大容量永磁饱和型故障限流器参数设计与优化

为适应大容量应用需求,针对一种直线式永磁饱和型故障限流器(permanent-magnet-biased saturation based fault current limiter,PMFCL)磁拓扑结构,基于等效磁路法建立了以饱和深度比、电感比与电感和为基本变量的结构参数设计算法,并通过分析铁心上工作点的变化规律,将PMFCL结构参数优化转化为对3个独立变量的优化,即对铁心I-Be曲线上3个关键点的优化问题,为获得最优结构参数奠定了算法基础.将参数优化算法应用于110 kV系统设计实例,并基于Maxwell-2D软件建立了直线式PMFCL的场一路耦合仿真模型,验证了算法及优化结构参数的有效性.     

双定子混合励磁超环面电机结构及电感参数分析

为了研究具有特殊结构的新型双定子超环面电机的电磁特性,在对电机结构和运行原理进行分析的基础上,结合其超环面的空间结构特点,建立内定子的周向和环向磁动势模型.给出模型中自感和互感参数的解析表达式.在电磁啮合关系的基础上分析电感参数随转子转角变化的周期性规律,并讨论内定子极对数和外定子磁齿数等结构参数对电感参数的影响规律.对绕组磁链在内定子外环面上的分布规律进行仿真分析.研究结果为该种新型电机的运行特性分析和实验研究提供了理论依据.     

基于热经济学理论的630MW汽轮机热力性能分析

将基于热经济学结构理论的性能分析及前瞻性故障诊断方法应用于某630 MW电厂.建立了系统的热经济学生产模型,使用基于燃料--产品定义的热经济学模型和成本模型量化设备之间的生产关系,针对汽机在额定功率下的3VWO和4VWO两种不同运行方式,计算各个组元的单位成本,定量研究各种运行参数对组元的成本的影响.结果表明所提出的性能分析方法在一定程度上弥补了传统热力学分析的不足,为电厂及其他复杂能量转换系统运行的经济性分析和优化提供了一套行之有效的方法.     

基亏热经济学结构理论的300MW机组能损分析

以300MW凝汽式机组为热经济学研究对象,使用热经济学结构理论,建立了系统的热经济学成本模型,通过计算各个组元的热经济学成本,获得了各项经济指标及热力过程的成本形成。定量分析了设计工况下设备炯成本的分布规律,指出了在系统节能分析中应重点考虑的单元。同时定性地分析了导致热力系统性能降低和成本增加的主要原因及比[火用]损与比不可逆成本对产品能量成本的影响。结果表明：相对于基于热力学第二定律的经济性分析,采用热经济学结构理论能更准确地判断设备的节能潜力,为电厂的经济性运行和优化改造提供了1套有效的新方法。     

基于热经济学结构理论的300MW机组能损分析

以300 MW凝汽式机组为热经济学研究对象,使用热经济学结构理论,建立了系统的热经济学成本模型,通过计算各个组元的热经济学成本,获得了各项经济指标及热力过程的成本形成.定量分析了设计工况下设备(火用)成本的分布规律,指出了在系统节能分析中应重点考虑的单元.同时定性地分析了导致热力系统性能降低和成本增加的主要原因及比(火用)损与比不可逆成本对产品能量成本的影响.结果表明:相对于基于热力学第二定律的经济性分析,采用热经济学结构理论能更准确地判断设备的节能潜力,为电厂的经济性运行和优化改造提供了1套有效的新方法.     

基于拓扑冗余度评估的大型海上风电场集电系统优化

深远海风电场环境恶劣,集电系统成本高昂,拓扑规划的经济性、可靠性矛盾尤其突出。文中根据深远海风电场的特殊性以及集电系统对可靠性的更高需求,提出集电系统拓扑结构的冗余度定义,建立基于集电系统拓扑冗余度的多目标优化模型,将经济性、可靠性这对矛盾的变量进行最优规划。案例分析以一个大型海上风电场为例,基于拓扑冗余度评估,从全寿命周期成本的角度对其集电系统拓扑结构进行优化。结果表明,拓扑冗余度最优的结构虽然初始成本略高于放射形结构,运行8年后的全寿命周期成本优势明显,可以满足深远海风电场集电系统的工程实际需求。     

计及负荷增长风险的配电变压器选型方法

为解决配电变压器选型问题,提高农村电网配电变压器经济运行水平,提出了配电台区用电结构划分及多重负荷特性指标方法,构建了配电变压器优化配置技术框架。结合多种配电变压器选型方案,采用决策树法量化分析了最大负荷增长率的变化带来的风险成本,建立了计及负荷增长风险的配电变压器全寿命周期成本模型,模型考虑了配电变压器过载运行引起的故障成本和负荷中断成本。基于农村电网负荷特性指标计算分析了多种类型和容量的配电变压器全寿命周期成本,提供了配电变压器优化选型配置方法。研究成果有助于提高农村电网配电变压器运行的经济性和可靠性。     

含高渗透率光伏电场的联合发电系统优化运行研究

针对含高渗透率光伏的联合发电系统优化运行问题,提出了联合系统协调优化模型。对含高渗透率光伏电场的联合发电系统差异性进行研究,分析得出运行优化特征;综合考虑常规机组燃料成本、启停成本、排污成本及弃光量,建立了以联合发电系统各供能主体的逐时出力与火电机组的启停变量为优化变量的目标函数,通过模型求解,实现联合发电系统的整体运行成本与弃光量最小的优化目标;所提出模型能够最大程度提高系统光伏电场接纳能力以及含高渗透率光伏发电电力系统的运行经济性。应用该模型对一个测试系统进行计算仿真和分析,结果证明了模型的适用性和有效性。     

基于智能模糊决策的光储系统实时调度技术

实时电价作为需求侧响应项目之一,能够有效引导电力消费者参与电力市场的运行。在美国PJM电力市场的实时电价机制下,通过模糊控制器对光储联合系统进行实时调度。由于模糊控制器不具备学习能力,因此提出隶属函数变比的概念,并建立以隶属函数变比为优化变量的控制器参数优化模型,并采用智能蜂群算法进行求解。该方法不仅实现了对光储联合系统的实时调度,还能提高系统对光伏的就地消纳能力,并有效降低系统的运行成本。算例分析验证了所提方法的实时性和经济性。     

磁路交叉饱和对内置式永磁同步电机宽调速控制性能影响的研究

无论是在恒转矩运行区域还是在恒功率运行区域,内置式永磁同步电机的电磁参数对其控制系统的性能都会产生重要影响。该文建立了考虑磁路交叉饱和的电机有限元模型,通过对已有电感计算模型分析,提出了一种更精确的电感参数计算模型。通过实验对不同参数下控制性能进行比较分析,并对磁路饱和交叉饱和对控制性能影响进行分析。实验结果表明,采用所建立的电感参数计算模型所得参数进行控制系统设计,可有效提高电机控制性能。     

计及储能损耗和换流成本的交直流混合微网区域协调调度

根据并网型交直流混合微网的结构及运行要求提出4层运行方式。为了反映储能损耗的非线性特性,提出一种储能损耗成本积分计算模型,并以设备维护成本、储能及换流损耗成本和购售电费构成的日运行费用最小为目标,建立了交直流混合微网经济优化模型。实际算例分析表明经济参数之间的耦合关系决定交直流微网的运行方式,分析结果验证了所提并网型交直流混合微网运行方式、经济优化模型及储能损耗积分模型的合理性。     

基于热经济学结构理论的电站热力系统全局优化

以某燃煤电厂300MW燃煤机组为例，利用热经济学结构理论建立了系统的热经济学成本模型和全局优化模型，并以序列二次规划法(SQP)作为优化模型的求解算法，通过权衡系统的热力学效率以及系统各设备的投资成本，获得了系统的最优解，经过热经济学优化之后系统总投资成本降低了4个百分点。利用系统灵敏度的分析方法，研究了外部环境参数及系统自变量变化对系统最优解的影响。通过分析发现，外部经济性参数相比较于物理参数对系统目标函数和最优解的影响更大；由系统自变量在最优解附近的灵敏度分析可以看出，文中所获得的最优解能够确保系统具有全局最小的年度化总成本。     

少稀土非对称永磁电机的分层多目标优化分析

针对传统稀土永磁电机稀土材料用量高、永磁磁场不易调节问题,本文提出了一种少稀土非对称混合永磁电机,采用两种不同永磁材料励磁以降低稀土永磁材料的用量,混合永磁材料的非对称放置结构设计以改善电机的电感性能,提升电机弱磁升速性能。针对该电机相对复杂的结构,提出基于参数敏感度的分层多目标优化设计。对电机进行了参数化建模,建立包含转矩、转矩脉动、反凸极比和铁耗的多优化目标函数。通过参数敏感度分析对众多尺寸参数进行分层筛选,针对主敏感参数采取多目标遗传算法优化,而次敏感参数则采用响应面与多目标自适应优化结合的方法确定电机最优的尺寸参数,并对电机优化前后的电磁性能进行了分析比较,验证了优化方法的可行性,为该类复杂结构电机性能的改善提供了更加丰富的优化设计方法。     

基于改进粒子群算法的多能微网多目标优化调度

为实现多能微网内部能源的灵活调用,减轻系统碳排放压力,文中提出了一种基于改进粒子群(particle swarm optimization, PSO)算法的多能微网多目标优化调度方法。建立了冷热电气多能微网模型,分析系统能源耦合机理并对设备进行数学建模;以微网运行成本与环境成本最小为目标,构建多能微网多目标优化调度模型;提出一种改进PSO算法,通过调整主要参数的迭代规则,并采用自适应粒子寻优策略加快收敛速度,提升寻优效果;仿真结果表明：与传统方法相比,所提基于改进PSO算法的多目标优化调度方法能够有效提升算法收敛速度、降低系统综合成本,兼顾其运行的经济性与环境友好性。     

基于微粒群优化算法的电力系统动态无功优化

根据系统负荷曲线变化趋势按单调性将一天的预测负荷曲线划分为若干(小于24)个时段，并将动作次数约束还原为经济成本，将它与网损费用等之和作为目标函数，并考虑了各种运行约束条件，采用微粒群优化算法进行计算，该算法收敛速度较快。与静态无功优化模型相比表明，该无功优化模型更适合给定的地区电网，优化后全天的网损略有增大，但变压器抽头调节次数以及电容器组投切次数明显减少。     

不同电压等级直流输电的适用性研究

各电压等级直流输电系统的经济输电适用范围,包括输送距离和输送容量,对于实际直流输电工程中电压等级的选择具有指导作用。从投资成本、维护成本、损耗费用和输电走廊土地贬值费用这4个方面建立了直流输电系统的经济性模型,并运用现金流折现模型计算直流输电工程的综合费用。以输电距离1 000 km、输电功率5 000 MW具体输电场景为例,计算了各电压等级直流工程的综合费用,并拓展到任意输电场景,得到了各电压等级直流输电系统经济输电适用范围。最后对影响经济输电适用范围的部分参数进行了灵敏度分析。研究表明：随着输电功率和输电距离的增加,总体上高电压等级的直流输电方式更为经济;电能成本和年等效损耗时间对直流系统经济输电适用范围影响较大。     

基于CVaR理论的综合能源系统经济优化调度

为解决综合能源系统(IES)中供需双侧不确定因素对运行调度带来的风险问题,将CVaR理论引入IES运行调度问题,提出一种计及风、光出力和电、热负荷不确定性的IES经济调度模型。该模型以IES运行风险费用最小为目标函数,综合考虑电力网络、天然气管网、热力管网以及机组出力等多种约束条件。运用双层优化的思想将上述模型进行转化,采用快速粒子群优化算法和内点法进行求解。通过算例分析置信水平、多能流约束和单位功率调整费用对运行费用的影响,验证了CVaR理论在IES经济调度中的有效性。     

基于混沌灰狼算法的交直流混合微网经济调度

并网情况下交直流混合微电网的经济稳定运行是微电网建设和运营的基本要求。文中从经济调度的角度出发,建立了考虑微电网设备的维护成本、蓄电池储能损耗成本、AC/DC换流成本、并网售购电费用的联合优化经济模型。针对传统灰狼算法(GWO)在全局搜寻能力上的不足,引入混沌序列Logistic映射对灰狼算法初始化进行改进,丰富灰狼种群的多样性,使初始种群更加均匀的分布在求解区间内。为验证混沌灰狼算法(CGWO)算法的性能,基于实际算例进行仿真分析,验证所提模型与算法的正确性与有效性,在相同算例下将CGWO的优化结果分别与GWO、粒子群算法(PSO)、混沌粒子群算法(CPSO)进行对比分析,结果表明CGWO性能优于其它三种算法,能有效的进行经济调度并保证具有良好的全局搜寻特性和收敛速度。     

分布式储能运行规划一体的多目标选址定容方法

针对含高比例新能源配网中分布式储能的选址定容问题,首先以系统模块度、有功平衡度和群间交互功率波动指标对配网进行集群划分;进而考虑配网的经济性和安全性指标,以配网购电成本、储能日均成本、电压波动和网损为优化目标,以储能的位置及优化出力为决策变量,构建了分布式储能运行规划一体的选址定容模型;采用改进的NSAG-III多目标优化算法对模型进行求解,且针对位置变量提出了偏移交叉操作方法,对目标和多时间尺度规划变量分别采用嵌入式潮流和混合编码的方式进行处理;最后在IEEE33节点配网模型上验证了所提方法和模型的合理性和高效性,为未来新型电力系统的新能源消纳和储能合理规划奠定基础。