一种新型的校内外联合专业实习教学模式

结合电气工程及其自动化专业的特点,针对该专业实习基地定点在发电厂和变电所的原实习方案存在的实习内容不全面,实习手段受限制、实习效果不太理想等问题,研究了电气工程及其自动化专业校内外联合实习教学的模式.该实习模式通过在长沙理工大学电气与信息工程学院两年来的实际应用,验证了该方案的可行性和有效性,并可将其推广到具有类似特点专业的专业实习中.     

基于稳定约束的电力系统稳定平衡解模型

为直接计算电力系统的静态稳定解,提出了基于稳定约束的稳定平衡解模型,并对该模型提出了一种直接求解稳定平衡解的新方法。通过稳定约束与电力系统典型的平衡方程结合,建立了稳定平衡解模型;稳定约束由非线性半光滑代数不等式构成,针对不同稳定类型所对应雅可比矩阵的特性,运用矩阵变换、谱函数性质等数学理论构造了不同的稳定约束表达式。利用牛顿光滑化方法将该模型转换为光滑方程,从而解决了稳定平衡解模型的数值求解问题。稳定平衡解模型将非稳定解排除在可行解之外,使求解过程得到简化,避免了计算稳定极限和求多个平衡解等复杂过程,而且通过参数调整能满足更高的稳定性能要求。通过典型的电力系统的数值计算,验证了所提方法的有效性。     

电力系统的稳定平衡解模型及计算方法

针对电力系统中静态稳定和避免奇异诱导分岔、Saddle-Node分岔、Hopf分岔几类典型的系统稳定问题,基于数学上谱函数的半光滑特性,建立了系统稳定平衡解的数学模型。新模型为具有半光滑不等式约束的非线性方程。模型的特点是不仅具有较好的数学性质,且可满足平衡解处的稳定性要求。进而建立了模型求解的一类光滑化牛顿算法。该算法理论上享有良好的全局与局部收敛性能。通过电力系统的一个避免Saddle-Node分岔的实例,测试了模型及算法的可行性。     

考虑电热多种负荷综合需求响应的园区微网综合能源系统优化运行

区域综合能源系统是解决社会能源利用效率低以及可再生清洁能源难以消纳问题的有效途径之一。基于电力负荷与热力负荷在综合能源管理中具有相似的可调度价值,提出了一种考虑电热多种负荷综合需求响应的园区微网综合能源系统优化模型。首先,在电力负荷价格型需求响应的基础上,分析了热力负荷具有传输延迟、供热舒适度模糊性等固有特点,可作为柔性负荷参与到优化调度中,即热力需求响应;其次建立了包含风电、光伏、燃气轮机、余热锅炉、储能设备、燃气锅炉、以及电热负荷构成的热电联供型园区微网模型,以系统综合运行成本最小为目标函数。算例仿真结果表明,综合需求响应的应用提高了园区微网热电生产的灵活性,考虑电热力多负荷综合需求响应比单一考虑需求响应可有效地减少弃风、弃光,降低需求侧用户的总能源消耗成本以及系统的运行成本,提高能源利用效率,实现系统环保经济运行。     

水电系统及水库库群优化调度的非线性网络法

利用水电系统各机组出力的非线性目标函数，结合各水库流量和库存量具有网络流特点的约束，采用非线性网络规划对各水电站出水或水库水量进行优化调度，本计算方法可充分 各种因素，具有速度快、收敛精度高，占有内存少的特点。     

采用支持向量机图形用户界面的电力负荷组合预测方法

运用多种预测方法对中长期电力负荷预测所得结果会相差甚远,而综合各方法的组合预测能够避免其偏颇。由于在小样本和非线性拟合能力方面的优势,支持向量机方法被用于组合预测：多种传统方法预测值作为输入,拟合输入与输出之间的非线性关系,求得预测结果。针对SVM在处理回归问题时算法编程及参数寻优较为复杂的问题,提出了一种基于SVM图形用户界面（Graphical User Interface,GUI）工具箱的组合预测方法。算例分析表明,运用该方法,在预测过程中可直观、方便地应用通用软件工具包,且预测精度较高,便于推广和工程应用。     

参与气电市场的虚拟电厂内部优化随机模型

虚拟电厂总体降低了不确定因素的影响,但若不考虑其内部的随机性,则会使虚拟电厂在参与电力、天然气市场过程中,因其调度方案的保守性,难以获得最高的经济效益。为了充分挖掘虚拟电厂的经济效益,提出了一种气电市场下计及电价和风光不确定性的电-热-气虚拟电厂随机优化调度模型。模型目标函数为虚拟电厂总效益,即售电售热售气收益与电转气成本、碳捕集成本、碳排放权成本和燃料成本之差。引入超分位数方法将含多随机变量的虚拟电厂总效益最优模型转化为其超分位数随机优化模型,为了便于计算进而处理为其离散化计算模型,并利用空间粒子群算法进行求解。算例分析表明：虚拟电厂通过优化售电和售气方案来获得最优效益,在参与气电市场过程中考虑多种随机变量,使得虚拟电厂规避风险后有更多的机会获得更高的经济效益。     

不同风电系统动态电压稳定的分岔分析

为研究接入风电场的电力系统的风电场注入功率和负荷节点无功功率这2个参数独立及共同作用对系统动态电压稳定的影响,针对接入加入动态负荷模型的异步机风电场和双馈机风电场的单机无穷大系统,分别进行了单参数和双参数分岔分析。分析结果表明,双参数分岔分析相对单参数分岔分析更能揭示系统参数对电压稳定的影响。同一系统结构和参数下,2种系统中当注入功率持续增大时,无功负荷过重会极大降低系统的稳定裕度;当注入功率保持恒定时,无功负荷的变化不影响系统稳定;通过风电场注入功率与无功负荷的协调运作,避开注入功率持续增大时无功负荷重载情况,系统可运行到效率最高;双馈电机风电系统稳定性高于异步电机风电系统,且双馈电机风电系统能得到更准确的系统稳定裕度。     

采用条件风险方法的含风电系统安全经济调度

针对风电等新能源发电和负荷的随机性,引入条件风险方法,构建了电力系统条件风险调度模型。为了量化随机性因素所引起的不确定性,以电网安全条件风险价值(conditional value-at-risk,CVaR)作为电网安全指标,取代一般调度模型中的安全约束。由于含随机性变量概率密度的函数积分计算困难,因此将电网安全CVaR函数进行变换和离散化处理,并采用蒙特卡罗模拟和解析法相结合的方法进行计算。含风电随机出力的系统算例表明,采用条件风险约束的电力系统安全调度模型可在不同的电网安全CVaR值、不同的置信水平下,获取相应的侧重经济性或安全性的系统最优调度结果。