- 王徐;雷杨;王丹;李家熙;王培汀;
随着能源系统的发展,采用电能替代化石燃料进行供热是目前的主流发展趋势。本文针对电采暖设备接入原有电网造成的电网扩容问题,引入复杂网络理论中边介数的概念,定义不同拓扑结构下的管线重要程度,同时考虑非线性管线风险增长特性,建立区域电-热耦合系统管线双层扩容规划模型。最后,针对典型区域电-热耦合系统算例,进行了扩容规划求解分析。结果表明,由于主干管线重要程度较高,总体扩容方案更倾向于扩容主干管线,且扩容成本与管线风险呈负相关关系,相比线性风险指标,采用非线性风险指标使得越限较多的主干线路将更倾向于扩容。
2021年12期 v.33;No.215 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1002K] [下载次数：239 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 王守相;李琦;赵倩宇;林卓然;王凯;
含高比例波动性新能源和多类型随机性负荷的交直流配电网,受源荷不确定性的影响,其运行状态呈现较强的复杂性和多样性。为保证电网的安全稳定运行,本文以交直流配电网为对象,研究考虑源荷随机性的电压优化问题。首先,计及分布式电源和负荷的不确定性建立源荷概率分布模型,并基于拉丁超立方抽样和交替迭代法对交直流配电网进行随机潮流计算。然后,将混沌理论、人工免疫理论融合到杂交粒子群优化算法中,提出了一种免疫混沌杂交粒子群优化算法用于求解以节点电压偏差平均值的期望、电压损耗平均值的期望及网损的期望最小为目标的交直流配电网电压优化模型。最后,算例验证了所提方法能有效改善交直流配电网的电压水平和提高其应对源荷不确定性的能力。
2021年12期 v.33;No.215 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 969K] [下载次数：872 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 张磊;杨宸;叶婧;黄悦华;薛田良;李振华;
含多类型调频机组的系统指令分配与传统调频指令分配方法具有明显区别。本文提出了一种适用于风电场参与系统负荷频率控制的调频指令动态最优分配方法。该方法基于超短期风速预测结果对风电场调频指令点进行可靠性分析,并采用指令超前预测与滚动更新策略解决了风电场与常规调频机组的异步时间尺度配合与空间尺度指令分配的协同控制问题。基于此,建立了考虑多类型调频异步协同的调频指令动态分配模型,并采用互补松弛方法实现了模型的转化与快速求解。改进的IEEE39节点系统算例仿真结果表明,本文所提方法在保证频率控制性能的前提下,能实现调频指令在风电场与多常规调频机组间的最优分配,在缓解常规调频机组调频压力的同时降低了风电场的调频动作次数,提高了现代电力系统频率控制的可靠性和经济性。
2021年12期 v.33;No.215 18-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1014K] [下载次数：399 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 姜惠兰;李希钰;贾燕琪;王绍辉;
风电机组在电网电压不平衡下低电压穿越的能力提高是高风电渗透率系统安全稳定的重要保证。本文通过理论分析不对称故障情况下双馈风力发电机的暂态特性,得出转子感应电动势的暂态和负序分量是导致转子过电流的直接原因。进一步推导了不对称故障下定子电流微分与转子感应电动势暂态分量和负序分量的关联关系,基于此提出一种计及风机转子侧变流器容量限制的低电压穿越控制策略。基于转子电流对于转子感应电动势暂态分量和负序分量的敏感度,给出优先抵消使转子电流变化更灵敏的转子感应电动势暂态分量的方案,使得风机转子侧变流器有限的容量得到合理分配。仿真结果表明,所提方法能有效降低转子电流冲击,并最大程度抑制了二倍频分量。
2021年12期 v.33;No.215 27-33+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K] [下载次数：841 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 薛士敏;李飞雄;王守相;陈硕;李蒸;
为解决低压直流系统传统单端测距方法求解过程对端量缺失的问题,本文设计了一种基于电压平衡器的单端注入测距方法。故障发生后,线路两端直流断路器动作断开故障线路,根据故障类型控制本端电压平衡器中绝缘栅双极型晶体管是否导通。随后投入测距装置,利用对端电压平衡器中绝缘栅双极型晶体管或续流二极管构成测距回路,根据基尔霍夫定律对正负极分别列写电压回路方程,利用中线的耦合求解故障距离,实现了精准测距。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了双端低压直流系统的模型进行仿真验证。结果表明,该方法故障定位精确、抗过渡电阻能力强,能够满足低压直流系统的故障测距要求。
2021年12期 v.33;No.215 34-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1009K] [下载次数：226 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王源;姜懿郎;王长江;韩奕;
为了快速、准确地实现直流多馈入受端系统交流故障筛选与排序,本文提出一种基于改进序关系分析-基于指标相关性的指标权重确定的直流多馈入受端系统故障筛选与排序方法。首先,为多层次、多角度表征直流多馈入受端系统的故障特性,构建了暂态电压稳定、功角稳定、极限切除时间、平均三相短路电流过流率、潮流转移熵和多馈入有效短路比6个维度的综合评价指标;其次,为合理量化主观因素与客观因素所占权重,综合考虑电网运行人员的经验和指标数据的客观信息,借助改进序关系分析法和基于指标相关性的指标权重确定方法计算主观及客观权重,通过逼近理想解排序法计算各故障线路与理想解的相对贴进度,依据相对贴近度的大小实现故障筛选与排序;最后,通过华东电网实际系统的仿真分析,验证所提方法的有效性和实用性。
2021年12期 v.33;No.215 43-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1058K] [下载次数：537 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 彭道刚;杨梦雪;车权;黄雨薇;赵慧荣;王丹豪;
针对多能源优化调度运行中新能源利用率不高,建立以火电厂机组发电和外购电经济成本最小化为目标函数,综合考虑火电厂机组的各种约束条件,提出含风光水火电互补系统的火电日前优化调度模型,以及一种融合优先顺序法与改进的多目标布谷鸟算法的模型求解算法。在风光水电调度已知的情况下,提出了基于互补系统波动性最小的火电日前调度和基于互补系统跟踪负荷曲线的火电日前调度两种优化运行策略,针对所提优化调度模型及求解算法对两种运行策略分别进行仿真分析。结果表明,该模型及求解算法能够应用于不同条件下的运行策略,具有一定的可行性及实用性。
2021年12期 v.33;No.215 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 916K] [下载次数：710 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 李振;赵鹏翔;王楠;周喜超;
园区综合能源系统中多主体利益诉求不同,需借助多主体博弈理论进行能源的优化调度,然而多主体互动机制复杂,常用的粒子群优化算法在求解该过程时耗时较长。为解决上述问题,本文提出了一种基于强化学习的园区综合能源系统多主体运行优化方法。首先,构建了含能源供应商、园区服务商和用户的多主体园区综合能源系统模型;其次,提出了一种基于强化信号的博弈搜索法,以提升多主体博弈求解的速度;然后,对园区综合能源系统多主体博弈过程实行分层控制,将不同主体间的供需博弈作为上层,将各主体自身的优化运行作为下层;最后,以某园区综合能源系统为算例进行仿真,并与传统粒子群优化算法进行对比,验证了所提方法的有效性与快速性。
2021年12期 v.33;No.215 60-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 940K] [下载次数：1130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 赵化时;李胜;胡斯佳;顾全;周华锋;施雄华;
传统加权最小二乘法状态估计的迭代步长一般固定为1,为解决该方法因数据质量偏低、网络条件复杂而不能有效收敛的问题,本文对逻辑函数进行改造,将图像上与状态估计高质量数值迭代具有天然适配性的母函数作为步长控制因子。设定母函数的控制参数并对部分参数通过"迭代效果"进行实时微调,母函数将自动进行状态估计适应性调整。所提方法的步长调整机制直接由迭代效果控制,无需电网数学模型的直接"介入",方法具有对模型依赖性较低、可移植性强的特点。基于IEEE30节点系统的算例表明,所提方法在数值稳定性和估计质量两方面均大幅优于传统方法,具有一定的实用价值。
2021年12期 v.33;No.215 69-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K] [下载次数：168 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 孟令雯;张锐锋;李鑫卓;席禹;
为准确判断设备运行状态和充分挖掘分析数据价值,本文设计了一种基于密度聚类、无监督学习和时间循环神经网络的设备数据清洗方法。通过双重判据进行异常数据检测,针对变电站多维监测数据中参数间相关性难以确定的问题,采用无监督聚类方法对参数间相关性进行简化,得到异常点;再利用自组织特征映射神经网络挖掘符合自回归模型的历史数据的潜在特征,将在线数据随时间动态变化规律用转移概率值表示,确定异常数据类型及发生时间;然后采用时间循环神经网络将异常数据中的"脏数据"修正,并将处理后的数据入库;最后,通过实例验证了方法的可行性,表明该方法能快速检测和处理设备状态数据的各种情况,实现了变电站设备状态数据的实时监控和个性化清洗。
2021年12期 v.33;No.215 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K] [下载次数：1029 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：0 ] - 崇志强;陈培育;李树青;李振斌;郗晓光;
端对端电力交易可有效减少社区微网中生产型消费者(产消者)的电费,但是端对端电力交易形成较强的本地市场竞争机制,以及小区域内产消者之间行为影响和作用,会引起产消者间的经济利益冲突。本文基于Shapley值法的合作博弈论创新型地应用于端对端电力交易。Shapley值理论会根据产消者的边际贡献进行报酬分配,使得产消者之间的利益分配公平。单个的产消者可根据本地的电力价格和预估其他产消者的行为调整其能源使用策略,从而提高用户的端对端交易参与度。最后,社区微网的算例分析验证了该方法的有效性,证明了该方法可提高配电网管理的效率,在降低电费的同时增加产消者间利益分配的公平性。
2021年12期 v.33;No.215 87-92+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 922K] [下载次数：1099 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：19 ] |[阅读次数：0 ] - 黄冬梅;葛书阳;胡安铎;孙锦中;时帅;孙园;
传统K-means聚类算法随机初始化聚类中心,导致聚类结果稳定性差,采用欧式距离不能反映负荷曲线的趋势相似度。针对上述问题,提出一种采用中心优化和双尺度相似性度量的改进K-means负荷聚类方法。首先,利用局部密度公式选取初始聚类中心;然后,利用差分向量对原始日负荷曲线进行趋势提取,将其转化为描述负荷曲线局部动态特征的差分趋势序列;最后,将原始负荷序列和差分趋势序列的欧氏距离组合成新的曲线相似性度量,采用此度量来进行K-means聚类分析。算例分析表明,本文方法在戴维森堡丁指数和轮廓系数指标上优于传统K-means、双尺度K-means、中心优化的K-means等算法,本文方法可以提升负荷数据聚类的有效性。
2021年12期 v.33;No.215 93-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 945K] [下载次数：744 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 袁清;赵斌;王力;仓啦;谭恒;曾祥君;
针对局部阴影遮挡等原因造成光伏阵列失配而引起的光伏功率输出多峰效应,以及最大功率点跟踪控制过程中易产生电压与功率波动的难题,提出了一种树种算法与扰动观察法相结合的改进多峰值最大功率点跟踪混合控制算法。首先,利用光伏P-U特性曲线单峰/多峰形态识别策略确保单峰条件下快速、低振荡地跟踪;其次,采用基于电压闭环的个体最优化输出控制策略降低电压与功率波动;最后,通过仿真和实验将提出的混合控制算法与粒子群优化、花授粉、遗传和差分进化4种算法进行综合性能对比。结果表明,所提的混合控制算法能够快速、准确、低振荡地跟踪到全局最大功率点,有效解决光伏阵列失配下光伏多峰值最大功率点跟踪控制难题。
2021年12期 v.33;No.215 101-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1102K] [下载次数：641 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 王兴亮;秦露露;顾华;陈依;曹基南;陆敏安;
为了提高永磁同步电机的控制性能,将传统控制策略与分数阶微积分相结合,提出了一种综合的分数阶控制器。通过在速度环加入分数阶,改进了快速终端滑模控制器;电流环采用分数阶PI控制器,并加装分数阶扰动观测器将观测值反馈到滑模控制器中,滑模控制律经Lyapunov稳定性定理计算得出。最后,通过仿真实验证明所提出的分数阶控制器能有效地提高系统的控制性和抗扰动性。
2021年12期 v.33;No.215 110-116+124页 [查看摘要][在线阅读][下载 956K] [下载次数：670 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 贾露露;江晓东;
供电恢复是提高现代配电网可靠性的关键任务之一,由于大规模离散变量、非线性约束及多个相互矛盾的目标函数的存在,供电恢复问题的快速准确求解通常很复杂。首先,本文提出了考虑用户偏好的供电恢复模型,允许用户直接对每个目标函数设置具体偏好范围而不影响彼此之间的独立性;其次,基于非线性动力学系统提出了一种改进的整合用户偏好法对上述模型进行快速求解,将计算偏好可行解转化为计算商梯度系统稳定平衡流形的问题;最后,通过用户主导的交互方式在53节点标准测试系统上验证了所提方法的有效性和灵活性。
2021年12期 v.33;No.215 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 881K] [下载次数：212 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 郭素芹;郑建宁;陈坤;林瑞安;张勃波;宗鑫;
由于变电站安全隐患非结构化的文本格式导致无法进行隐患知识提取与推理,难以挖掘潜在隐患间的关系和规律,提出一种变电站安全隐患动态分析方法。首先,对非结构化的隐患文本数据解析抽取,构建了基于ElasticSearch弹性分布式隐患数据搜索引擎。其次,利用隐马尔科夫模型对引擎内数据进行分词训练,结合维特比算法求解隐藏的状态序列以完成隐患实体分词标注。最后,采用Neo4j图数据库动态生成变电站安全隐患知识图谱。以某地区变电站安全隐患数据进行算例分析,证明该方法的有效性。
2021年12期 v.33;No.215 125-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 900K] [下载次数：780 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 黄冬梅;高轩;孙锦中;胡安铎;
为减少新能源弃电量和降低运行成本,提出一种含有电加热装置的风光火联合发电系统优化运行策略。以综合运行成本最低为目标,考虑光热电站、储热系统及系统运行的约束,建立了联合发电系统运行优化调度模型,选用改进粒子群优化算法求解模型。对有/无电加热装置的联合系统进行对比,含电加热装置的联合系统综合运行成本降低12.87%,同时风光渗透率提升10.9%。该模型利用电加热装置将弃电量转换成热能,输送到光热电站,实现新能源弃电的高效利用。算例结果表明,所提调度策略能够有效提升风光联合系统的性能,使系统具有更高的可调度能力。
2021年12期 v.33;No.215 134-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 983K] [下载次数：558 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 于永进;张靖一;杨延勇;
为解决综合能源优化调度中气网模型过于理想化,经济性和环保性冲突的问题,本文提出一种计及气网动态特性的综合能源调度策略。对于非线性的气网动态模型,首先采用中心隐式差分法进行处理,得到线性模型并计算出气网的流量及压强。在此基础上,建立考虑环保性和经济性的多目标电-气互联综合能源系统优化模型。针对原始海鸥算法种群分布不均匀、搜索方向单一、无法跳出局部最优等问题,提出一种基于Cat混沌映射产生均匀海鸥群、局部采用双向搜索方式的海鸥-纵横交叉算法,算法改进后减少迭代时间的同时提高了精度。通过算例证明,本文的优化策略和算法是有效的。
2021年12期 v.33;No.215 142-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1090K] [下载次数：733 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ]