基于SOA的输变电设备优化检修系统架构设计

输变电设备优化检修是集状态检修、预防性试验检修和可靠性检修为一体的综合性检修方式,能大幅提升电网企业设备检修管理水平,而当前电网企业却缺乏相应的检修管理系统支持。基于面向服务架构(SOA)规划输变电设备优化检修系统的层次模型和相关服务,其中业务流程服务包含状态监测与评估、故障诊断和预测、检修决策与管理等核心业务,通过业务抽象封装和业务流程编制建立服务层,提供涉及应用和业务流程的三大类服务,并采用WebServices管理该服务层。     

综合配网谐波及三相不平衡评价指标的治理设备优化配置策略

以有源电力滤波器为代表的电能质量治理设备多用于补偿本地负载产生的谐波及不平衡电流。随着配网中非线性负荷的大量接入,本地补偿的配置策略存在成本高、效率低的问题,出现了面向网络电能质量全局综合提升的关键点治理设备配置需求。首先,提出了一种基于层次分析法和模糊隶属度的电能质量数据全局评价方法,作为衡量治理设备配置效果的尺度;其次,以全局配置效果、总装机数量和装机容量为优化目标,以网络各节点谐波含量及不平衡度均满足标准为约束条件,通过多目标粒子群算法确定治理设备最优配置节点及容量的配置策略;最后,通过搭建含有分布式不平衡及谐波负荷的IEEE-18节点仿真模型,验证所提全局评价及设备配置策略对于网络电压谐波及不平衡综合优化的有效性和优越性。     

采用GA-BPNN与TLS模型的风电机组异常辨识方法

基于反向传播神经网络(BPNN)建立了风电机组状态参数预测模型,并采用遗传算法(GA)对BPNN模型的初始权重与阈值进行优化,有效消除环境因素对风电机组状态参数的影响;采用TLS(t-location scale)分布模型刻画不同风速区间下预测残差的分布特性,基于矩估计方法实现TLS分布参数估计,并在此基础上提出了计及风速影响的状态残差异常程度量化指标。以某风电场的1.5 MW双馈风电机组为例进行了异常分析,结果验证了模型的有效性和准确性。     

典型蓄电池的建模与荷电状态估算的对比研究

研究不同蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)的变化特征有助于在实际应用过程中对蓄电池类型进行选择。基于铅酸电池、磷酸铁锂电池、全钒液流电池3种典型蓄电池模型,采用电池容量修正过的改进安时计量法和改进安时-卡尔曼预测法(Ah-Kal法),对各电池在不同充放电模式下,用MATLAB软件编程得到两种估算方法下的SOC变化曲线。通过SOC对比曲线可以发现铅酸电池的自放电较严重,循环寿命短;磷酸铁锂电池可迅速提供大功率;而全钒液流电池适合作为长期大容量储能支持。同时,改进安时计量法和Ah-Kal的估算结果基本相同,验证了Ah-Kal法的正确性。     

计及可入网电动汽车的微网系统经济调度

概述了电动汽车的功率特性,以蒙特卡洛法仿真电动汽车的充放电行为,得到不同规模的电动汽车接入电网时的负荷特性曲线。分析了电动汽车无序充电时的需求特性和电动汽车接入网络时有序充放电容量曲线,并构建了能够计及可入网电动汽车的微网多目标经济调度模型。基于Visual C++软件平台,采用优先顺序法,以某地区某日经济调度为例,计算得到不同策略、不同目标函数下的最优调度结果。最后,通过比较分析,验证了所提模型的有效性和可行性。     

具备荷电状态调节功能的储能系统实时平滑控制策略

利用电池储能系统平滑风电功率波动可以提高风力发电站功率输出的稳定性。针对风电出力的随机性特别是骤变情况,提出一种基于加权移动平均滤波算法的储能系统平滑控制策略。该方法根据风电功率的波动程度与当前储能系统的荷电状态(state of charge,SOC),通过实时调整权重系数和滤波带宽有效平滑风电功率的骤变。为了维持SOC在合理水平,在综合考虑各种约束条件后,该文采用模糊控制法设计了能够根据实时情况自动调节储能电池SOC的控制策略。算例结果表明,该文提出的控制策略在维持SOC合理水平前提下能有效平滑功率波动;同时,该文方法基于的在线信息使其具有实时应用前景。     

基于线性近似模型的三相不平衡有源配电网重构

针对配电网中分布式电源和负荷具有波动性、时变性,并普遍以三相不平衡方式运行,提出一种有源配电网重构方法。首先,对一天的风力光伏发电和负荷功率进行日前短期预测建模,制定以一天为开关动作周期的日重构决策,降低对配电网运行的冲击。在此基础上,建立以配电网运行日损耗最低和电压偏差最小为总目标的三相不平衡有源配电网多时段重构数学模型,并基于最佳等距分段线性逼近法对原非凸模型进行精度可控的线性近似。最后,通过标准化配电测试系统验证了重构模型的有效性和精确性。     

基于改进免疫算法的电力系统无功优化

在克隆选择原理的基础上提出了一种改进的免疫算法用于求解电力系统无功优化问题。该算法在上一代最优抗体的基础上,构造了一个较小的细胞克隆半径和一个较大的高频变异半径,即通过一个较小邻域范围和一个较大邻域范围的并行搜索,使该方法在加强对问题局部搜索的同时兼顾了全局搜索,有效地提高了算法的收敛速度和精度。通过对马尔可夫链的分析,证明了该算法的全局收敛性。对无功优化问题中离散变量的处理,提出了一种简单的“切割”技术,仅在适应值评估时对优化的离散变量进行“切割”。最后,对标准IEEE30节点系统和一个实际的118节点系统进行仿真,结果表明,该算法具有最优解质量高、收敛特性好的优点,有较强的实用意义。     

基于改进免疫算法的电力系统无功优化

在克隆选择原理的基础上提出了一种改进的免疫算法用于求解电力系统无功优化问题。该算法在上一代最优抗体的基础上，构造了一个较小的细胞克隆半径和一个较大的高频变异半径，即通过一个较小邻域范围和一个较大邻域范围的并行搜索，使该方法在加强对问题局部搜索的同时兼顾了全局搜索，有效地提高了算法的收敛速度和精度。通过对马尔可夫链的分析，证明了该算法的全局收敛性。对无功优化问题中离散变量的处理，提出了一种简单的“切割”技术，仅在适应值评估时对优化的离散变量进行“切割”。最后，对标准IEEE 30节点系统和一个实际的118节点系统进行仿真，结果表明，该算法具有最优解质量高、收敛特性好的优点，有较强的实用意义。     

脉冲电场下ZnO压敏陶瓷动态击穿过程研究

陶瓷电击穿问题涉及热、光、电多场耦合效应, 一直是非平衡物理学研究的重点和热点。本工作在不同烧结温度下制备了晶粒尺寸大小不同的氧化锌陶瓷, 采用脉冲高压发生装置对陶瓷进行击穿实验, 通过对陶瓷击穿过程的分析和对比, 研究了ZnO陶瓷体击穿的时间步骤。结果显示, 不同晶粒大小的陶瓷击穿过程均在7 μs之内, 典型的压降曲线分为三个阶段。第一个阶段对应于材料中的气孔击穿和击穿通道初步形成; 第二阶段对应于晶界击穿; 第三个阶段是导电通道的完全形成。研究数据显示, 晶粒击穿过程的持续时间最长, 晶界次之, 气孔的击穿时间最短。不同烧结温度下, 样品晶界和晶粒的击穿时间以及气孔的击穿速度均存在差异。