基于隐含数据信息挖掘的贝叶斯电采暖负荷预测

冬季电采暖负荷的准确预测对电网安全稳定运行以及电力系统调峰和调频具有重要意义。为充分挖掘冬季电采暖负荷数据中隐含信息,提出基于贝叶斯网络的多变量冬季电采暖负荷预测方法。首先将隐含信息数据中的多变量数据分为可观测数据和隐含数据,依据变量之间的影响机制搭建贝叶斯网络结构,并通过EM(Expectation Maximization Algorithm)算法训练可观测数据信息,获取隐含数据分布,进而基于可观测数据和隐含数据实现冬季电采暖负荷预测。采用北京电力公司提供的冬季电采暖负荷实测数据进行验证,结果表明,采用贝叶斯网络进行电采暖负荷预测具有较高的预测精度。     

考虑风电不确定性的多区电力系统分散式随机调度方法

在考虑风电出力不确定性的基础上研究了多区域电网分散式优化问题。首先,对区域边界共享节点进行复制以实现互联电网的解耦,然后,基于场景法对风电随机性进行建模,构建区域电网两阶段随机优化模型,最后,采用同步型交替方向乘子法(Synchronous Alternating Direction Method of Multipliers,SADMM)交替求解全网分散优化问题和区域两阶段随机优化问题。采用修改的新英格兰39节点系统构建3区域互联电网进行仿真测试,验证了所提模型能够有效应对风电的随机不确定性,并实现各区域电网调度的分散自治。     

电缆群直埋敷设散热的试验研究

采用带有内热源的镀铬抛光铜管(发热管)来模拟电缆群,试验采用多点温度测量仪记录发热管在直埋敷设时所加电压和相应的发热管的温度,通过对改变加在发热管上的电压对应的发热管温度进行分析,并与计算结果进行比较,得到其温度随电压增大而升高的规律,温度场实测结果与程序计算结果对比具有较高的一致性。为进一步研究直埋敷设在地下的电缆的温度和电压之间的关系和实际的电缆安全运行提供了数据。     

基于条件时序生成对抗网络的楼宇空调负荷场景生成方法

电力系统运行与规划中需重点关注到楼宇空调负荷的不确定性,可将楼宇空调负荷变化的不确性场景转化为多个确定性场景的场景生成问题。提出了楼宇空调负荷场景生成问题的基本分析框架,深入分析了楼宇空调负荷的用能特征,挖掘了楼宇空调负荷用能时序序列数据所蕴含的动静态特征。将楼宇空调负荷数据的动静态特征作为条件监督项,将无监督对抗训练与监督训练相结合,设计了联合训练损失函数与全局优化损失函数,并在此基础上提出了一种基于条件时序生成对抗网络(time series generative adversarial nets,TimeGAN)的楼宇空调负荷场景生成方法。最后,通过算例验证了所提方法的可行性与有效性。研究成果对提高楼宇空调负荷主动参与电力系统的运行规划有积极的意义。     

应用曲线分群预测的电动汽车充电设施规划方法

针对电动汽车公共充电设施的建设规划问题,以充电设施的建设数量满足电动汽车的充电需求为目标,建立电动汽车充电需求预测模型。采用基于充电电量曲线聚类的分群预测方法,应用霍普金斯统计量评估曲线聚类趋势,结合肘方法(elbow method)来选择合理的聚类数;考察各类典型充电电量曲线趋势和扰动方面的特征并选取适用的预测算法(Holt-Winters指数平滑、ARIMA模型),有效提高了电动汽车充电需求预测的准确性。采用某市15个行政区县的电动汽车充电数据进行实例分析,分析结果表明,利用此模型对电动汽车公用充电设施的充电需求进行预测,准确量化公共充电设施的建设规模,提高了公共充电设施投放的针对性。     

基于模糊聚类的动力电池梯次利用研究

针对退运电池一致性差、无先验理论和梯次利用筛选难度大等问题,研究了退运锂离子电池特性,在实验获取退运电池关键性能参数的基础上,将电池筛选与模糊数学的聚类分析方法相结合,建立电池筛选聚类分析模型,选择欧式距离法对数据进行聚类分析,然后通过截取阈值对电池进行了分类。结果表明,该方法分类符合电池的实际运行特性,满足梯次利用需求,同时证明了退运电池性能与箱体设计、成组拓扑有关,并且为成组电池整体性能改善提供了理论依据。     

考虑路网与配电网可靠性的电动汽车充电站多目标规划

提出一种考虑城市路网和配电网交互的电动汽车充电站规划方法。首先,构建了综合考虑城市路网和配电网可靠性的电动汽车充电站规划问题的数学模型;然后,通过博弈论思想进行博弈仿真,利用所得电动汽车行驶特性开展城市路网可靠性评估,并利用电动汽车的充放电特性度量其对配电网供电可靠性的支撑作用;在此基础上,提出以路网节点为待选站址的优化方法;最后,结合实际城市路网和配电网构造典型算例,通过算例分析验证所提方法的有效性和实用性。     

电动乘用车直流快速充电可行性试验分析

为了解动力电池的快速充放电特性,评价其在电动车辆上快速充电的性能,设计和配置整车直流充电设施充电功率,文章利用动力电池充放电检测设备采用60 A(即1C倍率)、120 A(2C倍率)、180 A(3C倍率)和标准30 A(0.5C倍率)四种不同倍率电流对某电动乘用车的磷酸铁锂动力电池进行快速充电试验研究。快充电试验记录了一箱电池的充电时间和充电曲线等参数,同时监测不同充电电流下单体电池的电压和箱内温度等实验数据,以单箱动力电池实验结果模拟电动乘用车整车快速充电的电池性能。基于实验结果,对乘用车动力电池充电状态、充电时间、单体电池一致性,电池温升特性等因素进行了研究和分析。结果表明,大电流充电会对成组磷酸铁锂动力电池造成比较高的温升和比较严重的单体一致性差异。在不影响电动乘用车动力电池使用寿命和车辆行驶状态的条件下可以采用1C倍率电流进行直流快速充电,在40分钟内能充满整车电池80%以上的电量,根据车载控制器和电池管理系统(BMS)的控制策略,车上动力电池的荷电状态(SOC)最多将下降到25%左右,所以对于正常运行的纯电动乘用车采用1C倍率电流完成整车充电大约需要30 min左右。通过分析可以看出,对于文章中所提到的电动乘用车,如果为整车进行合理的直流快速充电,直流充电机充电功率设计在20 kW左右。     

“煤改电”用户综合能源利用系统优化配置方法

针对“煤改电”用户亟需通过综合配置产能、储能与用能设备降低用能成本、减轻环保压力的问题,提出了综合考虑设备投资与运行费用经济性的户用综合能源利用系统优化配置双层规划模型.通过双层迭代优化求解得到户用综合能源利用系统优化配置方案.实际“煤改电”住宅用户算例表明,所提出的方法能够给出户用综合能源利用系统设备安装类型与容量的优化配置方案,使得“煤改电”用户投资运行成本最低.     

含分布式电源的配电网分区和主导节点选取方法研究

为了应对分布式电源及柔性负荷大规模接入给配电网电压控制带来的困难,提出一种基于改进的粒子群优化算法的配电网分区方法,通过分区使分布式电源主动参与到配电网的控制过程中。引入评价分区结果优劣的四个指标,综合考虑分区内无功/有功储备、区域内强耦合和区域间弱耦合,并结合无功/有功可控性和电压可观性,构建主导节点选取公式。该方法将分区转化为优化求解问题,使得分区结果能根据分布式电源运行参数和配电网结构的变化进行灵活调整。通过仿真证明了该分区科学合理,在该方法基础上的分布式电压控制能有效缓解柔性负荷大规模接入所带来的节点电压越限等问题,具有实际应用价值。