城市电网应对突发事件保障供电安全的对策研究

该文从预防和应对城市突发事件和灾害造成大停电事故的角度,分析当前城市电网存在的主要问题。在此基础上,从加强系统规划设计,城市供电应急系统建设和城市电网运行控制研究等三个方面,提出了保障城市电网供电安全的工作重点和建议,以期建设坚强的城市电网,降低城市电网的运行风险,加快事故后的抢修重建和供电恢复工作,提高应对突发事件和重大灾害、保障供电安全的能力。     

水厂-管网协同控制提升管网供水水质的策略与实践

充分考虑管网输配过程中水质稳定性对水厂工艺条件、出厂水水质指标的要求,从水厂-管网协同控制的水质安全保障理念,通过优化水厂布局、改善管网水力条件、构建应对多水源和季节性高藻的强适应性净水体系、强化出厂水水质化学稳定性和生物稳定性控制、持续管网及老旧小区更新改造等工程技术措施,提高南水北调水源进京后管网水质的稳定性.根据2014-2019年全市252个管网监测点的水质监测数据,发现管网水浊度整体呈季节性周期变化趋势,且逐年降低;构建的管网水质评价模型进一步证明了管网水浊度一级监测点数量显著增加,2019年一级和二级监测点数量达到总数的94％,管网监测点的浊度指标得到显著改善,水厂-管网协同控制技术的实施切实保障了北京市供水水质的稳定达标.     

混合式直流断路器重合闸策略

架空线的使用将造成未来柔性直流电网瞬时性故障发生的概率增大,必须配备有效的重合闸策略进行系统恢复。为了减少混合式直流断路器转移支路同步重合可能带来的保护误动、绝缘破坏甚至电力电子器件损坏等不利影响,提出了一种利用转移支路分级投入的新型重合闸策略。结果表明,转移支路分级重合能够有效降低重合闸过程中产生的电压突变及由此带来的不利影响。最后在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了4端柔性直流电网电磁暂态模型,验证了所提出的新型重合闸策略的有效性和可行性,并对两种重合闸策略进行了适用性分析。     

基于图信号处理的智能电表功率信号分解

智能电表的大规模部署,使得对电表采集的低频信号进行数据分析成为一个研究热点。以非侵入式负荷监测为背景,研究基于图信号处理(GSP)的低频功率信号分解算法。首先,将功率信号分解定义为最小化求解问题,并引入基于图转移矩阵的全局变化量作为正则项。然后,分两步对该优化问题求解:第1步最小化正则项得到满足图信号全局变化量最小的近似解;第2步以该解为基础,利用模拟退火算法对目标函数和约束条件迭代寻优。最后利用开源数据库REDD进行仿真,验证了该算法在分类准确率上的优势,且与其他算法相比对训练数据的依赖性较小。     

基于极限场景分析的电力系统有功功率和备用协调调度

针对电力系统有功备用在调用过程中因线路传输容量不足而无法投入使用的问题,提出一种基于极限场景分析的有功功率和备用协调调度方法。首先,建立考虑备用可用性的优化调度模型。然后,基于连续贪婪算法,提出计及备用调用时机组出力调整范围的极限场景生成方法。最后,将模型分解为预测场景下的备用经济性分配主问题和若干极限场景下的备用可行性校核子问题,进行迭代求解。通过在新英格兰10机39节点系统的测试结果表明,所提方法不仅可以有效解决备用可用性问题,还可以识别影响备用可用性的关键线路和时段。     

螺旋布设光纤光栅的软体操作器形状传感方法

为实现微创手术软体操作器弯曲伸缩运动时的形状测量,提出一种螺旋布设光纤光栅形状传感方法。不同于传统的直线形布设方法,螺旋形布设方法可以防止软体操作器弯曲伸缩运动时,光纤光栅的折断、脱胶现象发生。理论分析了螺旋布设光纤光栅的传感原理及弯曲变形的重构算法;制备了光纤光栅沿螺旋形布设在软体操作器表面的试样;搭建了软体操作器弯曲变形的实验系统;实验分析了软体操作器在不同弯曲状态下,螺旋布设光纤光栅中心波长漂移量与弯曲角度间的变化规律,并重构出软体操作器的变形形状。实验结果表明:螺旋布设光纤光栅在软体操作器中不同位置的灵敏度最大为7.1pm/(°),软体操作器弯曲角度实际测量值与理论重构值间的最大误差不足4.29%。螺旋形光纤传感方法可用于软体操作器形状传感与重构。     

泛在电力物联网中将家电可控负荷转化成智能负荷的方法研究

为了实现负荷控制,传统的需求响应针对居民用户主要采用拉闸限电的调峰策略,用电方式较为被动。泛在电力物联网概念的提出使可控负荷转化成智能负荷成为可能。为了实现可控负荷控制的智能化,研究了泛在电力物联网在家电可控负荷控制中的应用。在智能家电控制算法中增加电网闲时的填谷作用,不仅实现了用电高峰期电网削峰,而且有效利用了用电低谷时期的容量闲置。并且允许用户预先设定负荷需求范围和不同时段家电重要系数,最大限度地满足了用户的舒适度需求。仿真结果验证了改进后智能家电控制算法的合理性。     

有源电力滤波器半矢量预测控制策略研究

针对经典模型预测电流控制算法电压矢量选择范围有限、电流跟踪精度不高的问题,提出改进型模型预测电压控制算法。利用滚动寻优得到较优电压矢量,再利用较优电压矢量和零矢量各作用T_s/2得到半幅值矢量,根据较优电压矢量和半幅值矢量的评价函数选择最优电压矢量。每个周期仅增加一个电压矢量,能有效减小预测电压矢量和实际电压矢量之间的误差,实现对谐波电流的准确跟踪,提高有源电力滤波器的补偿性能。仿真结果表明,所提出的改进型模型预测电压控制算法与经典模型预测电流控制算法相比,补偿电流对参考电流的跟踪更加准确,经补偿后并网电流中的谐波含量由4.86%下降到3.32%,且在稳态和动态情况下都能实现单位功率因数并网。     

泛在电力物联网实施策略研究

建设泛在电力物联网是实现能源转型目标的必要手段。从电力系统发展历程和面临的问题出发,论述了泛在电力物联网的意义,提出了实施策略和可能遇到的问题。为实现能源转型,风电光电等可再生能源装机容量不断增加。这些能源的随机性给电力系统的功率平衡造成巨大压力,有时不得不弃掉一部分风电光电。为了维持电力系统的稳定运行、提高风电光电的利用率,必须对可控负荷和分散式发电进行控制。因此,需要用互联网连接可控负荷和分散式发电,形成泛在电力物联网。常规发电厂、大型风电场、光电站等已经和电力系统连接了,调度可以直接控制。因此,泛在电力物联网主要任务是连接负荷和分散式发电,尤其是可控负荷。电动汽车是可控负荷中最容易实现可控的,其次是热水器、电热锅炉和空调等。利用泛在电力物联网,协同控制风电光电、可控负荷、分散式发电等,可以提高风电光电利用率,实现能源转型目标。