基于机器学习的可再生能源电力系统检修计划优化

随着可再生能源的不断发展,可再生能源在电网的占比越来越大,为了保证考虑可再生能源接入的电力系统的供电安全,检修工作的最佳协调变得越来越重要。目前检修计划制定工具受运行安全标准约束和电网复杂性的影响,具有可操作性低、模拟意外事故计算量大等问题,为了减轻人工计算负担,提出利用机器学习模型以快速可靠的方式预测应急情况的结果。该方法在兰州某地区设备中进行了测试,涵盖了10 kV和220 kV的电压等级。通过测试和比较朴素贝叶斯分类器、支持向量机和基于决策树的模型,可知基于决策树的随机森林算法在识别可安全检修时间段的准确率高于90%,始终优于其他算法。另外,通过实验表明,可再生能源发电的预期增长将影响未来电力系统的可检修性,部分地区非安全检修时间段将增加20%。

三级型电力电子变压器等效建模及小信号稳定性分析

电力电子变压器(power electronics transformer,PET)作为交直流混合配电网的核心设备,其稳定性是交直流混合电网安全运行的关键指标。该文针对典型三级型电力电子变压器,分别建立了三级型PET整流级、隔离级和逆变级的小信号模型,验证了电磁模型和所建立的小信号模型准确性;基于特征值分析法对三级型PET稳定性进行分析,研究PET控制系统参数变化时特征值轨迹变化规律,结合特征值分析对系统控制参数进行了校正;最后,搭建仿真系统分析了负荷突增以及负荷不平衡两种工况下PET的动态特性,验证了特征值分析结果的正确性。

计及新型限流与断路器协同作用的直流配网故障隔离策略研究

针对直流配电网故障电流上升速度快、峰值高以及无法保证非故障区域供电可靠性的问题,该文提出一种应用于直流配电网的新型故障限流器,并对抑制故障电流峰值的桥式电路、加速故障转移速度的耦合电抗器以及通过斩波抑制故障电流的主限流支路进行理论推导和参数分析。基于电压微分判据和方向性过流保护原理,提出新型限流器与直流断路器的协同作用策略。在仿真系统中验证所提方案的正确性和有效性,并进行限流器的初步实验验证。结果表明,所提限流器能够有效限制故障电流,与已有故障隔离方案相比,采用协同作用策略降低了直流断路器至少90%的分断电流,成功避免了换流站闭锁,确保了系统的供电可靠性。

计及多元因素新型柔性限流器在多端直流系统中的优化配置方法

已有限流器优化配置方法大多以电阻、电感型限流器为配置对象,且只考虑每条线路均配置限流器的工况,降低系统经济效益,因此提出一种计及新型柔性直流限流器(novel flexible fault current limiter,NFFCL)运行特性、位置、数量等因素的优化配置方法。首先基于换流站和NFFCL简化模型,构建含NFFCL直流系统故障电流计算模型,并在5节点直流系统验证其准确性;其次,以NFFCL成本、限流效果为目标函数,以断路器最大开断电流为约束条件,构建多目标优化配置模型,并对NSGA-Ⅱ算法中的拥挤度计算进行改进,以实现优化配置过程中NFFCL安装数量与容量的解耦;最后,采用改进拥挤度计算的NSGA-Ⅱ算法求解得到11节点直流系统的NFFCL优化配置方案,并通过限流器成本、安装数量、限流效果之间的关系选取最终方案。

计及梅花触头回路电阻试验的内嵌式接头设计研究

真空断路器作为电网配电系统中的重要设备,而触头质量直接影响了开关电器的电气性能。真空断路器的回路电阻作为开关设备最重要的电气参数之一,其稳定性测试过程的研究具有重要意义。为了提高真空断路器回路电阻的测试效率,本文研制了一种回路电阻测试装置,从内嵌式接头的动态过程进行分析,考虑了接触板数量和接触板滑动方式。该回路电阻测试装置有效降低了测试过程的用时,提高了回路电阻的测试工作效率。

计及灵活运行碳捕集电厂捕获能耗的电力系统低碳经济调度

针对碳捕集设备会产生较大捕获能耗成本的问题,采用灵活捕获运行模式调节碳捕集设备的捕获水平以降低捕获能耗成本,同时利用储液罐实现捕获能耗时移。通过需求响应削峰填谷增加负荷峰值时碳捕集设备捕获能力并提高风电利用率,从而降低捕获能耗成本和碳排放。以降低捕获能耗、提高碳捕集设备灵活性为目标,建立碳捕集电厂灵活捕获和溶剂存储模型。以系统总调度成本最小为目标,构建采用灵活运行模式的碳捕集电厂并计及需求响应的电力系统低碳经济调度模型。最后基于改进的IEEE 30节点系统对所建立的模型进行仿真,算例分析结果表明,所建模型可有效减少系统总调度成本,降低系统碳排放,提高系统风电消纳能力。

基于新型柔性故障限流器的多端直流配电网故障隔离策略

针对多端直流系统故障电流峰值高、上升速度快以及无法保证非故障区域供电可靠性的问题,提出一种适用于中高压配电网的级联式新型柔性故障限流器与机械式直流断路器协同作用的故障隔离策略。首先通过微分欠压保护触发柔性故障限流器,实现极间电压箝位效果,抑制故障电流,提高直流系统故障隔离后的动态恢复特性。其次依据直流断路器的分断速度,实现故障限流器动作时间的灵活设置。利用断路器方向纵联保护信号保证故障区域换流站侧故障限流器的持续作用,直至直流断路器动作隔离故障。该策略还可避免换流站闭锁,降低断路器分断速度与开断容量要求,延长断路器使用寿命,提高系统供电可靠性。最后,在MATLAB/Simulink中搭建四端中压配电网模型,并通过仿真验证故障限流器的效果以及所提策略的可行性。

基于改进的CNN-LSTM短期风功率预测的系统旋转备用经济性分析

为更准确地预测短期风功率,提出了一种新型短期风功率预测方法。首先采用Pearson相关系数法对风速、风向等影响因素序列与风功率序列进行相关性分析;其次,利用卷积神经网络(convolution neural network,CNN)对输入的时序序列进行特征提取;然后在长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络基础上新增一个遗忘门和一个输入门,形成具有多级门控的LSTM网络,并且结合CNN建立能够提高输入序列特征提取能力和预测精度的改进的CNN-LSTM短期风功率预测模型;最后,以甘肃省某风电场实测数据进行仿真分析,并将预测结果作为制定调度计划的依据,分析不同预测结果对系统运行成本的影响。仿真结果表明:相比LSTM模型与CNN-LSTM模型,采用所提模型进行预测所得结果的均方根误差分别减少63.9%和47.9%,平均绝对误差分别减少70.4%和53.5%,可在一定程度上提高风功率预测精度。采用该模型的风功率预测结果可以有效减少系统预留的旋转备用容量,降低系统运行成本,能够为调度计划的制定提供有力依据。