能源行业标准《电能质量监测装置在线比对技术规范》解读

针对固定安装在变电站、已投运多年的电能质量监测装置准确度难以开展周期性检测等难题,对能源行业标准《电能质量监测装置在线比对技术规范》进行解读,该标准明确了具体的适用范围,设计电能质量比对测量装置的通用架构,给出了电能质量比对测量装置各组成模块的基本要求,提出了适用电能质量在线监测装置的现场周期性检测方法,制定了在线检测流程,并给出具体的检测数据处理要求及方法。

系统谐波阻抗估计的极大似然估计方法

为更加准确地估计系统谐波阻抗,提出复数域极大似然估计方法。首先,仿照实数域多元正态分布的定义给出复数域多元正态随机变量的定义,根据协方差的含义,定义复协方差的计算公式。然后利用代数同构理论,推导复数域正态分布的概率密度函数,利用统计学理论进行数据筛选,采用筛选后的数据代入复数域极大似然估计函数。最后利用极值理论进行求解,实现系统谐波阻抗的估计。对IEEE 14节点系统进行仿真,结果表明,与传统方法相比,所提方法估计结果更为准确。

电能质量数据交换格式下的谐波责任估计

定量划分各主要谐波源在特定母线上的谐波责任是电能质量管理的一项重要任务。该文从理论上证明了谐波电流责任指标与谐波电压责任指标是不一致的,考虑到电网责任,选择谐波电压责任指标来衡量谐波污染责任。考虑到目前电网电能质量监测系统只提供电压、电流统计值的实际情况,提出了一种基于电能质量数据交换格式下的谐波污染责任定量估计算法。与传统的基于瞬时值的谐波污染责任划分方法不同,提出的方法可以利用目前的电能质量监测系统实现日常的谐波污染责任监测。

多谐波源同次谐波叠加计算方法

在相角未知条件下,国家标准中采用系数估算的方法进行谐波叠加计算,效果往往并不理想。在谐波叠加理论分析的基础上,文中构造了基于核密度估计与重要抽样的蒙特卡洛方法,用以计算多谐波源的同次谐波叠加电流。首先,运用核密度估计法可以计算谐波电流相角的概率密度函数,且通过重要抽样方法可对其进行抽样并得到核样本数据。再利用蒙特卡洛方法结合核样本数据对谐波叠加的交叉项进行估算,最终确定出谐波叠加电流的计算公式。仿真分析与实际算例表明,所提算法可获得更为精确的谐波叠加电流估计量,并可以简单高效地应用于多谐波源系统的谐波叠加中。

谐波责任统计特征计算方法

谐波责任的研究有利于完善电力系统谐波的管理。以往的谐波责任研究侧重于探讨谐波责任的衡量指标和样本谐波责任的计算方法,并未涉及谐波责任统计特征的计算,而谐波责任统计特征是电能质量经济性评估的关键指标。该文提出了核密度估计方法以逼近概率密度函数,实现了基于重要抽样蒙特卡洛法的谐波责任抽样,构建了谐波责任统计特征与抽样谐波责任的函数关系,最终实现了谐波责任统计特征的计算。仿真算例与实测数据表明,与直接通过原始数据计算样本均值和标准差相比,抽样谐波责任的均值和标准差结果更为准确,更适合应用于电能质量的经济性评估。

谐波责任定量评估的邻域多点测量方法

准确计算公共连接点处系统侧等效谐波阻抗是谐波污染责任定量划分的前提。为进一步提高计算等效谐波阻抗的准确性,提出了邻域多点测量方法。该方法通过测量关注母线邻域内的主要谐波源信息,解释了背景谐波电压的大部分组成,降低了回归模型中常数项的波动性,从而构建了更为准确计算等效谐波阻抗的复数域线性回归模型。由于邻域内各主要谐波源的谐波电流产生交互影响,回归模型可能存在较为严重的相关性,因此复数域线性回归模型无法通过常规的最小二乘方法求解。仿照实数域偏最小二乘方法的构造,理论推导了复数域偏最小二乘方法,实现了带严重自相关性的复数域线性回归模型计算。采用IEEE 14节点系统进行仿真,结果表明与传统方法相比,所提方法能够得到更加准确的谐波责任估计。

谐波阻抗估计的非光滑部分线性回归方法

系统谐波阻抗的估计是电能质量研究领域的难点。波动量法作为工程上计算系统谐波阻抗的成熟方法,在背景谐波波动占主导的情况下是失效的。为了弥补波动量法的缺陷,提出了系统谐波阻抗计算的非光滑复数域部分线性回归模型,设计了细分迭代算法,实现了模型的求解。所提方法不仅能够在背景谐波波动占主导的情况下计算系统谐波阻抗,也能够在背景谐波波动不占主导的情况下实现系统谐波阻抗的准确计算。仿真算例和实际测试数据验证了所提方法的有效性。

基于KPCA+LR的电力现货市场发电企业串谋行为分析

在省间电力现货市场建设初期,市场近似于寡头垄断市场,发电企业之间的串谋问题严重影响市场公平,为构建高效的电力市场,保障市场的安全稳定,有必要对市场进行监管。该文首先从五个维度构建串谋行为识别指标集合,并针对高维数据进行降维处理,构建了基于KPCA+LR(Kernel Principal Component Analysis Logistic Regression)的电力现货市场发电企业串谋行为识别模型。最后,对国内某省间电力现货市场交易数据进行分析,结果表明该模型准确率达到95%,验证了所构建模型的有效性。

背景谐波波动情况下的谐波责任定量计算

谐波污染给电力系统带来多方面的危害,对污染责任进行定量划分已经成为电能质量管理中刻不容缓的问题。已有文献主要针对背景谐波不变的情况,而实际中背景谐波是随时间发生变化的。文章提出了细分复数域极大似然估计方法,实现了在背景谐波波动情况下等效谐波阻抗的准确计算,并进而定量确定关注谐波源对特定母线的谐波污染责任。通过将波动的背景谐波细分成变化分量和近似不变分量,推导得到了以矩阵语言表达的细分复数域极大似然估计方法。对IEEE 14节点系统进行仿真,结果表明所提方法在背景谐波波动情况下计算关注谐波源对特定母线的谐波污染责任是有效的。

基于变分自编码高斯混合模型的发电企业串谋智能预警

随着市场交易规模越来越大,交易数据量增加,结合数据进行串谋分析成为可能。为此,结合发电企业的串谋预警指标体系和无监督的变分自编码高斯混合模型(VAEGMM),实现了对发电企业串谋的智能预警。首先,提出了完善的串谋预警指标体系和详细的指标计算方法。其次,针对指标集具有高维且正负样本不均衡的数据特点,结合异常检测思想提出了VAEGMM。然后,详细阐述了VAEGMM的网络结构,并且重新构建了联合损失函数,使得该网络能够更好地学习得到原始数据的低维表达,从而有助于进行更准确的密度估计。最后,实例测算表明,与其他传统的无监督学习模型相比较,VAEGMM可以更加高效和准确地预警串谋风险。

一种组合电极电容层析成像重建图像融合方法

提出一种基于电容层析成像(ECT)组合电极重建图像及层次聚类的ECT图像融合方法。首先,构建组合8电极及12电极ECT阵列传感器,研究2种组合传感器激励测量方案;其次,采用层次聚类法对两种组合电极ECT重建图像进行聚类,从而消除重建过程中产生的伪影;最后,将聚类后的2种图像再进行小波融合重建。实验结果表明,相较于原始重建图像,所提方法重建图像平均相对误差最小,最大降幅达到23.4%,平均相关系数最大,最大增幅达到10.56%。

三角域曲面的TPIFS模型分形逼近

提出了一种三角域上逼近具有分形特征的自然复杂曲面和普通光滑曲面的统一数学模型 该模型是迭代函数系统与传统自由曲面造型的一种结合 ,文中给出的定理证明了它可以逼近任意三角域上的连续函数 模型的主要用途是曲面造型。

序贯重要抽样法在高压直流输电系统可靠性评估中的应用研究

随着电网的日益发展及电力负荷压力的不断增大,准确评估高压直流输电系统可靠性对电力系统安全稳定运行具有重大意义。本文将重要抽样法与序贯蒙特卡洛模拟法相结合,提出了一种应用于高压直流输电系统可靠性评估的序贯重要抽样法。该方法结合序贯蒙特卡洛模拟法与重要抽样法的优点,既充分利用了系统原始参数,得到系统真实运行的时序信息,又有效地降低了抽样方差,加快了收敛速度。应用该方法对典型单、双十二脉高压直流输电系统进行了可靠性评估,并与采用传统序贯蒙特卡洛模拟法、序贯交叉熵法的评估结果进行对比。结果表明:序贯重要抽样法在确保计算精度的基础上显著缩短了仿真时间,具有较高的计算效率。

基于RPIFS模型的曲线分形逼近

E Guérin[1]给出了统一逼近光滑曲线与分形曲线的投影迭代函数系统(PIFS)模型,但该方法在逼近圆锥曲线时不能很好地逼近圆和椭圆线。为了弥补其不足,笔者提出了有理投影迭代函数系统(RPIFS)模型,并进一步给出了模型的几何性质及收敛性定理。RPIFS 不仅可以更好地逼近光滑曲线与分形曲线,还增加了自由度,扩展了表示对象的范围,一定程度上完善和推广了 E Guérin[1]等人的有关结果。本模型的主要用途是曲线造型及形状描述。

基于深层小波网络的电容层析成像图像重建

提出了一种基于深层小波网络的电容层析成像(ECT)图像重建算法,采用Landweber算法生成初始重建图像作为网络输入;以U-Net深度卷积神经网络模型为骨干模型,通过在上、下采样层引入小波变换提取不同层次的特征,以及采用跳跃连接方式搭建高频特征传递通道,保留更多的细节信息,充分利用特征图中的全局和局部信息特征。仿真及静态实验结果均表明,基于该算法的图像重建精度更高,仿真及静态实验重建图像的平均相对图像误差分别为0.1918及0.6570,平均相关系数分别为0.9685及0.8169。

基于复线性最小二乘法的谐波责任定量划分

定量划分各主要谐波源在特定母线上的谐波责任是电能质量管理的一项重要任务。该文提出一种基于复线性最小二乘原理的等效谐波阻抗和背景谐波电压计算方法,由此可定量划分谐波源对关注母线谐波责任。不同于传统的将复数实部和虚部分开计算方法,复线性最小二乘法通过直接在复数域内求解误差模的平方和最小值,得到了真实的最小二乘解。在此基础上,利用基于内积理论推导谐波责任定量划分的计算公式,量化了谐波源对关注母线的谐波责任。对IEEE14节点系统进行仿真计算,并与现有方法相比,证明了所提方法计算更简单,结果更准确,易于在工程中实现。

部分线性核估计方法在谐波责任分摊问题中的应用

准确评估公共连接点处的背景谐波电压和等效谐波阻抗是研究谐波责任分摊问题的前提。为准确评估背景谐波电压波动情况下受关注谐波源分摊的谐波责任,文中研究应用了部分线性核估计方法。为求解背景谐波电压,将背景谐波电压在受关注时段内的某一时刻按照泰勒级数展开,并把高阶项看做误差项,为保证求解的准确性,选取的目标函数在误差平方和最小的基础上考虑了展开时刻的有效邻域范围和各误差项所占权重不同对估计的影响,并利用窗宽参数控制展开时刻的邻域范围和对应误差项所占权重的大小。利用IEEE 14节点系统进行了仿真验证,并将计算结果与两种线性方法进行了比较,证明了该方法的有效性。

同构平面三角网格的保凸变形方法

对于具有不同凸边界的同构平面三角网格的变形,提出了一种简单、有效的方法.该方法结合了两种已有的算法,能够保证网格边界在变形过程中始终保持凸性,且任意时刻的中间网格与初末网格同构,即不产生自交现象;同时文中方法实现了两个凸多边形的保凸变形.

谐波电能分摊的合理计量方法

为了解决谐波条件下电能计量及其电费的合理分摊问题,对电能计量方法进行研究。首先分析了谐波电能的产生及其对电能计量造成的影响,找出了导致电能不合理计量的原因,并以此为依据提出了一种新的电能计量方式。该计量方式有别于基波计量和全波计量,其优势是把负荷各自产生的谐波功率进行分摊,然后计算各个负荷的总电能。分摊谐波功率的关键是权重系数的计算,故采用自适应阻抗法,首先进行样本量的选取和分组,然后计算谐波阻抗,最后确定关注负荷的权重系数。利用实测数据,以5、7、9、11谐波为例,对功率进行了处理前和处理后的对比,体现了功率分摊的合理性。并通过和以往方法的对比,体现了该计量方式的优越性。

谐波电能追责警示指标及实例分析

谐波会对计量产生影响,但是影响的严重程度如何衡量,以及什么时候需要考虑谐波对计量的影响,以往的文献没有进行过系统的讨论。为了弥补这一缺陷,提出了谐波电能追责警示指标即谐波有功功率含有率的概念,用于判断是否需要对非线性用户实行谐波电能计费。首先,在计量点建立谐波分析的等效模型;然后,通过理论推导计算了谐波在不超标时的谐波有功功率含有率的最大取值,并结合实际案例分析验证了所得到的结论;最后,简单讨论了在谐波超标情况下的电能计量问题。研究结果表明:在母线或公共连接点谐波符合国标情况下,谐波电能带来的计量收费偏差低且可以忽略;但对于谐波超标、污染严重的系统或负荷,谐波电能可能会严重影响计费结果;此时需结合实际工况对计量对象进行测试评估,从而对谐波电能收费做出合理的调整。