含确定性分量和随机噪声分量的宽频带信号分解方法

可再生能源发电、储能、电动汽车等基于电力电子变流器的并网设备快速增加导致配电网信号日趋复杂。将电力系统宽频带信号分为确定性分量和随机噪声分量,建立了电力系统宽频带信号模型,并基于此模型提出了一种宽频带信号分解方案。首先,应用鲁棒局部回归平滑滤波方法提取并过滤随机噪声分量;提出了基于均值和标准差估计的自适应阈值确定方法,用于分解随机噪声分量。然后,提出了基于间谐波子群频谱的自适应阈值确定方法,用于提取间谐波分量。最后,用无限脉冲响应滤波器组将确定性分量分解为独立的子信号,并基于泰勒傅里叶变换估计确定性分量的频率和相量,实现确定性信号的分解。仿真验证了所提方案能在低信噪比、系统频率动态变化等情况下实现间谐波分量的自适应捕获和宽频带信号的高精度分解并应用所提分解方案分析了实测电压信号。     

Fault Location Observability Using Phasor Measurement Units in a Power Network Through Deterministic and Stochastic Algorithms

This article studies deterministic and stochastic algorithms for placing minimum number of phasor measurement units (PMUs) in a power system in order to locate any fault in the power system. The optimization problem is initially formulated in a mixed integer linear programing framework with binary-valued variables as well as in a binary integer linear programing model. Then, the optimization problem is formulated as an equivalent non-linear programing model, minimizing a quadratic objective function subject to equality non-linear constraints defined over a bounded and closed set. The problem is solved by using a Sequential Quadratic Programming algorithm. The non-linear program is illustrated with a 7-bus test system. Also, stochastic algorithms such as binary-coded genetic algorithm and particle swarm optimization have been implemented in solving the optimal PMU placement under fault condition. The accuracy of suggested algorithms is independent from the fault type and its resistance. The optimization models are applied to the IEEE systems. The numerical results indicate that the proposed algorithms locate minimizers at the optimal objective function value in complete agreement with those obtained by branch-and-bound algorithms.     

计及风电出力随机特性的电-气综合能源系统随机优化

不断成熟的电转气 （power to gas, P2G） 技术和燃气机组为电力系统和天然气系统的双向耦合和闭环运行, 进而形成电-气综合能源系统 （integrated electricity-gas energy system, IEGES） 奠定了基础。IEGES的发展有助于提升电力系统和天然气系统运行的灵活性, 并为消纳风电等间歇性可再生能源发电提供新途径。在此背景下, 研究了含P2G装置和燃气机组的IEGES的随机优化策略。首先, 构建了计及风电出力随机特性的IEGES随机优化模型, 以运行成本最小化为优化目标, 并考虑了电力系统和计及管存影响的天然气系统的相关运行约束。其中, 利用快速搜索密度聚类算法对历史风速数据进行场景聚类, 以处理风电出力的随机特性。然后, 采用AMPL/IPOPT商业求解器求解所建立的随机优化模型。最后, 以修改的IEEE 39节点电力系统和比利时20节点天然气系统所构成的IEGES为例, 对所构建的优化模型和采用的求解方法进行说明。     

随机时滞电力系统稳定性分析

以励磁系统输入信号延时作为时滞环节,并通过引入负荷扰动项,建立单机无穷大随机时滞系统的数学模型;仿真获得随机时滞电力系统的受扰轨迹,分析不同时滞、不同扰动强度下随机时滞电力系统的稳定性;负荷模型分别采用恒阻抗、恒功率、恒电流模型,分析比较采用不同负荷模型对系统稳定性的影响,分析表明3种负荷模型所能承受的时滞上限能力从大到小依次为:恒阻抗模型、恒电流模型、恒功率模型。     

离岸微型综合能源系统多目标随机规划

离岸微型综合能源系统与海洋工程的生产工艺环节结合紧密,并独立运行。因此,如何在克服生产工艺环节或外界环境不确定性影响的同时,尽可能减少CO_2的排放,并尽量节省成本是其规划的难点。文中从综合能源系统优化规划的角度,根据能源集线器的思想,建立离岸微型综合能源系统的电-热-CO_2耦合模型,构建以总成本最小、CO_2排放量最少为目标,以电、热网络平衡等条件为约束,并考虑生产工艺环节和外界环境不确定性影响的多目标随机规划模型,进而利用多目标进化算法求解该模型,实现兼顾成本与环保的离岸微型综合能源系统多目标优化规划。通过海上油气平台群及全电舰船的微型综合能源系统的优化规划,验证了所提方法的可行性与有效性。     

复杂配电网的电压暂降随机预估方法

新型输配电技术的发展以及现代电力用户对电能质量要求的不断提高,使得电压暂降的分析、评估成为当前电能质量研究中的一项重要内容.本文提出系统重构法(RCS)进行复杂配电网的电压暂降随机预估.RCS方法是直接法的延伸,通过对重构系统的潮流计算直接求解电压暂降计算式中的系数项,分别计算三相短路故障、单相接地故障、两相接地故障和相间故障4种故障类型下的电压暂降凹陷域和相应的评估指标.对IEEE-30节点系统的分析和计算证明,本文方法适用于大规模复杂配电系统的电压暂降随机预估.     

随机环境下电力系统谐波分析算法

离散傅里叶变换（DFT）是电力系统谐波分析常用的算法。研究随机环境下DFT算法在同步采样和非同步采样2种情况下的统计特性,DFT算法包括普通DFT算法和加窗DFT算法,统计特性包括均值、方差和相关性等。导出了用加窗DFT算法实现谐波幅值和相位无偏估计的条件,并由此提出了一种新的时变加权DFT算法。基于MATLAB软件的仿真结果证实了结论的正确性。     

含DFIG的电力系统随机建模及小干扰随机稳定分析

针对风功率随机波动给电力系统稳定分析带来的新问题,建立了计及风功率随机波动的双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)的详细动态模型,以及用于分析含DFIG的电力系统小干扰随机稳定性的随机微分方程。给出了随机稳定的判据,并推导出系统状态量期望和方差的解析表达式。通过对单机无穷大和IEEE 3机9节点系统进行算例分析,验证了所建随机模型的可行性。从理论上分析了风功率随机波动对系统状态变量的影响,还使用Euler-Maruyama数值方法验证了理论分析的正确性。结果表明,机械功率随机波动对不同状态变量的影响不同。状态变量的波动幅度由系统潮流、系统参数、随机项波动强度和时间决定。而在多机系统中,风机机械功率波动也会对系统中其他动态元件的状态变量造成影响。     

Stochastic Security-constrained Unit Commitment Considering Electric Vehicles,Energy Storage Systems,and Flexible Loads with Renewable Energy Resources

In this paper, a new formulation for modeling the problem of stochastic security-constrained unit commitment along with optimal charging and discharging of large-scale electric vehicles, energy storage systems, and flexible loads with renewable energy resources is presented. The uncertainty of renewable energy resources is considered as a scenario-based model. In this paper, a multi-objective function which considers the reduction of operation cost, no-load and startup/shutdown costs, unserved load cost, load shifting, carbon emission, optimal charging and discharging of energy storage systems, and power curtailment of renewable energy resources is considered. The proposed formulation is a mixed-integer linear programming（MILP） model, of which the optimal global solution is guaranteed by commercial solvers. To validate the proposed formulation, several cases and networks are considered for analysis, and the results demonstrate the efficiency.     

On the Frequency Response of Sampled-Data Systems

Earlier work on sampled-data theory has extended the powerful technique of frequency response analysis to discrete systems. It is shown in this paper that the development to date has been inadequate in explaining the behavior of sampled systems under sinusoidal excitation. For purely discrete systems, replacing s with j? in Laplace and Z forms is satisfactory. However, for discrete-continuous systems, a more complete analysis is necessary. In the present work, impulse sampling is considered as a suppressed carrier modulation process where input sinusoidal components appear as sidebands about the sampling frequency and all of its integer multiples. Thus, signal behavior at the output of continuous elements may be interpreted in terms of these spectral components. This approach provides a deeper insight into the sampling process and raises some interesting questions about the meaning of frequency response.     

两区域互联系统交流联络线随机功率波动机制及幅值估计

正常运行时两大区互联系统交流联络线上存在随机功率随机波动的现象,限制了联络线的输电能力。研究了随机功率波动的机制与波动幅值估计。基于系统静态频率特性,推导了两区域交流联络线功率波动的公式,阐明了联络线上的低频功率波动是一种稳态过程,是负荷随机功率波动在全系统中再分配后在联络线上的反映。提出了一种联络线功率波动幅值的概率模糊估计算法。首先通过概率统计的方法来估计系统频率波动幅值的概率分布,再通过模糊数来描述贡献因子的不确定性,最后通过模糊抽样和解模糊来得到联络线功率波动的均值和标准差。通过华北–华中互联系统特高压联络线功率的实测数据验证了所提机制和算法的正确性和有效性。研究有助于掌握两大区互联电力系统的随机功率波动特性,为制定抑制联络线功率波动的措施提供依据。     

考虑风电接入的电力系统动态随机环境/经济调度

考虑风电固有的随机性、波动性和间歇性,兼顾环境污染和经济性的多优化目标,针对不同时间断面,构建风电接入后的电力系统动态随机环境/经济调度模型。引入机会约束规划理论,设计基于非劣排序的随机多目标粒子群优化算法,应用模糊集合理论和熵权法建立综合最优解的提取方法。算例分析验证了该模型和算法的可行性和有效性。     

基于机会约束规划的电力系统安全定价随机模型与算法

提出了基于机会约束规划的安全定价的数学模型和算法。发电侧的备用容量、可中断负荷容量、再调度容量等不确定性因素都对电力系统运行安全产生影响。对这些不确定性因素用概率方法进行描述,分析其对安全成本和安全定价的影响。在不同概率条件下,建立了预想事故的安全成本模型。对于一个预想事故,形成了一定的安全成本,针对发电机组的再调度能力和负荷的可中断性,建立了安全价格模型。通过IEEE-30系统仿真计算证明了该模型与算法的可行性。     

大电网可靠性评估的随机响应面法

为定量分析元件可靠性参数的不确定性对大电网可靠性评估的影响,采用计及元件故障率和平均修复时间的随机性引入随机响应面法,通过少量计算,建立了大电网可靠性指标的函数表达式,继而得到指标的期望和方差;为提高可靠性参数非正态假设下的计算收敛速度,提出了基于广义混沌多项式的随机响应面法;为验证所提方法的正确性和有效性,采用RBTS测试系统进行了可靠性评估分析。测试结果表明：基于上述函数关系,可量化分析可靠性参数的不确定性对大电网可靠性评估的影响,易辨识出系统可靠性的薄弱参数,可为规划和运行人员进行可靠性改善研究时提供参考。     

制冷系统的过程优化技术

本文把制冷技术和过程系统工程结合起来,从设计、运行和控制三个层次阐述了制冷系统的优化设计技术.     

关于大学推行新学院制的初步思考--兼议学院制中院办公室的工作取向

20世纪末中国高校推行的新学院制，是高校面向社会自主适应市场的产物，其主要特征表现为大学在不断的综合变革中大力追求学科与学术的目标与境界，学科建设、发展学术成为新制学院的首要任务。为此，构建“低重心”机制、办出学科特色、工作不断创新，是新学院实现其价值与理想、完成第一要务的必备条件。     

互联电网联络线随机功率波动统计特性与评价标准分析

正常运行时互联电网交流联络线上存在随机功率波动的现象。基于实际2大区互联电网的历史数据,分析了联络线功率偏差、频率偏差以及2大区电网区域控制偏差(area control error,ACE)的统计特性,结果显示：联络线功率偏差表现出良好的正态分布特性;系统频率偏差和正态分布存在较大差别,原因是电网的频率控制使得频率偏差大于0.03 Hz的概率减小;各控制区的ACE基本服从正态分布。文章认为联络线功率偏差由两端电网的ACE引起,可以通过两端电网ACE的均方根值和相关系数计算出联络线功率偏差的均方根值,从而得到对联络线功率偏差大小分布的估计。对目前采用的 T 标准进行了分析,得出结论：为实现联络线功率控制的目标,两端电网责任度阈值之和为2即可,不一定要求两端电网责任度的阈值都是1;两端电网责任度阈值的分配还需要综合考虑各种因素进行详细研究,以得到公平合理的方案。     

暖通空调系统的节能问题

就暖通空调领域节能途径与方法进行了探讨,从设计、改善建筑维护结构、提高系统控制水平、采用新型节能空调方式、应用可再生能源或低品位能源的空调系统等方面进行了阐述,同时对空调系统节能中设计、运行、新技术应用等存在的问题提出了相应的对策。     

Segmented Real-time Dispatch Model and Stochastic Robust Optimization for Power-gas Integrated Systems with Wind Power Uncertainty

This paper develops a segmented real-time dispatch model for power-gas integrated systems（PGISs）, where power-to-gas（P2G） devices and traditional automatic generation control units are cooperated to manage wind power uncertainty. To improve the economics of the real-time dispatch in regard to the current high operation cost of P2Gs, the wind power uncertainty set is divided into several segments, and a segmented linear decision rule is developed, which assigns adjustment tasks differently when wind power uncertainty falls into different segments. Thus, the P2G operation with high costs can be reduced in real-time adjustment. Besides, a novel segmented stochastic robust optimization is proposed to improve the efficiency and robustness of PGIS dispatch under wind power uncertainty, which minimizes the expected cost under the empirical wind power distribution and builds up the security constraints based on the robust optimization. The expected cost is formulated using a Nataf conversion-based multi-point estimate method, and the optimal number of estimate points is determined through sensitivity analysis. Furthermore, a difference-ofconvex optimization with a partial relaxation rule is developed to solve the non-convex dispatch problem in a sequential optimization framework. Numerical simulations in two testing cases validate the effectiveness of the proposed model and solving method.