基于集成深度置信网络的精细化电力系统暂态稳定评估

为了进一步提高电力系统暂态稳定的预测精度及给出更精细化的评估结果,将深度学习与电力系统暂态稳定相结合,根据故障切除后发电机功角"轨迹簇"特征,提出一种基于集成不同结构的深度置信网络(DBN)的精细化电力系统暂态稳定评估模型。该模型的基分类器DBN能够有效地利用深层架构所具有的特征提取能力,充分挖掘出输入特征与暂态稳定评估结果之间的非线性映射关系。在新英格兰10机39节点系统上的实验结果表明,该方法不仅优于浅层学习框架,也比部分深度学习模型的性能更加优越。除此之外,该集成DBN算法不仅有较高的预测精度,而且可以有效地评估系统的稳定裕度和不稳定程度等级;在部分同步相量测量装置信息缺失以及含有噪声时,表现出较强的鲁棒性。     

信息物理环境下基于电力电子变压器的跨台区光伏消纳策略

高比例光伏接入低压配电网易导致潮流反转和电压越限问题。在基于电力电子变压器(PET)互联的交直流配电网中,通过PET之间的功率互济实现光伏消纳,可有效降低潮流反转和电压越限的概率,如何协调交互功率是关键问题。配电网信息物理系统(CPS)集中控制可实现优化分配,但大规模配电网中难以保证通信质量。为此,提出了一种基于改进下垂特性的双模式自适应控制(DBAC)方法,以直流母线电压为全局变量,以各台区PET的端口状态为局部变量,通过引入传输因子,实现PET端口在发送或接收功率模式之间的平滑切换;通过引入不平衡因子,实现光伏功率在接收台区之间按需分配;无需跨台区通信和集中控制,即可实现跨台区PET之间的功率互济。为了验证所提策略的正确性和有效性,构建了由先进配电网小步长仿真机、OPNET和配电主站组成的配电网CPS仿真平台,建立了基于PET的交直流配电网信息物理模型。仿真算例的结果验证了所提DBAC方法可实现高比例光伏跨台区消纳。     

基于随机矩阵和历史场景匹配的配电网无功优化

配电网的无功优化是保证配电网供电可靠、经济运行的一项重要工作。将大数据理论引入配电网无功优化,提出一种基于随机矩阵的无功优化方法,它不依赖于配电网的模型和参数,直接利用配电网在运行过程中产生的运行大数据以及当地的环境数据构造7种高维随机矩阵,提取57种特征指标,再应用主成分分析法对这些特征指标进行降维处理,然后匹配历史数据库中已有的场景,快速找到特征指标与当前系统最相近的场景,直接采用匹配场景的控制策略作为当前系统的无功优化控制策略,以减小有功网损和节点电压偏移。最后,在改造的IEEE-37节点配电网仿真模型上进行算例验证,其中增加了光伏/风电等分布式发电和电动汽车充电站等随机负荷模型。结果表明,方法可有效地对配电网进行无功优化,摆脱了配电网模型的限制,可快速做出控制决策。     

基于随机矩阵和支持向量机的两阶段配电网综合优化

无功优化对保障电力系统安全、经济运行具有重要的意义。提出了一种考虑重构的基于随机矩阵和支持向量机的两阶段配电网综合优化方法,先确定当前配电网的拓扑结构,再确定无功优化控制策略。通过构造高维随机矩阵,从配电网运行数据中提取统计特征作为输入,将传统无功控制策略和开关状态作为输出,利用支持向量机学习系统特征与优化运行策略之间的非线性映射关系,建立基于两阶段支持向量机组合决策的配电网综合优化模型。基于改进的IEEE-37节点主动配电网仿真模型,对比分析了传统优化方法、场景匹配方法和所提方法的优化效果。结果表明,所提方法可进一步提高优化效果,实现了无功优化与配电网重构间的协调控制,不需要配电网的模型和参数,在线决策速度快,为基于大数据的配电网优化运行提供了一条新途径。     

面向对象的仿真机开发平台的研究

本文介绍仿真机开发平台的主要内容，采用基于图形的模块化建模和“软盘台”技术，并结合并行计算机的特点，实现了面向对象的仿真机开发平台。在此平台上成功地开发了３００ＭＷ火电机组数字式培训仿真机     

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。     

含冷热电三联供的微能源网能量流计算及综合仿真

首先给出了微能源网的定义,然后基于能源集线器的概念,建立了冷热电三联供(CCHP)系统的能量流模型;并将其作为配电网与天然气网的耦合节点,推导了适用于天然气网能量流计算的有限元节点法,提出了一种电—气耦合微能源网的能量流计算方法。提出了CCHP供能率的指标。以openDSS和MATLAB为平台,对含CCHP的微能源网进行综合仿真,分别计算了以电定热和以热定电两种典型运行方式下夏季典型日的逐时能量流。计算结果表明,所提出的能量流计算和综合仿真方法可用于分析微能源网的能量流,CCHP供能率指标可以反映微能源网电—气能源的耦合程度。     

基于自由熵理论和智能场景匹配的 配电网无功优化

无功优化对保障电力系统安全、经济运行具有重要的意义。提出了一种基于自由熵理论和智能场景匹配的配电网无功优化方法。介绍了适用于配电网场景匹配和无功优化的自由熵指标的构建方法,基于自由熵指标进行智能场景匹配,从历史数据库中快速找出与待优化时刻最为接近的场景,并将其对应的控制方案作为待优化时刻的无功优化方案,以减小有功网损和节点电压偏移。最后,采用Matlab+Open DSS建立了IEEE37节点的主动配电网仿真模型,并增加了光伏/风电分布式发电和电动汽车等随机负荷模型,算例结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于非合作博弈的冷热电联供微能源网运行策略优化

提出了基于非合作博弈的冷热电联供微能源网优化的一般模型与求解方法。基于博弈论,建立了微能源网与用户的博弈模型;证明了该博弈纳什均衡的存在性,并提出了相应的求解流程;利用模糊双目标算法对用户的支付费用和不满意度进行归一化处理,在博弈模式下用户调整自身用电策略,微能源网根据用户的负荷计划调整电价,优化冷热电出力。以某小区夏季典型日负荷与冬季典型日负荷为例,对博弈模型进行求解。仿真结果表明,微能源网在所提出的博弈模式下能更好地消纳可再生能源,实现个体理性情况下的能源最优,且用户能在兼顾用能体验的前提下实现经济最优。     

考虑级联故障的电力系统脆弱性评估

电力系统的大停电事故,多由级联故障而并非单一故障引起.为此,基于支路故障组合模型,通过对母线电压和支路功率稳定裕度的计算得出相应指标,对当前系统在Ⅳ-1和N-2故障下进行风险评估,以为支路故障状态下的电力系统应对策略的制定提供参考.算例结果验证了所提指标的有效性.