈线容量约束。同样，分布式电源的接入对最大供电能力的影响也应考虑到模型中。

(2)主变短时过载系数k也应考虑进入供电能力模型，可定义为短时供电能力。

(3)可以考虑更复杂的故障模式，如配电网N-2以及N-X情景下的配电网最大供电能力。

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