智能变电站设备管控大数据分析系统研究

结合数据挖掘、大数据技术在电力系统中的应用现状，分析和设计了一种智能变电站设备管控大数据分析系统。对变电站设备运行状态的大数据特征及基本框架进行了分析，并重点阐述了变电站设备运行状态大数据分析系统的数据集成与预处理、数据存储与处理、设备状态评估模型以及数据可视化展示。实验结果表明，所设计的大数据分析系统能够大幅度提升变电站设备数据分析智能化水平，为变电站管控稳定运行提供更加有效和实用性的技术支撑。     

Dynamic load-altering attack detection based on adaptive fading Kalman filter in power systems

This paper presents an effective and feasible method for detecting dynamic load-altering attacks (D-LAAs) in a smart grid. First, a smart grid discrete system model is established in view of D-LAAs. Second, an adaptive fading Kalman filter (AFKF) is designed for estimating the state of the smart grid. The AFKF can completely filter out the Gaussian noise of the power system, and obtain a more accurate state change curve (including consideration of the attack). A Euclidean distance ratio detection algorithm based on the AFKF is proposed for detecting D-LAAs. Amplifying imperceptible D-LAAs through the new Euclidean distance ratio improves the D-LAA detection sensitivity, especially for very weak D-LAA attacks. Finally, the feasibility and effectiveness of the Euclidean distance ratio detection algorithm are verified based on simulations.     

Microstructure evolution of Ti5Si3 in Cu-Ti-Si alloys

The Cu-Ti-Si alloys containing in-situ formed Ti_5Si_3 are prepared.In order to clarify the Ti_5Si_3 formation processes and its microstructure characteristics,the as-cast and deeply etched Cu-Ti-Si alloys with different compositions and cooling rates were investigated using scanning electron microscopy (SEM),transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD).It is found that the eutectic Ti_5Si_3 phases in Cu-Ti-Si alloys are rod-like with hexagonal cross section which tend to intertwine with each other to form a firm skeleton like a bird nest structure which can make the alloys keep their original shape even after etching off the Cu matrix.In addition,there is Cu in the center of many Ti_5Si_3 rods,resulting in a core-shell structure.With the increase of the cooling rate,Ti_5Si_3 distributes more uniformly,and the diameter of Ti_5Si_3 significantly decreases,with a minimum size of less than 100 nm,while the aspect ratio of Ti_5Si_3 increases.     

基于承包人质量缺陷的质量保证金扣除

因承包人原因导致建筑工程出现质量缺陷时,尽管有相关质量保证金管理文件,但只规定承包人在不履行修复缺陷义务时可以扣除质量保证金,并没有对其扣除条件与费用计算给出具体方法,同时也缺乏可操作性的质量缺陷责任认定及赔偿机制,导致发包人在质量保证金的管理上利益受损。基于此,首先明确质量缺陷及质量缺陷期概念,分析质量缺陷的原因;然后通过确定质量缺陷责任主体、归责原则和赔偿机制,解决质量保证金扣除条件及原则;针对质量缺陷是否可修复的条件下,给出质量保证金扣除费用计算方法;最后给出质量保证金扣除流程。通过此研究,对于保证承包方认真履行质量缺陷修复义务,保障发包方利益,提高工程质量以及解决质量保修纠纷等问题具有一定的参考意义。     

智能电网可靠性需求约束下无线发射功率模型预测控制

在基于无线传感器网络(WSN)的智能电网数据采集与通信的应用中,通信可靠性是WSN的关键技术指标。提高发射功率会增加通信的信号强度和可靠性,但同时会导致节点间相互干扰增加。针对这一矛盾,基于自适应模型预测控制的方法,研究智能电网中WSN发射功率优化问题。依据无线通信链路路径损耗模型分析了影响智能电网无线通信信噪比的主要因素,并构建了系统状态空间模型;通过实时估计信噪比随机波动置信区间下界对系统期望信噪比给定进行补偿,并基于模型预测控制的算法,优化求解节点发射功率;最后,通过仿真软件将所提算法与自适应传输功率控制(ATPC)算法及势反馈控制(PFC)算法进行对比分析,并采用WSN硬件平台对算法进行测试。结果表明,所提出的自适应模型预测控制算法可以在保证智能电网无线通信可靠性条件下,降低由节点发射功率较大导致的相互干扰。     

含HVDC与P2G的跨区域电-气互联系统优化调度

远距离直流外送和电能转换存储是实现高比例可再生能源消纳的重要手段。考虑跨区层级高压直流输电(high-voltage direct current,HVDC)和区域内电转气(power to gas,P2G)相配合,提出面向大规模风电消纳的跨区域电-气互联系统优化调度策略。首先,针对HVDC功率传输计划独立编制难以匹配风电出力强随机性的问题,建立HVDC阶梯式运行优化模型。同时,考虑风电反调峰特性提出利用P2G进行风电转换,并与天然气系统管存配合实现间接存储。然后,综合考虑系统电压稳定性等安全约束条件,以系统运行经济性最优为目标建立日前优化调度模型,并针对模型非凸、非线性问题,采用电压幅值精确计算的线性化潮流和分段线性化方法进行处理。最后,通过多个场景仿真分析,验证了所提优化策略的有效性和经济性。     

基于事件触发的互联电网负荷频率模型预测输出反馈控制

开放式通信环境不可避免地会导致通信延迟现象的产生,针对多区域负荷频率控制系统提出了基于事件触发的模型预测输出反馈控制方案。模型预测控制器通过延迟通信网络交换预测输入序列,构造Luenberger型观测器以提供传输到本地控制器的状态估计。此外,通过比较实际状态观测值与模型输出反馈控制器中使用的估计值之间的偏差来设计事件触发条件,扩展最大允许的时间间隔,从而减少通信资源的利用。最后,对四区域负荷频率控制系统进行仿真研究,结果表明在具有时变延迟和随机分组丢失的非理想通信网络中,所提出的方法能够提高系统的控制性能,并减少网络信息传输量。     

±800 kV特高压直流输电线路带电作业电位转移特性分析

为保障进行±800 kV输电线路带电作业人员的人身安全,对带电作业人员电位转移特性的研究有助于制定合适的安全防护措施。通过建立作业人员进行电位转移过程中基于流体动力学的棒-板间隙放电模型,仿真得到了人与导线间的空气间隙电场强度变化特性,计算了转移过程中的暂态能量,分析了转移距离为0.3~0.6 m时电位转移能量数值的分布特点。结果表明,不同转移距离下的转移能量均在1.0 J附近,随着转移距离的增大,转移能量有所增加,而转移能量高于1.0 J时,导电手套存在被烧蚀的风险,因此作业人员进行±800 kV输电线路带电作业电位转移宜使用电位转移棒进行电位转移,确保作业人员的人身安全。     

基于场路耦合模型与改进差分进化算法的电容隔直装置多目标优化配置

针对隔直装置运行特点,在变压器安装电容隔直装置后对邻近变压器中性点直流电流影响进行分析,提出一种基于场路耦合模型和改进差分进化算法的电容隔直装置多目标优化配置方法,建立变压器等效模型及土壤分层模型,将二者结合形成等效的场路耦合模型,利用有限元法求解各变压器中性点的直流电流。在保证每台变压器中性点直流均低于限值的条件下,以投入装置数量最少和全网变压器中性点直流总量最小为目标函数,建立优化配置模型。通过直流输电工程的仿真算例验证所提方法的有效性和优越性,抑制了直流偏磁现象并节约成本。     

基于库存理论考虑局部不确定性的互联微电网分布式鲁棒调度

为实现广域分布式能源系统的高度自治性和鲁棒性,提出了一种用于互联微电网(interconnected microgrids, IMG)的分布式鲁棒经济调度(distributed robust economic dispatch, DRED)。首先,应用多智能体理论搭建IMG的分层分布式调度框架;其次,为了解决分布式鲁棒优化问题,将原问题分解为多层问题,在上两层进行可行性测试和联络线功率优化。在此研究结果的基础上,运用库存理论对可再生能源和负荷的不确定性进行了研究;最后,以一个实际的IMG系统为例,通过对分散和集中式鲁棒方案的比较,验证了该策略的收敛性和可行性。该模型在计算复杂度上也优于传统的DRED模型,利用概率信息实现了某一置信水平下的最优调度。