考虑尾流效应的风电场减载出力优化控制

在高风电渗透电力系统中,风电场参与系统调频普遍忽略了尾流效应对风电机组出力的影响。文章提出了一种考虑尾流效应的风电场减载出力优化控制方案。首先,采用改进Jensen尾流模型,给出了任意风向的尾流区域划分方法;其次,在满足系统调频需求的前提下,以风电场有功出力最大为目标,对风电场功率分配进行优化;然后,针对不同风速区间设置了相应的优化控制方案,并给出方案的具体实现方法;最后,以江苏某海上风电场为例进行算例仿真,算例结果表明,所提方案可有效地提高风电场整体出力。     

基于非合作博弈的居民负荷分层调度模型

为促进居民用户柔性负荷资源有效参与需求响应,可以利用负荷聚合商来聚合用户负荷资源参与电网调度。通过将居民用户的柔性负荷进行分类,建立电网公司、负荷聚合商和居民用户的分层调度模型。在日前投标环节,构建了以聚合商利润最大化为目标的日前投标博弈模型,利用非合作博弈思想对聚合商在日前投标市场进行分析,并给出了博弈纳什均衡解的存在性证明;在实时调度环节,聚合商以分类柔性负荷各自用电物理特性作为约束条件,以实时调度和日前投标量之间的偏差最小作为目标函数对用户分类柔性负荷进行实时调度,使得在不影响用户舒适度情况下提高聚合商的利润。算例仿真分析结果表明,所建立的分层调度模型可有效实现居民负荷的需求响应,并使得电网公司、负荷聚合商和用户三方均受益。     

基于改进FCM聚类算法的清洁能源典型场景构建

电力系统的中长期规划和经济运行优化需要考虑能够反映清洁能源历史数据特征的典型场景，提出了一种基于改进FCM 聚类算法的清洁能源典型场景构建方法，并将其应用于含清洁能源的电力系统运行成本优化中。以浙江省某地区电网为例，在电力系统运行成本优化领域对比基于改进FCM 聚类算法与基于全年时序法、典型日法的场景构建方法的性能优劣。研究结果表明，提出的改进聚类算法的清洁能源典型场景构建方法兼具计算精度与效率，具有实际应用价值。     

含CSP电站的风光火储联合外送系统优化配置

为解决中国西北地区的新能源消纳问题,提出一种含CSP电站的风光火储联合外送系统优化配置方法。首先,根据风光火储的互补特性建立含CSP电站的风光火储联合外送系统的典型架构,并分析其工作机制;其次,结合拉丁超立方抽样以及基于时序自相关和互相关的时序重构、时序组合和场景择优,生成考虑时序自相关和互相关性的随机场景集;接着,以计及碳排放成本的系统收益和系统新能源消纳能力最优为多目标,构建含CSP电站的风光火储联合外送系统多目标优化配置模型,并通过增广ε-约束法结合商用软件CPLEX进行求解;最后,以西北某地区2025年电网规划数据构造的算例进行仿真,验证了该配置方法能有效提高系统收益,促进风光消纳,提高系统电力送出能力。     

欠驱动球棒系统不动点控制器设计

针对欠驱动系统的Benchmark球棒系统,考虑球与棒之间的摩擦系数系统动力学及球质心与棒支点之间垂直于棒方向上的距离,建立其精确的数学模型。基于部分反馈线性化,利用坐标变换将系统动力学转换为便于控制器设计的非三角结构级联规范型,并采用不动点控制方法设计控制器,实现球棒系统的稳定控制。仿真实验表明,在球棒系统的控制过程中考虑系统摩擦系数及球质心与棒支点之间垂直于棒方向上的距离十分必要,并且不动点控制器具有良好的动态性能和强鲁棒性。     

HVDC送端交流系统故障暂态过电压评估指标

特高压直流输电系统直流闭锁故障及交流系统短路故障引起的暂态过电压,对系统稳定性造成严重冲击。量化评估交直流系统暂态性能指标,对确定交直流电力系统规划设计和调度运行具有指导意义。对交流系统暂态过电压机理进行分析,推导出基于无功补偿和短路比的暂态过电压计算方法,基于系统短路比与补偿电容和交流滤波器参数的比值定义了暂态电压评估指标R_r。研究表明,随着该暂态电压评估指标R_r减小,系统故障后送端换流母线暂态电压升高,受端也会发生不同程度的换相失败。最后,基于国际大电网会议直流标准测试系统,验证了所提指标的有效性。     

龙门吊车系统的动力学建模

针对龙门吊车这一典型的欠驱动机械系统，采用拉格朗日方程的方法建立了其动力学模型。该模型同时考虑了吊车系统水平方向、前后方向和垂直方向上的三维运动以及由这些运动导致的负载摆角变化，且负载在二维空间的摆动角度通过特殊定义的二维平面的摆角进行描述。根据负载摆角的定义方式，取消三维吊车系统动力学模型的一个运动自由度直接将得到广泛研究的二维吊车系统的动力学模型。为了便于进行控制器的设计，还给出了近似条件下的龙门吊车系统的线性化模型。最后，数字仿真实验结果证明了动力学模型的有效性。     

欠驱动TORA振荡轨迹跟踪的模糊控制设计

欠驱动TORA(Translational oscillators with rotating actuator)传统控制目标是实现平衡点的稳定控制。针对系统的周期性振荡轨迹,研究实用的轨迹跟踪控制方案。通过分析TORA系统的动力学,得到平移小车的自然振荡周期,在此基础之上设计一种平移小车周期运动和旋转小球保持定值的动态轨迹。为实现系统动态轨迹的跟踪控制,基于系统状态变量的轨迹跟踪误差设计模糊控制系统;通过设计融合函数合并系统状态变量,将模糊控制器的输入数由4减少到2,再设计模糊控制规则,得到易于实现的模糊控制器。最后,仿真和实验结果验证了所提控制方案的有效性与实用性。     

基于演化博弈的智能用电参与度研究

随着需求响应技术的发展,有效掌控智能用电用户群体的参与程度对电网效率和稳定性有着十分重要的作用。提出了一种基于演化博弈论的智能用电用户参与度的动态分析模型。首先,将用户收益作为博弈要素,构造出用户的整体收益模型,包含电价收益模型以及将用户的用电体验量化而构建出的用户舒适度收益模型。其次,以用户是否选择参与智能用电作为策略空间,将用户群体进行分类,建立不同用户类别间的演化博弈模型,构造智能用电参与度的动态演化方程。最后,基于仿真算例,对提出的理论和模型的可行性与有效性进行验证。     

基于专家系统的高效核相系统设计与实现

针对当前核相装置工作效率低和核相需求大的情形,设计并实现了一种高效核相系统。采集包含零线的八路待鉴相信号,基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)和软件同步采样方法,实现各路待鉴相信号相位的精确检测。其次,建立核相专家系统用于智能判断,实现待测信号的一次性自动鉴相。进一步地,基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)给出了系统的软硬件实现方法。最后,对所设计系统进行了实验验证,证明所设计系统可实现高效的核相工作。