基于KPCA+LR的电力现货市场发电企业串谋行为分析

在省间电力现货市场建设初期,市场近似于寡头垄断市场,发电企业之间的串谋问题严重影响市场公平,为构建高效的电力市场,保障市场的安全稳定,有必要对市场进行监管。该文首先从五个维度构建串谋行为识别指标集合,并针对高维数据进行降维处理,构建了基于KPCA+LR(Kernel Principal Component Analysis Logistic Regression)的电力现货市场发电企业串谋行为识别模型。最后,对国内某省间电力现货市场交易数据进行分析,结果表明该模型准确率达到95%,验证了所构建模型的有效性。     

基于可解释机制的极限传输能力计算知识表达模型

极限传输能力(TTC)受到运行点、潮流调整方式、极限边界的综合影响,故计算呈现多因素影响下的高维状态空间复杂性,传统方法难以在复杂环境中建模并快速计算。文中将TTC计算看作人工智能模型的知识学习问题,提出了一种基于可解释机制的TTC计算知识表达模型。首先,从安全域角度分析TTC影响因素。其次,构造由初始运行点、潮流调整方式、极限状态组成的样本集,训练XGBoost模型完成计算,并提取影响模型建立的关键特征作为全局知识。然后,引入沙普利加和解释机制完善单一状态下的结果分析和计算结果的可信度。最后,以IEEE 9节点系统和WECC 240节点系统进行算例验证,对比其他模型,所提方法具有较好的计算效果和一定的可信度。     

基于IKLIEP-四分位模型的风电场异常数据识别算法

风电场功率数据中包含大量异常数据,难以反映风电场真实的风能情况,会影响风电功率预测的精度,从而影响电网决策。针对该问题,通过分析风电场异常数据特征,将其分为堆积型和分散型,并基于时间序列变点检测理论,将密度比是否为恒值作为剔除堆积型异常数据的判断准则,采用改进Kullback Leibler重要性估计程序(improved Kullback Leibler importance estimation program,IKLIEP)剔除堆积型异常数据;再采用四分位法剔除分散型异常数据。最后将所提方法应用于国内蒙西某130.5MW的风电场,实验结果表明所提方法能够更有效地识别并剔除异常数据,平均识别率提高了6.19%,误识别率降低了2.92%,验证了所提方法的有效性。     

电力电子化配电网的柔性度

为衡量智能软开关(SOP)等电力电子装置带给配电网的柔性,提出了电力电子化配电网柔性度的概念。首先,提出了柔性度的概念,即采用柔性电力电子装置后配电网所具备的双向连续的柔性潮流控制能力的相对量度。进而,提出了柔性度的具体定义和计算方法,以配电网柔性区占整个配电网的比例来定义,并计及了柔性潮流控制量的大小。然后,采用典型接线模式和IEEE RBTS-Bus4扩展算例以SOP柔性化改造为例进行验证。通过算例分析了SOP对柔性度的影响规律：柔性区由SOP位置、台数和端口数决定,柔性潮流控制量由馈线接入的SOP容量决定。在此基础上总结得到了SOP的配置原则。最后,定义了单位柔性造价,提出了基于柔性度的配电网柔性化改造的经济评价方法,并结合算例展示了柔性度在SOP规划和分布式发电消纳中的应用。     

基于图计算的交直流混合配电网优化调度

为应对含高比例光储的交直流混合配电网的统一建模和协同计算问题,构建了基于图计算的交直流混合配电网优化调度模型。首先,将交直流混合配电网中的设备抽象为图的顶点,建立了面向对象的交直流混合配电网图模型。其次,基于该图模型构建了含高比例光储的交直流混合配电网的协同调度模型,并推导了以顶点为中心的交直流混合配电网图计算方法,通过模型的分解和顶点并行计算提升模型的计算效率和可解性并保护用户隐私。最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。     

基于高斯混合模型的智能电表误差数据挖掘与分析方法

为了合理科学的选择误差最小的智能电表供给用电客户,设计了基于高斯混合模型的智能电表误差数据挖掘与分析方法。首先,分析了高斯混合模型与EM算法的基本思路,其次对智能电表误差数据求三次标准差作为建模数据,建立了以高斯混合算法为基础的智能电表误差数据模型,最后与传统的Kmeans聚类算法模型进行对比测试。实验结果表明,相对于其他聚类算法,所设计的方法轮廓系数值更大,性能更优。能够用于在大量的数据中寻找误差最小的智能电表,并能够给智能电表厂家反馈产品意见,同时还具有产品市场划分等功能。     

基于自适应强化探索悲观Q的多智能体协同AGC算法

双碳目标下规模化可再生能源和柔性负荷的接入,使得电力系统中新能源占比日益增大。而传统的控制方法无法充分调动源–网–荷–储各部分的能动性,给电网带来愈来愈差的控制性能。因此本文从自动发电控制的角度,提出一种自适应强化探索悲观Q的多智能体协同算法,以提高源网荷储协同系统的控制性能。算法中所采用的悲观Q学习通过选择多个动作值估计器中最小动作值,不仅能够解决传统Q学习在动作探索过程中动作值的估计偏差,而且能够控制动作值估计偏差从正到负的变化,有助于提高算法的控制精度。同时自适应强化探索策略的引入,代替了传统Q学习中ε-贪婪策略,能够避免重复和不平衡的探索。通过对改进的IEEE标准两区域负荷频率控制模型和源网荷储协同系统模型进行仿真,验证了所提算法的有效性,且与传统强化学习相比,具有更高的CPS性能、更小的频率偏差、更小的区域控制误差和更快的收敛速度。     

基于遗传算法的发电企业报价策略模型及应用

针对发电企业报价策略应用中存在的用动态规划算法存在“维数灾”的问题、用序优化法存在计算工程量大耗时久的问题、用泛函分析法存在计算精度等问题，提出一套基于遗传算法的最优报价策略模型。通过具体实例测算及现场应用，充分验证了遗传算法用于发电企业竞价的可行性。并且，该算法提供了多个方案可供选择。     

基于负荷尖峰特征LSTM自编码器的窃电识别方法

近年来,面向高损线路的窃电检测方法得到大面积工程应用,对降低窃电检测误报率和推动数据驱动窃电检测的工程应用起到了重要作用。但如何准确检出非高损线路的专变窃电用户,仍是亟待解决的难题。基于实践经验中部分窃电用户存在用电量异常尖峰这一特点,提出基于负荷尖峰特征长短期记忆（LSTM）自编码器的用户窃电识别方法。首先,分析典型窃电用户曲线形态,提炼了区分正常及窃电用户的用电量尖峰特征。然后,结合该特征和用户分时数据周期性规律,构建LSTM自编码模型重构输入得到拟合值,基于拟合值与真实值的均方误差设定自适应阈值,从而识别窃电嫌疑用户并提供具体预警尖峰时段。最后,应用实际专变用户用电数据进行算例分析,结果表明所提方法在准确率、命中率和误报率上均优于对比方法。     

基于分位数插值和深度自回归网络的光伏出力概率预测

提出一种将分位数线性插值概率模型和深度自回归循环神经网络相结合的新型光伏出力概率预测方法,可以弥补传统方法在概率建模及刻画复杂非线性关系能力等方面的不足。首先,提出一种基于分位数线性插值的光伏出力概率模型,能够全面准确地刻画各种情况下的光伏出力概率分布。其次,提出使用连续分级概率评分(CRPS)作为训练预测模型的损失函数,并推导出CRPS积分的封闭解析表达式用于模型的训练,保证训练的可行性与效率。最后,使用深度自回归循环神经网络对光伏出力的时间序列建模,结合所提出的光伏出力概率模型,形成新型光伏出力概率预测方法。算例结果表明,所提方法能提供可靠、高质量的光伏出力概率预测。     

基于高斯混合模型的光伏发电出力中高比例异常数据检测方法研究

光伏发电出力中的高比例异常数据具有相互重叠、多高斯分布的特点,如何精确地剔除光伏发电出力中的高比例异常数据是实现光伏功率精确预测的关键问题.文章分析了光伏发电出力中高比例异常数据的特点,并研究了一种基于高斯混合模型的光伏发电出力高比例异常数据检测方法.建立了高斯混合模型的算法模型,使用期望极大算法(Expectatio...     

基于改进残差网络的两阶段电力系统频率安全多级预警

随着“双碳”目标的提出,可再生能源集群大规模并网,导致电力系统频率安全问题再次凸显。因此,借鉴深度学习方法,提出一种基于改进残差网络的两阶段电力系统频率安全多级预警模型。首先,对电力系统的频率安全进行多级精细划分,提出并构建频率安全多级预警模型。该模型在第1阶段利用基于改进残差网络的分类评估器对受扰后的频率是否会超出安全预警值进行评估,并给出预警等级;在第2阶段利用回归预测器进一步给出预警样本的危险程度。最后,以改进IEEE 10机39节点系统和美国伊利诺伊州200节点系统为算例对该模型进行测试,结果表明该模型具有较高的安全预警准确率,不但优于其他浅层学习方法和深度学习模型,而且可以精确地预测频率危险程度,并具有良好的鲁棒性和抗噪能力。     

光储发电系统的虚拟轴系耦合与同步控制

储能装置可利用虚拟惯量控制技术为系统提供动态稳定支撑,但其与同步发电机组间的耦合关系仍需讨论。为了提高暂态能量传递效率,改善其同步并网友好性,首先建立光储发电系统的VSG模型,分析静止储能与旋转动能间的能量转化关系,阐述混合储能的虚拟惯量定义。其次,通过分析虚拟同步控制下的光储发电系统的功率传递,建立其与同步机间的虚拟轴系耦合关系,并利用哈密顿能量函数,获得提升光储发电系统暂态能量传递效率的必要条件,进而改进VSG控制策略。最后,搭建含光伏高渗透区域电网仿真系统进行验证。结果表明：所提控制同时具备频率支撑和抑制功率振荡功能,可显著提升光储系统的并网友好性。     

含风电场的MMC-MTDC系统通用频率响应模型

研究含风电场的基于模块化多电平换流器的多端柔性直流(MMC-MTDC)输电系统频率响应特性意义重大。但时域仿真建模过程复杂,不适用于理论分析,亟须提出完整的风电场与MMCMTDC系统的频率-有功功率-直流电压动态特性分析模型。为此,利用模块化多电平换流器平均值模型交直流侧解耦的特点,独立对电网侧变流器(GSC)交流侧和发电机进行等值建模。计及背靠背变流器、汇集交流线路和风电场侧变流器(WFC)损耗的前提下,根据功率转移规律完成了直驱风机和WFC中间环节化简。以直流线路作为交互端口,结合GSC和WFC等值模型,采用模块化建模方法组建了含风电场的MMC-MTDC系统的有功类分量小信号模型。仿真结果表明,通用频率响应模型能准确模拟频率小扰动的动态过程,并进行稳定性分析,为控制系统参数整定提供参考。     

基于实测数据的电网频率信号特征分析与提取方法

随着新能源大规模接入,电力系统不同区域的转动惯量、频率特性、支撑能力发生了较大变化,提取与辨识频率特征可为电网特性认知以及进一步的惯量评估、频率控制、网络安全等分析提供基础。文中基于源-网-荷全景同步测量系统的大量实测数据,分析了频率与交流电网结构相关的分群现象,提出了基于皮尔逊相关系数的频率空间相关性辨识方法;提出了基于卷积神经网络的“频率指纹”提取方法,将电网特性在频域上进行了高纬特征提取;进一步,对北京、长治等10个城市的实测频率信号进行了测试与分析,给出了识别精度,验证了所提方法的有效性,为后续电力系统频率特性分析、惯量评估、网络攻击识别提供了基础。     

基于改进长期增量成本法的可靠性电价制定方法

随着电力体制改革的不断推进,按照用户差异化需求制定可靠性电价成为完善电价体系的重要方面。文中综合考虑了系统运行方式和可中断响应因子,提出了基于改进长期增量成本法的配电网可靠性电价制定方法。该方法结合所提出的经济投资策略分析了不同运行方式下单位注入功率对经济投资年限的影响,根据不同运行方式下较小的经济投资年限推导了可靠性成本增量,并根据可靠性成本增量计算出不同可中断响应因子的区域可靠性电价。最后,计及用户差异化需求,基于单位可靠性增量成本制定了可靠性增量电价的定价方法。算例分析结果表明,由区域可靠性电价和增量电价相结合的定价体系能合理兼顾供电分区供电可靠性和用户差异化需求。     

面向自愈的智能配电网免疫力评估方法

自愈是智能配电网区别于传统配电网的显著特征,为提高各项自愈技术实用化水平,需要准确掌握智能配电网整体免疫力水平。因此,借鉴人体免疫系统机理,提出了智能配电网免疫系统,包括免疫耐受、免疫自稳、免疫识别、免疫应答和免疫恢复5类功能,在此基础上,提出了基于改进层次分析法与逼近理想解距离法相结合的智能配电网免疫力评估模型构建方法,并构建了智能配电网免疫力评估指标体系以及智能配电网免疫力评估模型。此评估模型能够全面且多层次地考虑影响智能配电网免疫力强弱的各类因素,在实际应用中为智能配电网精细化运维检修和管理提供理论参考。     

基于模型层级分析的质子交换膜电解槽建模研究进展

质子交换膜电解槽(proton exchange membrane electrolyzer, PEMEC)具有电流密度大、能量转化率高、工作寿命长和绿色环保等优势,建模研究是对其组件材料特性分析、结构设计验证以及控制策略优化的重要手段。PEMEC模型特征繁多、建模方法多样,在分析PEMEC运行机制的基础上,采用“组件–单体–阵列–系统”的模型层级特征,并从建模方法、模型维度等方面对突出特性的PEMEC模型展开综述,分析了机理建模、半经验建模、经验建模、数据驱动建模4种方法的优缺点及模型的适用性。基于此,提出PEMEC模型构建重点研究方向并对其未来的发展趋势进行展望。研究内容可为PEMEC模型材料更迭、结构开发、特性分析等相关建模研究提供参考价值和指导借鉴。     

基于PSC-PWM的MMC-SAPF中压配电网谐振阻尼技术

中压(medium voltage, MV)配电网中无功补偿电容器易与网侧电感形成并联谐振,放大公共耦合点(point of common coupling, PCC)电压。为了应对两电平并联型有源电力滤波器(shunt active power filter, SAPF)不适用于中压配电网场合,且只抑制谐波不能解决谐波与谐振同时存在的问题,提出了一种基于模块化多电平的并联型有源电力滤波器(modular multilevel converter based SAPF, MMC-SAPF)的谐振阻尼技术。首先分析了MMC-SAPF的工作原理,采用载波移相调制策略(phase shifted carrier PWM,PSC-PWM)以及电容电压平衡控制策略,以实现MMC-SAPF的高等效开关频率。然后分析了MV配电网的谐振机理,指出谐波抑制策略失效的原因,在此基础上,提出将MMC-SAPF控制为谐振频率处的虚拟电阻,提高系统阻尼比以治理谐振。搭建了一台60 V/2 kVA的实验样机,并构建7次谐振环境,实验结果验证了复合控制策略阻尼谐振的有效性。