基于人工神经网络的智能化架空线路应变快速解调方法北大核心

为了提高智能化光纤复合架空线路态势感知的实时性,将人工神经网络方法应用于光纤沿线应变解调,确定了神经网络的结构。编程实现了基于洛伦兹模型的最小二乘谱拟合方法和神经网络方法,采用不同信噪比和布里渊频移的布里渊谱训练神经网络,将它们应用于某光纤复合架空线路沿线光纤应变的测量,从不同角度比较了两种方法的计算结果。计算结果表明,神经网络方法能有效获得光纤沿线的布里渊频移进而获得应变,具有与谱拟合方法相似的准确性,但应变解调时间仅约为谱拟合方法的1/20000。研究结果为提高智能光纤复合架空线路态势感知的实时性提供了参考。     

考虑污染物排放约束的传统电厂与虚拟电厂间环境经济调度模型

为有效实现分布式能源(distributed energy resource,DER)单元参与电力系统能源市场,深度挖掘负荷侧灵活供能潜力,首先建立虚拟电厂(virtual power plant,VPP)作为管理运行分布式能源的代理模型,并基于组件特性分析对虚拟电厂的外特性进行了量化;然后基于当前电力行业面临的经济环境热点问题,建立了考虑污染物排放约束的传统电厂(conventional power plant,CPP)和虚拟电厂间的环境经济调度(environmental economic dispatch,EED)二阶约束二阶规划(quadratically constraint quadratic programming,QCQP)模型;接着介绍了CPLEX优化引擎和YALMIP软件包的功能,并采用建模与求解解耦的方式来求解模型;最后对改进10机系统进行仿真计算,验证了所提模型的有效性和正确性。     

考虑需求响应的风电消纳模糊

随着智能电网的快速发展,将需求响应(demand response,DR)融入调度过程以协调风电和火电机组出力是目前的研究热点.首先利用需求响应对负荷曲线的优化作用及其对系统备用容量的等效作用,制定了分时电价和可中断负荷的容量成本;其次针对风电出力的不确定性和随机性,采用可信性测度理论对其进行模糊表示;然后将风电出力不确定性引入到旋转备用模糊约束中,给出了基于模糊机会约束规划(fuzzy chance constrained programming,FCCP)并考虑需求响应的经济调度模型;最后由改进引力搜索算法求解所给模型.算例分析表明所提模型能够有效应对风电出力不确定性,降低系统运行的总成本.     

考虑光伏电站高渗透接入的火电机组一次调频参数优化

随着局部地区光伏并网容量的增加、光伏电站渗透率不断增大,光伏波动对系统电压波动和稳定特性的影响逐渐凸显,可考虑应用火电机组良好的调峰调频特性来满足更高渗透率的光伏接入。首先,通过建立非标准工况下光伏发电系统模型,分析了光伏发电的功率输出特性,阐述了不同渗透率下,光伏出力波动对系统特性的影响机理;其次,通过仿真遍历测试的方法,依据响应性能差异对比,确定优化火电机组一次调频放大倍数和时间常数的整定原则,以提高光伏电站高渗透率的接纳能力;最后,对新疆喀什地区电网进行了实际仿真验证,结果表明优化火电机组的一次调频参数有助于系统接纳光伏电站后维持其稳定运行,为光伏并网规划提供了有力支撑。     

基于旋转电容的直流电网软开关DC-DC变换器设计

作为连接不同电压等级直流母线的关键设备之一,DC-DC变换器转换效率的提高对于建立直流电网有重要意义。为了降低大功率软开关DC-DC变换器的体积和质量,基于旋转电容构造了一种能够实现功率器件零电流关断的非隔离型双向DC/DC变换器。介绍了变换器的电路拓扑结构;分析了不同模式下的稳态工作过程;设计了器件的具体参数及控制方案并研究了变换器的损耗特性;最后,在Matlab/Simulink中搭载仿真模型,验证了设计方案和控制策略的正确性。结果表明,所设计的变换器能够实现开关管和二极管的零电流关断,具有较高的转换效率。     

基于能量时空分布熵的低频振荡类型判别方法

电力系统发生低频振荡时,准确判断振荡类型对确定振荡起因和采取抑制措施至关重要。将低频振荡细分为局部振荡、区间振荡和局部—区间耦合振荡,并从熵的基本原理出发,结合不同类型低频振荡的振荡能量时空分布特性,提出基于能量分布熵的低频振荡类型判别依据。首先利用Prony分解提取主导振荡模式的电气量数据,计算各机组振荡能量并且得到振荡能量空间分布熵和标幺化标准差分类指标,然后通过增加滑动窗的方式动态反映振荡能量随时间的变化态势,对结果进行曲线拟合显示不同类型振荡能量时空分布规律,利用熵差综合分类判据对低频振荡类型加以区分。通过华北电网不同类型低频振荡仿真计算,验证了所述方法的有效性。     

计及信息不确定性的风电机组健康状态实时评估方法

运行工况识别作为风电机组状态监测与健康管理领域的重要环节,往往受到不确定信息以及高速实时数据流的影响,造成健康状态评估难以有效实施。在此背景下,文中提出一种基于Spark流式处理的健康状态实时评估方法。首先,采用大数据分析技术实现风电机组运行工况的空间划分;然后,在充分考虑风电机组监测信息不确定性的情况下,结合数据采集与监控(SCADA)历史运行数据,对基于高斯云模型和高斯云变换的健康状态评估模型进行训练,并以健康指数作为风电机组健康状态评估的指标。最后,将该评估方法应用在中国北方某风电场1.5 MW风电机组故障前的健康状态评估中。算例分析结果表明,该方法可监测到风电机组健康状态的变化趋势,初步实现了故障的早期预警。     

安全域视角下的有功安全校正优化控制方法

传统基于灵敏度的电力系统有功安全校正控制方法多建立在相互孤立的线路负载率指标上,在处理多支路潮流越限时可能存在调节反复、低效的问题。文中将安全域理论应用于安全校正控制,分析了传统方法存在问题的原因,并通过对系统当前运行状态在高维空间中各方向上的安全距离进行整体评判,给出了最优控制的指导向量。在此基础上,提出了安全距离灵敏度指标,对各发电机组根据其安全距离灵敏度及实际调节能力进行反向配对,按所得的机组操作序列选择机组对,代入校正控制的线性规划模型中进行求解。IEEE 39节点系统和某地区电网算例的仿真结果表明,文中提出的有功校正控制方法切实可行,尤其在处理多支路过载时更加直观、高效,并且能兼顾系统中其他支路的安全裕度,避免反复调整。     

基于全过程动态仿真的发电机组涉网保护和限制自动校核

针对发电机涉网保护和限制的整定值保守、配合关系不合理,涉网保护和限制缺乏与实际电网之间的协调控制等问题,提出了一种基于全过程动态仿真的发电机组涉网保护和限制自动校核方法。该方法可自动识别运行方式变化,针对不同故障形式进行全过程动态仿真,校核涉网保护和限制的动作特性及其对电网稳定运行的影响,并评估相应运行风险。仿真结果表明,基于全过程的自动校核方法能够较为真实地反映实际电力系统发生故障后的动态过程,更好地发现由于保护和限制定值缺陷导致的问题,实现优化控制对象,为电网的安全运行分析和决策提供支撑。     

基于可靠度的氯盐侵蚀下输电线路基础耐久性寿命预测

以Fick第二定律为理论基础,建立了氯盐侵蚀下输电线路基础受Cl-扩散侵蚀作用的耐久性寿命预测模型。采用概率方法建立了基础耐久性寿命极限状态方程,通过Nataf变换将各基本随机变量变换为独立标准正态变量,基于二阶可靠度方法(second order reliability method,SORM),采用Breitung方法实现了指定可靠度下基础耐久性寿命计算。以±800 kV哈密南—郑州直流特高压工程为背景,研究了模型中基础保护层厚度、水胶比、临界Cl-浓度、养护时间和年平均气温等变量的统计参数对基础耐久性失效概率分布规律的影响。研究表明,概率方法求得的基础耐久性寿命可靠度指标满足规范中最小可靠度指标为1.5的要求,为线路基础的耐久性设计及寿命预测提供依据。