电气工程专题教学中对创造性思维的培育

目前国内的"电力系统分析"课程教材往往关注单个问题的分析和说明,而忽略整体内容之间的共性的分析,缺乏对学生发现问题和解决问题能力的培养。本文基于电气工程专题的教学,通过对几种坐标变换的特点及其应用注意事项的介绍,启发学生寻找元件数学模型和系统分析方法之间的联系,增强创造性思维的培养。     

含分布式电源的配电网节点电价计算方法北大核心CSCD

节点电价作为重要的价格信号,对量化分布式电源的贡献和指导配电网的规划建设有着重要作用。以光伏为例,从分布式电源提高供电可靠性的角度出发,基于长期增量成本法提出了计及分布式电源的配电网节点电价计算方法。该方法以初始节点电价作为孤岛划分原则,并根据具体用户类型,采用序贯蒙特卡洛模拟法对负荷点可靠性指标和单位停电损失进行同步求解。针对经济寿命超过物理寿命的情况,对元件投资时间进行了修正,保证投资成本的有效回收。通过RBTS-BUS6系统算例分析表明,所得节点电价能够反映节点供电可靠性水平以及用户类型,基于节点电价的孤岛划分原则更能发挥分布式电源的作用,减少节点电价的同时平衡区域电网发展。     

基于马尔可夫模型的光伏出力聚类与模拟

恰当地处理光伏数据并建立合理的出力模型是含光伏发电系统运行与规划的基础。该文基于马尔可夫模型和谱聚类算法,综合考虑光伏出力的天气特性、日特性、季节特性,提出了一种光伏出力聚类和模拟方法。首先,从光伏出力中提取幅值、基准出力和波动出力,基于马尔可夫模型针对波动出力进行聚类分析,并利用Alpha值、Silhouette指数、贝叶斯准则确定最佳聚类数;然后,整合聚类结果并搭建基于月内天气状态和日内出力状态的双层马尔可夫模型;最后,利用双层抽样得到中长期光伏模拟时序出力。与传统K-means算法相比,基于马尔可夫模型的谱聚类算法能够更好地解决光伏出力数据可能出现的数据丢失与误测问题,并具有更好的天气区分性。与马尔可夫蒙特卡洛模拟相比,该文所提光伏出力模型能够更好地保持光伏出力的天气特性、时序特性和概率特性,并具有更高的精度。算例分析验证了该文所提模型的有效性。     

面向多用户的多时间尺度电力套餐与家庭能量优化策略

在智能互联网环境下,居民用户参与需求响应时的不确定因素对家庭能量管理调度策略的实施效果存在较大影响。为此,提出了一种计及用户响应不确定性的多时间尺度可变电价套餐和用电策略。首先,明确多时段可变电力套餐的定义,基于价格型和激励型响应不确定性机理构建电力套餐的模型,并建立完成聚类后的多用户与电网的模型。其次,通过求解基于多用户和电网的非合作和合作博弈模型,获得最优的电价方案和日前优化计划。然后,根据需求响应信息和用户用电安排建立日内滚动优化模型,获得局部动态分时电价和日内调度计划。最后,根据用户实际响应偏差建立实时调整模型,获得动态激励和实时用电计划。以多家庭用户调度组为例进行仿真分析,通过比较不同模型优化结果,验证了考虑用户响应不确定性的电力套餐及多时间尺度协调优化的有效性。     

电动汽车接入微网研究

电动汽车的大规模接入会对电网的运行稳定性造成影响。电动汽车不直接接入电网,而是通过微网接入电网,这种接入方式可使电动汽车更好地为大电网及微网提供服务。讨论了电动汽车接入微网的目的,列举了电动汽车接入微网的研究现状,并提出了电动汽车接入微网所需解决的关键问题。     

高温钼丝碳化炉温度检测及控制系统研制

通过对几种测温元件的分析和比较 ,选定钨铼 5 2 6型热电偶作为高温钼丝碳化炉的温度检测元件 ,对偶丝的技术要求、焊接、检定都作了详细的阐述 ,并对整支热电偶的制作和装配过程作了详细的介绍。对以钼丝为发热体的变压器类负荷的温度控制 ,提出了采用晶闸管调压器调节变压器初级电压 ,与钨铼热电偶及温度调节器配合 ,组成一个温度闭环控制回路的方案 ,分析了该方案在技术上的几个难题 ,并提出了相应的解决措施 ,针对这些措施 ,进行了晶闸管调压器和温度调节器的选型。对选定的晶闸管调压器、温度调节器和热电偶进行了试用性研究 ,结果表明 ,这套系统在炉温检测及其控制方面 ,完全可以达到进口钼丝炉的控制性能和指标 ,且性能价格比要优于进口设备 ,为国内研制高温钼丝炉奠定了良好的基础     

考虑暂态稳定约束的可用传输能力计算

提出了一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力（ATC）的计算方法。建立了在传统的静态ATC模型中加入暂态稳定约束的有效方法，并在此基础上给出了动态ATC问题的优化计算模型。同时提出了求解动态ATC问题的内点非线性规划算法。该算法不仅具有强大的处理等式约束和不等式约束的能力，而且具有良好的收敛性，能够有效求解动态ATC问题。所提出的模型与算法已在若干系统得到了验证，文中以IEEJWEST10和IEEJWEST30系统的计算结果为例说明了该方法的有效性。     

可变速抽水蓄能机组交流励磁系统自抗扰控制

研究了基于自抗扰技术的可变速抽水蓄能机组交流励磁控制系统。文中考虑逆变器对输出电压的影响,建立了变速机组的数学模型,以此为基础设计了二阶自抗扰控制器,并提出了基于自抗扰技术的交流励磁控制系统。文中通过仿真对所提励磁系统的可行性以及控制性能进行了定量的分析,结果表明,该励磁系统能够很好地控制可变速机组的发电以及抽水两种工况,且较传统比例—积分(PI)控制器具有更好的动态性能以及鲁棒性。     

基于蒙特卡洛模拟的电池储能系统容量优化配置

电池储能系统(BESS)可使风电场具备一定的发电计划跟踪能力,有必要研究风电场中的BESS容量优化问题。根据BESS技术特性与风功率波动特性制定发电计划,BESS分两部分运行,分别处于充、放电状态,交替平抑风功率与发电计划间的正、负偏差。一旦任一部分BESS到达满充或满放状态,则同时切换两部分BESS的工作状态。采用蒙特卡洛模拟技术对风-储混合电站一年内的运行状况进行模拟,并计算发电计划跟踪概率与BESS运行利润。在确保风-储混合电站按期望置信度跟踪发电计划的基础上,依据利润最大化的原则对BESS容量进行优化。基于某风电场历史数据的仿真实验证明了所提模型及算法的有效性。     

含光伏电站发电系统可靠性评估方法研究

近年来光伏发电并网容量不断增加,如何准确评估其对发电系统可靠性的影响具有现实意义。综合考虑光伏出力具有的昼夜日周期性和季节时序特性,提出了一种基于最优分段和多维聚类算法的光伏出力建模方法。首先根据光伏每天有效出力时间长短为原则,采用Fisher最优分段算法,对其年时序出力进行最优分段;然后利用模糊c均值聚类技术对每一时间段逐一进行聚类分析。使得光伏出力的建模更细化,能较好地保留了其局部特性。以IEEE-RTS测试系统为例,针对宁夏某光伏电站实测出力数据,采用该方法将年评估时间尺度智能划分为5个时间段,并在各时间段上量化分析不同光伏容量对发电系统可靠性的影响。计算结果证明了该方法的有效性,对光伏电站的并网容量规划具有重要指导意义。