考虑支路功率约束的静态电压稳定预防控制模型

针对系统的静态电压稳定问题,提出了将薄弱支路传输功率约束作为静态电压稳定裕度约束的预防控制模型。该模型采用局部性电压稳定指标,确定出关键预想故障、薄弱支路及其所允许的最大传输功率。结合基于快速解耦潮流的静态安全分析方法,给出薄弱支路在关键预想故障下的传输功率表达式,得到薄弱支路的传输功率约束。最后,建立了具有全二次特点的预防控制优化模型。2个测试系统的仿真结果验证了所提预防控制模型的正确性和有效性。     

考虑风电出力不确定性的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度北大核心CSCD

风电和抽水蓄能电站联合运行可以平抑风电随机波动、提升风电消纳率。文章针对多个风电场的出力不确定性,采用概率性序列方法进行处理,提出了一种基于厂网协商机制的风电-抽水蓄能联合调度模式,并建立了基于机会约束规划的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度模型。模型以风电-抽水蓄能互补系统总发电收益最大为目标,综合考虑了抽水蓄能电站的水力约束、机组运行约束和系统功率平衡约束。为提高模型求解效率并获得全局最优解,文章将原模型转换为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型,最后使用商业化求解器LINGO进行求解。优化调度结果表明,抽水蓄能电站能够很好的补偿风电出力的波动性,并显著提升互补系统的总发电收益。     

基于DSSOGI锁频环与改进鲸鱼优化算法的波浪发电系统功率优化控制

为改善波能转换器的能量捕获效率问题,提出基于双自调谐二阶广义积分器(DSSOGI)锁频环与改进鲸鱼算法的优化控制方案。基于水动力模型的频域响应分析,寻求波浪发电系统最优负载,引入DSSOGI锁频环结构实时测量波浪频率,并采用扩展卡尔曼滤波方法,加快动态响应速度,预估波浪主频。当海况发生变化时,通过DSSOGI锁频环结构,实时监测波浪频率,及浮体相应的速度、位移等信息。根据商用软件求解浮体的非线性参数,结合IWOA算法,求解最优邻域的负载参数,使系统处于最优负载状态,提高捕获效率。仿真结果表明,所提控制方案能有效改善水动力参数非线性问题,增加系统输出功率。     

考虑风速相关性的风电接入能力分析

同一地区的风电场一般建立在相互接近的地理位置上,因此其风速往往呈现出一定的相关性。采用Copula函数建立多风电场的风速相关性模型,继而生成具有相关性的风速分布样本空间。考虑风速的随机性与相关性,应用机会约束规划理论,在满足系统安全可靠运行的前提下,以系统可接入的风电机组装机容量最大化作为优化目标,建立了计算风电穿透功率极限的概率最优潮流模型,并采用一种基于随机模拟技术的粒子群优化算法进行求解。以IEEE30节点测试系统为算例,分析风速相关性、风电场接入点和机会约束置信水平对风电接入能力的影响,结果验证了所提模型与算法的合理性与可行性。     

空间核能布雷顿循环系统热力学参数分析及优化*

在深空探索快速发展的背景下,空间核能布雷顿循环系统因其能量密度高、环境适应性强、效率高等优势成为深空探测的理想方案之一。与地面发电站不同的是,空间能量转换系统要兼顾系统效率和轻量化的要求,而系统关键参数对系统的效率和质量等性能有着重要的影响。因此,开展热力学参数分析和优化对空间核能布雷顿循环系统的设计具有重要意义。通过建立空间核能布雷顿循环的数学模型和系统部件的质量计算模型,以“质量比功率”为性能优化目标,研究压气机进口温度、压气机压比和涡轮进口温度等参数对系统性能的影响,并采用正交实验法进行优化分析。结果表明,压气机进口温度和压气机压比存在最优值使质量比功率取得最小值,涡轮进口温度升高有利于提高系统的发电效率和降低系统质量。涡轮进口温度的最优值为1 500 K,压气机进口温度的最优值范围为416 ~ 508 K,压气机压比的最优值范围为2.4 ~ 3.1。     

面向综合需求响应的综合能源系统优化调度

电能和天然气的强耦合使得电气综合能源系统调度问题复杂化,特别是该类系统需求侧的灵活性显著强于电力系统或天然气系统,基于此,该文旨在解决考虑综合需求侧灵活性的电气综合能源系统优化调度问题。为了充分利用需求侧的灵活性,该文建立了详细能量路由器的综合需求响应模型,与传统需求响应方案不同,综合需求侧响应方案须考虑电力需求和天然气需求的灵活性和可控性。此外,该文建立的综合需求响应模型属于一个优化问题,而不是价格响应问题。基于两级优化框架,实现了能量路由器综合需求响应模型与电气综合能源系统的调度模型的能量交互。然后,将上述优化调度问题建模为一个复杂的双层混合整数非线性规划问题,并提出了一种有效解决上述复杂问题的方法。最后,案例研究验证了所提方法的优越性。     

基于区间机会约束规划的滨州新区水资源优化配置

为解决水资源系统的不确定性和复杂性给水资源优化配置带来的困难和挑战,基于对滨州新区水资源系统的复杂性辨识,应用区间机会约束规划方法,构建了滨州新区不确定性水资源优化配置模型,基于交互式求解方法,确定了不同风险水平下区域产业层水资源最优配置方案。结果表明,区间机会约束规划方法能够有效地解决区域水资源系统规划中的复杂性和不确定性问题,为区域水资源系统优化配置提供了理论支持。     

基于CEFR的超临界二氧化碳循环系统特性分析

通过建立基于中国实验快堆CEFR的超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环模型,研究各运行参数对循环效率的影响规律及各参数间的关联机制。经分析,循环最高温度恒定的假设无法反映反应堆参数特性,对布雷顿系统进行针对性优化。研究表明,全程超临界和跨临界循环对分流率和循环温度等运行参数具有不同的需求,布雷顿循环的回热性能直接决定了系统的效率,且循环系统中存在最优运行工质流量,经对比分析给出了系统循环的优化循环方案。     

基于遗传算法的直驱式海浪发电系统最大功率跟踪控制

针对直驱式海浪发电系统在非规则海浪中能量捕获效率较低问题,提出遗传算法控制方案。以规则海浪下发电系统模型为基础,推导出非规则海浪下发电系统输出功率模型。采用遗传算法对参数种群进行选择、交叉、变异、迭代,辨识出符合当前海况的最优发电系统参数,结合空间矢量控制算法实现发电系统最大功率跟踪控制。仿真对比结果表明,该算法能有效提高海浪发电系统能量捕获效率。     

基于APDE算法的配电网分布式电源承载力评估

针对分布式电源接入配电网装机容量问题,提出一种基于自适应扰动差分进化算法（APDE）的配电网分布式电源最大承载能力评估方法。首先建立包含有载调压变压器及静止无功补偿器的配电网模型,并优化系统潮流与注入功率的关系表达式,通过考虑分布式电源及负荷的不确定性,建立基于机会约束规划下的源荷不确定性配电网分布式电源最大承载力评估模型;然后对差分进化算法进行改进,形成APDE算法以求解模型;最后基于IEEE-33节点配电系统对所建配电网模型进行分析,验证其满足电力系统分析需求,并进一步对所提配电网分布式电源承载力评估方法进行分析,通过与相关算法比较,证明了所建模型的可行性和改进方法的有效性。     

低碳背景下基于自适应鲁棒优化的含源配电系统规划方法

提出了一种低碳背景下基于自适应鲁棒优化的含源配电系统规划方法,该方法建立了考虑碳排放约束的近似混合整数线性模型,对电容器组和分布式可再生能源选址定容、过载线路的导线更换和电压调节器进行综合配置;考虑到负荷和分布式可再生能源输出功率的不确定性,采用了自适应鲁棒优化法将不确定模型重塑为3层问题;将3层模型重构为主、子问题双层模型,并采用列和约束生成算法求解该模型。算例采用135节点配电系统在不同情况下进行了研究,以评估所提方法的性能。结果表明,所提模型与方法有利于提高配电系统规划效率,并降低碳排放。     

一种考虑风电出力和负荷不确定性的最优调峰方法研究

摘要： 风电的随机波动特性可能使风电系统存在反调峰现象。在分析风电并网使系统对调峰需求发生变化的基础上,建立了风电出力和负荷的不确定性模型,并以最大限度消纳风电为目标,通过考虑使电网收益最大、满足潮流安全约束等因素建立了基于实时电价的火电、水电和抽水蓄能联合调峰优化模型,并采用最优潮流和粒子群算法研究了改进优化模型的求解方法。最后,对所研究调峰策略优化方法进行了仿真验证,证明了该策略在提高电网收益的同时,能够充分利用各调峰机组的调峰能力,确保系统的安全性。     

基于非参数核密度估计的风功率波动性概率密度建模方法

研究风电波动概率模型对于风电一体化及运行具有积极影响。该文提出一种基于非参数核密度估计的风功率波动性概率密度建模方法。首先通过小波分解对风功率样本数据的波动量进行提取,基于波动量样本建立相应的非参数核密度估计模型,然后针对模型带宽选择问题,构造一种以拟合优度检验为约束条件的带约束带宽优化模型,最后利用约束序优化算法对其进行求解。实际算例仿真结果表明,所改进的风功率波动量概率密度模型较传统基于参数估计的模型具有更高的精确性和适用性,并且基于约束序优化的求解算法提升非参数估计方法的计算效率。     

计及光伏出力模糊性和旋转备用的电力系统环境经济调度

光伏发电的出力和负荷的不确定性给电力系统经济调度提出了新要求。针对光伏出力和负荷难以准确预测的特性,基于可信性理论引入模糊变量,并将光伏出力和负荷用模糊参数表示;用模糊约束取代传统确定性约束,建立含梯形模糊变量的功率平衡和正负旋转备用容量的模糊机会约束模型。采用清晰等价类的方法将模糊约束转换为确定性约束,提出用简化的粒子群优化算法求解模型。算例分析验证了所提模型和算法的有效性。     

考虑电网络影响的水火电力系统短期优化调度

为提高发电计划实际执行的可行性,提出考虑电网络影响的水火电力系统短期优化调度方案,即在传统水火电优化调度中引入输电网络潮流约束,构建水火电力系统短期优化调度数学模型。该模型以火电站的总煤耗量最小为优化目标,考虑水火电的发电特性、梯级水电复杂关系、系统运行约束、输电网络约束及传输功率限制。同时为模型求解引入迁徙操作和惯性权重非线性递减策略的改进粒子群算法,并设计了五种约束处理规则以应对复杂的约束条件。最后以典型水火电系统和IEEE-9节点的电网络拓扑为例对所构建的模型和算法进行验证。结果表明,所构建的优化模型和设计的求解方法能满足复杂运行约束的短期调度方案。     

含分布式发电并网虚拟发电厂鲁棒优化经济调度方法

文章基于鲁棒优化理论建立了虚拟发电厂最优经济调度模型。首先以虚拟发电厂发电净收益最大为目标函数,计及出力计划约束、机组运行约束、机组启停约束、储能运行约束等必要约束条件建立系统优化运行模型;然后考虑风光出力区间不确定性,以风光出力为自然决策者,以虚拟发电厂为系统决策者,分别制定博弈策略和支付,建立虚拟发电厂最优经济调度鲁棒优化模型,并对其Nash均衡点进行分析;基于两阶段松弛法将所建立的鲁棒优化模型转化为有限可解的步骤;最后通过一个算例验证了所建立的模型在制定虚拟发电厂运行计划方面的经济优势。     

基于Kuli的某商用车空调系统性能仿真及优化分析

本文利用流体分析软件Kuli建立了基于几何参数和实验数据的空调系统计算模型,对某商用车的空调系统进行了仿真分析,并用实验证实了仿真的可行性。分别建立了此空调系统的国内和国外某炎热地区的计算模型,结果表明此空调系统在国内工况可满足设计要求,而不满足国外某炎热地区的降温需求,在此基础上对空调系统提出了优化方案,优化后的空调系统可满足国外工况的设计要求。     

基于CEEMDAN功率分解的火电厂混合储能容量优化配置

为了解决火电机组跟随自动发电量指令(Automatic generation control, AGC)响应延迟大、超调大等问题,提出一种基于完全噪声辅助聚合经验模态分解(Complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, CEEMDAN)的混合储能系统容量优化配置方法。首先,通过某时间段火电机组跟随AGC指令输出曲线,获得混合储能系统需要提供的功率。在此基础上,利用CEEMDAN将需求功率进行分解,获得不同频率下火电机组与AGC指令之间的误差。选择合适的储能元件,构建火电厂响应AGC指令的混合储能系统结构模型,在考虑能量型储能元件磷酸铁锂电池与功率型储能元件飞轮储能系统两类不同储能设备工作特性的情况下进行功率分配。在考虑储能系统荷电状态(State of charge, SOC)、容量与充放电功率等约束下,建立以综合成本最小为目标的容量优化配置模型,将功率分解结果与容量配置模型联合优化,获得最优功率分配情况和对应的储能配置方案。提供工程案例分析,结果表明所提方法可以有效弥补火电机组跟随AGC指令的延迟...     

煤气化-固体氧化物燃料电池混合循环系统的分析

煤气化-固体氧化物燃料电池(SOFC)混合循环，采用了Yong损较小的电化学反应过程，效率可以突破卡诺循环的限制，达到60％以上。但目前其操作参数对混合系统性能的影响还不清楚，为此，利用ASPENPLUS^TM建立了混合循环系统，考察了SOFC工作压力、空气过量系数及补燃等参数对发电效率及各部分发电份额的影响，并详细分析了造成影响的原因。结果表明：过量空气系数和SOFC工作压力是影响系统效率的关键参数。图7参11     

考虑分布式能源综合利用的交直流混合配电网规划研究

文章建立了包括分布式光伏、负荷和换流站在内的规划模型。以交直流混合配电网扩展投资运行总费用最小为目标,建立满足节点电压、线路有功功率、分布式电源容量约束的数学模型;考虑负荷增长的需求,提出了改进GA的最小生成树规划方法,避免了不可行解,提高了优化效率;通过对分布式电源和交直流混合配电网进行选址定容和网架的综合优化,建立了考虑分布式能源综合利用的交直流混合配电网扩容优化方案。最后,采用对比分析,验证了文章所提规划方法的有效性。