七种最优潮流分解协调算法的性能比较

目前应用于最优潮流领域的诸多分解协调算法缺乏统一的比较基础,为此,将7种最优潮流分解协调算法用于求解同一系统,力求获得更为客观公正的结论。文中首先采用区域划分的方式将以现代内点理论为基础的7种最优潮流分解协调算法分成4类,即母线撕裂类、边界重叠类、边界分区类和节点解耦类,并简要阐述各算法的模型和计算过程。然后以IEEE 300节点系统为基础,分别构造了2区域600节点和4区域1 200节点系统,比较了各最优潮流算法的收敛性、计算速度和通信量等性能,探讨了参数变化对算法稳定性的影响。最后,以MATLAB并行实验室为平台,进一步测试了各算法的并行性能。测试结果表明,在7种分解协调算法中,近似牛顿方向法在计算速度和通信量方面表现最佳,分解协调内点法的收敛性和稳定性最好。

计及风电不确定性的随机安全约束机组组合

随着风电接入电网的比例不断提高,风电的不确定性对电力系统的运行调度提出了严峻挑战。将满足一定置信水平的风电区间预测信息纳入到日前调度计划中有助于提高系统的安全性和经济性。为此提出了基于风电区间预测信息的随机安全约束机组组合模型(stochastic security-constrained unit commitment,SSCUC)。该模型将风电的不确定性用1个确定的预测风电场景和2个极限风电场景来表示,简化了问题的复杂度。同时,该模型引入了潮流约束和网络安全约束,保证了调度结果的可行性。为求解该模型,提出了基于广义Benders分解的计算方法。该方法将SSCUC问题分解为一个主问题和2T(T为调度周期)个约束潮流子问题,并通过交替迭代的方式获得原问题的最优解。4机9节点系统和改进118节点系统的计算结果验证了所提模型和算法的有效性。

基于信息间隙决策理论的多源联合优化机组组合

大规模清洁能源的接入对电力系统的运行调度提出了严峻的挑战。将多种具有不同发电特性的清洁能源纳入到日前调度计划中统筹考虑有助于提高系统的安全性和经济性。为此,提出了含风-光-核-水-火的多源联合优化机组组合模型。所提模型同时考虑了网络安全约束和线路损耗的影响,在保证调度结果精确性的同时最大限度地降低计算的复杂度。针对该模型存在的不确定参数,引入信息间隙决策理论（information gap decision theory,IGDT）对其进行建模,分别得到鲁棒模型和机会模型,进而为调度运行提供合理的决策基础。最后,对改进的含有54台火电机组、8台梯级水电机组、5个风电场和1台核电机组的IEEE 118节点系统进行测试,测试结果验证了所提模型和算法的正确性和有效性。

基于区间不确定性的约束潮流

针对电力系统潮流计算中因新能源注入、负荷变化等因素而引起的计算数据的不确定性问题,提出一种新的基于区间算法的约束潮流模型。首先,将输入数据的变化表示为区间的形式,然后,将传统的潮流方程转变为考虑电压、无功功率等约束的优化模型;在求解过程中,引入区间的可比较性概念,将该不确定的约束潮流问题分解成两个确定性的约束优化子问题,即上界子问题和下界子问题,并利用现代内点算法进行求解,得到潮流解的上下界。最后,对IEEE 14,57,118节点系统和实际华南703节点系统进行仿真计算,并与经典的计算区间潮流的仿射算法和蒙特卡洛模拟法得到的结果进行对比,证明了该算法不仅结构简单,而且可以极大地提高计算效率。

计及潮流约束的水火电力系统机组组合问题的分解–协调算法

针对传统机组组合研究中因模型不够完善、约束过于简化而引起的计算准确度低和系统安全性差的缺陷,建立了考虑潮流方程和水电精确出力的水火机组组合(hydrothermal unit commitment,HTUC)模型。围绕该模型,文中首先采用广义Benders分解算法将其划分为一个混合整数线性规划主问题和一个非线性规划子问题;然后将该子问题按时段进一步分解为T个规模较小的子问题,T为调度周期。其中,主问题对应于传统的水火联合调度(hydrothermal scheduling,HTS),子问题则是包含电压、无功等变量的约束潮流(constrained power flow,CPF)。主子问题之间通过可行割进行协调,并以交替迭代的方式获得原问题的解。最后对含有46台火电机组、8个梯级水电厂的IEEE 118节点系统进行计算,测试结果表明所提算法能在较少的时间内获得高质量的解,从而为大规模机组组合问题的求解提供参考。

基于风险控制的PSCOPF改进模型及交替迭代算法

计算效率低和计算结果过于保守是困扰传统预防性安全约束最优潮流(PSCOPF)应用的2个关键难题。针对这些问题,提出一种新的具有可控风险度的改进模型及交替迭代算法。根据电力系统实际运行控制存在偏差的特点,在发电机有功和无功源电压等变量的基础上引入偏差量;以偏差量的平方和最小作为综合风险指标,构造电压互补约束,将原始大规模PSCOPF问题分解为故障数较少的PSCOPF和约束潮流2个子问题。子问题之间采用交替迭代的方式计算,获得不可控故障集和可控故障集,进而得到整个问题的解。IEEE 118、300节点标准系统和某703节点、241个预想故障实际系统的测试结果表明,所提模型及算法在不降低系统安全性的前提下具有良好的经济性和较高的计算效率;与传统模型的集中式计算方法相比,其占用内存可减少80%,串行和并行加速效果分别在5倍和10倍以上。

求解大规模水火最优潮流问题的近似牛顿方向解耦算法

分解后计算效率低和解的最优性差一直是困扰大规模水火最优潮流(HTOPF)研究与应用的两个关键问题。针对这些问题,提出了一种求解HTOPF的精确高效的解耦算法。基于近似牛顿方向直接对原问题KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件解耦的思想,将含梯级电厂的HTOPF问题分解为火电问题和水电问题。火电问题分解为单时段最优潮流问题,并进一步划分为多区域子问题;根据水电厂类型的不同将水电问题分解为单个固定水头、单个变化水头水电厂子问题以及梯级水电厂群优化子问题。求解过程中,每个子问题只迭代一次而不用求其最优解,极大地提高了计算效率。仿真计算结果表明:所提算法具有良好的适应性和稳定性,不仅显著减少了内存占用,而且在串行求解时CPU计算时间缩短了3~4倍,在并行计算条件下可获得10~20倍甚至1 000倍以上的加速比,并保证所得最优目标值与准确值之间的误差在10-8以下,确保了分解协调结果的最优性。

旋流排沙渠道中旋转水流的排沙效果研究

旋流排沙渠道是基于旋转水流强挟带能力的特点提出的一种渠道水沙分离新技术,为了明晰其水沙特性,在试验研究的基础上,采用Realizable k-ε模型、VOF法及离散相模型,对旋流排沙渠道内的水沙两相流特性进行了数值模拟,通过与模型试验成果的对比确定了不同粒径泥沙的球度,研究了持续来沙条件下旋流排沙渠道的排沙效果,分析了渠道和排沙洞内泥沙的分布规律。结果表明:不同粒径泥沙的球度介于0.2~1.0之间时,在渠道顶部局部来沙条件下旋流排沙渠道对粒径为(0.075,3.000]mm泥沙的计算截沙率与试验值吻合良好,二者的相对误差仅为3.5%,误差主要来源于(0.075,0.160]mm的极细颗粒泥沙;当上游渠道水流进口来沙质量流量为60 g/s时,渠底高含沙水流由起旋室的分流,渠道含沙量迅速降低,起旋室前部和后部渠底水流含沙量分别为44.00 kg/m^(3)和0.07 kg/m^(3);排沙洞内的旋转水流对泥沙的挟带作用明显,在强离心作用下泥沙主要分布在排沙洞近壁面,最大泥沙含量约为200.00 kg/m^(3);在持续来沙条件下旋流排沙渠道对粒径为(0.075,3.000]mm泥沙的截沙率为95.98%,仅少量极细泥沙以悬移质形式进入下游渠道,渠道和排沙洞内无大量的泥沙淤积,表明旋流排沙渠道是一种可实现高效且连续排沙的水沙分离技术。本成果可为旋流排沙渠道在工程中的应用和水沙特性的研究提供有益参考。

体型参数对旋流排沙渠道水沙特性的影响

为明确关键体型参数对渠道和排沙洞内水沙特性的影响,在模型试验研究的基础上开展了旋流排沙渠道的水沙两相流数值模拟。结果表明:起旋室高度对截沙率影响较为显著,最大相差5.41%;排沙洞直径、倾角和起旋室出口宽度对分流比影响显著,最大相差8.13%,增大倾角后改善了原排沙洞封闭端因壁面条件影响而产生的泥沙淤积;起旋室出口宽度对渠道内水沙特性基本无影响;不同体型下旋流排沙渠道均可高效、持续排沙,截沙率均大于90%,经过起旋室后,高含沙水流从排沙洞流出,下游渠道含沙量急剧减小。

体型参数对梯形旋流排沙渠道水力特性的影响

为明确起旋室和排沙洞体型参数对梯形旋流排沙渠道水力特性的影响,采用试验研究与数值模拟相结合的方法,研究了各参数下旋流排沙渠道的分流比、空腔形态、压强、流速,对比分析了不同断面型式的水力特性。结果表明,增大起旋室进口宽度,或减小起旋室出口宽度、起旋室高度、排沙洞直径,均能减小梯形旋流排沙渠道的分流比;起旋室出口宽度是影响分流比的主要因素,排沙洞直径偏小会限制排沙洞内空腔的发展;增加渠道水面与排沙洞出口间的落差后可在排沙洞内形成更有利于泥沙运动的旋转水流;梯形旋流排沙渠道的水资源利用效率更高,当渠道来流量为89.6 m^(3)/h时,梯形旋流排沙渠道的分流比较矩形渠道的降低了6.6个百分点,且同一位置处的旋转水流流速更大。研究成果可为旋流排沙渠道在引水工程中的设计与应用提供参考。

基于现金流量的上市公司财务预警系统分析——以信息技术业为例

本文选取我国信息技术行业中代表财务危机的25家ST公司和财务正常的75家非ST公司的财务数据,建立基于现金流的17个财务指标组成财务预警指标体系,运用因子分析法和逻辑回归方法对我国信息技术业上市公司进行财务预警研究,为我国信息技术行业的健康、持续、快速发展提供保障。

现役士兵工作满意度与组织承诺的相关研究

采用组织承诺问卷和工作满意度问卷对268名现役士兵进行调查,结果表明,我军士兵表现出较高的工作满意度和更多的组织承诺,士兵的工作满意度和组织承诺具有显著正相关。进一步的回归分析表明,士兵的工作满意度能部分地预测其组织承诺水平。

帕金森病患者对支持性服务需求及其未被满足需求的影响因素分析

目的深入分析帕金森病(PD)患者对于支持性服务的具体需求,以及这些需求未得到满足的原因,旨在为医疗工作者提供制定个性化干预策略的科学依据。方法研究团队于2022年6月至2024年5月期间,对安徽医科大学附属六安市人民医院神经内科接收的213例PD患者进行了详尽的调查,通过填写基础信息问卷和支持性服务未满足需求问卷来收集数据,采用单因素、多因素分析PD患者对支持性服务需求的特点,以及其未被满足需求的影响因素。结果PD患者的支持性服务需求评分为(101.67±10.56)分,而未满足的需求评分为(87.71±8.81)分。初步分析表明,患者的年龄、婚姻状态、教育水平、主要照护者、医疗费用支付方式以及日常生活自理能力等因素,均与他们的支持性服务需求和未满足需求之间存在显著差异(P<0.05)。进一步的多因素回归分析显示,患者的年龄、婚姻状态、家庭平均月收入、教育水平、对疾病的认知程度以及疾病进展阶段,是决定其支持性服务需求的关键因素(P<0.05);同时,这些因素也显著影响了支持性服务需求的未满足情况(P<0.05)。结论PD患者支持性服务需求和未被满足需求的主要影响因素有共同之处,都需针对性地进行干预和改进。

快乐感知训练结合情绪释放疗法在卒中后抑郁患者中的应用

目的:评价快乐感知训练结合情绪释放疗法在卒中后抑郁患者中的应用效果,为该类患者心理康复工作提供参考。方法:采用便利抽样法,抽取2023年1月—5月在安徽省某三级甲等医院神经内科住院的74例卒中后抑郁患者设为对照组,将2023年6月—10月住院的65例卒中后抑郁患者设为观察组,对照组实施常规护理,观察组在对照组基础上实施快乐感知训练结合情绪释放疗法。分别于干预前、干预4周后、干预8周后及干预3个月后采用心理弹性量表、认知情绪调节量表评价患者心理弹性及认知情绪调节能力;采用汉密尔顿抑郁量表评价患者负性情绪;采用Barthel指数评价患者日常生活自理能力。结果:观察组干预8周、3个月后抑郁评分低于对照组(P<0.05)。观察组干预8周、3个月后的乐观、自强得分及心理弹性量表总分高于对照组(P<0.05)。观察组干预3个月后自我责难得分低于对照组,积极重新关注得分高于对照组(P<0.05)。观察组干预3个月后Barthel指数高于对照组(P<0.05)。结论:快乐感知训练结合情绪释放疗法可减轻卒中后抑郁患者抑郁程度,提高其心理弹性及认知情绪调节能力,提高日常生活能力。

湘西杉木人工林树高-胸径混合效应模型构建

建立湘西杉木树高-胸径模型,分析定量、定性因子对林分树高生长的影响,为区域尺度树高估算提供参考。以湘西土家族苗族自治州7个县的杉木人工林为研究对象,基于55块杉木人工林样地数据,采用随机森林法,筛选出显著性影响因子分别作为再参数化变量与随机效应;在6个树高-胸径基础模型中选择拟合程度最好的模型作为最优基础模型;采用再参数化的方法引入密度(ρ)/1000变量,构建含林分密度的最优再参数化模型;在最优再参数化模型的基础上,结合混合效应模型分析显著性定性因子对杉木人工林树高的影响,建立湘西杉木人工林最优混合效应模型。结果表明:湘西土家族苗族自治州杉木人工林树高的显著性影响因子为胸径(P<0.01)、龄组(P<0.01)、林分密度(ρ<0.05)。6组候选基础模型中,N slund(Model 1)模型最优,其AIC、BIC值均最小,分别为154.7417、159.6544,R 2=0.5727;其参数a、b均极显著,具有统计学意义。3种再参数化模型的拟合效果均优于最优基础模型(Model 1)的。Model 1.1各参数均显著,确定系数R 2=0.6202,均方根误差RMSE=1.6159。3个混合效应模型的拟合效果均优于最优基础模型、最优再参数化模型的;与最优基础模型、最优再参数化模型相比,nlme 1.1、nlme 1.3的确定系数(R 2)分别提高了19.6%、10.4%;均方根误差(RMSE)分别降低了14.1%、8.9%。考虑到模型的简易程度,将nlme 1.1作为湘西土家族苗族自治州杉木人工林的最优混合效应模型。与传统回归模型相比,采用再参数化方法、非线性混合效应法拟合的树高-胸径模型,其预测效果更具有优越性,模型精度更高、误差更小。研究结果可为湘西土家族苗族自治州林业生产提供参考。

计及管网选型与潮流约束的区域综合能源系统分期协同规划

区域综合能源系统作为能源互联网的重要物理载体,对提高区域综合能效、保障用能安全以及实现可再生能源大幅消纳具有重要意义。该文建立一种考虑管网选型与分期规划的区域综合能源系统最优配置模型。首先,以项目周期为优化时间尺度,计及各类设备的寿命差异,对连续和离散设备以及热电管网的选型与替换约束分别进行建模;然后,基于线性化技术与凸优化理论,推导建立含节点电压、支路潮流以及有/无功损耗的线性潮流模型,并引入热网运行约束,形成以节点为单元的冷热电能量平衡方程;最后,考虑通货膨胀、名义利率等因素的影响,构建以经济性最优为目标计及投资成本、运行成本以及残值收入的目标函数。采用混合整数线性规划技术对该文模型进行求解。4种场景的结果对比表明,考虑设备替换的分期规划相比单阶段规划能够更合理地配置设备的投运与退出计划,确保方案的整体最优性。同时,将多个能源系统协同规划、联合运行,不仅可以减少冗余设备的安装容量,提高设备利用率,而且能够为区域用能安全以及综合能效提升提供重要支撑。

基于矢量化和准最优步长的电力系统连续潮流计算

针对传统电力系统连续潮流计算在计算速度和收敛性等方面的不足,提出一种基于矢量化与准最优步长相结合的模型。将连续潮流方程矢量化,并利用Matlab编写程序,可充分发挥其强大的矩阵运算能力以实现快速运算;在求解过程中,引入准最优乘子的概念,将有助于避免系统在较轻负荷下可能存在的不稳定性,减小系统病态的影响。整个连续潮流模型以矢量化的形式表达,简化了程序复杂度,提高了代码的通用性和易维护性。通过IEEE标准测试系统和实际系统的仿真计算,证明该模型的正确性。

考虑分期规划与设备替换的园区型综合能源系统最优配置方法

综合能源系统作为能源互联网的重要物理载体,对于提高区域综合能效、保障用能安全以及实现节能减排具有重要意义。建立一种基于全生命周期的园区型综合能源系统分期协同规划模型。首先,根据综合能源设备的安装容量是否连续,将设备分为离散和连续设备,分别对其配置和运行约束进行提炼和统一化表示;然后,以整个项目周期为优化时间尺度,通过引入设备选型和运行决策变量,对设备安装年份与当前剩余寿命之间的关系进行数学建模;最后,考虑名义利率与通货膨胀率等因素的影响,构建以经济性最优为目标,计及投资成本、运行成本与设备残值收入的目标函数。采用混合整数线性规划技术对模型进行求解。4种场景的测试结果表明:相比传统的单阶段规划,考虑设备替换的分期协同规划可以减少14.76%的设备投资。在引入储热装置和弃热约束后,热电耦合系统运行成本可以进一步减少11.78%。

电力系统碳排放流理论改进与完善

提出了一种基于网络功率分解的实时碳流计算方法,旨在克服传统方法无法保障碳流公平分摊的不足。该方法以有损网络为基础,采用复功率跟踪的思想,将支路损耗等效为虚拟电源或负荷,分别形成等价的无损网络;然后引入可调网损分配系数,将顺流跟踪与逆流跟踪方法相结合,成功实现了网损碳排放的双向分摊。考虑到实时碳流分摊比例失衡问题,将新能源机组作为负荷处理,并将实际功率网络分解为基础网络和偏差网络,分别计算其基础碳流值和碳流修正量,从而得到了满足公平分摊原则的系统实际碳流分布。算例测试结果表明,上述方法提高了碳流分摊的准确性与公平性,有效解决了新能源降碳贡献无法量化、隐含碳排放难以准确计量的问题,具有一定的实用价值与参考意义。

含储能装置的园区综合能源系统三级协同规划设计方法

研究综合能源系统的配置和优化策略对于保障区域用能平衡、降低系统投资成本、提高运行的经济性具有重要的意义和价值。提出了含储能装置的园区型综合能源系统的三级协同规划方法,首先将综合能源系统的设计过程划分为设备选型、容量配置与运行优化三个阶段;然后根据各阶段之间的递进和耦合关系,采用系统级的建模方法,对各类设备的选型与运行约束进行总结和提炼,并引入储能装置约束,从而形成了结构简洁、约束紧凑的综合能源系统规划模型。针对该模型中的非线性函数项,引入了辅助变量和约束,将其等价转化为易于求解的混合整数线性规划问题。最后,分三种情形对某园区待建综合能源系统进行优化配置。算例测试结果验证了所提模型和方法的有效性。