考虑用户有限理性的售电公司峰谷组合电力套餐设计

中国电力零售侧市场化程度逐步加深,售电公司须为电力用户提供有针对性的电力套餐以保障其市场占有率和持续盈利能力。为此,提出售电公司峰谷组合电力套餐零售模式并构建了考虑用户有限理性的电力套餐设计双层优化模型。在上层模型中,售电公司以购售电收益最大化为目标优化峰谷电力套餐参数及其在电力市场中的购电策略;在下层模型中,用户以购电综合效用最大化为目标进行峰谷组合套餐定制,考虑了裕度电量价值及从众心理对有限理性用户决策的影响,同时基于锚定效应模拟了用户在选购电力套餐后的用电行为。以某地居民用户为对象进行仿真分析,结果表明售电公司可通过设计峰谷组合电力套餐激励有限理性用户主动调整用电行为,提高购售电收益。

基于SF-Transformer的智能教育平台短期电力负荷预测研究

建设智能教育平台是推动教育智能化的一个重要过程,但智能教育平台依赖的人工智能模型在训练过程中会消耗大量电力,因此,开展短期电力负荷预测对建设智能教育平台具有重要意义.针对在考虑多个属性开展短期电力负荷预测时,由于部分属性与电力负荷数据的相关性不强并且Transformer无法捕捉电力负荷数据的时间相关性,而导致电力负荷预测不够准确的问题,基于SR(Székely and Rizzo)距离相关系数、融合时间定位编码和Transformer,提出了一种短期电力负荷预测模型SF-Transformer.SF-Transformer通过SR距离相关系数对影响电力负荷数据的属性进行筛选,选择与电力负荷数据之间SR距离相关系数较大的属性.SF-Transformer采用一种全局时间编码与局部位置编码相结合的融合时间定位编码,有助于模型全面获取电力负荷数据的时间定位信息.在数据集上开展了实验,实验结果表明SF-Transformer与其他模型相比,在两种时长上进行电力负荷预测具有更低的均方根误差和平均绝对误差.

基于软件定义的新型电力系统分层自治电力平衡模式研究

新型电力系统是一个典型的复杂系统,源荷双侧的强不确定性导致电力电量时空分布极度不平衡,电力电量平衡逻辑发生了根本性变化,电力平衡面临巨大的挑战。为建立源网荷储多元协同互动的新型平衡模式,根据分层可以弱化复杂系统复杂性的理念,提出了基于能量自治单元的分层自治电力平衡模式。能量自治单元具备自调度、自平衡能力,在不同市场模式下具备不同的具体形态,将成为多元海量资源参与电力市场的有效途径。基于软件范型理论,指出能量自治单元应具备多元融合的架构模型、自适应运行机理和持续演化的生命周期,同时介绍了基于软件定义的能量自治单元软硬件解耦构建思路。最后,对能量自治单元构建的关键技术进行了讨论和展望。

新型电力负荷资源响应性能量化评估指标体系研究

随着能源和信息通信技术的快速发展,新型负荷资源参与运行控制已成为电网运行的重要成分。新型负荷资源的响应存在差异性和不确定性,准确地量化评估电网新型负荷资源的响应性能成为电网运行的重要任务。为此,在电网运行控制角度,建立了电网新型负荷资源需求响应性能评估体系,定义了反映响应及时性、响应准确性、响应可靠性和响应利用率的各项指标和计算方法,并通过示例,演示了需求响应各项响应性能指标的计算过程,通过对3种不同响应的响应性能指标的比较,验证了提出的响应性能量化评估指标符合响应性能的直观判断,还能提供更全面的评估信息,能够准确评估新型负荷资源的响应性能,为电网运行控制、需求响应的考核结算提供了依据。

新型电力系统终端通信网优化方案研究

随着新型电力系统的深入推进,采集控制逐步向配电和用电侧延伸和下沉,源网荷储各环节衔接更紧密,海量数据需要实时汇聚和高效处理,对终端通信网的网络覆盖、业务承载、便捷接入、安全可控、规范管理等方面都提出了更高的要求。基于这种情况,对终端通信网的覆盖范围、业务承载能力、灵活便捷性、技术安全性等方面提出优化方案,构建“网络全域覆盖、业务全面支撑、终端高效接入、技术安全可控”的终端通信网络,全方位满足各类电力业务的通信接入需求,提升网络承载能力、业务支撑能力和资源利用率,提高终端通信网的安全可靠性、经济适用性、管理科学性,为构建新型电力系统数字技术支撑体系提供重要基础保障,服务能源互联网建设。

应用知识图谱的电力设备产品质量预测研究

常规电力设备产品质量预测效果不佳,为此提出基于知识图谱的电力设备产品质量预测方法。根据当前测定需求及标准的变化,先进行基础预测指标的设定,采用多阶的方式打破预测覆盖范围受到的限制,构建多阶交叉预测结构,后设计知识图谱电力设备产品质量预测模型,采用图谱回归测定的方式来实现质量预测处理。实验结果表明:在该文提出的方法应用后,质量预测的最终F1值可以达到0.8以上,具有更好的预测效果和实际应用价值。

新型电力系统中储能系统综合价值测度研究

当前,随着新型电力系统的建设,大规模高比例新能源接入电力系统导致我国能源供应出现更大的不确定性。储能系统依靠其良好的运行特性有效提升了电力系统的高可再生能源渗透水平,但其所带来的增加新能源消纳、降低线路损耗、延缓输配电升级改造和提升能源供应可靠性等价值难以在储能收益中得到合理体现,片面且不精准的储能系统价值测度限制了储能投资及应用。文章分析了储能系统的内部价值测度及外部价值测度,并进行了储能系统综合价值测度测算,旨在促进储能产业健康发展。

信息技术强化电力工程建设安全管理策略研究

阐述了信息技术在电力工程建设中的作用,强调了安全管理策略在电力工程建设中的重要性,分析了电力工程建设中存在的安全管理问题,提出了相应的安全管理策略。通过制定科学合理的规章制度,加强施工现场管理和监督,开展安全技术交底和教育培训,可以全面防范和控制建设工程发生的安全事故,最大限度地保障施工人员的人身安全以及工程设施的完整性和稳定性。

面向电力信息物理系统的虚假数据注入攻击研究综述

随着电力信息通信技术的发展与应用,电力流与信息流深度融合,共同实现对系统的全景状态感知与控制决策,电力系统转变成典型的信息物理系统(Cyber physical system, CPS).开放的通信环境与复杂的信息物理耦合交互过程,使得信息安全风险成为影响电力系统安全稳定运行的重要因素.其中,虚假数据注入攻击(False data injection attack, FDIA)通过破坏网络数据完整性以干扰控制决策,是一种典型的网络攻击方式.本文针对面向电力CPS的虚假数据注入的攻击过程和防御手段进行了分析与总结.从攻击者视角分析了FDIA的攻击目标、策略及后果;从防御者视角总结了保护与检测环节中的各类方法;最后基于联合仿真技术,提出了针对虚假数据攻防过程建模和评估的电力CPS联合攻防平台.

电力信息物理系统网络攻击与防御研究综述(一)建模与评估

在电网转变为电力信息物理系统(电力CPS)的过程中,信息侧和物理侧体现出明显的相互依赖性,信息侧作为通信、计算、控制的支撑性组成部分,在电力CPS安全可靠运行中具有重要的地位。而针对电力CPS的恶意网络攻击行为在近年来不断发生,引发关注,大量针对电力CPS的网络攻击研究取得了一些成果。针对当前的电力CPS网络攻击研究,从攻击建模和电力CPS安全性评估方面进行了归纳和整理,对已有方法进行分析,明确了研究课题的问题本质。随后结合电力CPS的特点和发展趋势,指出当前研究的不足,提出需要关注的问题和可能的解决方法,以完善电力CPS恶意网络攻击研究。

电力信息物理系统网络攻击与防御研究综述(二)检测与保护

从针对电力信息物理系统(电力CPS)网络攻击的检测和保护两个方面,对当前国内外研究进行了梳理和归纳,发掘相关研究问题的本质和目的。在检测方面,介绍了基于偏差和特征的防御检测实现思路及其在信息侧和物理侧的实践方法;在保护方面,介绍了以被动防御为主的信息侧保护方法和基于资源配置和校正控制的物理侧保护方法。在现有研究基础上,对电力CPS网络攻击的检测和保护领域关键技术进行了提炼,并对未来研究方向进行了展望。

电力IMS中SIP会话性能的研究与优化

随着电力IMS系统的全面推广应用,SIP用户与通信业务的增多使得有限带宽与冗余消息之间的矛盾日益凸显,对通信质量与用户体验造成一定影响。论文在深入研究SIP会话端到端建立过程的基础上,构建了SIP时延分析模型,进而指出压缩SIP消息的大小可有效改善SIP的会话性能。通过基于文本的无损数据压缩算法的研究,提出了一种基于SIP协议的改进压缩算法,从而为电力IMS系统服务质量(QoS)的提升给出了一个新思路。

“新型电力系统数字化关键技术综述”专辑评述

数字化是推动新型电力系统发展的重要动力,已成为广受学术界和产业界关注的热点技术。为此,《电力系统自动化》编辑部组织了“新型电力系统数字化关键技术综述”专辑,系统化介绍了新型电力系统数字化基础元件装备、边缘计算技术、通信安全与防护、智能化调度决策等一系列技术成果,代表了本领域最新技术成果和先进经验。文中立足于新型电力系统数字化发展的整体趋势,对专辑论文按研究方向进行了系统性梳理,对其核心成果与观点进行了归纳总结,希望能够完整呈现专辑成果对新型电力系统数字化关键技术体系的支撑作用,为相关技术研究的进一步深化提供参考。

电力设施应对地震及其次生灾害的研究进展

有关地震及次生灾害对电力设施影响的研究,一直是工程技术领域探索的重要课题。论文主要总结分析了输电线路、变电设备、发电设施、灾害监测和应急抢险等方面与地震及次生灾害相关的研究进展,指出了地震及其次生灾害电力设施防控亟需解决的关键问题。首先,总结了输电线路的地震受灾方式和灾害影响,指出了地震受灾及设备抗震的研究需要综合本体因素与局域地质构造因素;其次,回顾了变电设备受损机理及检测方法,指出了变电设备抗震研究中的局限性;然后,以水电站、风电结构和核电厂为例来分析发电设施的地震灾害防控研究进展,指出了发电设施研究仍以工程实际需求为导向展开;最后,综述了灾害监测及应急抢险的研究现状,建议加强新技术在地震及其次生灾害下电网防控中应用。

高热故障下变压器油纸绝缘系统的产气机理研究

针对高热故障下超/特高压变压器内部绝缘系统状态变化和产气机理不清晰而严重制约变压器状态分析诊断的问题,本文基于热焓理论与仿真模拟手段相结合的方式对超/特高压变压器高热故障下油纸绝缘系统特征气体的生成路径与油纸绝缘系统的裂解机理开展研究。依据热焓理论得到气体的生成机理,并利用仿真模拟验证本文所提出的产气机理与路径。结果表明:高热故障下油纸绝缘系统中链烷烃要比环烷烃和双环芳香烃更容易发生裂解,各组分裂解生成特征气体的速率从大到小依次为纤维素、链烷烃、环烷烃、双环芳香烃。根据气体生成能可知,特征气体CH_4和C_(2)H_6最容易生成,C_(2)H_(2)最难生成,可通过特征气体在油纸绝缘系统中的生成速率判断高热故障的严重程度。

基于深度卷积神经网络的电力系统故障预测

通过对深度卷积神经网络的深入研究,提出基于深度卷积神经网络的电力系统故障预测方法,保障系统安全运行。采用广域测量系统测量每个支路与节点,将获得的功率与关键特征值分别作为深度卷积神经网络模型输入、输出,训练这2个数据,并使用深度卷积神经网络AlexNet分析输入数据与输出数据的映射关系,建立基于深度卷积神经网络的电力系统故障预测模型,通过特征值分组、振荡模式筛选、数据预处理、模型训练和模型评估,实现电力系统运行状态评估,完成电力系统故障预测。实验结果说明:该方法的关键特征值计算结果与实际结果基本一致,可靠性高;使用正则化可提升模型泛化效果,防止模型过拟合;与其余方法的准确率和误报率指标相比,所提方法的准确率高达99.52%,误报率为1.16%,综合评价指标较高,评估效果优势显著。

电力用户侧能源优化碳普惠体系设计及应用

碳普惠是一种引导广大公众践行节能减碳行为的新型激励机制。针对电力客户能源优化节碳潜力大但缺少常态化激励的问题,以碳普惠底层运行逻辑为指导开展电能用户能源优化碳普惠体系设计。首先面向碳减排方法学开发,从电力用户能源优化的减排机理分析出发,梳理了4类10种低碳行为,接着设计了政府监管下电网企业主导且多方参与下的碳普惠机制,并进行碳普惠服务平台技术架构设计;然后针对电动汽车能源替代场景构建了碳减排和碳积分计算模型;最后以江苏电动汽车碳普惠实践为例进行碳普惠应用效果分析,碳普惠实施后充电量增长2 123 k W·h,合计减碳量37 068 kg,站均碳积分激励系数为7.36%。算例表明碳普惠体系设计合理且对电动汽车移峰填谷起到较好的激励效果。

考虑累积效应的35 kV油浸式三相变压器温升特性仿真与试验研究

变压器长期处于不停机运行状态,焦耳热、电磁热等热源产生的温升会严重影响变压器的运行状态和使用寿命。为了更准确地得到35 kV油浸式变压器的热点温度和温升特性,针对现有研究未考虑温度影响下参数的时间尺度变化特征的问题,考虑温度累积效应带来的影响,围绕油浸式变压器的温升特性展开研究。首先,建立时变电流密度、磁感应强度的理论模型;其次,基于电磁热流多物理场耦合仿真方法,对油浸式变压器带负载工作过程进行电磁场、温度场及流场的有限元仿真分析,得到了铁心、绕组及漏磁损耗作用下油箱内部温度变化及其分布特性;最后,完成油浸式变压器长期带负载运行实验,并采集得到升高座下方及初级、次级绕组温度。仿真发现绕组附近温度约为95℃,铁心的直角区域及升高座下方也存在高温区,原因是该位置油流流速较大,仿真结果约为28 mm/s。实验与仿真的对照结果表明,考虑累积效应的仿真结果与实测值较为接近。研究内容可为油浸式变压器的温升特性提供技术参考。

面向电力巡检的轻量化目标检测与故障识别方法研究

目前电力巡检的2个基本需求是硬件资源占用率低和实时检测速率高,然而现有技术仍面临计算成本与检测速率的挑战,因此基于YOLO系列目标检测算法,设计了可在轻量化平台上部署的网络模型Power Net。Power Net中设计了轻量化特征提取模块Shuffle CSP和特征图感知融合模块Fuse,取得了检测速率与精度的良好折中。最终的模型可达到76.8%的平均准确率,且参数量和浮点运算次数仅有5.5 M和12.8 G,在TESLA V10016 GB GPU和Intel i5-8400 CPU上的检测速度分别达到200~400 fps和2~5 fps,符合实时检测的要求。

基于双目测距的无人机电力线路巡检安全距离测量研究

为了提高无人机电力线路巡检效率,在分析双目视觉测距以及双目相机标定的基础上,建立了基于双目测距的无人机电力线路巡检安全距离测量方案,并采用双目测距原理搭建试验台对建立的系统进行实拍图像的Hough直线测试。研究结果表明模拟和输电线相距15米的部位测距时,在无人机上搭载双目测距仪,通过对比发现测试距离接近实际15米,误差被控制于5%范围内。利用无人机搭载双目测距仪,控制赶超非常灵活,当无人机飞行期间受到气流干扰后云台角度将发生变化。