考虑次生故障差异化影响下韧性主动提升的输电系统网架重构策略

近年来,我国能源电力加速转型,极端自然灾害频发,国际形势不稳定,使得常规安全风险与非常规安全风险交织,大停电风险有增加的趋势。稳健可靠的网架重构方案对防止恢复中再次发生系统崩溃具有重要意义,针对当前研究中未有效计及恢复中次生故障的不足,该文提出一种考虑次生故障差异化影响下系统韧性主动提升的网架重构策略。首先,讨论在网架重构恢复方案中考虑次生故障影响的必要性;然后,基于分割多目标风险分析方法提出一种系统韧性指标,旨在差异化处理次生故障并突出高风险故障对恢复过程的影响;进一步建立考虑韧性主动提升的网架重构全局优化模型,以增强系统对高风险故障的抵御能力。为提高模型的求解效率,提出一种基于窗口滚动机制的求解策略,可给出兼顾快速性与稳健性的网架重构方案。最后,采用新英格兰10机39节点系统和IEEE 118节点系统验证所提出方法的有效性。

基于主从博弈的多虚拟电厂动态定价与优化调度

在“双碳”背景下,分布式可再生能源以及储能、需求响应等灵活性资源快速发展,虚拟电厂通过控制技术将分布式资源高效整合,提高了分布式能源发电效益。随着社会资本进入电力市场,不同虚拟电厂将会属于不同的投资商,形成多主体博弈格局,根据投资商投资偏好,虚拟电厂将由不同灵活性的资源构成。为兼顾虚拟电厂运营商和虚拟电厂利益,文章构建了运营商和多虚拟电厂双层主从博弈模型,考虑上层定价与下层出力的相互影响,研究运营商动态价格制定和虚拟电厂优化运行调度问题。下层以各虚拟电厂运行成本最小为目标,分别建立含有电储能、需求响应和氢储能的多虚拟电厂优化调度模型;上层以运营商利润最大为目标,结合下层出力计划进行虚拟电厂购售电价动态制定。采用粒子群算法迭代求解博弈模型,通过算例分析,该模型能够兼顾多主体利益,有效提高运营商收益并降低虚拟电厂运行成本。

考虑风电不确定性的交直流混联电网受端系统恢复决策优化方法

随着风电渗透率的不断提高,恢复方案受接入风电不确定性的影响越来越大。对含高压直流馈入的受端系统,恢复期间高压直流输电(high-voltage direct current,HVDC)的启动及运行对交流系统的网架结构及功率调度方案均有较高要求。为最大限度地利用HVDC的支援功率加速系统恢复进程,在对HVDC馈入的受端系统进行恢复决策时考虑风电不确定性的影响具有十分重要的意义。为此,该文提出HVDC馈入下考虑风电不确定性的受端系统恢复决策方法。首先,基于非全维凸包不确定集详细刻画风电极端场景;其次,考虑风电不确定性及HVDC的启动及运行特性建立两阶段鲁棒恢复模型;然后,通过伴随网络法将HVDC的启动及运行特性进行线性化处理;之后,采用列与约束生成算法求解所构建的优化模型。最后,通过新英格兰10机39节点算例及我国西南某省实际算例验证所提方法的有效性与实用性。

计及台风灾害全过程模拟的配电网差异化加固规划韧性提升方法

台风会对配电网系统造成严重影响,制定架空线路的防风加固规划方案至关重要。为提高配电网抵御自然灾害的韧性,提出一种计及台风灾害全过程模拟的配电网差异化加固规划韧性提升方法,通过模拟台风登陆至消亡时刻全过程实时风况信息,对各线路实施差异化加固。首先,利用狄利克雷过程混合模型(dirichlet process mixture model,DPMM)聚类算法提取典型台风登陆场景,结合风暴轨迹模型和Batts风场模型模拟实时台风移动路径和台风风场,计算配电网线路实时故障概率。然后,结合台风场景模拟结果和不同设计风速标准下的差异化的架空线路故障率,建立以多等级线路加固年投资成本、台风过境过程中失负荷成本、停电损失和维修成本最小为目标的双层随机规划模型,并利用Benders分解算法进行求解。最后,以改进IEEE33节点系统为例,对所提方法有效性进行了验证。

考虑风电不确定性的电力系统在线动态分区恢复优化方法

规模风电的接入给电力系统运行与控制带来了很大不确定性,也给大停电后的系统恢复带来挑战。根据恢复过程中变化的风电出力场景动态调整分区恢复方案有助于提升恢复效率。在计及初始停电场景中风电不确定性的基础上,为进一步考虑恢复过程中风电出力的不确定性,提出了一种电力系统在线动态分区恢复优化方法。首先,建立风电出力的不确定场景集合,基于Wasserstein距离构建分布之间的测度,采用核密度估计求取风电出力预测误差的不确定集合。然后,刻画恢复模型约束、分区模型约束、动态分区约束,分别从系统网架和运行状态两个角度设立两阶段优化目标,建立两阶段动态分区恢复分布鲁棒优化模型,并采用对偶理论等实现模型的转化与求解。最后,新英格兰10机39节点系统和实际电网算例的仿真结果表明所提动态分区恢复方法能有效应对风电出力不确定性和提高系统恢复效率。

通道型核心主网解环方案的评估方法研究

随着西北某省中东部核心环网两侧多个千万级能源基地的建设,负荷聚集的核心环网逐步演变为超千万千瓦的功率互济通道,成为核心环网与输电通道耦合的复杂型电磁环网。复杂型电磁环网承担着可靠供电与功率传输的作用,相比于普通环网有更多安全隐患和解环约束,为评估其解环方案,针对主网安全稳定性、供电可靠性、运行经济性,提出短路电流安全、N-1热稳裕度、负荷供电风险、通道传输能力、系统损耗、上下网功率均衡度六个解环评估指标。考虑到主、客观赋权法的优缺点和环网解环场景的实际需求,利用客观CRITIC法改进主观G1法,以主、客观权重差值最小为目标,建立模型求得最优综合权重。以该核心环网2023年的规划方案为例,验证了所提解环指标及评估方法的有效性。

考虑源网协同支撑作用的含新能源电力系统网架重构决策优化方法

面对复杂多变的国际形势和日益增多的极端事件,研究新能源高比例接入下的系统恢复方案,对完善新型电力系统安全防御体系具有重要意义。在此背景下,提出一种含新能源电力系统网架重构决策优化方法。首先,基于核密度法对新能源出力不确定性进行分析建模;其次,考虑新能源并网和运行对网架强度的要求,实现了新能源多场站短路比约束的线性化建模;在此基础上,建立了能协同新能源、储能、常规机组和输电网络恢复的网架重构优化模型,并提出双层优化策略以提升模型求解效率。基于新英格兰10机39节点系统的算例结果验证了所提方法的有效性。

多直流馈入受端系统与直流联络线协调恢复的一体化建模与求解

在多馈入系统发生大停电后,选择合适的时机接入直流联络线可以有效推进受端电网的恢复进程。与此同时,交直流之间及多个逆变站间的交互影响,为合理安排直流启动时机及运行出力带来了新的挑战。基于上述背景,该文提出一种能够同时协调关键机组、直流联络线与输电线路恢复的网架重构策略。首先,分析了多直流启动与运行对受端电网强度的要求,通过构建“n+1”网络实现了直流恢复安全约束的一体化线性建模;然后,为应对恢复过程中可能出现的突发状况,采用一种分时步的滚动窗口优化机制,建立了基于混合整数线性规划的源网协调恢复模型;接着,针对模型求解效率低的问题,提出了两种支路预筛选策略;最后,以修改的新英格兰10机39节点系统为例验证了所提方法的有效性。

计及短路故障影响的含风电电力系统恢复决策优化方法

随着新型电力系统的加速建设,我国风电等新能源渗透率逐年增加,给系统恢复控制带来新的机遇与挑战。风电提供的功率支持可加速系统恢复进程,但在故障扰动下,风电机组可能大量脱网,甚至引发系统再次崩溃。针对以上问题,该文提出一种计及短路故障影响的含风电电力系统恢复决策优化方法。首先,分析短路故障对电力系统快速、安全恢复的影响,讨论系统恢复中计及短路故障影响的必要性。其次,综合考虑短路故障切除前后影响,提出短路故障下的失负荷风险模型。然后,考虑风电及常规机组恢复特性,建立机组启动、并网及运行约束。同时,综合网络潮流及拓扑约束,构建系统恢复决策优化的混合整数线性规划模型。最后,结合滚动优化策略,动态切换系统恢复模式,实现模型的高效求解。采用IEEE-39和IEEE-118节点系统验证所提方法的有效性。

基于梯级流水法与裕度线性化交流潮流的目标骨干网架优化方法

“双碳”目标推进下,电力系统大停电风险增大。面对规模较大的电网,基于网络流理论与直流潮流的目标网架生成方法求解效率较低,且难以快速通过交流校验。针对以上问题,提出一种高效的目标网架生成方法。首先分析建立目标网架生成的基本约束与模型。然后提出基于梯级流水法的高效的连通性约束,以提升模型整体求解效率。同时采用线性化交流潮流模型,构建能够反映系统无功分配与电压水平的最优目标网架。考虑线性化误差可能引起的潮流及电压越限问题,提出考虑功率损耗裕度与无功平衡裕度的线性化最优潮流及潮流校验反馈机制,从而显著提升方案的交流校验通过率。最后,构建目标网架生成的混合整数线性规划模型,并采用IEEE-39、IEEE-118节点系统以及我国西南某地区电网等多个算例验证所提方法的有效性和求解效率。

基于改进双延迟深度确定性策略梯度算法的电网有功安全校正控制

新型电力系统中,由于源荷不确定性的影响,发生线路过载事故的风险增大,传统的有功安全校正方法无法有效兼顾计算速度及效果等。基于此,该文提出一种基于改进双延迟深度确定性策略梯度算法的电网有功安全校正控制方法。首先,在满足系统静态安全约束条件下,以可调元件出力调整量最小且保证系统整体运行安全性最高为目标,建立有功安全校正控制模型。其次,构建有功安全校正的深度强化学习框架,定义计及目标与约束的奖励函数、反映电力系统运行的观测状态、可改变系统状态的调节动作以及基于改进双延迟深度确定性策略梯度算法的智能体。最后,构造考虑源荷不确定性的历史系统过载场景,借助深度强化学习模型对智能体进行持续交互训练以获得良好的决策效果;并且进行在线应用,计及源荷未来可能的取值,快速得到最优的元件调整方案,消除过载线路。IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统算例结果表明,所提方法能够有效消除电力系统中的线路过载且避免短时间内再次越限,在计算速度、校正效果等方面,与传统方法相比具有明显的优势。

基于CFD技术汽车用热交换器流场特性建模分析

换热器是最常用的车辆液压油液冷却机构,其是保证齿轮传动机构正常运转的重要结构单元。针对车辆液压油常用的间壁式换热器进行分析,对热交换原理进行分析,获取传热方程和热平衡方程;基于此对热交换过程的固流耦合进行分析,获得热交换器的数学模型;根据数学模型和使用需求,对热交换器的参数进行设计;基于热交换器参数建立三维模型,采用CFD建立流场分析模型,对热交换器内油液和冷却液的速度场、温度场等进行分析;基于水力测功机试验台,对实际热交换器的冷却效果进行分析,验证设计和流场分析结果的准确性。结果可知:流过热交换器后,冷却液的速度流量变化较大,5.2m^(3)/s降低至2.3m^(3)/s,而油液的速度流量基本无变化,基本保持在2.0m^(3)/s,这与热交换器内部结构密切相关;仿真经过29s达到平衡状态,冷却液温度稳定在88.5℃,而油液温度稳定在95.5℃;试验测试温度变化趋势与仿真分析结果基本一致,冷却液温度逐渐升高,30s后达到平衡,达到83.3℃,而油液温度逐渐降低,31s后也达到平衡,为90.5℃;试验测试与仿真分析参数对比,油液与冷却液的出口温差基本一致,误差控制在7%以内,且达到平衡状态时的所经历的时间基本一致,在30s左右;且温度符合设计要求,表明设计方案的可靠性与准确性,为此类分析提供参考。

光热电站作为黑启动电源时计及机组恢复效益的运行优化

聚光太阳能热发电(CSP),又称光热发电,是集储热与产电为一体的可再生能源发电技术,具备良好的运行特性,有望成为服务于电力系统应急恢复的黑启动电源。基于此背景,该文对参与系统机组恢复充当黑启动电源的CSP电站运行优化展开研究。首先,通过场景分析法对太阳直接辐射进行不确定性分析处理,并建立CSP电站支撑电力系统机组恢复的双层优化模型;然后,针对模型制定双层优化求解框架,外层为系统机组恢复模型,求取系统机组恢复信息和CSP电站的功率输出,内层为计及机组恢复效益的CSP电站运行优化模型,求解CSP电站运行状态;最后,在含CSP电站的改进新英格兰10机39节点系统中对该文所提方法进行研究验证,结果表明该方法可以充分发挥CSP电站的灵活性,能够有效支撑机组恢复过程。

风光火打捆系统暂态稳定性及其虚拟同步机策略研究

风力、光伏发电是我国大力发展的清洁能源,将风电、光伏与火电三者打捆通过长距离通道外送能够有效解决我国能源逆地势分布的问题,而将虚拟同步机策略(virtual synchronous generator,VSG)与打捆系统中的风电、光伏机组有效结合,是针对新能源高比例并网造成的送端惯量缺失问题的一种有效解决方式。基于PSCAD仿真软件,首先搭建了风光火打捆外送系统的基础仿真模型,并通过仿真分析了不同的交流故障类型、送端风光火三者占比以及直流整流侧控制方式对打捆外送系统暂态稳定的影响,仿真结论与理论基本一致。之后在双馈风电机组和光伏的外送换流器环节中引入虚拟同步机控制策略,并通过仿真验证了虚拟同步机策略对于提升风光火打捆系统送端惯量的有效性。

基于短路电流约束显式线性建模的输电网结构优化

随着电网规模的不断扩大,近年来电力系统的短路电流超标问题日趋严重。相较于其他限制短路电流的方法,网络结构优化更加灵活、经济。基于节点自阻抗的物理意义,提出通过构造与原电网相似拓扑、不同参数的"伴随网络",用以表征线路开断与短路电流约束之间显式线性关系的思路。进一步地,提出相应的短路电流约束的显式线性建模方法,并建立兼顾电网N-1安全性和短路电流越限消除的网络结构优化混合整数线性规划模型。针对大规模系统模型求解困难的问题,研究了多种约束集削减策略及方法,可有效降低决策空间规模,提高模型的计算效率。最后以修改的IEEE 30节点系统和IEEE 118节点系统为算例,验证了所建模型及求解方法的有效性。

给定恢复目标的扩展黑启动方案路径优选

扩展黑启动可以通过同时启动多台机组为网架重构阶段的系统恢复提供更多的功率支持,加快系统恢复进程,但由于扩展黑启动方案在网络拓扑中表现出来的复杂性,其恢复路径的搜索确定难于常规黑启动方案。文中在充分考虑工程实际的基础上,提出一种给定恢复目标的扩展黑启动恢复路径搜索方法。同时,提出一种改进的基于主客观集成的属性权重求解方法,将其应用于扩展黑启动恢复路径方案评价体系中指标权重的确定。通过基于局部最小树思路的初步筛选和基于灰关联投影法的二次优选,最终确定扩展黑启动方案最优恢复路径。新英格兰10机39节点系统和河北南网系统算例验证了所述方法的有效性。

基于伴随网络的受端电网多馈入短路比约束线性化建模

网架拓扑调整作为多直流馈入受端电网规划、运行与控制中常见的优化措施,可能对多馈入短路比(MISCR)产生明显影响,但目前基于线性规划的电网拓扑优化模型无法有效考虑MISCR约束。基于此,提出一种MISCR约束的线性化解析建模方法,以节点阻抗元素的物理意义为切入点,通过构建与原网架拓扑相似、支路开断状态随动的伴随网络,建立了MISCR与网架拓扑决策变量间映射的线性化表达式。基于所提方法,分别建立计及MISCR约束的受端电网主动解列和最优线路开断问题的混合整数线性规划模型。以修改后的IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统为算例进行测试,结果验证了所提方法的有效性。

百草枯所致大鼠弥漫性肺损伤的病理特点

作者选用ＳＤ大鼠进行腹腔内一次性注入百草枯２５ｍｇ／ｋｇ后，在７个不同时间点观察其肺病理组织和超微结构改变。结果显示：百草枯可引起弥漫性毛细血管内皮细胞和肺泡１型上皮细胞为主的整层气一血屏障结构的损害，主要表现为肺泡水肿、出血、透明膜形成和（或）程度不等的肺泡炎，当损伤不能完全修复时则局部终结为纤维化。

灰色关联分析方法在黑龙江省林业产业结构规划调整中的应用

将灰色关联理论系统——“新三论”(突变论、耗散论、协同论)等学科理论引入林业产业,采用灰色关联分析方法分析林业产业结构,弥补了采用数理统计方法作系统分析所导致的缺憾,其计算量小,十分方便,不会出现量化结果与定性分析结果不符的情况。灰色关联分析法在林业生产实践和科学研究中具有很高的使用价值和广泛的应用前景,它可成为林业科学领域中进行预测、规划和产业结构的调整决策提供理论依据,以及林业科技工作者手中的有力工具。

计及恢复效果的光热电站黑启动服务定价方法

光热电站(concentrating solar power,CSP)因其具备储热系统和良好的运行特性,有望成为服务于电力系统应急恢复的黑启动电源。由于目前黑启动服务无法充分调动CSP电站参与系统恢复的积极性,有必要提出一种适合CSP电站的黑启动服务定价方法。考虑兼顾黑启动服务的CSP电站运行特点,以引导CSP电站在潜在停电风险高时提升储热水平,加快系统恢复为目标,构建了计及恢复效果的黑启动服务定价模型。在模型中,引入等效机组容量来衡量CSP电站在系统恢复时的恢复效果,通过支付给CSP电站恢复效果费来激励其主动做好黑启动准备。为合理确定黑启动服务价格,详细构建了计及黑启动服务影响的CSP电站日前调度优化模型,并提出了综合评判指标。最后,以新英格兰10机39节点系统为例展示了定价过程,并验证了所提定价策略及方法的合理性、有效性。