基于均衡KNN算法的电力负荷短期并行预测

为提高电力负荷预测精度,应对海量、高维数据带来的单机计算资源不足的问题,提出一种基于均衡KNN算法的短期电力负荷并行预测方法。针对电力负荷数据特征,采用K均值聚类算法进行电力负荷场景划分;为提高场景划分精度,采用反熵权法量化负荷特征的权重系数;针对不均衡的负荷场景,提出均衡KNN算法对待预测负荷进行精确的场景归类;采用BP神经网络算法对海量历史数据进行负荷预测模型的分场景训练与预测;采用ApacheSpark架构对提出的模型进行并行化编程,提高其处理海量、高维数据的能力。选取某小区居民用电数据进行算例分析,在30节点云计算集群上进行测试验证,结果表明基于该模型的负荷预测精度与执行时间均优于传统预测算法,且提出的算法具有优异的并行性能。     

电网谐波状态估计中的可观性分析

谐波状态估计的一个难点,在于量测数目通常小于状态量数目,导致量测—状态方程欠定,系统不完全可观。针对该问题,进行了3个方面的研究:首先,结合数学分析和实际电网分析,从减少状态量的角度,实现方程由欠定变为恰定或超定,在保证系统状态完全可观的前提下,大大减少量测设备的数目;其次,将奇异值分解法(SVD)应用在系统可观部分的判断和计算中;然后,针对可观性分析中传统代数方法不足,结合矩阵条件数,提出一种实用的线性无关排序法,并将该方法用于指导不可观系统量测设备的调整和添加,实现系统良好的可观性。最后以菏泽—仿山220kV—110kV—35kV配电系统为例,对SVD和线性无关排序法进行说明,验证了方法的可行性。     

基于切换系统理论的有源电力滤波器交流侧电感值设计

交流侧电感的取值对有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)的补偿效果有重大影响。针对传统设计方法得到交流侧电感取值范围误差较大的问题,利用非线性动力学理论,阐述了一种全新的APF交流侧电感值设计方法。首先建立APF切换系统的精确离散模型。因为APF的强非线性,很难利用该模型得到相应的解析解,因此使用时域分析法迭代计算交流侧电感不同取值时APF补偿电流的数值解;然后通过该数值解分析不同电感值对系统动态特性的影响。在此基础上,根据已知的跟踪指标得到了交流侧电感的合理取值范围。使该取值     

与有载调压器配合的静止无功补偿新策略

提出了SVC控制的一种新策略,包括两阶段的斜率控制和两种电压控制,分别是稳态电压控制和浮动电压控制。实行这两种控制的目的是通过与有载调压器的配合,在稳态情况下,减少SVC的无功功率输出,从上级网络获得无功进行补偿。当电压偏离稳态电压时,SVC使用无功备用进行迅速反应,以保证电压稳定。当电压波动达到一个新的稳定工作点时,浮动电压控制通过改变SVC输出,使其返回到稳定电压运行区域,从而达到了稳定电压和保证电能质量的目的。     

基于随机古诺博弈的需求响应聚合商与多主体风电商联合投标分布式优化策略EI北大核心CSCD

针对日前和实时电力交易市场中风电商投标运营问题,提出基于随机古诺博弈的需求响应(demandresponse,DR)聚合商与多主体风电商联合参与市场投标策略,以降低风电出力随机性对投标的扰动影响,满足市场参与者的多主体利益需求。首先,基于经典古诺博弈理论同时描述多主体风电商面向电力市场和面向DR市场的竞价机制,形成了联合投标价格及正、负DR资源价格。其次,基于条件风险价值(conditional value-at-risk,CVaR)方法建立计及风险量化的多主体风电商与DR资源联合投标权衡分布式优化模型,以协调各风电商的利润和风险管控。采用一致性交替方向乘子法对模型进行分布式求解并给出均衡解理论证明。最后,对比DR资源实时补偿方式和风电商与DR聚合商组成联营体方式,验证了所提策略在风电商投标稳定性及均衡多主体利益等方面的有效性与合理性。     

基于CIM设计的电力系统状态估计模型

CIM提供了能量管理系统信息在物理层面的逻辑视图。在对CIM进行扩展的基础上,提出了最小二乘法状态估计的软件模型。提供了三种类型的接口来实现数据的输入和输出功能。根据网络元件的互联关系和开关状态建立了拓扑模型。对面向对象的状态估计模型进行分析,扩展出建立模型所需要的类及其属性。最后给出了一个实例,将根据模型所设计的状态估计软件应用到枣庄地区郭里集电网中。得到的运行结果证明,所设计的最小二乘状态估计CIM模型完全能够满足实际的需要。     

考虑多分区无功电压优化的多Agent系统

针对电网分区管理的特点,采用以管理分区为计算单元的新的三级组织结构,将管理分区与优化分区有机结合起来,构建了多Agent系统。采用分解协调模型和辅助问题原理作为多Agent系统的算法,各分区并行计算,通过数据驱动的模型进行多Agent间的协商、协调,完成全网优化计算。文中以枣庄地区电网为例,建立了该系统的优化运行机制以及对现有多分区系统进行无功优化的方法。实际应用表明,该系统比不考虑多分区的优化方案加快了优化速度,降低了网损,提高了电压水平,为多Agent系统在大型电网无功电压优化中的应用提供了更加实用化的解决方案。     

基于电流电压内在关系的SAPF的SVPWM控制 算法的研究及稳定性分析

为了提高并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)的电流跟踪性能,提出一种基于SVPWM的并联型有源电力滤波器的电流跟踪控制算法。由于SAPF参考指令是电流值,而SVPWM参考指令是电压值,因此根据电流电压内在关系将SVPWM控制算法与SAPF的参考指令电流相结合,通过改变SVPWM调制方式减少功率器件的开关次数,从而降低功率器件的开关损耗,提高控制性能。并且通过构造Lyapunov函数,对SVPWM控制的SAPF的稳定性进行了分析。仿真和实验结果证明该算法简单,可以很好地跟踪指令电流,能实现对SAPF的实时控制,并且具有非常好的谐波补偿效果。SAPF在负载扰动下的补偿效果证明了关于SVPWM控制的SAPF的稳定性分析的正确性。     

一种确定电力系统最优安全运行点的新方法

针对当前电力系统运行点趋于稳定边缘的现象,提出了一种确定电力系统最优安全运行点的新方法.文中考虑电压安全裕度的改进的多目标最优潮流模型在确保系统运行于理想负荷裕度的同时优化系统的综合运行成本.该方法采用连续潮流法与传统最优潮流模型确定多目标最优潮流模型的初始权重系数,然后用预测-校正原对偶内点法求解改进模型.仿真结果表明,文中提出的改进模型与基于目标规划的多目标最优潮流模型相比,不仅能有效确定系统的最优安全运行点,而且在系统运行偏离理想负荷裕度时具有二次惩罚策略,其优化目标将最终迫使系统运行点向理想负荷点靠近.     

分布式电压无功优化控制系统的设计与应用

分布式电压无功优化控制系统采用Extended Ward对控制系统以外的电网进行等值，以网损最小为目标函数，对控制系统进行无功优化计算，实现了配电系统区域网电压无功优化的实时在线控制和监测功能，使区域网的电压无功控制达到最优，改善了用户电压质量，降低了线路损耗。同时，还具有电压合格率、供电可靠性统计及线损指标分析、谐波分析、运行监控等功能。该系统在山东省济宁电业局经1年多试运行，效果良好。