考虑需求不确定性的高比例新能源电力系统灵活性优化

灵活爬坡服务FRP(flexible ramping product)参与市场是高比例新能源电力系统应对灵活调节能力不足的关键。基于非参数核密度估计理论提出了FR需求量不确定性区间动态生成方法,并针对发电侧资源在FR需求量最恶劣场景下灵活调节能力不足的问题构建了一种火电机组、储能参与的两阶段优化模型。日前阶段以购电成本最小为目标,通过求解模型得出系统在各时段所拥有的灵活调节能力。实时阶段以考虑FRP服务后的系统总运营成本最小为目标,解决系统在最恶劣FR需求场景下灵活调节能力不足的问题,并求出经济性最优的优化方案。结果表明,所提模型有利于提高风电的消纳能力,并降低系统的运行成本。     

一种变工况下风电机组行星齿轮箱的故障诊断方法

针对现有的大多数深度迁移学习方法只能在目标转速下工作,而且在模型的训练中总是需要目标域样本的问题,研究风电机组行星齿轮箱在变工况下的故障诊断方法,设计了应用于变工况下行星齿轮箱故障诊断的深度残差半监督域泛化网络,将诊断模型推广到未知转速的故障诊断任务中。首先对振动信号进行Fast Kurtogram时频变换,生成图像并构造样本集;其次模拟实际情况,以含标签源域样本集和无标签源域样本集为输入,使用深度残差网络提取深层故障特征,并引入对抗博弈机制和基于伪标签的半监督学习方法对网络进行训练;最后根据训练后的网络搭建了域泛化故障诊断模型,利用行星齿轮箱故障诊断实验进行评估。实验结果表明,所设计的网络可以有效利用定速样本实现对未知转速样本和变速样本的故障识别,对目标域的平均识别率达到95.24%。     

基于天气相似聚类与QRNN的短期光伏功率区间概率预测

为减少光伏发电的不确定性对电力系统造成的影响,描绘更为准确、清晰的光伏出力区间,提出一种基于天气相似聚类与分位数回归神经网络(QRNN)单调模型的短期光伏功率区间概率预测模型。首先,QRNN单调模型在预测过程中引入单调性,保证单调的分位数结果,并采用Huber范数近似替代原损失函数,弥补了传统区间预测分位数交叉及损失函数不可微的缺陷。其次,基于气象信息的数据特征,采用动态自组织映射聚类算法,通过神经元竞争与更新确定神经元邻域权重结构,并根据其邻域权重大小将天气聚类为晴天、多云天与阴天,得到相似天气下的数据集。然后,在不同天气条件下对影响光伏出力的因素进行相关性分析,得到不同天气下的天气影响特征,并作为输入因子输入神经网络中。最后,以澳大利亚沙漠知识太阳能中心实际数据集为例进行区间预测,并采用核密度估计给出概率预测结果,验证了所提方法的可靠性。     

旋转式无线充电系统偏移特性研究

无线电能传输(WPT)技术因其采用非物理接触的方式传输电能,有效地解决了传统水下传能过程中漏水、漏电等问题,在水下用电设备中具有较好的应用前景.为此设计一种配有旋转式松耦合变压器(LCT)的笼状对接装置以实现水下无线传能,该装置可有效避免自动水下航行器(AUV)的径向偏移.鉴于互感为影响无线电能传输性能的重要参数,该文针对LCT的互感求解问题展开研究,运用毕奥萨伐尔定律建立该结构的互感计算模型.并以此为基础,从互感、耦合系数、输出功率、效率及副边长度等多维度参数分析轴向偏移对旋转LCT的影响,仿真结果表明,旋转式LCT的轴向抗偏移能力较强.最后,设计并开发了一套LCL_S型补偿结构的无线电能传输系统装置,实验结果验证了理论与仿真分析的正确性,具有一定的工程应用价值.     

闪变仿真法在电弧炉供电系统中的应用

为了仿真评估电弧炉引起的闪变严重度,对闪变仿真法及其在电弧炉供电系统中的应用进行了研究。先基于IEC闪变测量原理设计出闪变仪中各环节的传递函数和具体参数,再在SIMULINK环境下建立闪变仪模型并利用MATLAB语言编写专门的计算短时间闪变值Pst程序,根据IEC推荐的检验标准验证闪变仪模型的正确性和有效性,最后结合交流电弧炉随机模型,对电弧炉引起的闪变严重度进行仿真研究。研究表明运用仿真法评估电弧炉引起的闪变严重度是一种行之有效的方法。     

实时电价条件下基于用户引导的电动汽车-充电桩匹配策略

随着电动汽车数量的快速增长,充放电需求也日益增加,但基础设施的增长速度却较为缓慢,车多桩少的现状带来了充电桩分配不合理的问题。据此,结合市场实时需求提出一种基于用户引导的电动汽车-充电桩匹配策略。首先,从聚合商的角度建立分配函数并给出可用充电桩的信息;其次,从用户的角度建立择优函数确定可选充电桩的范围;最后,在实时电价的条件下,通过更新补贴费用引导用户在待选范围内选择合适的充电桩充放电并有效参与市场平衡。仿真结果表明,在满足市场要求的前提下,该策略更好地兼顾了用户与聚合商的双向意愿,为充电桩的合理分配提供决策依据。     

虚拟电厂接入配电网的电力系统调度灵活性研究

由于虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)中存在波动电源,使得火电机组更加频繁地调节,甚至启停,需要系统具有更强的备用来匹配,为电力系统调度灵活性带来了极大挑战。为了研究VPP接入配电网的调度灵活性问题,分别建立火电、储能系统(Energy Storage System,ESS)的灵活性数学模型,针对VPP的弃风和甩负荷风险,建立VPP接入配电网的经济调度模型,提出了系统综合调度灵活性指标,用以反应系统中灵活性资源间的互补性。基于6节点系统研究加入ESS和不同置信区间下的风力发电对系统灵活性的影响,探讨系统调度过程中经济性和灵活性的平衡关系,对所提指标进行量化分析,验证所提指标的有效性。     

基于自适应EEMD和分层分形维数的风电机组行星齿轮箱故障检测

针对传统平均经验模态分解(EEMD)中添加白噪声参数需依据人工经验设定的缺陷,在研究引起模态混叠原因的基础上提出一种自适应EEMD方法。该方法可以根据信号本身特性,自适应设定白噪声标准差以达到最优分解效果。首先使用奇异值差分谱法对信号进行分解、重构,然后利用提取得到的高频冲击分量和噪声分量的复合分量对所需添加白噪声标准差大小进行自适应整定,最后通过自适应EEMD将信号分解为一系列本征模态函数(IMF)。分形维数对信号特征评价性能良好,所以用分形维数来识别不同类型振动信号是十分有效的。本文提出分层分形维数方法,可提高信号识别、分类效率和准确度。使用该复合方法处理仿真信号、风电机组传动系统实验平台信号均取得良好效果,证明了本文所提方法的有效性。     

考虑可削减负荷参与的含风光储微网经济优化调度

现有的微网经济运行大都以分布式电源及储能单元为可控变量进行优化调度,对微网负荷资源的管理关注较少。首先提出了微网中可削减负荷补偿代价模型,其次以微网运行一天综合经济成本最低为目标建立了可削减负荷、分布式电源、燃料电池联合优化调度的四种模式。以一典型微网系统为例,在Matlab环境下编写了优化算法程序,针对四种模式建立了能量优化调度策略,分析了四种模式下微网优化运行结果。仿真结果表明,微网与主网间的能量双向交互能明显降低微网的运行成本,可削减负荷的参与能够有效提高微网运行的经济性。此外,优化模型为微网中联合优化调度进一步发展提供参考依据。     

基于多主体主从博弈的负荷聚合商经济优化模型

在未来电力市场环境下,针对具有不同利益诉求的主体实现经济优化调度问题,基于电价型需求响应与主从博弈,提出了以负荷聚合商经济效益最大、电动汽车与空调各自用电成本最低、分布式电源运营商经济效益最大为目标的经济优化模型。通过优化负荷聚合商发布的电价信息、调整电动汽车与空调各自用电策略以及改变分布式电源运营商售电策略实现纳什均衡。利用仿真验证了所提模型在优化各主体经济性的同时能有效降低负荷峰谷差,提高新能源利用率。