数据挖掘技术在电价预测中的应用

简要叙述了数据挖掘技术的特点,分析了影响电价的因素,提出了一种基于数据挖掘技术的电价预测方法。该方法将电价用市场供求关系、上网竞价发电功率、用户负荷需求、燃料价格、物价指数和消费水平等元素来表征,并考虑了不同电价影响因子的影响程度。利用数据挖掘中的相似性搜索技术,引进权重系数对所搜索到的匹配电价序列进行加权平均,进而得到所预测的电价值。最后举例说明了该方法的具体应用过程。

一种基于优化组合的供电公司电价管制模型

分析了目前国外公司采用的垄断行业定价方案,结合我国电力行业现状提出了一种基于优化组合的供电公司电价管制模型。首先综合考虑了各地消费水平与环境差异性等因素并得到某一地区的基准供电公司模型,然后以此模型为基础结合价格上限管制方法得出了各供电公司的电价管制模型,该模型同样适用于大区级供电公司的电价管制。最后通过算例说明了该模型的具体应用方法。

集成定价法在输电电价中的应用

对输电电价的定价方法进行了研究,对输电网的成本进行了分析,将其成本分为固定成本和变动成本2大类,固定成本基本上不随时间变化,变动成本随时间变化而不断改变。提出了集成定价思想,即对输电网的固定成本采用综合成本定价法,按最大需量进行分摊,而对变动成本则采用基于边际成本定价法的实时电价并进行实时分摊,两者有效结合即得出输电网的电价模型。该模型可称为集成定价法下的节点电价模型,可以应用于实时电价、分时电价、日前市场电价和远期合同电价。通过算例说明了该电价模型的具体应用。

计及成本约束的供电公司电价模型

随着电力体制改革的深化发展,中国输配分开和趸售市场的建立是一种必然趋势,供电公司电价的确定对电力市场的健康运行影响重大,意义深远。作为垄断性企业,在政府行政部门的管制下,如何确定供电公司的成本并进行定价,是目前供电电价研究的难点。作者对供电公司所面临的各种约束进行了分析,并提出了一种综合考虑各种约束下的供电电价模型。该模型可以应用于实时电价、分时电价、现货市场交易电价和远期合约电价中的任何一种,并给出了具体的说明。最后给出了算例分析,说明了该模型的有效性。

考虑安全性因素的分布式电源多目标规划研究

分布式电源(DG)的出力波动是制约其发展的重要因素之一。在保证经济性和环保效益的同时,将系统运行安全性考虑入分布式电源的规划中,定量推导了分布式电源功率波动对电压波动的影响关系,并建立了以年投资运行净收益最大、潮流均衡度最优和电压波动最小为优化目标的模型。同时,提出一种改进自适应遗传粒子群算法来求解上述多目标、多约束模型,该算法针对不同量纲和不同尺度的多目标函数的评价、多约束引起的求解效率低、基本粒子群算法容易早熟等问题给出了一系列改进措施。最后,以IEEE 33节点配电网系统为基础进行了DG规划方案的对比分析,分析结果验证了本文多目标规划模型的合理性和求解算法的实用性。

应用交易-损失矩阵分摊不同运营模式下的输电损失

电力市场的建立使得市场参与者可以公开和无歧视地访问输电网络,所以如何公平、合理地向其分摊输电损失是当前电力改革的一个关键。该文提出了一种在不同运营模式下分摊输电损失的新模型。该模型基于节点导纳矩阵,直接根据系统损失方程式推导得出,不需做任何简化假设,并针对多交易体系精确地给出了各自交易的损失分摊表达式,使得系统中所有交易产生的输电损失自然分离。该模型引用了交易-损失矩阵,说明了系统中各交易间的耦合效应,同时根据联营体和双边调度的特点,给出了各交易及市场参与者的输电损失费用分摊表达式。文中最后采用IEEE5标准系统进行了仿真计算,说明了所提方法的应用。

基于双层模型预测控制的微电网经济调度

由分布式柴油发电机、电池组和分布式光伏组成的微电网可以为海岛等偏远地区的居民提供有效的电能供应,但由于其负荷用电量和分布式光伏的出力存在波动性,因此需要有效的运行控制方法来调整功率分配,从而实现系统经济高效运行和可靠的电力供应。基于此,提出了一种基于双层模型预测方法的微电网最优运行控制策略。第一层基于对各元件功率的有效预测来构建最优控制问题,实现电能的最优分配;第二层为了提高控制策略对预测误差的鲁棒性,进一步通过求解边界值问题来调整柴油发电机的发电功率。算例分析表明了所提控制策略在提高计算可行性和准确性、增强鲁棒性以及降低成本等方面的有效性。

碳纤维护套高速永磁电机转子应力解析建模

针对温升等因素影响下碳纤维护套表贴式高速永磁电机的转子应力分析问题,将转子简化为永磁体和护套2个圆柱套筒结构。在此基础上,基于转子平面应力模型,采用弹性力学理论,推导了考虑过盈量、转速及温度影响的碳纤维护套永磁转子的应力解析解,并采用有限元法验证了解析模型的有效性。最终,通过转子应力解析解,研究了转子应力随过盈量、转速、温度及护套厚度等参数的变化规律。结果表明:解析法与有限元法的计算结果一致,通过该方法推导的解析解能够精确计算出永磁体和碳纤维护套的应力,对转子应力影响较大的因素分别为过盈量、转子转速以及温升,而护套的厚度对转子应力的影响较小。

基于经验模态分解与偏差校正的配电网短期负荷水平分析方法

受到温度情况、休息日、甚至突发事件等不确定因素的影响,配电网短期负荷分析准确性不高,与实际情况存在较大的偏差。针对上述问题,提出一种基于经验模态分解与偏差校正的配电网短期负荷水平分析方法。对配电网负荷数据进行预处理,包括缺失数据弥补、异常值处理以及归一化;利用经验模态分解,将预处理好的配电网负荷时间序列分解为若干独立IFM分量,以这些独立IFM分量为输入,利用深度置信网络分析配电网短期负荷值。引入模糊控制方法,将温度变化及休息日这两种常见的不确定因素考虑在内,优化深度置信网络计算得出的基本短期负荷分析结果,实现偏差校正。试验结果表明:所研究方法应用下,配电网短期负荷水平分析结果与实际结果之间的偏差均有所降低,尤其周六日,达到了研究目标,说明配电网短期负荷水平分析精度有所提高。

面向能源互联网的非补燃压缩空气储能及应用前景初探

能源互联网是面向未来的能源供给基础设施,可实现更加安全、经济的清洁能源的生产、转换、存储和消费,从而极大提升能源综合利用效率,支撑可持续的生态文明社会发展。首先基于对能源互联网和信息互联网的对比分析,提出一类具有信息和能量交互作用能力的能源处理器总体方案,分析论证了能量处理器是能源互联网不可或缺的核心组成单元。进一步提出了基于非补燃压缩空气储能的清洁能源处理器架构,设计了风、光、电、热等清洁能源的存储和相互转换机制,为能源互联网提供了多种清洁能源的协同和综合利用关键技术解决方案。在此基础上,以冷热电三联供和零碳排角度简要介绍了清华大学主持完成的500 kW压缩空气储能实验系统,阐述了该实验系统可作为清洁能源处理器的一个原型示范平台的可行性,最后初步探讨了清洁能源处理器在大规模能源互联网中作为能量中心以及在中小规模能源互联网中作为应用服务器的可行性。

采用熔融盐蓄热的非补燃压缩空气储能发电系统性能

提出一种采用熔融盐蓄热的非补燃压缩空气储能发电系统,通过将熔融盐储热与压缩空气储能相结合,实现电能的大规模存储和高效转换。利用熔融盐作为蓄热介质,将低谷电、弃风电、弃光电等电能转换为高品位热能存储,同时利用压缩机将空气压缩至高压,存储在储气装置中,发电时利用熔融盐储存的热能加热高压空气驱动涡轮机发电。完成了系统的流程设计,采用热力学基本原理分析了系统的运行特性,探索影响系统储能效率的关键因素,分析了涡轮机进口温度、涡轮机进口压力等参数对压缩机功耗、储气室容积、储能密度、储能效率等系统性能的影响。研究结果表明通过提高储热温度和涡轮机进口压力,可以显著提高系统的储能效率。该系统可以广泛消纳大规模的波动性电能,为大规模储能提供了一种新的技术途径。该研究结果可以为压缩空气储能以及新能源消纳提供参考。

多机系统调速侧电力系统稳定器GPSS的设计

低频振荡是一种不利于电力系统安全和稳定运行的现象,而电力系统稳定器(PSS)可以有效抑制低频振荡。由于励磁系统和电力系统运行方式及工况之间的密切关系,致使电力系统中PSS的协调设计和安装地点的选择成了PSS能否用于电力系统的关键。作者设计了一种调速侧电力系统稳定器,其设计原理和传统的PSS一样简单,且具有较好的鲁棒性,同时还具有多机解耦特性,给本机带来阻尼的同时不会给其它机组带来负阻尼,避免了参数协调和安装地点的选择。最后利用算例仿真验证了调速侧电力系统稳定器不仅可以抑制低频振荡,还可以提高电力系统暂态稳定性。

电力市场环境下可靠性保险在供电网络中的应用

以调动供电公司和用户双方的积极性为目的,提出了基于差异性可靠性服务的保险机制。该机制允许供电公司向用户提供差异性服务,用户可结合自身用电价值购买最适合自己的保险等级合同。用户向供电公司提供了强烈的经济信号,这有利于供电公司经济而有效地作出资本和技术投资的决策。同时,可靠性保险也把停电损失风险转移给了供电公司。该文还详细阐述了可靠性保险方案,通过实例分析指出引进可靠性保险可使用户和供电公司获利,从而增加整个社会福利。

以太网103规约在黑龙江省保信主站和齐齐哈尔热电厂子站之间通信的工程应用

主要设计了黑龙江网络103规约在黑龙江省保信主站和齐齐哈尔热电厂子站之间的通信流程程序。介绍了黑龙江以太网103规约和它相对于其他103规约的特殊之处,以及工程现场的通信网络实际情况。通过通信连接模块、子站配置模块、定值传输模块、波形文件传输模块等的TCP通信方案设计,确保了黑龙江省保信主站和子站之间测量、信号、定值、波形数据文件(*.hdr、*.cfg、*.dat)的可靠传输。说明黑龙江网络103规约数据传输的加密、压缩可以由用户自己权衡和在保护子站功能层面上进行规约数据分析。

调度自动化系统紧急容灾备份方案

为避免各类因素造成调度自动化系统故障和数据丢失,研究了一套调度自动化系统紧急容灾备份方案。调度主系统设在调度大楼,主站备份系统设在远离主系统的异地。正常运行时,所有变电站等现场信息向2套系统同时传送数据:当调度主站系统发生故障时,现场信息依然可以传送给备份系统;调度主站系统恢复正常后,备份系统可将故障期间的数据信息导入调度主系统。给出了该方案实现流程图。所研制的系统已安装在某220 kV变电站投运,当调度主站系统故障时,紧急容灾备份系统及时、准确地保存了数据,表明该方案是可行的。

含可再生能源并网的电力系统稳定裕度研究

可再生能源并网带来的电源随机波动是影响电力系统稳定运行的一个重要问题。为了研究这个问题,该文首先建立了含有随机扰动的电力系统模型,然后基于拟哈密顿系统理论,利用随机平均法和随机动态规划方法,对可再生能源并网的电力系统随机稳定性进行理论分析以平均首次穿越时间最长为目标进行最优控制设计,并研究受控系统的稳定裕度;最后,基于模型建立单机无穷大算例,得到不同干扰强度下的随机稳定裕度和最优控制律。经数字仿真,验证了该文所提方法的可行性和有效性。

地区电网电压无功联动协调控制系统的研究

为了提高地区电网电压质量、优化电网无功功率分布、降低网损,研制了一套地区电压无功联动协调控制系统。该系统在地市电网无功容量不足的情况下,自动给县级电压无功控制系统下发关口无功指令,依靠县级电网的剩余无功及时补偿地市电网的无功缺额。考虑市级220kV变电站关口无功的实际值,结合省调下发的无功指令,确定了下发给县级电压无功控制系统的关口无功指令值,并详细阐述了地区电网电压无功联动协调控制方案。实际运行表明,该联动协调控制系统有利于提高地区电网的电压水平、促进电网无功的合理分布和降低网损,为供电企业带来经济和社会效益。

一种可再生能源并网的最大容量边界计算方法

可再生能源大规模接入电网是一种解决当前世界面临的能源和环境问题的有效方法,但是也给电网的安全运行带来了新的问题。该文首先通过引入支路电流作为电力网络方程的状态变量,进而建立了可再生能源接入电网的最大容量边界条件方程,组成了用于计算可再生能源接入最大边界容量的方程组;然后求解该方程组得到在给定负荷情况下可接入的可再生能源最大容量,并通过容量裕度指标评估电网运行的安全性;最后通过多节点可再生能源并网仿真计算结果表明该模型是有效的,能够为电力部门安排可再生能源的运行方式提供辅助决策。

微网电压跌落补偿平滑过渡复合控制的相图分析

为提高微网电压补偿效果,增强电压控制的稳定性,并且降低补偿功耗,提出微网电压跌落补偿平滑过渡复合控制的相图分析策略。首先,给出低压小型微网模型,以及3种基本的补偿策略相量图,并分析其特点及存在不足;其次,根据微网电压控制特点,选取预跌落补偿和最小能量补偿方式,同时为实现两种策略的平稳过渡,基于二次函数曲线模型,针对敏感负载的相位跳变设计了平滑过渡过程;最后,通过在Matlab和JAVA代理开发框架系统构建微网仿真模型,实验结果表明,所提方法可有效地减小并网冲击电流对直流母线电压的影响。

基于母线电压分层的直流微网系统协调控制

在直流微网系统中,各分布式单元通常以分散的方式接入直流母线,而分布式电源和负荷易受到外界环境影响,从而影响直流微网母线电压稳定性。因此设计一种基于母线电压分层的直流微网系统协调控制策略,构建以光伏发电为主的直流微网系统结构,将母线电压划分为5个层级,针对不同层级对应的运行模式,研究分布式单元运行方式及其控制策略,最后通过仿真实验验证了所提控制策略在因环境因素变化导致光伏发电波动和负荷波动的情况下对抑制系统母线电压波动的有效性。