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能源互联网
基于自适应混沌粒子群算法的冷-热-电联供系统调度策略
张国斌, 张佳辉, 郭瑞君, 高正平, 牛玉广
2020, 37(6): 551-558.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.1070
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摘要:
为进一步提高新能源在冷-热-电联供系统(combined cooling heating and power system,CCHP)中的供能比例,在传统CCHP的基础之上,引入新能源供能技术,构建了一种高比例新能源接入的冷-热-电联供系统(high proportion of new energy access combined cooling heating and power system,HPNE-CCHP)。为了使系统运行更加经济,以HPNE-CCHP系统的总运行成本为目标函数,搭建了混合整数经济调度模型,提出一种自适应混沌粒子群算法(adaptive chaotic particle swarm optimization,ACPSO)对模型进行求解。以中国北方某楼宇为例,构建了HPNE-CCHP系统,将所提模型及求解算法应用于该建筑的典型日的实际算例中,并与不含太阳能供热的CCHP系统进行了对比。仿真结果表明,该模型可以有效对系统进行调度,提高新能源的利用效率,使系统以更加经济的方式运行。
基于随机森林算法的架空输电线路状态评价方法
谢桦, 陈俊星, 郭志星, 张沛
2020, 37(6): 559-565.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.1065
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF全文 713KB](0)
摘要:
对电网中架空输电线路进行准确的状态评价可以有效降低故障率,提高系统的供电性能。该文提出一种基于随机森林算法的架空输电线路状态评价方法。首先,通过对架空输电线路状态的影响因素分析,以线路8个单元选取的状态量和特殊情况状态量构建了包含79个状态量的架空输电线路状态量体系。其次,基于随机森林算法,构建了架空输电线路状态评价的多棵子决策树组合分类模型。然后,通过优化决策树数目和随机特征变量,提高随机森林算法分类性能和计算效率。最后,以某市110 kV电压等级架空输电线路实际数据进行实例分析。结果表明,采用该方法可实现架空输电线路状态的准确评价,从而为区域电网的运行调控提供决策支持。
计及供热区域热惯性的多微网调度策略
朱晓荣, 谢婉莹
2020, 37(6): 566-574.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.1125
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF全文 797KB](0)
摘要:
冷热电联供(combined cooling heating and power,CCHP)型微网可实现能量的梯级利用,提高能源利用率。建筑物的热惯性以及微网间的功率交互会对多微网系统的经济调度产生重要影响。针对含冷热电联供系统的多微网,首先建立了考虑供热区域热惯性及微网间功率交互的多微网经济调度模型。该模型以多微网系统经济性最优为目标,考虑了微网间的功率交互,并增加了散热器散热量作为控制变量,将传统热负荷平衡约束转化为室内温度满足人体舒适度要求。之后通过算例分析比较了不同运行方式下,微网中微源的运行情况和多微网系统的经济性。结果表明,综合考虑供热区域热惯性以及相邻微网间功率交互会改变微网中各微源的出力,提高多微网系统的经济性。
大功率电力电子设备关键技术
基于改进时域法的多端MMC-HVDC故障电流计算
冯智博, 辛业春, 李国庆
2020, 37(6): 575-583.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.1044
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF全文 1320KB](0)
摘要:
为解决基于模块化多电平换流器 (modular multilevel converter,MMC) 的柔性直流输电 (high voltage direct current,HVDC) 故障电流解析计算精度不足的问题,提出一种计及远端站影响的多端MMC-HVDC故障电流改进时域求解法。首先,在分析故障后子模块电容放电路径的基础上,推导换流站等效电容值等系统参数,建立MMC-HVDC系统故障后网络等效模型。其次,将直流电网各换流站解耦,以故障后各支路电流近似解为初值,逐次修正计及远端站影响的多端MMC-HVDC线路等效电阻及等效电感,得到多端MMC-HVDC系统中各支路的故障电流值。最后,基于RT-LAB仿真平台搭建四端柔性直流电网模型,对故障电流计算值与详细电磁暂态仿真结果进行对比。结果表明,所提故障电流求解方法能够准确、有效地计算出多端MMC-HVDC短路故障后各支路电流值,最大误差小于5%。
电动汽车关键技术
电池交换站与微电网基于影子价格的协调优化
汪洋, 陈凤云, 赖科星, 李正明, 胡春花
2020, 37(6): 584-590.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.0269
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摘要:
电池交换站(battery swap station,BSS)的发展可有效缓解电动汽车行驶里程有限、充电时间长所带来的问题。首先提出微电网、BSS 2个独立非合作实体管理系统日前经济运行的新型优化模型;然后设计一个以市场为基础的机制,使2个系统能够有效地协调,该协调机制只需要在2个实体之间交换单个影子价格和充放电功率请求;最后采用CPLEX软件与改进的风驱动优化算法,得到微电网和BSS的充放电功率和影子价格,对所提出的模型进行求解。通过数值算例验证该方法的有效性和可扩展性,并由改进的IEEE 33总线系统算例验证了所提优化模型的合理性和有效性。
电力装备制造技术
支持向量机优化的线性插值法在变压器油温预处理中的应用
谭风雷, 张兆君, 吴兴泉, 武广斌, 马宏忠
2020, 37(6): 591-597.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.1112
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摘要:
变压器油温的预处理方法直接影响到油温的预测精度,进而影响变压器内部热状态的评估。基于支持向量机(support vector machine,SVM)和线性插值原理提出一种SVM优化的线性插值法,提高变压器油温预处理的准确性。首先利用SVM对变压器油温数据进行总体判别,确定数据异常点的大致范围;然后建立基于加权优化的线性插值法计算模型并设定判别变压器油温数据异常点的阈值;之后,给出变压器油温数据异常点位置及数量精确判别式; 最后基于相关性加权原理和钟形函数,对变压器油温数据进行了平滑处理。算例结果验证了该方法的有效性与可行性。
具备潮流控制功能的多端口混合式直流断路器
史雪亚, 王鹤, 边竞, 关佳欣
2020, 37(6): 598-604.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.0430
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摘要:
针对多端柔性直流电网的故障保护和潮流控制问题,该文提出一种具备潮流控制功能的多端口混合式直流断路器,由通流支路、主断路器支路两部分构成。当系统正常稳态运行时,该断路器具有潮流控制功能,可用于调节支路潮流;系统发生故障后,相当于混合式直流断路器,用于切断故障电流。建立了具备潮流控制功能的多端口混合式直流断路器拓扑,阐述了稳态和暂态运行机理,并进行经济性分析。最后,在PSCAD仿真平台搭建了四端直流输电系统,验证了所提拓扑在潮流控制和故障切除方面具有良好的性能。
智能电网
考虑功率交互与需求响应的多微网经济调度
刘洋, 艾欣, 胡鹏, 潘玺安
2020, 37(6): 605-612.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.0569
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摘要:
面对清洁能源机制的推进与冷热电联供系统的不断发展,提出了一种考虑需求侧响应与多微网间功率交互的经济调度模型。同时综合考虑了燃气费用、风电与光伏发电的运维成本、蓄电池的运行成本、微电网与大电网功率交互产生的购电成本与售电收益。最后,针对典型调度日进行多微网经济调度模型的求解及算例分析,结果表明,该模型可明显提高多种新能源的发电消纳量。
计及风功率波动的交直流系统区间最优潮流计算及直流潮流控制器的配置
关佳欣, 边竞, 李国庆, 王鹤
2020, 37(6): 613-621.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.1072
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摘要:
为描述风功率波动等电力系统运行参数的不确定性对系统的影响,掌握系统的区间潮流分布,提出一种基于区间和仿射算术的含直流潮流控制器(DC power flow controller,DCPFC)的交直流混合系统区间最优潮流计算方法。首先,合理利用区间和仿射算术建立区间潮流模型,采用静态安全指标(static security performance index,VSSPI)灵敏度计算方法确定了DCPFC在直流电网中的最佳配置位置,进而建立了含DCPFC的区间潮流优化数学模型,将系统的新能源发电出力等不确定量表达为区间变量,兼顾系统的网络损耗和静态安全性,运用基于精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行模型求解,得到在空间中均匀分布的Pareto最优解集。最后,利用MATLAB仿真算例验证了该方法在计及风功率波动的同时,能够使系统的网络损耗和静态安全指标趋于最优。
考虑杠杆坏数据的参数辨识和快速修正方法
吴泓辰, 罗萍萍, 黄星宇, 陈雄欣
2020, 37(6): 622-628.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.1032
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摘要:
当存在杠杆坏数据时,现有的参数估计方法精度低、计算复杂,因此,该文提出一种基于拉格朗日乘子法的电网参数辨识和快速修正新方法。首先,建立了基于指数型目标函数的抗差状态估计模型,根据量测的误差大小而自动改变其权重,从而克服大部分坏数据,特别是杠杆坏数据对参数辨识精度的影响;进而基于拉格朗日乘子法确定可疑参数,再基于可疑参数在多个断面下的乘子值计算其用于误差修正的平均乘子值,实现参数误差的快速修正,并减少了计算量。通过3节点简单网络及IEEE 39系统的算例仿真,对比存在杠杆坏数据情况下该方法与传统方法的参数估计精度和计算时间,验证了所提方法的有效性和正确性。
新能源电力系统
基于分时长短期记忆神经网络的光伏发电超短期功率预测
田剑刚, 张沛, 彭春华, 时珉, 王铁强, 尹瑞, 王一峰
2020, 37(6): 629-637.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.1026
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF全文 1014KB](0)
摘要:
准确预测光伏发电功率对电力系统运行调度至关重要。提出一种基于Spearman相关系数和分时长短期记忆网络的光伏发电功率预测方法。首先利用Spearman相关系数分析每个时刻下影响光伏发电功率的因素,选取相关度高的影响因素作为长短期记忆网络模型的输入变量;然后,对每个时刻建立一个基于长短期记忆网络的预测模型,实现分时光伏发电功率的预测。最后,利用实际光伏发电站的历史发电功率和数值天气预报数据进行案例分析。结果表明,所提方法比单一长短期记忆网络预测模型具有更高的预测精度。
政府补贴对于生物质直燃发电供应链的影响研究
魏咏梅, 罗珍珍, 徐婕琼, 梁超月, 檀勤良
2020, 37(6): 638-645.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.0652
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摘要:
生物质直燃发电在电力扶贫和电力低碳过程中发挥重要作用,制定合理的政策补贴方式是生物质发电产业良好发展的关键因素。考虑季节影响因素,以电厂利润最大化为目标确定生物质燃料的最优收购数量、收购价格和掺烧比例。在此基础上,利用系统动力学方法动态模拟了生物质供应链运行过程,分析了统一费率补贴、线性增长补贴以及先增后减补贴方式对生物质供应链的影响。算例分析结果表明,政府采用线性增长补贴方式更有利于提高农户燃料供应意愿,促进生物质供应链的运作,其中对农户补贴的效果优于对生物质发电厂补贴,对农户线性增长补贴能够显著提高生物质的有效利用,提升生物质发电供应链的可持续发展。
储能
平抑风电波动的混合储能系统自适应控制策略
李志强, 李赛, 王凡凯
2020, 37(6): 646-653.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.0949
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摘要:
针对由全钒液流电池、磷酸铁锂电池及超级电容 3种储能介质组成的混合储能系统,提出一种针对不同储能介质特性进行混合储能系统自适应功率分配及调节优化的风电功率波动平抑控制策略。通过二阶低通滤波算法进行针对不同储能介质特性的自适应功率分配及调节,同时考虑系统后续运行需求,进行基于SOC反馈的分段功率控制优化调整,使储能系统工作在正常区间的同时为后续运行时段提供一定的充放电空间,最后经过储能系统极限约束修正,实现对风电场输出功率波动的有效平抑。通过在储能型风电场项目中的应用实验,验证了此控制策略的有效性。
虚拟电厂
基于虚拟发电厂理论的双侧调峰多目标协调优化调度
曾雪婷
2020, 37(6): 654-663.   doi: 10.19725/j.cnki.1007-2322.2019.0826
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摘要:
随着大规模新能源并网以及需求侧多样化的灵活性资源接入,电力系统的安全稳定运行正经受着源与荷双重不确定性的考验。为实现广域能源的优化调度,需要对新能源与灵活性资源进行协调控制。基于虚拟发电厂理论,将储能系统、电动汽车、柔性负荷以及分布式新能源等需求侧灵活性资源通过虚拟发电厂方式整合后,同电源侧资源一同接受电网的调度,建立了基于系统调峰指数、电网运行成本以及用户补偿成本的电源侧与需求侧协同调峰的多目标优化模型。该模型能够充分发挥电源侧和需求侧的调峰能力,实现新能源的可靠消纳。仿真分析结果验证了该模型的有效性。

现代电力(1984年创刊)

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