电力电子装置智能化研究综述

智能化的电力电子装置是建设智能电网与能源互联网的重要基础,对电力电子装置的智能化研究具有重要的现实意义。为了推进电力电子装置智能化理论研究和实用化研制,对目前电力电子装置智能化研究现状进行了综述。该文按功能不同对电力电子装置进行了分类,针对不同类别,分析了电力电子装置智能化的主要技术,如传感、通信、控制等方面的应用进展。在分析电力电子装置智能化智能监控、故障诊断、状态评估等研究方向的基础上,总结了电力电子装置智能化研究多方面的应用情况。最后对电力电子装置智能化发展趋势进行了展望,针对若干亟待解决的问题提出了研究建议。     

基于极点对称模态分解的混合储能系统容量配置

为给微电网配置合适的储能容量以平抑网内有功功率波动,提出了一种基于极点对称模态分解(extreme-point symmetric mode decomposition,ESM D)的混合储能系统容量配置模型。基于微电网净负荷功率,利用ESM D方法分解为自适应全局均线作为微电网与电网的交换功率,以及低频和高频分量作为蓄电池和超级电容器的平抑目标;为使分解后的各个分量最优,分析了剩余极点个数对全局均线的影响,研究了临界模态的选择原则以得到合适的低频和高频分量;在此基础上,考虑储能设备的运行寿命,建立了包含年投资成本和年运行维护成本的微电网混合储能系统成本模型。仿真实例验证了所述模型的可行性和经济性。     

应急情况下最少转发节点的传感器网络组播路由树算法

在抢险救灾等应急情况下,传感器网络的节点能量更为有限。为减少无用转发的能量消耗,利用无线信道的广播特性,根据广播子树删除思想,提出一种基于最短路由树、具有最少转发节点的组播路由树生成算法。对该算法进了证明和详细分析,并针对实际需要,给出使用范围更广泛的分布式实现方法。仿真分析说明,算法的分布式实现方法可减少ODMRP的转发节点数,大大降低数据发送次数,接收成员节点较多时尤为明显。最少转发节点的组播路由树的网络总开销最小,是延长网络生存时间的有效方法。     

基于EM的多目标跟踪算法

为了提高多目标跟踪的鲁棒性,增强目标之间的区别性,使用了一种基于能量最小化(energy minimization,EM)的多目标跟踪算法,不同于现有算法,本算法专注于将多目标跟踪中的复杂问题表示为能量函数的模型,模型中包括了更优的目标区分策略(相似度模型)。通过将每个能量函数成本值对应一个多目标的跟踪轨迹方案,算法将多目标跟踪问题转化为能量最小化的问题。在能量函数模型的优化方法上,算法采用共轭梯度算法和一系列的跳转运动来找到能量最小的值。公开数据集的实验结果证明了本算法的有效性,而且定量分析结果证明了本算法提高了目标与背景、目标之间的相互区别性从而与其他算法相比能获得更好的鲁棒性能。     

有利于新能源接入的常规高压直流功率调节方法研究(二):理论分析与仿真验证

为提高新能源接入能力,提出有利于新能源接入的常规高压直流功率调节方法,基本思路是计划阶段直流功率与两端电网发电计划协调制定,运行阶段利用紧急旋转备用机组应对新能源功率大幅随机波动、功率预测误差及其他突发事故等,两端电网实时调节应对新能源功率常规波动,最终实现直流两端电网资源优化利用,提高新能源消纳能力及电网运行安全性和经济性。该文通过理论分析和仿真验证证明所提方法的有效性。分析了所提方法对提高新能源消纳能力、系统运行经济性及安全性方面的作用,探讨了应用所提方法时受端电网适应性、直流功率频繁调节的技术可行性及跨区域电网发电计划联合制定的可行性等问题,从多个角度分析了所提方法的优点和可行性。最后,将所提方法应用到某实际直流工程及所联实际大系统中进行全过程动态仿真,观察其应用效果,证明所提方法的有效性。     

三相不平衡低压微网的多目标优化调度

提出了一种含多种分布式电源的三相不平衡微网综合优化调度策略。首先,确定了三相不平衡微网安全、经济、高效运行的评价指标;建立了多目标优化调度模型,并通过对多目标调度模型的求解得到微网的运行策略。其次,对各目标函数从不同的运行角度进行了分析,以充分利用多目标方法的有效性。算例仿真验证了所提出的优化调度策略在充分发挥各种分布式电源作用方面的优势。     

有利于新能源接入的常规高压直流功率调节方法研究(一):方法介绍

功率较为恒定的常规高压直流输电方式不利于新能源的发展。高压直流输电线路所联送/受端电网距离较远,气候条件、负荷特性及电网运行条件不同,若能够根据新能源波动及两端电网实际条件确定合理的直流输电功率,则可以提高新能源消纳能力、系统运行安全性和经济性。该文基于这一思想给出了适应于大规模新能源接入的常规高压直流功率调节方法。基本思路是计划阶段,结合新能源发电功率预测和电力系统实际条件,考虑多时间尺度细化,确定直流功率计划曲线及直流两端电网发电计划,使直流功率按计划跟随;实际运行阶段,根据新能源功率波动、功率预测误差及电网运行情况,对直流功率实时调节,以应对新能源功率大幅随机波动、较大的新能源功率预测误差及其他突发事件。     

基于新能源产业导向的电力系统能源效率评估及影响因素分析

提高电力系统能源效率有助于社会经济的可持续绿色发展。首先建立电力系统能源效率评估指标的选取原则,据此在现有常用的评估指标的基础上,从电力系统能源技术效率、能源经济效率、能源环境效率三方面建立基于新能源产业导向的电力系统能源效率评估指标体系。利用Min-max标准化法对指标进行归一化处理,根据专家意见和层次分析法建立电力系统综合能源效率评估模型。以某实际地区电力系统为例,评估分析其系统能源效率,分析影响地区电力系统能源效率的主要因素,以及各因素可带来的系统能源效率提升空间,最后给出提升电力系统能源效率的措施建议。     

离岸微型综合能量系统梯级余热发电优化设计

以海洋平台为代表的离岸能量系统多使用燃气轮机发电,可回收利用的余热占总能的30%以上,因而余热潜力巨大。文章从微型综合能量系统梯级余热发电优化设计的角度,将余热分等级利用,用余热锅炉回收高温烟气,再利用有机朗肯发电技术回收热交换以后的中低温热源,实现余热的梯级利用。构建以工程年总成本最小,CO2年排放量最少为目标,以电负荷、热负荷平衡等为约束条件的多目标优化模型,通过典型海上油气工程设计方案的对比,验证了所提方法能够切实有效地实现成本控制与节能减排目标的协同优化。     

基于粒子群-内点混合优化算法的区域综合能源系统可靠性评估

区域综合能源系统(integrated community energy system,ICES)的发展将电、气、热等能源联系得更加紧密。文章在能源集线器模型基础上,结合蒙特卡洛系统状态抽样方法,提出了一种基于粒子群-内点混合优化算法的区域综合能源系统可靠性评估算法。该算法通过结合粒子群算法和内点法的优劣势互补,可较准确计算目标区域综合能源系统可靠性量化指标。之后详细分析了可再生能源渗透率对区域综合能源系统可靠性的影响。