风电机组液压系统动态故障树的可靠性建模与评估

采用模糊数来表征基本事件的失效率参数,引入扩张原理和Laplace-Stieltjes变换方法求解风电机组液压系统状态转移方程组,得到模糊失效率对应的隶属度和模糊动态可靠度,对风电机组液压系统进行可靠性评估。对不同厂家液压产品进行可靠性评估,研究液压元件失效率参数对液压系统可靠性的影响,指出液压元件可靠度匹配对提高液压系统可靠性具有重要作用。通过对液压系统的可靠性建模和分析验证该方法在解决具有动态失效特征和失效概率具有不确定性问题的可行性。     

基于功率缺额和可用容量的可靠性优化分析模型

针对现有可靠性优化模型对网络拓扑结构和支路容量约束考虑的不足,在网流模型的基础上,采用交流潮流方程描述支路电气参数,可对系统运行中出现的电压越限状态进行校正,并考虑随机故障对系统可靠性的影响,引入可用传输容量概念,对支路传输容量及发电机容量约束进行修正,建立了以功率缺额最小为目标的可靠性优化分析模型。该模型充分考虑了电力系统可靠性与电网结构、设备停运率、设备修复率、负荷水平等因素的密切联系,反映了系统的实际运行状况。通过算例验证了该模型的有效性。     

基于HOMER和SA-PSO算法的风光氢储系统的优化匹配

优化匹配是风光氢储系统在一定经济约束下安全可靠运行的关键和基础。以某通信基站为供电对象,以系统最小成本支出和最大负荷支撑为优化目标进行配置。首先利用HOMER模拟得到总净现成本最低的配置方案;然后将HOMER优化结果输出来初始化粒子群,以负荷缺电率为目标函数,采用基于轮盘赌输策略的模拟退火粒子群算法进行求解,得到兼具经济性和可靠性的最优配置组合,同时验证了风光氢储系统的优越性;最后依据风光资源不同将河北省分为四类典型地区,利用所提算法求取各个地区的系统最优化配置组合。结果表明,与其他地区相比,第一类地区能以最低成本的容量配置满足系统可靠性的要求。     

含高比例可再生能源配电网灵活资源双层优化配置

分析系统灵活性供需关系,建立灵活资源运行-规划联合优化双层配置模型。运行层引入灵活性不足率作为系统灵活性评价指标,将网损和弃风弃光量计入经济惩罚,以系统年运行成本最优为目标;规划层引入系统综合安全性指标对系统安全性进行评估,以系统年综合成本最优为目标。采用粒子群优化算法对双层配置模型进行求解。最后,利用IEEE 33节点配网系统对算例进行仿真,结果验证了所提运行-规划联合双层配置模型能有效减少网损和弃风弃光量,提高系统的经济性、安全性和灵活性。     

用于削峰填谷的电池储能系统经济价值评估方法

针对典型日负荷曲线,分析负荷侧电池储能系统在延缓设备投资收益、直接收益、环境效益、政府补贴4个方面的经济价值,提出基于电池储能技术的负荷侧削峰填谷控制策略,综合考虑储能系统的投资成本和运行维护成本,建立以经济价值最高为目标函数的电池储能系统经济价值评估模型,通过遗传算法优化得到符合经济性的储能系统最优容量配置方案,并通过仿真实例验证该模型的有效性。     

发电系统的可靠性成本-效益分析

定量分析了发电系统电源容量和系统可靠性水平之间的关系，提出了利用成本一效益分析法确定发电系统最优可靠性的理论方法。并用该方法整合发电系统的可靠性计算模型及缺电损失计算模型，建立了发电系统最优可靠性数学模型，用于确定发电系统的最优可靠性及对应的系统电源容量。利用该方法对某市的发电系统进行了实例计算，得到了该市发电系统的最优可靠性水平及其对应的系统容量。分析的结果表明：该可靠性水平所对应的系统容量具有最大的投资净效益。图5表1参5     

基于可靠性评估的冷热电三联产系统运行优化研究

在传统能源紧缺的背景下,发展冷热电三联产（CCHP）系统并提出兼顾可靠性的系统运行优化方案可在规避供需失衡风险的同时有效提高经济效益。本文提出基于可靠性评估的CCHP系统运行优化模型,在传统优化模型中引入可靠性约束,并以华东地区某宾馆为例,分析和评估了各可靠性水平下该宾馆不同季节典型日的供能设备逐时出力情况和运行费用。结果表明：随着可靠性水平的增加,用户的用能需求和CCHP系统的运行费用随之增加;系统可靠性水平的提高需要以成本支出为代价。     

波动率优于国网标准的风电场储能容量经济优化配置

基于某风电场出力的实际数据,从不同时间尺度上分析了该风电场的功率波动特性。考虑了风电场弃风成本、储能惩罚成本、储能投资和运行成本,通过3种成本间的制约关系,构建了储能容量经济优化计算模型;采用滑动时间窗口算法并引入平抑修正系数,制定出波动率优于国网标准的期望参考功率。采用改进粒子群算法,针对某含储能风电电网进行了储能容量优化配置,求解出最优储能容量和最小经济总成本,对比了不同储能容量配置策略下的经济性,并引入了波动率评估因子对平抑效果进行了量化分析。仿真结果表明,该优化配置方案能够将风电出力波动率限制在20%以内,优于国网标准,且经济性最好,具有较好的应用前景。     

基于改进小生境遗传算法的输电网安全经济规划模型

传统输电网规划模型中的目标函数通常仅考虑系统运行经济性而忽略安全性因素及其所带来的损失,为避免此缺陷,在运用改进K-means算法进行负荷聚类并建立多级负荷模型的基础上,以包含年投资成本、运行维护成本及缺电成本的年综合成本最小为目标,建立一种考虑安全性经济性协调的输电网规划模型,将安全性效益转化为经济形式并加入到目标函数中,同时在模型约束条件中考虑N-1安全约束,从而实现电网安全性与经济性的协调。最后,利用带有精英保留策略的改进小生境遗传算法求解规划模型,确定基于安全性经济性协调下的最优规划方案。通过分析修改后的IEEE RTS79系统,验证了模型及求解算法的有效性,可为输电网安全经济规划提供参考。     

微网风电系统的储能?模型与?经济研究

微网风电系统加装储能装置联合运行时,存在多种异质能量的相互转化,因此对系统性能的有效评估较为困难。为了准确衡量风能在系统中的利用、转化、损失特性,文章基于?经济学基本原理,建立微网风储系统?平衡及?成本守恒模型,并依据所建模型确定系统各单元?效率;同时确立?优化潜力、成本差及?经济因子的系统性能评估指标,并对微网热力学特性及经济性进行有效分析。通过试验表明,该模型能够可靠地对微网风储系统能效及经济性进行评估,可指明系统?效率极大化的优化目标。     

Offshore wind turbine reliability and operational simulation under uncertainties

The fast‐growing offshore wind energy sector brings opportunities to provide a sustainable energy resource but also challenges in offshore wind turbine (OWT) operation and maintenance management. Existing operational simulation models assume deterministic input reliability and failure cost data, whereas OWT reliability and failure costs vary depending on several factors, and it is often not possible to specify them with certainty. This paper focuses on modelling reliability and failure cost uncertainties and their impacts on OWT operational and economic performance. First, we present a probabilistic method for modelling reliability data uncertainty with a quantitative parameter estimation from available reliability data resources. Then, failure cost uncertainty is modelled using fuzzy logic that relates a component's failure cost to its capital cost and downtime. A time‐sequential Monte Carlo simulation is presented to simulate operational sequences of OWT components. This operation profile is later fed into a fuzzy cost assessment and coupled with a wind power curve model to evaluate OWT availability, energy production, operational expenditures and levelised cost of energy. A case study with different sets of reliability data is presented, and the results show that impacts of uncertainty on OWT performance are magnified in databases with low components' reliability. In addition, both reliability and cost uncertainties can contribute to more than 10% of the cost of energy variation. This research can provide practitioners with methods to handle data uncertainties in reliability and operational simulation of OWTs and help them to quantify the variability and dependence of wind power performance on data uncertainties.     

Effect of reliability considerations on the optimal synthesis,design and operation of a cogeneration system

In most of the publications on optimization of energy systems, it is considered that the equipment is available for operation at any instant of time (i.e. it is not subject to failure) except, perhaps, of pre-determined periods of maintenance. Thus, it is left to the designer to decide empirically how to provide the system with redundancy, which is necessary in case of equipment failure. However, in this way, the final configuration may not be optimal. In the present work, reliability and availability are introduced in the thermoeconomic model of the system, so that redundancy is embedded in the optimal solution; in addition, more realistic values are obtained for the cost and profit, if any. The state-space method (SSM) of reliability analysis is used. The optimization problem is formulated at two levels: (A) synthesis and design, (B) operation under time-varying conditions. For the solution of the problem at level A and also at level B with no failure, a genetic algorithm coupled with a deterministic one is used. In case of partial failure, the optimization problem is solved by the Intelligent Functional Approach (IFA). The use of IFA combined with SSM is proved to be very efficient for decision making regarding systems under partial failure. It turned out that reliability aspects have a direct and significant impact on the optimal result at each one of the three levels: synthesis, design and operation.     

考虑风电消纳能力单目标及多目标模糊机组组合模型及应用

从机组经济调度优化的角度入手,研究了风电消纳的合理应对方式。为使机组组合安排能在消纳更多风电的同时兼顾电力系统运行的安全、可靠性准则,并满足一定的经济性,分别以弃风电量、机组运行费用和机组运行风险度三方面为优化目标建立了机组组合的优化模型及这三者共同的多目标优化模型。利用粒子群算法及模糊多目标优化方法对模型进行求解,并将上述模型和算法应用于某10机算例的计算中。分析结果表明,该建模思路能为风电的有效接纳提供有益的指导。     

分布式电源的最优经济运行方案

  [目的]  为获取微电网安全经济运行方案,提出了基于支持向量机回归理论的微电网最优经济运行的数学模型,实现了微电网中各分布式电源的负荷预测,根据实时电价分析了分布式电源的出力情况,并给出了相应的理论依据。  [方法]  为尽可能准确地构建微电网模型,以系统的运行成本、环保成本和综合效益为目标,构建了以常见五大分布式电源为主的最优经济运行的数学模型,采用Yalmip/CPLEX对模型进行了求解,获得了各分布式电源的实时出力情况。  [结果]  计算结果表明:以综合效益为目标的调度方案能够实现微电网整体的运行成本最低,协调了微电网的经济性与环保性。  [结论]  该模型可为微电网并网的资源优化利用和提高供电可靠性的相关研究奠定理论基础。     

基于多目标粒子群算法的微电网优化调度

提出了一种经济与环保相协调的微电网优化调度模型,针对光伏电池、风机、微型燃气轮机、柴油发电机以及蓄电池组成的微电网系统的优化问题进行研究,在满足系统约束条件下,建立了包含运行成本、可中断负荷补偿成本以及污染物处理费用的微电网多目标优化调度模型,并利用多目标粒子群算法（MOPSO）求解微电网优化调度问题,仿真结果表明该模型对微电网优化调度具有一定的指导作用。     

Fault prognosis control of solid oxide fuel cell system based on health evaluation

High cost and short life-span hinder the large-scale commercial application of solid oxide fuel cell technology. System performance inevitably degrades and gradually evolves into faults in the long run, leading to the change of system input-output characteristics. The control system designed based on initial conditions faces with problems such as parameter mismatch, inaccurate control and even wrong control laws. This paper proposes an adaptive control strategy to enable the system controller to cope with degradation and fault phenomena in real systems. The system characteristics under different degradation and fault conditions are investigated. A novel health evaluation system is developed, where an early fault identification and pretreatment approach based on optimal operation point optimization model and fuzzy neural network are adopted for control optimization. Simulation results show that the enhanced system controller can improve system efficiency by about 2% and prolong life-span significantly with the reality of degradation and fault mechanisms.     

考虑热储特征的地热梯级供暖系统经济性及环境效益

地热梯级供暖系统在建筑供暖方面具有广阔的应用前景,但投资费用较高,且当前对地热梯级供暖系统的环境效益影响研究尚存在欠缺。建立了考虑热储特征的地热梯级供暖系统数学模型,以河北省雄县的雾迷山组碳酸盐岩热储为例,分析了井距、井深、回灌温度和地热水流量对地热梯级供暖系统平准化供热成本（LCOH）与污染物减排量（AOER）的影响。结果表明,地热梯级供暖系统存在临界井距和经济回灌温度,且在一定工况范围内,增加地热井深度及提高地热水流量有利于提高系统的经济性及环境效益,但改善幅度逐渐减弱。此外,以LCOH最小与AOER最大为目标函数,利用遗传算法对地热梯级供暖系统开展多目标优化,并通过模糊集决策方法确定了给定工况下的最优解决方案。