我国独立董事制度的悖论与重构——由康美药业天价判罚案引发的思考

独立董事制度是公司治理的重要组成部分,但长期以来我国独立董事被戏称为“花瓶”,“不懂事”、不独立、不尽责。2021年爆出的康美药业独立董事天价判罚案,被学界称为推动独立董事制度发展的里程碑。通过对康美药业独立董事天价处罚事件的分析,本文认为天价处罚无法解决独立董事不独立、不尽责的问题。要真正解决上述问题,应建立和完善独立董事制度,建立独立董事薪酬基金,从人事任命等方面分离独立董事与大股东和管理层之间可能存在的利益关系,使独立董事真正独立于公司大股东和管理层,进而提升其履职效果,并进一步完善我国上市公司的公司治理。

专栏评述:新型电力系统

在国家大力推进清洁能源战略、“双碳”目标、新质生产力发展的重要历史阶段,聚焦电能供应侧清洁低碳化、输配电网侧数字化智能化、电能消费侧优质高效化,坚持需求导向和目标导向,面向国家战略需要,推进新型电力系统前沿基础理论和关键核心技术发展,服务国家新能源体系和新型电力系统建设,支撑国家能源安全和经济安全,具有重要科学价值和工程意义。为此,四川大学主办的《工程科学与技术》期刊,专门开辟了“新型电力系统”专栏,为国内外能源电力领域学者提供了一流交流平台。

保障极端高温事件下负荷可靠供应的楼宇综合能源规划

近年来极端高温事件频发,负荷侧用电需求激增,电源侧供应能力不足,有必要开展保障极端高温事件下商业综合体楼宇负荷可靠供应的综合能源规划研究。首先,对极端高温事件影响进行建模,并划分重要负荷可靠供应集合,同时建立电价型需求响应改变负荷曲线,在极端高温事件下,叠加激励型需求响应来进一步降低负荷水平,考虑经济因素与心理因素对其用户响应概率的影响,并对其不确定性进行描述;其次,以楼宇的规划周期内年总规划成本最优为目标,建立决策楼宇各能源设备型号及台数的楼宇极端高温事件下负荷可靠供应规划模型。利用综合范数约束普通场景、布尔变量约束极端高温场景的概率分布的分布鲁棒优化模型应对屋顶分布式光伏、光伏幕墙及负荷的不确定性。最后,通过算例表明,所提模型在保障极端事件下负荷可靠供应方面具有良好的经济性及鲁棒性。研究成果可为楼宇综合能源规划提供一定的参考。

考虑生物质能和农业柔性负荷的农业产业园区综合能源系统规划方法

农业产业园区规划是实现农业产业园区用能低碳灵活的基础,而生物质资源高值化利用和农业柔性负荷对于促进农业产业园区的合理规划十分重要。因此,该文提出了一种考虑生物质能和农业柔性负荷的农业产业园区综合能源系统(integrated energy system,IES)规划方法。首先,为实现秸秆高值化利用,引入热解气化炉生产生物质气和生物炭,并通过高厌氧发酵粪污制沼,实现生物质的充分利用。其次,引入农作物日积温作为确定种植业热负荷参与需求响应量的衡量指标,并结合农业负荷特性建立农业柔性负荷模型。然后,以园区投资运行总成本最小为优化目标,考虑设备投资约束和满足农业生长需求的农业用能约束及生物质能成本等运行约束,建立农业产业园区规划模型。随后,为减小天气概率分布不确定性对农业生产和园区供能的影响,基于历史天气数据生成盒式不确定性集合,构建农业产业园区IES分布鲁棒优化模型。最后,通过算例结果分析得出,该文所提的农业产业园区IES规划方法可以显著减少碳排放和系统总成本,并充分利用生物质资源。

虚拟电厂两阶段准线型需求响应优化及收益共享-风险共担决策方法

末端分散式资源的需求响应(demand response,DR)是支撑电力系统灵活调节的重要形式,但末端资源通常规模大且单体容量小,迫切需要虚拟电厂(virtual power plant,VPP)等市场主体进行聚合代理,从而间接参与电网公司的调节服务。聚焦于准线型需求响应这一新兴的响应模式,重点研究VPP内部分散式资源的利益-风险互动协调策略,提出面向准线型DR的VPP两阶段优化及收益共享-风险共担决策方法,构建VPP与电网、内部用户互动协调新模式。首先,在准线型激励下VPP以整体收益最大化为目标,考虑柔性负荷响应积极度与新能源准确度因子,进行日前-日内两阶段DR优化;其次,在收益共享-风险共担决策方法下,VPP与柔性负荷共享准线型激励、与新能源共担不确定性风险,并以改进的Shapley法对内部柔性负荷进行利益分配。仿真结果表明,相较于传统DR,准线型DR给出全时段响应目标,更具有优越性;共享-共担决策吸引柔性负荷参与VPP调节,促使VPP与用户双赢。

基于CNN–LSTM的风电场发电功率迁移预测方法

随着能源消耗的持续增长和全球气候问题的日趋严峻,以风能为代表的清洁能源装机容量正在稳步提升。为更好地消纳风电,需要准确的风电场发电功率预测为配套设施建设和未来规划制定提供有效依据。针对在缺少风电历史运行数据时预测精度较低的问题,提出一种基于卷积神经网络–长短期记忆神经网络(CNN–LSTM)的规划阶段风电场发电功率预测模型。首先,基于参考电站历史数据提取风速–风电功率实测数据点,采用3次样条插值进行风电功率曲线建模。然后,采用K–means聚类算法,根据风速–风电功率的特性关系划分参考风电场的区域类别。综合考虑风电功率与多维气象因素的特征关系和功率的时序特性,构建CNN–LSTM预测模型,提出基于功率曲线的预测结果修正方法。最后,基于某地风电场实际数据进行算例分析,并与使用标准功率曲线和未进行修正时的预测结果进行对比分析。结果表明:基于风速–风电功率特性的风电场聚类可以实现参考风电场的优化识别;所提模型预测结果优于传统标准功率曲线预测方法,基于功率曲线的修正方法进一步提升了预测效果。基于深度学习算法的规划阶段风电场发电功率迁移预测模型综合考虑了风力发电特性和多维环境因素,其有效性得到了验证,可以为提高规划阶段风电场发电功率的预测精度提供新思路。

计及参与成本贡献的用户侧云储能服务及其纳什议价模型

为了解决以共享经济概念为基础的云储能服务中用户与运营商之间的成本贡献及收益分配问题,提出了计及参与成本贡献的用户侧云储能服务及其纳什议价模型,对运营商独立投资的集中式云储能服务进行定价。在所述服务框架中,运营商优先对充放电需求互补的用户交换电能,再通过充放电或购售电来满足总体的净充放电需求;然后,采用Shapley值法为用户分配储能损耗贡献度,并综合考虑用户的新能源余量能量互济率及虚拟储能利用率,对分配结果改进,以进一步刻画用户服务费的差异性;最后,求解计及用户成本贡献的纳什议价模型,计算各用户的服务费。算例结果表明:所提方法减小了储能充放电损耗及总体用能成本,并提升了新能源消纳率;且改进Shapley值法的分配结果促进了用户将新能源余量上网及按需租赁虚拟储能。同时,纳什议价模型在保证用户服务费差异合理的前提下,兼顾了用户群体和运营商之间的利益诉求,促进了双方合作。

考虑阶梯碳奖惩和综合需求响应的楼宇低碳规划

近年来,商业综合体的发展趋势迅猛,楼宇建筑的能源消耗以及碳排放持续增长.在此背景下,对包含购物、餐饮、办公和住宿等多种功能的商业综合体楼宇低碳规划进行研究,建立楼宇低碳规划模型,同时考虑引入上级电网购电分时碳计量模型的阶梯碳奖惩和考虑楼宇各功能区域差异化预测平均指标(PMV)的综合需求响应(IDR).首先,引入上级网络购电分时碳计量模型,利用其评估楼宇等效碳排放,并构建阶梯碳奖惩模型衡量楼宇碳排放.同时,根据所规划商业综合体的特点构建考虑负荷时间转移和用能削减、终端用能设备替代及上级能源端用能种类转换的IDR.其次,以计及楼宇碳奖惩费用的楼宇年总规划成本最优为目标函数,考虑楼宇各功能区域差异化PMV,建立楼宇低碳规划模型来决策楼宇中各能源设备的型号及台数.然后,利用基于Kullback-Leibler散度的分布鲁棒优化方法应对接入的屋顶分布式光伏及光伏幕墙出力波动性.最后,通过算例分析引入上级电网购电分时碳计量模型的阶梯碳奖惩、考虑楼宇各功能区域差异化PMV的IDR及接入光伏出力波动性对楼宇规划的影响,验证所提规划模型可以有效减少楼宇能耗以及降低碳排放.

面向极端事件的配电网差异化韧性供电服务及其定价方法

近年来,由极端事件导致的大停电事故给用户的生产生活带来巨大挑战。为解决不同用户对配电网灾后应急供电需求的差异性问题,提出一种面向极端事件的配电网差异化韧性供电服务及其定价方法。首先,基于电网-交通网融合系统提出考虑移动储能(mobile energy storage system,MESS)规划与调度的配电网韧性提升方法。然后,基于用户差异化的灾后供电需求设计多种韧性供电等级下的服务定价菜单。最后,为将韧性供电服务的提供与用户需求相匹配,构建韧性供电服务提供与定价双层模型,上层配电网运营商(distribution system operator,DSO)提供差异化的韧性供电服务并设计定价菜单,下层用户结合服务成本与效益订购最佳的韧性供电服务等级。改进混沌模拟退火粒子群算法(chaoticsimulated annealing particle swarm optimization,CSAPSO),结合gurobi求解器迭代寻找模型的均衡解。算例分析表明,所提方法可有效权衡DSO与用户的效益,满足了用户差异化的灾后供电需求,实现双赢。

基于去噪扩散概率模型的水⁃光互补系统随机场景生成方法

随着水-光互补系统应用越来越广泛,准确地描述水-光出力的不确定性对电网的运行和规划具有重要影响。现有多源融合特性建模方法不仅存在考虑可再生能源出力时空相关性不充分的问题,而且在实际复杂应用环境下要进行先验假设,进而导致生成质量降低。基于此,文中提出了基于去噪扩散概率模型的水-光互补系统随机场景生成方法。首先,将结合欧氏距离和L2正则化的损失函数作为衡量生成噪声与原始噪声分布差异的标准,并设计适应水-光-荷随机场景生成的UNet网络结构;然后,通过对前向过程不断加噪和逆向过程不断去噪训练,捕捉水-光-荷多维变量相关性变化及波动特征,拟合其概率分布规律;最后,对多源数据协同建模,高效生成水-光互补系统随机场景。文中算例基于某地区电网实际采集数据进行测试,通过综合评估指标验证了所提方法的有效性。

基于数据驱动预测控制的有源配电网电压控制策略

高比例分布式光伏接入配电网使得系统的不确定性更加严峻,而配电网的网络拓扑与线路参数等数据很难准确获取,使得基于精确物理建模的传统配电网控制方法难以发挥作用。随着配电网量测装置的普及应用,配电网运行数据的获取愈发容易。文中提出一种基于配电网量测数据的有源配电网无模型电压控制方法。首先,基于配电网历史数据构建Hankel矩阵,建立网络节点电压与储能输出功率的关系;其次,利用局部量测数据,在考虑不确定干扰因素以及储能寿命衰减模型的同时,构建数据驱动预测控制下的配电网电压优化框架,实现控制周期内配电网电压的滚动优化;最后,通过IEEE 34节点标准算例与改进的IEEE 123节点算例仿真验证了所提方法的有效性和优越性。

基于双向循环插补网络的分布式光伏集群时序数据耦合增强方法

分布式光伏点多面广、局部渗透率高、安装环境复杂多变,真实可靠的量测数据是其性能分析、出力预测、运维调控的基础。然而,传感器故障和通信堵塞等因素会造成量测值缺失,恶化原始数据质量,进而影响配电网运行决策的准确性。传统数据修复方法只考虑单一量测值的分布特征,忽略了多维时序数据的潜在耦合关系,修复精度有限。为此,该文提出一种基于双向多阶段循环插补网络和Seq2SeqAttention的时序数据耦合增强方法,改进了循环插补网络的结构,并引入衰减机制,能利用少量未缺失数据,潜在地挖掘原始数据的整体分布规律,一次性对多个光伏场站完成高质量数据修复。实验结果表明,所提方法在高比例缺失情况下仍有良好的修复性能,可明显增强分布式光伏集群的基础数据质量,提升电网运营商对光伏集群的细粒度感知能力。

基于校准窗口集成与耦合市场特征的可解释双层日前电价预测

随着电力市场之间耦合程度不断加深,只局限于单个市场内部的传统特征集不足以支撑高精度预测的需求。而且模型预测性能对校准窗口的选择敏感,而传统电价预测仅使用一个固定时间长度的数据集,同时预测模型的“黑盒”结构导致预测结果在工程应用中可信度偏低。针对上述问题,该文提出一种考虑校准窗口集成与耦合市场特征的可解释双层日前电价预测框架。内层框架为基于改进自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition,ICEEMDAN)的择优预测,首先分解原始电价序列,然后应用Lasso估计回归(lassoestimated autoregressive,LEAR)、长期和短期时间序列网络(long-term and short-term time-series networks,LSTNet)、卷积神经网络-长短记忆神经网络(convolutionalneuralnetworks-longshort termmemory,CNN-LSTM)、移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)和核极限学习机(kernel extreme learning machines,KELM)模型预测子序列并选择最优预测算法。外层框架为基于贝叶斯模型平均(bayes modelaveraging,BMA)的校准窗口集成预测,针对每个不同校准窗口长度数据集下的预测分配权重并集成得到预测电价。最后,通过可解释方法沙普利加性解释模型(shapley additiveexplanations,SHAP)分析耦合市场特征如何影响预测电价。该文通过北欧电力市场数据集的算例分析证明了所提算法的优越性和校准窗口集成方案的有效性。

基于一维卷积和图神经网络的配电网故障区段定位方法

快速、准确地定位故障区段对配电网的安全运行至关重要。传统故障定位方法容错率低、耗费时间长,多数深度学习算法对拓扑变动的泛化性不足。基于此,提出了一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)和图神经网络(graph neural network,GNN)的配电网故障区段定位方法。该方法将配电网原始信息与GNN等深度学习算法相结合进行建模。首先利用基于注意力的时空图卷积网络从不同的时空尺度上对遥测数据进行故障特征提取,使用图注意力网络来融合多源遥信数据。然后,利用1D-CNN来调整特征输出维度以实现节点特征到故障支路的映射。最后,通过增设全连接网络来输出故障区段定位结果。依托于Matlab/Simulink平台搭建10 kV中性点不接地配电网系统进行仿真和测试。结果表明,所提方法具有优越的定位性能,能够灵活适用于各类低、中、高阻性接地故障场景,对系统拓扑变动具有强大的泛化能力以及对故障数据不完备的鲁棒性好。

考虑准线需求响应的高比例新能源电力系统调度优化

随着新能源装机容量与发电量占比的快速攀升,传统火电机组装机容量大幅降低,为平移新能源出力的随机性和波动性,迫切需要将负荷侧纳入调度优化。为此,提出一种考虑准线需求响应的高比例新能源电力系统调度模型。首先,构建考虑新能源出力存在极端出力和极端爬坡情况的不确定性场景集;其次,根据各节点负荷结构特点,刻画节点负荷响应能力差异,并加入正则化项对准线形状进行约束,在此基础上提出了考虑负荷响应能力的节点负荷准线模型;再次,将准线需求响应引入日前调度,建立高比例新能源电力系统两阶段调度优化模型;最后,通过对IEEE-30节点系统的算例分析表明,所提调度方法能够有效抑制新能源的不确定性,增强高比例新能源电力系统的新能源消纳能力和电力可靠供应能力。

考虑供电能力提升的低压配电网柔性互联规划

构建具有可靠供电能力的低压配电网具有重要意义,然而低压配电网供电能力受到低压配电变压器负载、低压配电网新能源消纳能力以及低压配电网供电电压3大要素影响。因此,该文基于低压配电网柔性互联技术提出考虑供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法,通过抽取影响低压配电网供电能力的主要场景建立低压配电网柔性互联规划框架。另外,针对该文多主体规划运行模型的不确定性,采用信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)与基于Wasserstein距离的分布鲁棒方法进行精细化建模。最后,采用MATLAB和CPLEX求解器在IEEE 38节点配电网上进行算例分析。仿真结果表明,该规划方法在有效提升低压配电网供电能力的同时具有更好的经济性。

基于深度学习的城市配电网多级动态重构决策方法

多级动态重构技术相比于传统全局重构技术更适合用以改善大规模城市配电网的运行经济性,但是随之而来的重构级别识别又成了新问题。由此,该文依托现有的多级动态重构数学模型,提出一种基于深度学习算法的城市配电网多级动态重构决策方法,可跨过级别识别过程直接实现输入净负荷数据与最优重构决策方案之间的非线性映射。建立了将特征空间注意力机制、时间序列注意力机制、卷积神经网络与门控循环单元相结合的组合神经网络,针对城市配电网净负荷数据时空分布不均衡的特性,采用特征空间注意力机制与卷积神经网络对整个配电网的净负荷数据进行空间特征的学习以感知其高维特征空间的潜在联系。接着采用门控循环单元与时间序列注意力机制来充分挖掘净负荷数据在长时间尺度下的时序特征,提取其在时间分布上的不平衡特征,充分训练所提组合神经网络以拟合现有数学模型。最后,通过实际的145节点系统、IEEE 33节点系统、PG&E 69节点系统进行算例分析,验证了所提方法的有效性。

考虑分级重构的配电网安全低碳两阶段运行优化方法

随着配电网拓扑结构的复杂程度提高,针对高比例可再生能源出力预测误差会导致配电网优化调度决策的准确性下降的问题,提出考虑分级重构方法的配电网安全低碳两阶段优化方法。首先,分析了配电网两类分级开关的影响程度和两阶段运行优化框架。其次,提出了配电网日前-日内两阶段优化方法,通过协调分级开关动作、储能系统、工业负荷需求响应等手段实现配电网最优化运行。然后,考虑到光伏出力在不同时间尺度上预测误差,分别构建了以低碳性为目标的日前全局低碳经济调度模型及以安全性为目标的日内滚动安全经济调度模型。最后,算例验证了所提模型能够在光伏高比例渗透背景下,有效支撑复杂配电网安全低碳运行。

面向多用电主体的移动储能点对点交易控制方法

移动储能作为具有可移动、强灵活性的储能设备,能够对接多类型的用电主体,实现电量的时空转移,与点对点交易具备的去中心化、随时申报、使购售电主体直接对接交易等特性十分契合。文章设计了面向多用电主体与移动储能的点对点交易控制方法,建立了移动储能点对点交易运行的框架结构以及交易流程;通过设计移动储能容量使用权拍卖合约及控制合约,构成双层智能合约,以实现移动储能容量的拍卖、容量的控制使用以及对购售电主体的交易信息管理和结算等功能,并构建了购售电主体效益评估指标。最后通过算例验证了所提方法的有效性及优越性。

输电线路规划方法和寿命周期成本综述

按照传统标准设计的输电线路规划存在效率低和资本浪费等问题。经济研究表明,采用优化设计和科学成本管理方法的输电线路建设对于节省资本投资具有重要意义。因此,从输电线路扩建规划方面进行了探讨研究,以帮助在输电线路建设和运营方面做出更明智的决策。首先,通过综述国内外的研究论文,概述了输电线路规划的基础理论,系统梳理了输电线路规划的方法,包括确定性方法、启发式方法、元启发式方法等,分析了各种方法的优缺点;然后,在经济评估方面考虑线路建设、运行、维护等多个阶段的费用,提出了寿命周期成本分析,更全面地评估输电线路规划方案的经济性。