基于电-热联合市场出清的综合需求响应建模及策略

随着综合能源系统和多能源市场的发展,传统需求响应已逐渐向综合需求响应的方向转变。在综合需求响应中,用户既可以通过改变用能习惯,又可以通过转换能量来源参与响应,从而实现供需资源协调优化。以冬季居民电能、热能需求为场景,首先基于零售侧能源市场参与主体的机理模型,构建零售侧电-热联合双边竞价能源市场框架。其次,提出电、热负荷参与联合市场的竞价策略,进而建立以最大化能源生产者和消费者剩余为目标的电-热联合市场出清模型;考虑不同负荷的控制模式和运行机理,提出电、热负荷响应市场出清信号的控制策略。最后,通过算例验证了所提方法在实现供需双侧资源协调优化、促进可再生能源消纳以及用户节能方面的积极作用。     

不平衡电网下双馈感应发电机的虚拟同步机控制优化策略

由于虚拟同步机(VSG)控制技术的控制带宽有限,因此当电网电压不平衡时,VSG控制无法有效控制电网负序电压引起的功率二倍频波动分量。当电压长时间不平衡时将会引起双馈感应发电机(DFIG)定、转子电流畸变,功率及转矩振荡等问题,严重影响系统输出的电能质量及系统运行性能。针对此问题,文中提出一种采用二阶广义积分器对DFIG电磁转矩及无功功率二倍频脉动进行定量控制的方法,使DFIG的VSG控制系统在不平衡电网条件下可以实现3种控制目标,即定子电流正弦且平衡、定子电流正弦且有功功率恒定和定子电流正弦且无功功率及电磁转矩同时恒定。同时,可根据电网实时要求对各控制目标进行灵活切换,提高了DFIG的VSG控制系统的控制性能。最后,所提方法的有效性通过仿真结果得到了验证。     

面向调度决策的智能机器调度员研制与应用EI北大核心CSCD

随着电网运行方式时变性和复杂性日益增强,传统基于人工离线规则的调度决策机制难以为继,成为国内外复杂电网运行迫切需要解决的问题。基于人工智能、立足现有调度机制,研究面向调度决策的智能机器调度员(automatic operator,AO)关键技术及应用。在总结10余年研究的基础上,提出了电网调度运行“邻域知识”模型,构建了AO体系架构,提出了知识自动发现、管理和在线应用的技术路线,研发了复杂电网AO系统,并在多个省级电网调控中心在线投运。AO将“专家智能”离线制定粗放运行规则的模式,变革为“人工智能”在线发现精细运行规则的模式,推动调度决策从“自动化”到“智能化”的跨越。最后,指出了尚待研究的问题。     

高海拔地区±400kV直流线路型避雷器设计EI北大核心CSCD

±400 kV青海柴达木—西藏拉萨直流输电线路(简称柴拉线)是西藏电网的主受电通道,是国内外第一条途径5000m海拔等级地区的直流输电线路。为有效提高其抵御雷害风险的能力,结合现行的交直流线路避雷器技术标准,针对高海拔地区环境要求,设计了±400kV直流线路避雷器的结构型式和关键技术参数,并进行了试验验证。研究结果表明:±400kV直流线路避雷器的额定电压为±480 kV,标称放电电流为20kA,雷电冲击放电电压≤2100 kV,雷电冲击残压≤960 kV,外绝缘的统一爬电比距≥32.5 mm/kV,直流湿耐受电压为480 kV,复合外套的雷电冲击耐受电压为1344 kV和直流湿耐受电压为480 kV,统一空气串联间隙距离为2.8~3.2 m。研制的±400 kV直流线路避雷器填补了高海拔直流线路避雷器的技术空白,为该避雷器在±400 kV柴拉线上的推广应用打下了基础。     

电力负荷数据典型特征提取

随着智能电网的发展,用户类别日趋多样化,电力用户行为特征的研究显得尤为重要。首先对原始数据进行降维和分解,接着进行聚类分析,提取典型用户的日负荷曲线,最后对某地区不同用户的电力负荷曲线进行试点和应用。研究结果表明,该聚类分析方法准确率高,可提取出四类典型负荷曲线,为电力公司提供个性化、精准性的售电服务提供了理论依据。     

状态估计研究模式设计及应用

由于实际电力系统运行工况复杂,状态估计无法避免出现不收敛的情况,反演时难以再现断面结果,在对量测方式和参数进行调整时会造成合格率指标波动,同时也会影响实时网络分析应用系统的稳定运行。分析现有状态估计运行中存在的问题及应用需求,设计实现了状态估计研究模式分析平台。首先,通过断面管理和读取功能保存状态估计计算所需的全部信息;然后,通过研究模式反演,实现断面读取、分析调试计算;最后,通过分析对比功能,为参数和量测调整提供指标参考。上述工作使得状态估计计算结果完整再现,并且分析过程独立于实时状态估计因而不影响实时合格率,自动化专业人员可以依据分析对比功能提供的指标对量测和参数问题有目标地进行分析。通过华北分中心的实际使用,证明平台功能可满足专业人员对状态估计的分析调试需求。     

基于机组电压支撑效果的直流近区火电最小开机方法

随着大规模新能源集中接入及直流送出规模的提升,送端电网面临暂态过电压和事故后稳态过电压等电压问题。基于送端电网特高压直流运行特性,全面评估了火电机组暂态稳定、潮流组织等安全性及充裕性作用。在此基础上,首先分析了火电机组对多回直流换流站静态电压支撑效果,通过故障下机组无功出力随时间变化积分获得直流预想事故集下动态电压支撑效果。结合静态及动态电压支撑效果,确定直流配套机组最优开机顺序,兼顾直流稳控切机容量。最终确定直流近区最小开机方式,并以实际电网算例进行验证。     

适用于中低压配电网的VSG多机协同鲁棒运行控制方法

虚拟同步发电机(VSG)作为一种新型电网友好型运行控制方法,通常情况下大多以中低压、多节点分散接入配电网,其存在多类不确定因素以及多机协同运行控制问题,给配电网的安全稳定控制带来了一定的挑战。为此,提出了一种面向中低压配电网的VSG多机协同鲁棒运行控制方法,主要针对协同运行控制中的母线电压跟踪、多机功率均分以及中低压配电网中线路阻抗参数不确定造成的功率耦合不确定和系统设备出力不确定等问题进行了讨论。通过建立VSG并网模型,将不确定功率耦合转化为模型不确定问题进行设计;考虑到中低压配电网中可能存在的拓扑未知和模型阶数较高的问题,通过直接扩张母线电压状态和多机功率均分状态,建立多VSG并网协同控制模型;采用鲁棒控制理论设计整体系统的反馈控制器,抑制模型内部的功率不确定耦合和外部设备不确定出力对控制性能的影响。基于MATLAB/Simulink的仿真模型验证了所提方法的有效性。     

基于RB-XGBoost算法的智能电网调度控制系统健康度评价模型

针对智能电网调度控制系统(D5000系统)健康度评价,基于专家经验的传统评价方法存在主观性较大的问题,机器学习多分类方法是提高评价客观性的一种有效手段,但健康度各等级样本数目间存在的不平衡问题导致分类准确率较低,为此提出一种基于随机平衡和极端梯度提升(RB-XGBoost)算法的D5000系统健康度评价模型。首先,针对系统各评价等级样本数目严重不平衡的问题,提出一种自适应随机平衡(RB)的混合采样方法,分别以等级间样本数目的最大值、最小值作为采样区间的上、下限,生成多个随机数对各等级样本数据进行欠采样或过采样,增加训练数据的多样性并降低其不平衡程度;然后,训练平衡后的样本数据,建立极端梯度提升(XGBoost)算法子模型,考虑到各子模型重要度的一致性,提出采用硬投票方式集成所有子模型,得到与D5000系统各子模块对应的评价模型;最后,根据该系统指标层级关系,在评价过程中采用并、串行结合的计算方式,构建包含17个RB-XGBoost模型的D5000系统整体健康度评价模型。8组KEEL数据库中多类不平衡数据集的实验结果表明,与现有同类典型方法相比,所提方法的平均分类准确率最高提升了6.79%,平均提升了2.03%;某网省级D5000系统的实时采集数据验证了所提方法的有效性。     

超密集物联网中的多蜂窝网络选择算法

随着物联网终端爆炸式的增加,物联网致密化成为发展的必然。在海量终端数量和资源严重受限的情况下,如何确定物联网终端设备的接入基站以及如何有效地为接入的用户进行资源分配,成为超密集物联网系统所需解决的重要问题。文章在吞吐量和系统能耗之间进行折中,以系统能效为优化目标,设计了一种超密集物联网中的多蜂窝网络选择算法。该算法为用户和基站设置效用函数,基于匹配理论完成用户的选择过程。最后对该算法和对比算法进行仿真,结果表明,多蜂窝网络选择算法在能耗和能效性能上均优于对比算法。