国产12.9级高强度螺栓力学性能试验研究

对国产12.9级高强度螺栓的工程力学性能进行全面测定,为其在建筑结构中的设计和应用以及相关标准的制定和修改提供试验依据。分别通过紧固试验、抗拉试验和剪切试验对不同品牌（A、B、C）和规格(M16、M20和M24)的各72套12.9级高强度螺栓连接副的扭矩系数、抗拉强度和剪切强度进行测定;通过抗滑移试验对72个由B品牌M20螺栓连接的、各采用3种方式处理（喷砂、抛丸和钢丝除锈）的Q235B、Q355B、Q420B连接板表面的连接接头的抗滑移系数进行测定;对5个A品牌M20螺栓制成的材性试样进行拉伸试验获得应力-应变曲线。对试验数据进行正态分布检验并根据统计结果给出12.9级高强度螺栓的扭矩系数、抗拉强度和剪切强度的设计参考值,将抗滑移系数和相关规范中给出的相应值(规范值)进行比较并分析测值较低的原因,建立螺栓材料的非线性和多折线应力-应变本构模型并验证模型精度。研究结果表明：国产12.9级高强度螺栓的扭矩系数和抗拉强度均符合性能标准,剪切强度和抗拉强度设计建议值的比值（0.49）高于二者规范值的比值（0.3）;抗滑移系数低于规范值的结果有待进一步研究,原因是接触面的粗糙度不足;非线性模型和多折线模型均能较好地拟合12.9级高强度螺栓材料的单向拉伸应力-应变曲线。     

基于多主体投资的双储能系统分层优化配置方案

储能电站的建设可缓解中国“三北”地区的“弃风限电”问题,提升当地电网消纳弃风的能力,但单主体投资储能的高昂成本限制了储能的推广与应用。针对此问题,构建了一种基于多主体投资的双储能系统分层优化配置模型。首先,提出了考虑循环寿命的双储能协调运行策略,以减小频繁充放电切换导致的寿命损耗;然后,为实现多投资主体的利益最大化,提出了双层优化经济性模型,上层优化以风电场和电网运营商年收益最大为目标,下层优化以双储能充放电能力指标值之和最小为目标,并采用改进多目标黏菌算法和模糊隶属度函数对模型进行求解;最后,以中国新疆哈密某风电场实时运行数据为例,验证了所提方法的有效性。     

低惯量下电力系统频率特性分析及电池储能调频控制策略综述

随着“碳达峰、碳中和”及建立新型电力系统战略目标的提出,越来越多的传统机组被新能源机组逐步替代,造成电力系统的惯量水平持续走低,低惯量下有功冲击事件愈演愈烈,电力系统频率稳定性正面临严峻的挑战。从电力系统惯量定义出发,介绍影响惯量水平的相关因素。基于惯量定义分析高比例新能源并网后系统惯量水平的变化趋势,剖析惯量水平与频率稳定的关联关系。分析了低惯量水平给电力系统带来的3点新特性：传统惯量支撑资源稀缺、惯量水平评估难度加大和多种频率调整资源协调难度增加。在此基础上,从发电侧、电网侧、负荷侧和储能等角度介绍了提升电力系统频率稳定的方法和策略。从不同应用场景重点分析了电池储能在参与电力系统频率调整时的控制策略并对其优缺点进行详细的分析。最后,展望了低惯量电力系统中储能参与频率调整的协调控制策略。     

考虑电动汽车集群可调度能力的多主体两阶段低碳优化运行策略EI北大核心CSCD

在低碳经济背景下,针对大规模电动汽车并网后灵活调度困难和配电网内多主体利益冲突问题,提出了考虑电动汽车集群可调度能力的多主体两阶段低碳优化运行策略。首先,根据电动汽车出行习惯的不确定性,基于蒙特卡洛抽样法,利用闵可夫斯基和建立电动汽车集群的荷储可调度能力模型。然后,考虑配电网运营商与电动汽车聚合商的利益冲突以及电动汽车的灵活性,结合荷储可调度能力,构建碳交易机制下配电网运营商与电动汽车聚合商两主体利益最大化的日前主从博弈模型和实时分配、调整偏差模型。最后,将日前双层模型转化为单层规划问题,并在改进IEEE 33节点系统进行验证。结果表明,电动汽车集群荷储可调度能力模型能够提高调度的灵活性,解决模型变量维度;所提策略降低了系统碳排放,实现了配电网内多主体利益共赢。     

基于非参数核密度估计的风电场有功功率双层优化模型

为有效解决风电出力不确定性导致的机组组合问题,基于非参数核密度估计风电功率预测误差概率密度分布,提出一种日前-实时阶段的双层优化模型。首先,基于风电功率预测误差概率密度分布,构建风电功率上下波动域。其次,建立非参数核密度估计风电最佳置信水平的双层优化模型,上层以风电-火电协同运行成本最小为目标,下层以风电和火电输出功率控制偏差最小为目标,并通过CPLEX求解器进行模型求解。最后,在改进的IEEE 30节点和改进的IEEE 118节点系统中,采用中国新疆地区某风电场实际数据进行验证。实验结果表明,文中所提模型可以降低系统运行成本,并且可以协调风电和火电的实时输出功率,抑制风电场有功功率波动。     

基于堆叠自动编码器的汽轮发电机多指标故障诊断模型

大型发电机的故障诊断对电网安全和经济运行具有重大影响,但由于实际操作中的故障数据较少,且预警指标单一无法满足汽轮发电机故障诊断的要求。因此,提出一种基于堆叠自动编码器的汽轮发电机多指标早期故障预警与诊断模型。首先,根据多种相关性方法对数据进行降维处理,采用堆叠自动编码器来学习降维后数据之间的深层映射关系,并提取出重构误差;在此基础上,建立包括参数与测点温度的静态阈值,重构误差的自适应动态阈值,温度波动差值的动态阈值和电流及有功功率上升速率阈值的多指标综合故障预警与诊断模型;然后建立故障征兆–参数关联合集,将超过阈值的数据结合实际值与预测值的残差值,完成故障的具体诊断。最后,以京能集团河北涿州电厂以及山西某热电厂350MW汽轮发电机实际数据为例,验证所提出的基于堆叠自动编码器的汽轮发电机多指标故障诊断模型的有效性,算例分析表明,所提出的基于堆叠自动编码器的汽轮发电机多指标故障诊断模型能够提前2～10h预警故障并诊断出故障类型,为汽轮发电机安全稳定运行提供保障。     

基于混合储能双层规划模型的风电波动平抑策略

风电特有的间歇性和波动性,影响电网稳定运行。为减小风电波动对电网的影响,该文以平抑风电功率波动为目标,构建基于多步模型算法控制(model algorithm control,MAC)的混合储能平抑–定容双层规划模型。上层模型以储能最小出力和储能充放平衡为目标函数,采用MAC算法求解出混合储能总作用域;然后,提出考虑混合储能经济性的自适应滑动窗口调节方法,通过滑动平均滤波(moving average filter,MAF)将总作用域分解为蓄电池作用域和超级电容器作用域,使超级电容器作用于控制序列变化率较大的部分,蓄电池作用于控制序列的平滑部分。基于MAC-MAF作用域制定了储能运行策略。根据上层求解结果和储能运行策略建立了下层超级电容器和蓄电池容量最优配比模型,该模型以混合储能系统日均运行成本最低和最大化平抑风电波动为目标函数,采用多目标哈里斯鹰算法求解上述模型。以新疆某50MW风电场验证了所提策略的合理性及模型求解方法的有效性。     

多目标多工况双储能协同运行策略

针对风电场弃风严重、预测误差大和风电波动率较大等问题,提出一种计及多工况的多目标双储能协同运行策略.根据不同工况制定15 min时间尺度内的储能补偿负预测差值策略,并设定5 min时间尺度内的储能平抑风电波动策略.根据所提的不同策略设计2种运行方式.在此基础上,考虑双储能系统协同运行策略对容量配置的影响,建立以最大化补偿负预测差值和最大化平抑风电波动为目标函数的储能容量优化配置模型,采用结合遗传特征的粒子群算法进行求解.以中国新疆维吾尔自治区某50 MW风电场为例验证了所提策略的合理性及模型求解方法的有效性.     

单容器摩擦提升制动减速度防滑安全研究

单容器摩擦提升系统中,依据欧拉公式,引出摩擦提升防滑条件。综合分析提升过程中单容器的受力机制、典型工况分布特征,确定了单容器平衡系数,引用静张力比,得出制动减速度与防滑安全的内在关系。     

考虑气象特征与波动过程关联的短期风电功率组合预测

为解决短期风电功率预测关键气象因素提取难、天气波动过程与功率波动过程匹配性差的问题,提出了一种考虑气象特征与波动过程关联的短期风电功率组合预测方法。首先,通过最大相关-最小冗余原则得到数值天气预报的气象特征因素来划分天气波动过程。其次,考虑天气波动过程与功率波动过程的关联关系,建立了以气象特征因素为输入、以风电功率为输出的波动过程关联的短期组合预测模型。最后,将不同天气波动过程下的风电功率预测值在时序上进行重新组合,以得到波动过程为输出的短期风电功率预测结果。实际算例表明,采用气象特征因素作为输入以及面向波动过程关联的组合预测方法能够明显地提高短期风电功率的预测精度。