产教融合多主体协同培养专业学位研究生的困境与破解——基于“三角关系理论”责权协同机制视角

在国家高层次应用研究型人才培养中,专业学位研究生教育承担了主要任务。产教融合以多元主体合作协同、互动共进为特征,是人才培养的重要途径。伯顿·克拉克的“三角关系理论”明确指出,大学治理的运行机制是围绕政府、学术、市场三个基本要素的关系与互动展开的。该文从“三角关系理论”责权协同机制的视角出发,针对当前产教融合多主体协同培养专业学位研究生中面临的困境进行剖析,提出相应破解策略,期望能为进一步创新人才培养模式、全面深化产教融合育人机制提供突破口。

风电场参与电网调频的多机协同控制策略

【目的】考虑风电场中不同风况下风电机组参与一次调频能力的差异,在下垂控制和惯量控制策略的基础上,对机组的调频能力评估方法进行优化。【方法】提出了一种改进的多机组调频参考功率协同控制策略。【结果】引入多机组协同控制方法能够有效改善机组之间调频参考功率的分配,从而有效调节各机组参与系统一次调频的程度。在惯量控制和下垂控制的基础上引入改进的协同控制策略,依据机组在实际风况下运行的状态,评估机组能够有效参与一次调频的参考功率。引入调频能力系数能够实现调频功率参考值在各机组之间按能分配。【结论】协同控制策略能够有效保护风电机组转速,同时能够有效改善电网频率响应。

配电网理论线损概率分布函数的计算与分析

线损是衡量配电系统节能减排和运行效率的重要指标。随着“双碳”目标的提出,大量随机性和间歇性的可再生能源接入配电网,给配电网的线损计算带来新的挑战。该文从概率角度出发,在基于高斯混合模型的节点注入电流基础上,结合广义非中心卡方分布推导了任意电流分布下配电网理论线损概率分布的解析表达式,并首次给出配电网理论线损的均值、方差和矩生成函数的准确表达式。考虑到理论线损概率分布难以直接计算,提出一种基于Raphaeli级数的线损概率密度函数和累积概率分布函数的数值计算方法。基于IEEE 33节点系统的算例分析表明,提出的线损计算公式能够准确、高效地计算线损均值和概率分布函数。

考虑储能充放电均衡度的风储联合调频控制策略

针对储能分组调频的充放电不均衡问题,提出一种考虑储能均衡度的风储联合一次调频控制策略。基于充放电任务分组执行的储能调频原理,建立了最佳放电深度下的储能分组调频充放电数学模型。为改善储能充放电不均衡问题,以储能均衡度构建2组储能的充放电综合下垂控制系数,并设计风储协同控制策略,在储能均衡度偏差较大时通过风机转子动能调频弥补储能功率不足,提升一次调频效果。最后以频率差偏移量及储能均衡度偏移量等作为评价指标进行仿真分析,结果表明所提风储联合调频控制策略有效改善了储能均衡度,降低了其对储能使用寿命的损害程度,同时提升了调频效果。

基于深度学习的新能源场站不良数据辨识与修正方法

针对新能源场站数据采集错误的问题,考虑到新能源场站数据具有海量和相互耦合的特点,提出一种基于深度学习的新能源场站不良数据辨识与修正方法。首先,构建长短期记忆神经网络模型,利用偏差阈值进行判断得到标识的不良数据;在此基础上,提出了萤火虫算法优化的BP修正模型,建立修正评判标准,将标识的不良数据进行修正,得到新能源场站可靠的运行数据;最后,通过实际数据集对方法的有效性进行了验证,结果表明所提方法能够有效处理新能源场站运行不良数据,具有实际应用价值。

基于多维场景划分的台区线损率异常研判及关联用户精准追踪方法

针对台区线损率异常辨识困难,关联用户难以精准追踪的问题,提出一种基于多维场景划分的台区线损率异常研判及关联用户精准追踪方法。首先,提出了一种基于改进完备集合经验的模态分解(improved complete EEMD with adaptive noise,ICEEMDAN)算法的数据预处理策略,通过分析台区历史线损率曲线的变化趋势,构建台区线损率粗放场景集,并在此基础上采用支持向量聚类算法进一步对场景集进行二次精细划分,实现对台区多维场景集的建立。其次,提出一种基于簇类个案数目的区间动态平移策略,用于确定不同场景下线损率标准库的区间范围,并采用区间重叠率策略对划分中的孤立区间进行合并,实现对台区线损率标准库的完备划分。最后,给出一种基于关联分析的线损异常追踪方法,通过灰色关联分析法确定线损异常强相关因素,并基于改进Adtributor算法定量分析各因素和台区用户间的内在关联度,提高对台区线损率异常用户的追踪精度。算例采用台区真实数据进行仿真分析,结果表明了所提方法的有效性和实用性。

高电压技术课程实践环节的理实一体化改革探索

文章基于科教融合的新型育人模式,以高电压技术课程为例,从授课计划和考核方式两方面入手,提出了针对实践环节的理实一体化改革思路。通过改革,增加了实践环节的比重,优化了考核方式,实现了课程的理实一体化教学,体现了科教融合的教学理念,显著提升了教学质量和学生的学习效果。

基于四象限储能功率线性化模型的配电网协同优化

针对高渗透光伏可能引发配电网净负荷形态转变、电压越限和网损增加等问题,提出了一种考虑四象限储能功率线性化建模的主动配电网有功功率-无功功率协调优化策略。首先,分析主动配电网各类型调控资源的有功功率-无功功率调节能力和运行特性,特别是光伏和储能功率运行边界,基于此,提出四象限储能功率调节的线性化建模方法。然后,考虑储能功率容量约束和能量容量约束,构建配电网协同优化模型的目标函数和约束条件,并通过二阶锥松弛算法进行求解。最后,利用改进后的IEEE33节点系统验证所提方法的有效性和可行性。

基于EEAC理论分析低频振荡

扩展等面积准则(EEAC)通过互补群惯量中心—相对运动(CCCOI-RM)变换,将多机系统受扰轨迹映射为一系列时变单机无穷大(TV-OMIB)系统的映象轨迹,并解耦各振荡模式的信息,进而可以识别主导振荡模式,并实现稳定性的量化分析。文中提出以轨迹特征根反映系统非线性对低频振荡特性的影响,以轨迹特征根对各机组机械阻尼系数的灵敏度来反映各机组的参与因子;发现按减小联络线功率的准则调整机组出力可能产生负阻尼效应;指出为抑制低频振荡,应以减小映象功角为准则来调整机组出力。分析扰动大小对系统振荡特性的影响,发现系统振荡特性在分岔点附近可能与平衡点特征根明显不同。

基于运行成本的园区综合能源系统优化调度

能源消耗密集型企业的聚集使得园区内部能源消费成本极高,且增加了电网运行稳定的不确定性,因此统筹配置新型能量转换设备的综合能源系统应运而生。文章提出综合能源系统的运行模式框图,并针对各设备的运行特性建立出力模型,以园区日运行成本最低为目标构建优化函数,并以各设备的额定运行状态为约束条件。基于改进蚱蜢优化算法的寻优结果显示配置了综合能源系统的工业园区在用能成本上有较大幅度的下降,且增加了对风光的消纳能力,具有较好的经济和环保效益。最后,将优化前后各部分运行成本进行对比,验证了文中所提方法的有效性和可靠性。

融合在线监测数据的变压器状态评估

随着技术的发展,变压器状态评估逐步趋向融合动态在线监测和静态预防性试验数据的综合评价。基于在线油色谱监测数据,提出利用小波模极大值识别快速渐变拐点和跃变点的算法,提高了在线监测评价的准确度。在此基础上,考虑在线监测和预防性试验数据的不同时效,在双层结构的变压器综合状态评价模型中,提出采用时间可信度指标修正各子证据体的可信度,实现了静态数据参与状态评估的动态化处理。实例分析结果表明,融合在线监测数据的变压器综合评估模型较传统变压器状态评估更加准确。

通过轨迹特征根分析时变振荡特性

电力系统受扰轨迹具有非平稳振荡特性,无法由平衡点特征根反映。为此,提出受扰轨迹振荡模式的时变性概念,给出瞬时阻尼的计算式;采用小波脊方法获取轨迹各窗口内的特征根,构成振荡模式的时间序列,以便研究扰动大小和系统时变性对低频振荡的影响。小波变换利用滑动的伸缩窗口在多个尺度空间分析信号的时频特性,有较好的频率适应性。通过追踪小波变换的极大值点可以克服Prony和傅里叶算法不适用于时变系统的困难,反映时变振荡特性。指出由于小波变换反映的是窗口内的平均振荡特性,窗口过宽会掩盖其时变性,因此不能用于时变性太强的场合。

三相不平衡与线损的量化分析

三相不平衡影响系统运行效能,以负序、零序和正序分量有效值比值度量负序、零序三相不平衡率,使得不平衡率不具有唯一性。线损增加是三相不平衡带来的主要影响,亟待进行量化评估。在分析序分量和相量大小关系的基础上,提出采用三相正序分量有效值的平方和与总量平方和之比度量三相平衡率,统一了含零序和不含零序系统的三相平衡率和不平衡率度量形式。论证了在电源电压对称的情况下,传递相同功率,不平衡系统正序电流分量大小等于平衡系统的电流。对于三相三线制系统,不平衡系统与平衡系统的线损比值为平衡率的倒数,并给出了根据量测值计算线损增量的方法;对于三相四线制系统,不平衡系统线损由端线线损和中线线损两部分构成,不平衡系统端线线损与平衡系统的比值为平衡率的倒数,中线线损根据零序电流单独计算,并给出了根据量测值计算线损增量的方法。算例显示,提出的度量方法能够更好地评价三相不平衡,并反映与线损的量化关系。

基于SG-CIM的配电网数据平台及应用开发

国家电网公司提出的SG-CIM模型为我国电网建模和信息交互建立了统一的规范,方便了不同系统和应用间的信息集成。在现有SG-CIM模型的基础上,根据配电网业务需要,扩展了模型的类、属性以及相互关系。为克服电力系统安全分区对信息交互的影响,在安全Ⅲ区建立了数据汇聚平台。在统一数据源的基础上,构建了一体化平台。根据业务要求,进行了对象聚合,同时构建了实时数据平台,提高实时数据传输速度。在此基础上,以GIS为依托,根据业务流程,集成了跨系统的信息,开发了多个高级应用,并在工程中得到实践。

考虑频率死区的储能单元协同控制策略

新能源并网比例的不断攀升降低了电力系统惯量,导致系统调频能力下降。为此,开展了储能参与调频的研究。储能参与调频受到单元数量、荷电状态(state of charge,SOC)、充放电策略等因素影响,提出一种考虑频率死区的储能单元协同控制策略,根据SOC一致性对储能单元进行分组,不同组别单独执行下垂控制或虚拟惯量控制,简化出力控制指令。依据系统频率偏差或频率变化率进行控制指令切换,并分别设置频率偏差和频率变化率死区,以减少小扰动干扰导致储能系统频率充放电。基于Matlab/Simulink进行仿真验证,结果表明:所提控制策略简单便于执行,能够快速响应调频需求,并且能保证储能电池使用寿命。

改善同塔混压双回直流输电线路电磁环境研究

为了改善高压直流输电线路日益严重的电磁影响,提出混压双回直流输电线路布置的新方案。新方案线路布置通过改变极导线空间几何架构,重构极导线电晕后正负离子的空间分布状态来减弱直流输电线路对环境的电磁影响,研究其电磁环境具有重要意义。本文基于Kaptzov假设,运用COMSOL多物理场耦合计算了新方案和常规布置下直流线路的离子流浓度、合成电场、走廊宽度以及合成电场在不同风速下的变化。结果表明,选择合适的新布置方案可有效改善电磁环境影响,节约输电走廊资源。此外,新方案布置下直流线路特有的低值域不对称电磁环境具有优异的抗风性与稳定性。

考虑湍流情况下的大跨越输电导线径向温度场分析

由于自然对流、层流、湍流的产生机理和流动特性不同,对架空导线的传热效率存在较大差异,以往研究仅考虑单一自然对流或层流条件设置修正系数来修正导线表面测量温度,对线路安全运行埋下隐患。为此,本文根据架空导线内部结构特征,使用COMSOL仿真软件建立有限元模型,考虑磁场、固体和流体传热及对流情况,搭建电磁热-非等温流动多物理场耦合,以JLHA1/G6A-500/280导线为例,对自然对流、层流条件和湍流条件下的导线径向温度进行分析。验证结果表明:自然对流和层流情况下,导线传热环境较稳定,导线径向温差较小,修正系数较小;湍流情况下,导线传热环境较复杂,导线径向温差较大,修正系数较大。因此出于保守考虑,工程中通过测得导线表面最大温度乘以修正系数较大值1.42~1.75即可得到导线内芯温度。

科教导向的理论实验课程融合教学模式探索——以高电压技术课程为例

高电压技术课程理论性与实践性强,主体对象抽象,理论课与实验课相分离的方式并不利于学生对所学对象产生更直接的感性认识,从而影响其所学知识点在科研深造、工作实践中的融会贯通效果,形成“科”滞后于“教”的状态。该文基于科教融合的新型育人模式为基本路径,以高电压技术课程为例,提出理论实验课程融合的N+1教学模式,通过改进课程教学模式和授课方法,形成科教融合的范式,并推广到本专业其他课程。

用窗口傅里叶脊提取时变振荡信息

Prony算法可以提取平稳信号的振荡频率和阻尼,但抗噪性能差,并且不能正确反映非平稳信号的振荡特性。提出用窗口傅里叶脊(WFR)分析非平稳振荡信号,其具有良好的抗噪性,WFR利用窗口傅里叶变换反映振荡信号的频域特性,以极大值点(脊点)反映信号振幅,通过窗口滑动反映振荡信号的时域特性,从而反映非平稳振荡信号的频率和阻尼时变性。算例说明,WFR不仅可以分析平稳信号的振荡信息,对于非平稳信号同样具有良好性能,更适合电力系统摇摆曲线的振荡信息分析。

选择合适的曲线提取低频振荡信息

在互联多机系统中,存在多种振荡模式,需要重点关注的是主导弱阻尼或负阻尼模式。利用振荡曲线提取多机振荡信息,需要选择合适的曲线,才能得到系统主导振荡模式。分析了两机相对曲线、单机相对于角度中心(COA)曲线、单机相对于惯量中心(COI)曲线存在的问题,指出扩展等面积法(EEAC)利用分群的概念首先确定系统主导振荡模式的中心位置,利用轨迹聚合的概念弱化非主导模式对主导模式的影响,利用相对运动的概念,获得等值单机曲线提取信息。算例仿真结果表明,EEAC等值机模型可以很好地提取出主导振荡信息,并且可以显示系统振荡的中心位置。