基于深度强化学习的电-气区域综合能源系统安全校正控制决策方法

电–气区域综合能源系统电、气相互耦合与影响,使得其安全校正控制难度大且对快速性要求高,为此,提出一种基于深度确定性策略梯度(deepdeterministicpolicy gradient,DDPG)算法的安全校正控制决策方法。首先,进行系统多能流与变量分析,建立安全校正控制的目标与约束条件。然后,构建基于DDPG的安全校正控制模型,设计目标奖励和各种约束条件奖励,提出结合基于综合灵敏度的安全校正知识经验设计目标奖励函数,使调整具有方向性,且目标奖励考虑能量枢纽(energy hub,EH)的经济效益及其可再生能源消纳;通过智能体离线训练,使其能够在线做出实时最优的安全校正控制策略,预先产生专家经验数据集存放于经验回放池,提高训练速度和收敛性。最后,通过含EH电–气区域综合能源系统仿真算例验证了所提方法的有效性。

基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识

含多分布式电源配电网的拓扑结构具有多样性与多变性,影响拓扑辨识的实时性和准确性。提出一种基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识方法。构建结合拓扑分区的配电网拓扑辨识框架,采用区域开关状态矩阵描述拓扑结构,以进行物理上的辨识降维;提出基于CatBoost算法的特征选择与拓扑辨识方法,通过分区并行离线训练得到历史拓扑和未知拓扑的区域拓扑辨识CatBoost模型,通过在线应用得到实时的区域开关状态矩阵标签,形成配电网开关状态矩阵,实现系统拓扑辨识。配电网算例系统测试结果验证了所提方法的有效性。

高比例分布式电源配电网中低压柔性互联协调规划

柔性互联技术是解决高比例分布式电源(distributed generation,DG)配电网面临诸多问题的有效手段之一。提出了一种基于多层优化的配电网中压与低压柔性互联协调规划方法。首先,建立基于电力电子柔性互联设备(flexible interconnected devices,FID)的中低压柔性互联配电网潮流模型。然后,构建三层协调规划模型,上层以低压FID年运行成本及台区变压器负载率的年方差最小为目标,中层以中压FID年运行成本及从上级电网年购电成本最小为目标,分别决策低压和中压FID的安装位置与容量,下层以各场景的从上级电网购电成本最小为目标优化系统运行,并采用自适应粒子群优化和二阶锥规划相结合的混合算法求解。最后,采用含高比例DG的IEEE 33节点配电网进行算例分析,通过柔性互联规划系统的年综合运行成本降低了19.01%,台区变压器负载率的年方差减少了82.59%,验证了所提规划模型的有效性。

基于两阶段博弈的多微电网配电系统功率互济协调优化方法

多微电网配电(MMGD)系统能源协调与共享对提升区域电网经济效益具有重要意义。由于单一博弈调度策略难以兼顾多主体利益诉求,提出了一种基于两阶段博弈的能量协调优化方法,全面考虑了各主体间既相互竞争又协同合作的现实场景。第1阶段以最大化个体收益为目标,构建了配电网与余电微电网的非合作电价博弈模型,系统在不同策略组合下选择不同的运行模式;第2阶段建立MMGD点对点合作博弈模型,旨在最小化系统传输损耗,运用拉格朗日乘子法与KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件处理复杂约束,并应用Shapley值法实现合作利润分配。仿真结果表明,所提方法能兼顾个体理性和集体理性,并显著提升系统经济性。

基于负荷恢复价值折算的主动配电网电力-通信故障统一修复策略

极端灾害下,先修复电力网络的传统配电网修复策略,难以发挥信息物理融合主动配电网(ADN)的调度自动化功能,导致系统弹性低。针对该问题,提出一种电力-通信故障统一修复策略。首先,定义度量弹性的故障恢复力指标,并基于信息盲区分析通信系统对故障恢复过程的影响;然后,提出基于故障概率的负荷恢复价值折算方法,量化电力和通信故障修复带来的负荷恢复;在此基础上,建立含负荷恢复价值折算值和故障恢复时间的抢修任务分配目标函数,生成统一修复任务分配方案。算例仿真结果表明,与先修复电力网络相比,在极端灾害情况下所提策略可有效提升ADN弹性。

基于LSSVM的电-气区域综合能源系统短期可靠性评估

电-气区域综合能源系统电、气相互影响,一方面使得模型驱动的单一能源系统可靠性评估方法不再适用;另一方面由于天然气的引入,导致其短期可靠性评估计算开销大。为综合解决这两个问题,提出用机理模型结果训练最小二乘支持向量机(LSSVM),由LSSVM在线评估短期可靠性的方法。首先,建立元件可靠性模型,提出基于系统等效节点模型的故障后果分析方法。在此基础上,构建基于蒙特卡洛模拟的模型驱动短期可靠性评估方法,获得训练样本。然后,构建LSSVM回归模型,通过离线训练,得到系统状态与短期可靠性指标间映射的LSSVM模型,实现系统短期可靠性实时评估。最后,电-气区域综合能源算例系统测试验证了所提方法的准确性和快速性。

中国空巢老人抑郁、焦虑影响因素的系统评价与Meta分析

目的:系统评价中国空巢老年人抑郁、焦虑的影响因素。方法:计算机检索中英文数据库,检索时限为从建库至2022年7月。由2名研究者独立进行文献筛选、质量评价和信息提取,采用RevMan 5.4和Stata 15.0软件对数据进行统计学分析。结果:共纳入22篇研究,总样本量为34911例,其中19项研究报告了中国空巢老人抑郁的危险因素,7项研究报告了焦虑的危险因素。Meta分析结果显示:无配偶[OR=1.39(1.21,1.59)]、子女探望频率低[OR=1.49(1.34,1.67)]、农村[OR=1.40(1.22,1.62)]、有宗教信仰[OR=2.66(1.68,4.22)]、自评健康差[OR=2.16(1.80,2.58)]、合并慢性病[OR=1.39(1.14,1.69)]、躯体疼痛[OR=2.09(1.62,2.70)]、生活自理能力差[OR=2.01(1.22,3.32)]、躯体疾病数量多[OR=1.98(1.71,2.29)]、经济状况差[OR=2.43(1.96,3.02)]是中国空巢老人发生抑郁的危险因素;文化程度高[OR=0.80(0.71,0.90)]、非独居[OR=0.61(0.39,0.95)]、体育锻炼[OR=0.42(0.29,0.61)]、饮酒[OR=0.52(0.34,0.97)]、社会支持度高[OR=0.96(0.94,0.98)]是中国空巢老人抑郁的保护因素;性别、年龄与中国空巢老人发生抑郁的关系无统计学意义(P>0.05)。经济状况差[OR=1.80(1.49,2.19)]、无配偶[OR=1.88(1.35,2.64)]、有宗教信仰[OR=2.39(1.74,3.27)]、躯体疾病数量多[OR=2.81(2.05,3.85)]是中国空巢老人焦虑的危险因素,合并慢性病与中国空巢老人焦虑的关系无统计学意义(P>0.05)。结论:中国空巢老人抑郁、焦虑的发生受多种因素影响,应尽早采取相应预防措施,以降低中国空巢老人抑郁、焦虑的发生率。

中国中老年人群高尿酸血症危险因素Meta分析

目的:系统评价中国中老年人群高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)危险因素。方法:计算机检索Embase、Web of Science、Pubmed、The Cochrane Library、中国知网(CNKI)、万方数据库(Wangfang data)、中国生物医学文献数据库(CBM)、维普数据库(VIP)等数据库,收集有关中国中老年人群HUA危险因素的文献,检索时限为建库至2022年3月。采用RevMan 5.3软件和Stata 14.0软件进行Meta分析。结果:共纳入20篇文献,包括72020例HUA患者,Meta分析结果显示,高血压(OR=1.43,95%CI:1.26~1.62),年龄≥45岁(OR=1.11,95%CI:1.07~1.15),饮酒(OR=1.47,95%CI:1.31~1.65),高体质指数(body mass index,BMI)(OR=1.06,95%CI:1.02~1.19),高甘油三酯(triglyceride,TG)(OR=1.81,95%CI:1.58~2.07),肾功能不全(OR=2.88,95%CI:1.76~4.73),高胆固醇(total cholesterol,TC)(OR=1.21,95%CI:1.09~1.33),高血肌酐(OR=1.69,95%CI:1.53~1.85),中心性肥胖(OR=1.52,95%CI:1.30~1.79)和高尿素氮(OR=1.53,95%CI:1.23~1.90)是中国中老年人群HUA危险因素(P<0.05);高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL-C)(OR=0.50,95%CI:0.36~0.70)和高血糖(OR=0.75,95%CI:0.66~0.86)是中国中老年人群HUA保护因素(P<0.05)。结论:高血压、年龄≥45岁、饮酒、高BMI、高TG、肾功能不全、高TC、高血肌酐、中心性肥胖、高尿素氮是中国中老年人群HUA危险因素,高血糖和HDL-C是中国中老年人群HUA保护因素。

右美托咪定在老年脊柱骨科手术全身麻醉中对患者术后认知水平、苏醒时间的影响

目的:探讨右美托咪定在老年脊柱骨科手术全身麻醉中对患者术后认知水平、苏醒时间的影响。方法:选取2021年6月至2023年6月北京积水潭医院贵州医院收治的74例脊柱骨折患者作为研究对象,采取随机数字表法将其分为两组,每组各37例患者。对参照组患者进行常规麻醉诱导。研究组患者在参照组患者基础上联用右美托咪定进行麻醉诱导。对比两组患者不同时间点血流动力学、麻醉诱导起效时间、苏醒时间及术后认知水平。结果:与T_(0)相比,T_(1)、T_(2)及T_(3)两组患者心率、平均动脉压均较低(P<0.05)。T_(1)、T_(2)及T_(3),研究组患者心率、平均动脉压均优于参照组患者(P<0.05)。研究组与参照组患者麻醉诱导起效时间、苏醒时间相比,差异无统计学意义(P>0.05)。研究组患者认知水平的评分高于参照组患者(P<0.05)。结论:在老年脊柱骨科手术全身麻醉中应用右美托咪定进行麻醉诱导,可减少患者血流动力学波动的发生,利于术后治疗工作顺利开展,降低其认知功能损伤。

无平衡节点孤岛运行微电网的连续潮流计算

连续潮流(continuous power flow,CPF)是电力系统电压稳定分析的有效工具,也是解决常规潮流中病态潮流问题的方法之一。针对无平衡节点孤岛运行微电网系统的无平衡节点、且有下垂控制分布式电源装置的特性,提出一种无平衡节点孤岛运行微电网CPF计算方法。采用不要求雅可比矩阵非奇异,且具有全局收敛性的LM-TR方法求解初始点。预测环节采用结合局部参数化方法的切线法。校正环节提出新型的超球面参数化方法,并采用结合传统牛顿法和带Armijo型线性搜索牛顿法的组合牛顿法进行校正,以保证CPF校正计算成功,及实现整个CPF过程中在较高计算精度下一直采用较大定步长预测。对改造后的37节点和17节点无平衡节点孤岛运行微电网系统采用所提方法进行CPF计算,验证了其正确性和有效性。

基于组合抽样的含分布式电源随机潮流计算

针对含分布式电源系统随机潮流计算中随机变量类型多的特点,提出基于组合抽样的蒙特卡罗模拟法,其根据随机因素的不同特点采用不同的抽样方法,并计及线路随机故障的影响。将随机因素作为随机变量建立概率分布模型;对连续概率分布的负荷及分布式电源出力采用拉丁超立方抽样,对离散概率分布的电源和线路随机故障采用结合拉丁超立方抽样的改进重要抽样方法,以减小方差,提高模拟计算效率;对系统随机变量进行抽样建模。通过对接有分布式电源的IEEE 14节点系统和IEEE 57节点系统的算例分析,表明了所提方法是有效的,并具有良好的收敛性。

基于BFGS信赖域算法的孤岛微电网潮流计算

分散下垂控制策略的孤岛微电网,系统中没有平衡节点,多个下垂控制的分布式电源(distributed generator,DG)装置参与系统频率的调节并达到新的频率稳态值,传统配电网潮流计算方法将不再适用。针对分散下垂控制策略的孤岛微电网潮流计算,提出基于BFGS信赖域算法的潮流计算新方法。把DG装置处理为PQ节点、PV节点和下垂节点3种类型,建立下垂节点潮流计算模型;分析非线性节点功率方程组的求解,并将其转化为无约束最优化问题,再采用带BFGS修正的信赖域算法进行求解,得到系统稳态频率及各节点电压。对改造后的37节点孤岛微电网系统应用提出的方法进行潮流计算,验证了算法的正确性和有效性。

对等控制孤岛微电网的静态安全风险评估

间歇性可再生能源发电出力的随机性、波动性及缺乏主网的支撑,增大了孤岛微电网系统的安全稳定运行风险,由此有必要对其进行静态安全性评估。安全分析准则和潮流计算是电力系统静态安全风险评估的基础。针对对等控制孤岛微电网的特性,提出结合N-1事故与解列方案的静态安全分析准则;并计及故障解列后孤岛系统的无平衡节点特性及存在的不确定性因素,提出基于LMIL(Levenberg Marquardt method with inexact line-search)算法的随机潮流模拟法,计算解列孤岛系统的随机潮流,进而得到考虑频率越限风险的静态安全风险指标的概率分布,以更全面地评估系统的静态安全水平。以17节点孤岛微电网测试系统为算例,验证了所提评估方法的正确性和有效性。

基于时变通用生成函数的孤岛运行模式下微电网可靠性评估

并网型微电网进入孤岛运行模式后,其未来短期运行的供电可靠性具有时变性。为此,提出基于时变通用生成函数(TVUGF)的可靠性评估方法。采用马尔可夫—TVUGF模型求取预测风速状态概率及微电网系统时变状态概率,得到分布式电源出力TVUGF模型;考虑微电网计划解列和孤岛切负荷策略,对每个系统状态进行分类故障影响分析,建立微电网可靠性TVUGF模型,进而得出微电网负荷点和系统可靠性指标。考虑到TVUGF运算中需计算的状态数较多,提出TVUGF运算的合并同类项和状态重新划分法,以减少计算量,提高计算速度。采用所述方法对典型低压微电网系统进行可靠性评估,评估结果及分析验证了该方法的正确性和有效性。

提升配电网弹性的微网差异化恢复运行方法

在现有电力基础设施条件下,实现弹性提升运行措施的有效性与实用性是提高配电网弹性的关键。微网运行模式灵活多样,可主动参与配电网的弹性提升。根据含微网配电系统灾害或极端扰动后故障区域的不同,提出基于重构及非重构孤岛/并网的微网差异化恢复运行方法。考虑含微网配电系统的结构与运行特点,将系统构建成主网和微网2类小网络模型,提出面向微网非重构孤岛和重构的2个不同弹性度量指标体系。在此基础上,进行弹性指标计算,采用基于Choquet积分的弹性量化方法计算综合弹性值,以进行故障后微网非重构孤岛运行的弹性提升有效性评估,及得到基于重要负荷供电弹性最优的微网重构方案。最后,通过改造的含微网配电系统的仿真算例,验证所提方法的正确性和有效性。

基于Buck变换器的开关磁阻发电机新型励磁模式

提出了基于Buck变换器的开关磁阻发电机(SRG)新型励磁模式。给出并分析新型模式的功率变换器主电路,每相桥臂只需1个主开关器件和1个续流二极管;直流侧电容两端加一个Buck变换器,SRG的输出电压经Buck变换器降压后作为励磁电压,将输出的部分能量回馈到励磁电容,实现励磁。该励磁模式无需外部励磁电源,改变占空比D或通过Buck变换器闭环控制可独立调节励磁电压,且D>0.5时有利于提高输出功率。建立SRG新型励磁发电系统仿真模型,仿真结果表明系统能稳定运行,励磁电压独立可控,发电质量较好,验证了所提出的新型励磁模式的可行性和优越性。

开关磁阻发电机输出电压脉动抑制的研究及仿真

分析开关磁阻发电机(SRG)用作恒压源时控制参数对输出电压脉动的影响,采用电容滤波器优化和电压反馈调节器相结合的方法来抑制SRG输出电压脉动。其中,优化后的电容滤波器抑制高频部分的电压脉动,PI型电压反馈调节器抑制主要动态频率段的电压脉动。建立基于自励发电模式和电流斩波控制的SRG电压反馈系统模型,对提出的电压脉动抑制方法进行仿真研究,仿真结果表明了该方法的有效性和可行性。

孤岛运行交直流混合微电网的潮流计算

交直流混合微电网包含交流子系统、直流子系统及连接2种子系统的互连变换器(interlinking converter,ILC)。针对下垂协调控制策略下孤岛运行交直流混合微电网的潮流计算,提出基于带新型线性搜索三步LM(three-steps Levenberg Marquardt algorithm with a new line search,NTLM)算法的交替迭代方法。首先分析ILC装置的控制方法,建立其节点潮流模型;结合提出的3种直流节点类型和4种交流节点类型,建立交、直流子系统的统一潮流模型。然后提出NTLM算法求解统一潮流模型,在此基础上,进行交、直流子系统交替迭代潮流计算,得到交直流混合微电网的潮流解。最后,通过改造的孤岛运行交直流混合微电网系统的仿真算例,验证所提方法的正确性和有效性。

主从控制孤岛运行微电网的短期可靠性评估

针对主从控制孤岛运行微电网短期可靠性的时变性和通信系统冗余的动态特性,提出一种基于时变动态故障树的短期可靠性评估方法。首先,定义时变动态故障树,给出动态子树和静态子树的求解过程。再以负荷点供电中断为顶事件,将顶事件划分为直接事件和间接事件,并进行概率计算。在此基础上,计算主从控制孤岛运行微电网的负荷点切负荷概率和系统停电期望值,给出可靠性评估流程。算例分析验证了所提方法的正确性及有效性,评估结果可为主从控制孤岛运行微电网的调度及运行提供一定的依据。

面向弹性提升的主动配电网重构与元件修复协同方法

极端事件会导致主动配电网出现多处故障且故障元件修复时间长,传统的故障恢复方法会使得系统的弹性低。针对主动配电网的故障恢复阶段,提出了一种面向弹性提升的重构与故障元件修复协同方法。首先,结合计及负荷重要程度的主动配电网弹性指标,分析出故障恢复阶段弹性提升的主要措施;在此基础上,提出重构与故障元件修复协同策略框架,给出交替协同中线路状态变量和节点负荷供电状态变量的更新与关联。其次,建立全过程故障元件修复和重构的目标函数。针对主动配电网含多分布式电源特点带来的故障元件上下游关系难以判别问题,提出基于消线解故障环法和圈源等效法的判别方法。最后,算例结果表明,所提方法能有效地提升主动配电网的弹性。