基于分布鲁棒优化的含碳捕集电厂与电转气装置协同的日前低碳经济调度

电网中接入碳捕集电厂与电转气装置对于实现碳减排、促进新能源消纳至关重要。首先引入碳交易机制,基于碳交易计算模型,建立采用综合灵活运行方式的碳捕集电厂和电转气装置的协同运行模式,分析其对新能源消纳和降低碳排放总量的促进作用。在此基础上,同步考虑碳捕集机组和火电机组的相关检修约束,构建机组检修-运行联合优化调度模型,验证机组检修-运行联合优化相较于分别优化的经济性和合理性。同时,在所建立的机组检修-运行联合优化调度模型中充分考虑大规模新能源的不确定性,提出基于数据驱动的检修-运行两阶段分布鲁棒优化算法,兼顾了系统经济性和鲁棒性。最后,基于Gurobi对改进的IEEE-39节点系统进行仿真验证,结果证明所提模型可显著降低碳排放,并进一步促进风电消纳,实现系统经济性及鲁棒性更均衡的检修-运行联合调度。     

基于数据驱动分布鲁棒优化的梯级水光蓄联合优化调度

具有不确定性复杂耦合的多种可再生能源的不断渗透给当前电力系统协同调度带来了巨大挑战。传统的随机优化(SO)及鲁棒优化(RO)方法由于难以获得精确概率分布函数及优化结果过于保守使其应用大大受限。本文基于数据驱动分布鲁棒优化理论(data-driven DRO),提出了梯级水光蓄联合发电系统协同调度方法。该方法首先考虑系统互补经济调度成本建立两阶段调度模型,制定各电站出力调度计划,然后引入综合范数约束限定概率置信区间,并考虑最恶劣分布下的实时运行调整成本,获取日前调度计划的最优调整方案。两阶段协同调度模型采用MP-SP框架,引入CCG算法展开求解,日调度计划和调度调整方案形成最优调度计划。引入示范区实际运行数据开展实例验证,所提互补联合调度方法的有效性及高效性得以验证。     

基于KL散度距离处理风电不确定性的负荷恢复分布鲁棒优化

在构建以新能源为主体的新型电力系统的背景下,在恢复控制过程中积极利用新能源并充分应对其对运行安全带来的潜在风险对于减小停电损失具有重要意义。首先,为了表征风电出力的不确定性,采用KL散度(Kullback-Leibler)距离作为筛选极端风电出力场景的控制条件,并据此构建模糊集作为风电出力典型场景。在满足相关运行安全约束的前提下,建立了以最大化加权负荷恢复量为优化目标的分布鲁棒优化模型以制定计及风电的负荷恢复方案。经松弛处理和对偶转换所得到的混合整数二阶锥模型可调用商业求解器求解。以接入规模风电场的IEEE 10机39母线系统为例进行仿真,结果表明：相比于传统的鲁棒优化方法,该方法降低了优化结果的保守性,有助于加快负荷恢复,减小停电损失。     

计及灵活性需求偏差的综合能源系统分布鲁棒优化调度

为了分析分布式新能源和需求侧灵活响应资源的不确定性对综合能源系统(IES)的影响:首先,建立了IES灵活性供需模型;其次,构建了基于场景概率驱动的IES两阶段分布鲁棒优化模型;最后,采用列与约束生成算法进行迭代求解,通过仿真验证了该模型和求解算法的有效性。相较于传统的IES优化调度,其所提模型减少了系统的总运行成本,提升了系统的灵活性。     

基于矩不确定分布鲁棒的微网经济调度

由于微网系统风电出力的分布函数无法准确估计,该文利用风电出力的矩(均值和协方差矩阵)不确定性,构建出风电出力的矩不确定集合,建立微网系统的分布鲁棒经济调度模型。该调度模型以可控机组的运行成本、网络损耗成本、与配电网的单向交互成本以及可中断负荷补偿成本之和的最小期望为目标,通过拉格朗日对偶理论,将分布鲁棒优化问题转化为半定规划(SDP)问题,借助内点法对SDP问题进行求解。仿真分析结果验证了所提模型的可行性和有效性。     

考虑极端灾害下系统韧性约束的气电联合配网分布鲁棒扩展规划

近年来,在未来多能互补、综合能源系统的背景下,气电联合配网得到迅速的发展。然而,当前全球各地极端灾害频发,给能源系统的安全性带来了严峻的挑战。针对极端灾害对系统造成的失负荷影响,为兼顾系统的经济性与安全性,提出了一种考虑极端灾害下系统韧性约束的气电联合配网分布鲁棒扩展规划模型。首先,以规划成本与运行成本最小化为目标,建立考虑电动汽车充电站、分布式燃气机组和储能设备的气电联合配网扩展规划模型;然后,考虑极端灾害的作用,建立考虑韧性约束的气电联合配网分布鲁棒扩展规划模型,该模型包括基础场景与极端灾害最坏场景,其中基础场景考虑系统的经济性,以规划成本与基础场景运行成本最小为目标,极端灾害最坏场景则通过韧性约束保证系统的安全性,所提模型通过主问题–子问题迭代求解。最后,算例仿真发现：通过增加电动汽车充电站、分布式燃气机组和储能设备的规划投建,系统的经济性得到明显提升;而在面对极端灾害的影响下,通过分布式燃气机组的发电和电动汽车、储能设备的放电,系统失负荷情况得到减少,但随着系统韧性的增大所需单位规划成本会大幅增加。本文为在规划层面提升系统韧性提供了一种有效与实用的方法,为未来减小极端灾害对系统造成的影响的方案提供了一定参考。     

基于集中式信息系统的主动配电网鲁棒优化调度

为了适应配电网从被动受电向主动供电角色的转化,提出基于集中式信息系统的主动配电网鲁棒优化调度策略。采用交流潮流模型描述配电网的功率平衡关系,计及无功注入的调节作用,建立两阶段电能与备用联合调度模型;应用鲁棒优化技术,构建可再生能源发电出力的不确定性集合;将高维、非凸的最优化问题转化为凸问题,以保证最优解的性能。对算例系统进行仿真计算,结果表明资源的优化调度提高主动配电网的灵活性,所提出的鲁棒优化调度策略能够增强主动配电网对间歇性可再生能源发电的容纳能力。     

区域综合能源系统两阶段鲁棒博弈优化调度

在区域综合能源系统的基本架构上,为了提升系统经济性与可再生能源并网能力,研究混合储能、冷热电联供机组（CCHP）、能量转换装置在多能互补下的两阶段优化运行模型. 利用虚拟能量厂（VEP）,平抑发、用电不确定性;采用鲁棒理论,构建灵活调整边界的不确定合集;引入条件风险理论,构建考虑多种不确定关系耦合下基于Copula-RCVaR的能量管理风险模型. 针对上述模型特点,提出基于滤子技术的多目标鲸鱼算法进行求解. 分析不同可再生能源渗透率及集群效应对系统收益结果和运行策略的影响. 结果表明,引入虚拟能量厂可以提高利润1.9%,在保证稳定运行的前提下合理选择荷、源不确定变量的置信概率,可以提高利润5.9%.     

交直流并联输电通道功率分配的分布鲁棒优化

考虑新能源场站出力的不确定性,基于分布鲁棒优化方法,建立高比例新能源电网交直流并联输电通道功率分配的两阶段优化模型。第1阶段目标函数为新能源场站出力预测场景下所有交直流输电线路有功损耗费用之和最小;第2阶段目标函数为新能源场站出力的最劣概率分布下直调电厂出力和直流输电线路功率的调整成本的期望值最小。在构建概率分布的模糊集时,提出以Hellinger距离衡量实际概率与参考概率分布之间的距离,并采用Markov链描述新能源场站出力的时间相关性。通过采用列与约束生成（CCG）算法求解两阶段分布鲁棒优化模型,以获得各回交直流并联输电通道日前功率传输计划。最后,以某个实际交直流混联电网为例,分析计算结果可以验证所提出模型、算法的有效性和正确性。     

一种高斯-重尾切换分布鲁棒卡尔曼滤波器

为降低实际应用中由强未知干扰和仪器故障对观测造成的影响,减轻随机和未建模干扰对系统的侵蚀,从而提升系统在非高斯噪声环境下的状态估计精度,提高滤波器的鲁棒性能,提出了一种基于高斯-重尾切换分布的鲁棒卡尔曼滤波器(Gaussian-heavy-tailed switching distribution based robust Kalman filter, GHTSRKF)。首先,通过自适应学习高斯分布和一种重尾分布之间的切换概率将噪声建模为GHTS(Gaussian-heavy-tailed switching)分布,所设计的GHTS分布可以通过在线调整高斯分布和新的重尾分布之间的切换概率来对非平稳重尾噪声进行建模,具有虚拟协方差的高斯分布用于处理协方差矩阵不准确的高斯噪声。其次,引入两个分别服从Categorical分布与伯努利分布的辅助参数将GHTS分布表示为一个分层高斯形式,进一步利用变分贝叶斯方法推导了GHTSRKF。最后,利用一个仿真场景对几种不同的RKFs(robust Kalman filters)进行了对比验证。结果表明,所提出的GHTSRKF算法的估计精度对初始状态的选...     

基于经济性和环保性的区域综合能源系统优化调度研究

发展区域综合能源系统是提高能源利用率、缓解可再生能源消纳问题及改善环境的重要途径。对区域综合能源系统各类设备进行了建模,以经济性最优及一定环保性为目标,建立了区域综合能源系统优化调度模型,然后采用混合整数线性规划模型对实例问题进行求解,并以夏季典型日为例,分析说明了优化调度结果,以验证模型和优化算法的可行性和经济性。     

Data-Driven Temporal Filtering on Teager Energy Time Trajectory for Robust Speech Recognition

Data-driven temporal filtering technique is integrated into the time trajectory of Teager energy operation （TEO） based feature parameter for improving the robustness of speech recognition system against noise. Three kinds of data-driven temporal filters are investigated for the motivation of alleviating the harmful effects that the environmental factors have on the speech. The filters include： principle component analysis （PCA） based filters, linear discriminant analysis （LDA） based filters and minimum classification error （MCE） based filters. Detailed comparative analysis among these temporal filtering approaches applied in Teager energy domain is presented. It is shown that while all of them can improve the recognition performance of the original TEO based feature parameter in adverse environment, MCE based temporal filtering can provide the lowest error rate as SNR decreases than any other algorithms.     

考虑需求侧协同响应的社区综合能源系统低碳经济调度

针对含电-热-冷-气子系统的综合能源系统中潜在的可调度资源,基于能源集线器,构建了包含燃气轮机发电系统、储能、需求侧响应模型在内的社区综合能源管理系统数学模型。该模型根据电、热、冷、气负荷需求特性的不同,分别建立相应需求响应模型。从社区能源运营商的角度出发,以包含系统运行成本和环境成本的系统总成本最低为目标函数,建立社区综合能源系统日前优化调度模型,采用Yalmip工具箱和Cplex求解器对算例进行求解,得到各个设备的最佳出力。仿真结果表明,对比未考虑需求侧协同响应的场景,电、热、冷、气需求侧响应参与调度可以优化负荷曲线,降低系统能耗,减少CO2排放,并使系统经济性达到最优。     

灰色系统理论的多目标可靠性稳健设计

通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,提出了2种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;针对不同评价者对目标获取信息的局限性,基于灰色系统理论把评价者对目标的评估分配在一定范围内,给出了计算各目标函数权重系数的专家评估方法. 应用Matlab7.1语言的优化工具箱和符号工具箱实现圆柱螺旋压缩弹簧的多目标可靠性稳健优化设计. 算例表明,该方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.     

孤岛条件下储能系统的鲁棒LQR方法研究

微电网孤岛运行时,储能系统的主要作用是保持母线电压的稳定. 针对超级电容储能系统运行时存在的超级电容端电压和母线侧负载的参数变化,导致母线电压发生波动的问题,提出了一种鲁棒LQR控制方法. 首先建立变换器的小信号模型; 其次选定超级电容端电压和母线侧负载作为不确定量,利用凸优化理论推导储能系统的多胞体模型; 最后用线性矩阵不等式(LMI)的方法计算出满足约束条件的LQR控制器. 仿真结果表明,当系统存在参数变化甚至外部干扰时,该控制方法能够更快、更好地稳定母线电压,控制效果优于传统的PI控制方法.     

基于拍卖机制下网格资源分配的时间最优算法

资源调度是计算网格资源管理系统中研究的主要内容之一.基于计算经济的网格体系结构,提出了一种时间最优算法.该算法适用于基于拍卖机制下网格资源调度管理系统.系统遵循均衡分配原则,允许用户出高价以获得更多的资源,并通过代理周期地调节用户竞价价格,在给定的最终期限内完成应用程序.     

基于动态能耗模型的微电网经济运行优化

微电网系统是一个具有多能源输入的综合性能耗网络系统,系统高昂的运行成本已成为其大规模推广应用的一个关键性障碍。针对微电网系统内冷、热、电等多种负荷的能耗特性及能耗设备的运行特性,采用智能算法对数据进行分析拟合,得到系统内各能耗设备的动态能耗模型。通过分析一次能源对冷、热、电三种负荷的转换利用方式及各能源之间的互补关系,构建了微电网系统的经济运行优化模型,采用量子行为粒子群优化算法对其进行优化求解,得到系统的最佳能源结构及综合运行成本。考虑不同季节下系统的运行特点及负荷特性,利用不同的算例对所提模型的有效性和可行性进行了验证。     

基于能量原理的TMD系统减震性能分析

根据能量平衡原理,建立了结构-TMD体系的累积能量响应和瞬时能量响应方程.综合考虑结构周期与阻尼比的影响,采用时程分析法研究了TMD系统在地震激励下主结构各能量响应的分布变化规律.研究了随机激励下,采用虚拟激励法从能量角度分析主结构能量响应最小时TMD质量比、频率比及阻尼比的最优值.数值仿真分析结果表明,TMD系统对于中长周期结构有较好的能量控制效果;当结构阻尼比较大时,TMD的控制效果下降;此外,随机激励下,以最小主结构累积输入能和瞬时输入能为优化目标所得到的TMD最优参数结果与传统以最小主结构位移响应峰值为优化目标的结果基本一致,从而验证了能量原理的适用性与可靠性.     

基于PSO的电力系统环境经济负荷调度

针对基于线性加权和处理成单目标优化问题的传统方法存在的缺陷,提出使用粒子群优化算法求解EELD多目标优化问题。该方法通过对粒子群算法个体极值和全局极值选取方式的改进,实现了对EELD多目标优化问题的非劣最优解集的搜索,为决策者提供了丰富的参考信息。在此基础上,应用模糊满意度方法求出的最优折衷解为调度运行人员提供了最佳调度折衷方案。最后,对一个三机系统进行了测试,并与线性加权人工神经网络法进行了比较分析,仿真结果验证了该方法的有效性。