基于深度强化学习的综合能源系统低碳经济调度

综合能源系统(IES)能够实现多种能源形式的供应,但同时排放的大量CO_(2)也影响着周边环境.针对综合能源系统的低碳经济调度问题,本文提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法的优化调度策略.首先,以调度运行成本最小为目标函数,建立考虑碳捕集技术和电转气技术的包含电、热、冷多能互补的综合能源系统模型;其次,引入碳交易机制,提高优化调度策略节能减排的积极性;然后,根据强化学习框架设计优化模型的状态空间、动作空间和奖励函数等,利用TD3算法中的智能体与环境互动,学习综合能源系统的运行策略;最后,利用历史数据对TD3算法的智能体进行训练,并对比线性规划和粒子群算法在不同场景下进行算例分析.结果表明,本文所提方法可以减少综合能源系统运行时的碳排放和运行成本,能够实现综合能源系统的低碳经济调度.

基于数据挖掘的多场景互联电力运行指标体系研究

根据国内外先进电力市场的建设经验,一个高水平运作的电力市场离不开市场数据体系建设的强力支持。电力市场的数据是相互交织、相互影响且不断迭代的,因此其数据互联场景复杂而又交叉。文中从交易中心的服务视角出发,对其进行基于数据挖掘的多场景互联的电力市场运行状态评价指标体系的设计。调研分析了电力交易中心相关方指标需求,基于服务的视角,确定电力市场指标体系设计的四个主要目标为达成目标,提出电力市场指标体系的5点设计原则,根据已经细化的数据指标体系建立包括能源经济、电力系统运行、电力交易、电力市场管理、交易中心管理五大类指标的整体框架。此外,文中提出加入调控云资源管控,在紧急时间里可以得到自动化支撑,满足规范。文中研究建立电力市场的数据指标体系,可服务于电力市场建设。

基于MATLAB/GUI的船舶发电系统仿真软件设计的研究

本软件旨在为从事燃气轮机发电系统设计及性能优化的工程设计人员提供一个集中设计和管理的软件平台。本文利用系统仿真技术,基于模块化的建模思想,对船舶发电系统进行模块化建模,建立了一套船舶燃气轮机发电系统仿真模型。利用Matlab/GUI技术建立船舶燃气轮机发电系统仿真界面,通过人机界面实现控制仿真模型,并实现后处理等功能,使整个仿真系统操作更为人性化,减轻使用者的操作需求。

一种基于粒子群优化算法的燃气轮机自适应热力计算方法

准确的燃气轮机热力计算模型在燃气轮机性能分析和气路故障诊断应用中起到关键作用。对于当前的热力性能建模技术,在变工况下的热力计算准确性主要取决于燃气轮机各部件(压气机和透平)特性线的精度。为了提高热力计算的精度,本文提出了一种基于粒子群优化算法的燃气轮机自适应热力计算方法,来提高设计工况和变工况下的热力计算准确性。该方法主要分为两步,包括设计点性能自适应和变工况性能自适应。所提出的自适应热力计算方法已经应用于某型三轴船用燃气轮机热力建模中,通过验证表明该方法能够大大提高热力计算的准确性。

一种基于多运行工况点的强鲁棒性燃气轮机非线性气路诊断方法

通常准确的气路测量信息对于获取准确的衰退特征从而实现准确的燃气轮机气路诊断至关重要。由于气路传感器同部件一样,其性能也可能会衰退甚至发生故障,而产生一定的测量偏差并引起误导性的诊断结果。为解决诊断准确性高度依赖气路传感器可靠性的问题,本文提出了一种基于高斯数据调和原理与多运行工况点相结合的非线性气路诊断方法。该方法能有效地降低部件健康参数对传感器测量偏差的敏感性,适用于存在测量偏差的离线气路诊断情况。

进气加热对燃气轮机能效的影响研究

为了进一步提高燃气轮机及其联合循环效率,采用某452 MW级燃气蒸汽联合机组的燃气轮机作为研究对象,在控制环境温度及燃气轮机负荷工况的基础上,研究进气加热对燃气轮机整体性能的影响。首先,利用仿真软件MATLAB对燃气轮机进行系统建模,选取燃气蒸汽联合循环机组中余热锅炉端所产生的热量作为热源加热给水,进而通过冷热交换器对燃气轮机压气机进口空气进行预热;其次,在模型基础上对不同负荷情况下的燃气轮机进气温度以及进口导向叶片(IGV)开度进行调整。最后,通过仿真模拟得出结论:在一定负荷及环境条件下,随着进气温度的提升,燃气轮机的最佳进气温度与燃气轮机功率最大值相对应,且恰当的进气温度能够提高燃气轮机效率,降低能源消耗。

瞬态变工况下电厂燃气轮机气路故障诊断方法研究

为避免失修和过修,提高电厂燃气轮机可靠性和可用性,降低运维成本,确保其安全稳定、绿色高效运行,提出了一种适用于瞬态变工况且包含可变几何压气机的电厂燃气轮机气路故障诊断方法。推导了压气机IGV开度变化对压气机流量特性线和效率特性线的影响数学关系式,建立了以燃气轮机性能分析与气路故障诊断为目的高精度燃气轮机热力模型,并提出了适用于瞬态变工况且包含可变几何的电厂燃气轮机气路故障诊断策略。通过现场实际机组运行测试,验证了所提出的方法具有良好的诊断准确性与实时性,实现了在瞬态变工况下的故障辨识。

综合能源服务系统结构描述及设计优化

根据综合能源服务系统在层次、类型上所呈现的多尺度特性,从系统工程的视角出发,以能源流为纽带,基于多尺度能源系统建模方法,建立了各子系统模型及其逻辑关系。在系统集成建模的基础上,基于粒子群优化算法,以系统年综合能效为优化目标,建立了系统优化规划数学模型。在满足用户冷、热、电能源需求的前提下,综合考虑自然环境资源、能源环保政策等约束条件,实现了科学合理的综合能源服务系统结构优化的规划与设计,为决策者提供最优的供能方案。

基于线性规划的综合能源系统运行优化

以浙江电网企业转型现代综合能源服务企业的具体战略与发展规划为研究背景,以综合能源系统运行优化为目标,提出一种综合能源系统标准化矩阵建模方法;从系统工程的视角出发,以能源转换设备之间的能量流作为状态变量来处理引入调度因子所导致的非线性问题,并通过图论将能源转换设备的拓扑和特性转换为矩阵形式,构建综合能源系统线性规划模型;以最小化运行维护成本为规划目标函数,以拓扑连接变量为决策变量,开展区域综合能源系统的最优运行规划研究,对某一区域典型冷、热、电三联供系统进行应用分析。结果表明:所提出的综合能源系统标准化建模方法简单高效,能根据不同综合能源服务应用场景,通过缩放矩阵,快速建立相应的线性规划模型,在确保计算准确性的同时克服了以往非线性规划模型计算耗时长的缺点。

基于热力模型的燃气轮机气路故障预测诊断研究综述

为避免失修和过修,提高设备的可靠性和可用性,降低燃气轮机机组运维成本,用户宜采用预知维修策略。气路诊断是一种对正在演变或即将发生的恶化情况发布早期预警信息的有效技术。经过多年发展,气路诊断已经取得了许多基于燃气轮机(准)稳态的诊断算法理论成果,但尚未形成一个完整的科学体系。现今燃气轮机越来越需在电网支持模式下更灵活地运行(包括频繁变工况及瞬态加减载)。在此操作条件下,其使用寿命会比在基本负荷(准)稳态运行时消耗更快,因此,迫切需要考虑瞬态变工况下气路故障诊断与预测的新理论新方法。针对瞬态变工况下气路故障预测诊断的基础问题,提出了瞬态变工况下燃气轮机自适应气路故障预测诊断方法研究路线,包括研究可变几何部件及瞬态变工况运行模式的自适应动态热力建模方法;利用机组可测气路参数,研究基于部件特性线形状内在非线性自适应的气路诊断方法,实时诊断得到各主要部件健康参数;最后提出一种融合各主要部件健康参数的多维度时序预测方法,为实现复杂强非线性热力系统故障诊断与预测提出新方法。

基于功率谱密度的通信辐射源个体识别方法

为阻止设备克隆、重放攻击和用户身份假冒等问题的发生,准确识别和认证物联对象,提出一种基于功率谱密度指纹特征与智能分类器的通信辐射源个体识别方法。利用接收机采集I路射频基带信号;通过方差轨迹检测截取稳态信号片段,并对稳态信号片段进行数据标准化处理;计算数据标准化处理后的稳态信号片段的功率谱密度得到特征向量,将所述特征向量作为发射机的射频指纹;最后利用智能分类器识别所述射频指纹,完成通信辐射源个体识别。通过对同厂家、同型号、同批次的8个无线数传电台E90-DTU设备和100个WiFi网卡设备的实验测试表明,本文所提方法在视距(LOS)场景、视距场景与非视距(NOS)场景的混合场景、低信噪比场景、大数量物联设备场景都具有良好的识别准确率。

基于多特征提取的滚动轴承故障诊断方法

滚动轴承故障是旋转机械失效和损坏的最主要原因之一。轴承振动信号通常表现为非线性和非稳态的特征。常规的时域和频域方法不容易对轴承工作的健康状况做出准确的评估。提出了一种基于多特征提取的滚动轴承故障检测方法,首先从轴承振动信号中提取故障特征(熵特征、Holder系数特征及改进分形盒维数特征),然后通过灰色关联理论算法自动地识别出轴承的故障类型和严重程度。该方法能够在确保检测实时性的同时,准确有效地识别不同的滚动轴承故障类型及其严重程度。

基于运行规划的能源综合服务系统能效管理研究

以浙江电网企业转型现代能源综合服务的具体战略与发展规划为研究背景,针对能源综合服务系统的运行规划目标,开展基于运行规划的能源综合服务系统能效管理研究。从系统工程的视角出发,以能源流为纽带,基于多尺度能源系统建模方法,构建了能源综合服务系统模型,并结合系统综合能效,采用粒子群优化算法来优化系统各设备单元的运行策略,以实现基于运行规划的最优能效管理。通过能源综合服务系统模型计算表明,大规模清洁能源和可再生能源的接入,可以明显提高系统综合能效;随着区域用户总冷量和/或总热量需求占总电力需求的比值增大,系统最优综合能效逐渐增大;与使用内燃机、燃气轮机及汽轮机为原动机的热电联产系统相比,使用燃料电池为原动机的热电联产系统可以使能源综合服务系统综合能效更优。

自适应灰关联算法的动力装置故障诊断

动力装置在长期运行后,其部件性能会逐渐衰退,容易导致各种故障发生。因此,对装置进行一定的气路数据测量,进而对装置进行诊断、预测具有重要意义。提出一种自适应灰色关联算法的动力装置故障诊断算法,通过对故障数据的关联计算处理,实现了动力装置故障模式的诊断。

基于MATLAB/GUI的间冷循环燃气轮机的仿真评估软件开发设计和使用策略研究

本文编制了间冷循环燃气轮机热力循环计算软件,在已知热力循环计算条件和热力循环过程参数下,用户可以用该软件计算得到间冷循环燃气轮机的总体性能参数,并做了海水温度变化、机上中间冷却器间冷度变化、机外中间冷却器间冷度变化、乙二醇水溶液流量变化、大气温度变化对间冷循环燃气轮机的影响分析,在此基础上,运用改进的粒子群优化算法又分别编制了以循环效率最优为目标、以输出功率最优为目标及两者最优为目标的优化软件,并得到了达到优化目标时所应取得热力循环过程参数值,从而为实际间冷循环燃气轮机设计、运行和性能优化提供技术参考。

基于模型与数据混合驱动的燃气轮机气路故障诊断方法

为避免失修和过修,提高燃气轮机可靠性和可用性,本文提出了一种基于模型与数据混合驱动的燃气轮机气路故障诊断方法。首先,通过自适应热力建模策略构建待诊断对象的燃气轮机热力模型,通过设置不同的部件健康参数和入口边界条件,模拟得到部件健康参数向量与入口边界条件参数和气路可测参数向量一一对应的数据集;其次,利用深度学习进行回归建模,训练得到燃气轮机气路故障诊断模型;最后,根据实际燃气轮机入口边界条件参数和气路可测参数向量,通过已训练的诊断模型来实时诊断输出各气路部件的健康参数向量。仿真实验结果表明,通过本文所提出的方法,可以准确地得到各个通流部件量化的健康参数,其总体均方根误差不超过0.033%,最大相对误差不超过0.36%,表明该方法具有较大的应用潜力。

基于层次分析与灰色模糊综合评价的多能互补工程项目综合效益评估

为了全面评价多能互补工程项目的综合效益,提出基于层次分析与灰色模糊综合评价的多能互补工程项目综合效益评估方法;基于多能互补工程项目综合效益评估原则,建立多能互补工程项目综合效益评估指标体系,并基于层次分析与灰色模糊综合评价,建立多能互补工程项目综合效益评估模型。结果表明,所提算法和模型可以有效、全面、多层次评估多能互补工程项目综合效益,可用于指导综合能源服务企业进行合理科学投资与资产运营。

配网端多能互补工程全寿命周期经济评价方法

为了向配电网端多能互补工程投资与成本收益管理提供理论支撑和决策依据,提出了一种基于全寿命周期理论的配网端多能互补工程经济评价方法.从全寿命周期成本收益角度出发,构建了成本分析模型与收益分析模型.引入了环境收益因素,并通过引入小型碳排放权交易将其转换为经济收益,用于定量研究其对发电成本的降低作用.结果表明,所提算法和模型可以从全寿命周期的时间角度有效、全面地评估多能互补工程项目的经济收益,可以作为配电网端多能互补工程项目投资决策与成本收益管理的一般性评估方法.

基于差分等势星球图的通信辐射源个体识别方法

为了准确地识别和认证物联对象,阻止用户身份假冒和设备克隆等问题的发生,提出一种基于差分等势星球图的通信辐射源个体识别方法;通过差分等势高星球图的射频指纹特征提取,在不对接收机的载波频率偏差和相位偏差进行估计和补偿的情况下,获取较稳定的通信辐射源个体(发射机)射频指纹;对同厂家、同型号、同批次的20个无线保真网卡设备进行识别测试。结果表明:差分等势星球图通过点密度特征可以恢复一定低信噪比时的星座图丢失的统计特征,更全面地描述信号的细微特征;在相同的深度卷积神经网络模型架构下,相较于传统的基于星座图的统计图域方法,所提出的方法可以在很大程度上提高识别准确率。

基于双通道特征融合并行优化的燃气轮机气路故障诊断方法

为解决当前燃气轮机基于数据驱动的气路故障诊断精度提升的问题,提出了一种基于双通道特征融合并行优化的气路故障诊断方法。该方法首先通过燃气轮机热力模型构建气路故障数据样本集;然后使用卷积神经网络及长短时记忆神经网络双通道并行挖掘数据的空间特征和时序特征,并在两通道中分别引入首层大卷积核及挤压激励网络的优化方法;最后将两通道提取的特征融合为一维张量,输入到全连接层进行气路故障类型识别。实验结果表明,相较于传统机器学习及深度学习的气路故障诊断方法,所提方法具有更优的辨识精度,平均诊断准确率达到了98.24%,具有实用性及可行性。