基于加权最小绝对值状态估计的有源配电网拓扑辨识方法

在配电系统状态估计中,一方面众多网络设备难以完全监控导致量测数据不足,另一方面,频繁的拓扑切换亟须开发高效的算法。因此,提出了一种配电网拓扑辨识的加权最小绝对值状态估计方法。首先,对传统基于线性规划的加权最小绝对值状态估计方法进行改进,以提高计算效率;其次,在重新制定的加权最小绝对值状态估计方法中加入补充变量和约束,以适应拓扑辨识问题,形成了一个基于混合整数线性规划的加权最小绝对值状态估计方法;最后,4个算例系统的仿真结果验证了所提方法在不同数量的实时测量、高伪测量误差、被坏数据破坏的测量以及未知支路状态场景下的优异性能。

基于主从博弈的虚拟电厂参与多元竞争市场投标策略研究

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可以聚合多元异构分布式能源(distributed energy resource,DER)灵活参与电力市场,但受市场多元主体投标行为不确定性的影响,VPP在日前电力市场面临着潜在的投标需求流标风险。为解决多元竞争电力市场中电价电量不确定性影响下VPP的优化申报问题,提出一种VPP灵活分段投标策略。首先,基于分布式能源运行特性构建了虚拟电厂聚合可调节能力评估方法,在考虑电力平衡需求的基础上,提出按可调节能力划分区间的VPP灵活分段投标策略。然后,构建了虚拟电厂参与日前电力现货市场投标的主从博弈模型,以实现VPP收益及社会效益的最大化。最后,采用强对偶理论和大M法将该均衡约束规划问题(equilibrium problems with equilibrium constraints,EPEC)转化为混合整数线性规划问题(mixed integer linear program,MILP)求解。算例结果表明,VPP采用灵活分段投标策略参与日前电力市场,可以充分利用其可调节能力,保障其投标需求有效中标,有效提升了VPP收益及社会效益。

端对端交易-云储能市场的非合作联合博弈出清模型

在“碳达峰,碳中和”的背景下,分布式可再生能源的进一步推广是电力系统低碳化的重要路径之一。为了消纳用户侧大量的分布式可再生能源,提出了端对端交易-云储能联合市场以最大化能源卖家的市场收益、最小化能源买家的用电成本。首先将能源买卖双方建模为非合作博弈的关系;其次,在考虑云储能总容量限制的情况下,求解出能源卖家的Nash均衡和能源买家的广义Nash均衡点;然后基于核求解出云储能的合作剩余的最优分配方案;最后使用爱尔兰的社区级微电网作为算例,验证了提出的端对端交易-云储能联合市场的优越性。所提出的联合市场模型能够最大化买卖双方的市场收益,实现了市场参与者效益的帕累托改进,而对比实验中的端对端交易的参与者相较于传统现货市场的参与者而言,购电成本下降了39.68%,云储能市场使得传统市场参与者的总成本降低了27.4%,因此将端对端用能交易与云储能市场耦合起来可以极大地降低用户的发电和购电成本,具有较强的实际应用价值。

一种基于拉格朗日与时间解耦的超大规模SCUC求解框架

安全约束机组组合(security constrained unit commitment,SCUC)是电网出清场景中最为广泛使用的一类模型。建立了一种针对超大规模SCUC现货市场出清问题的求解框架,首先提出了SCUC问题的时间解耦求解方法,通过缩小问题的规模来加快求解速度;其次针对时间解耦后模型的子问题提出了拉格朗日松弛求解技术,在不影响求解准确度的情况下,有效降低了关键困难约束的求解难度。数值实验证明,所提出的框架极大地提升了求解效率,且十分稳定。

基于模糊场景聚类的新能源风电消纳误差修正系统

电网容易受到场景约束的影响,新能源风电场无法送出大量风电,为了修正风电消纳数据,设计了基于模糊场景聚类的新能源风电消纳误差修正系统。分析系统运行场景,使用S5PV210微处理器,为系统提供丰富接口。设计误差修正控制器,避免系统修正过程出现误差。在多目标求解原则支持下,搭建模糊场景。根据风电场历史运行数据,计算基准调度方案对新能源风电消纳的结果,获取新能源风电消纳误差序列。确定最佳聚类数,结合历史异常数据修正误差。由实验结果可知,该系统风电功率序列统计结果与理想数据存在最大为1 MW的误差,弃风功率序列统计结果与理想数据一致,所设计系统误差修正结果较好。

基于相控阵声束动态偏转的变压器绕组检测研究

变压器绕组由于内部发生故障,会在绕组中产生高电压和电流,严重影响周围电力设备和系统的稳定性。为实现对变压器绕组的全面检测,及时排除发现的故障,确保电压和电流不超过正常值,在相控阵技术的基础上,本文提出基于相控阵声束动态偏转的变压器绕组检测方法。通过控制相控阵中各个阵元的触发时间,完成对变压器绕组的检视,提升绕组超声波检测的效率。采用相控阵声束偏转激励方法,设计相控阵声束动态偏转检测系统。该系统能够对待检区域内的绕组线性扫查,确认垂直绕组切线方向的信号,通过坐标数据换算形成绕组三维外形图。实验结果表明,所提方法在检测油浸式变压器绕组的形变检测方面具有快速性,且实际误差低于5%。

南方(以广东起步)电力现货市场“月结算”试运行关键监测指标及市场力分析

在我国电力现货市场建设加快发展的形势下,对已实施的双轨制现货市场进行市场监测是保证电力市场持续推进的关键环节。产业组织理论中的结构-行为-绩效(structure-conduct-performance,SCP)模型能够提供一个既深入结合具体实例,又有系统逻辑体系的产业分析框架。因此基于SCP框架,从市场结构、市场行为、市场绩效3个角度提出了适应中国特色双轨制现货市场的评价体系,并结合南方(以广东起步)电力现货市场2021年5月试运行数据,充分挖掘了市场主体行为及市场出清结果的规律特点及深层次原因,有效防范市场运营风险。最后,提出了推动南方区域电力市场建设、加快东西部间网架建设、加强市场力监测等建议,以期为中国电力现货市场发展提供借鉴。

风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型

为实现碳达峰碳中和目标,构建以新能源为主体、以能源供给清洁化和能源消费电气化为特征的新型电力系统迫在眉睫.考虑风力发电、光伏发电的间歇性和随机性,以及抽蓄电站、电制氢的储能特性和灵活性特点,基于随机规划理论提出一种风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统短期生产模拟模型.在满足柔性氢负荷总量需求的基础上,以绿电上网电量最大为目标,对风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统进行短期生产模拟,包括日前发电-制氢计划、备用容量、抽水蓄能-放水发电功率、弃风光等.以我国张北风电-光伏-电制氢-抽蓄零碳电力系统示范工程为例,设置多个运行情景对所提模型进行模拟仿真.仿真结果表明:该模型能够有效模拟系统在任意风光出力场景集下的绿电上网计划情况,柔性氢负荷、抽蓄电站能有效促进风光消纳,增加系统综合效益.

玉米种子定向种植对根系生长的影响

为探究种子定向种植对根系生长的影响,本研究以夏玉米品种‘郑单958’为对象,于2020—2021年通过发芽纸试验、室外桶栽和田间试验研究了两种灌溉条件下(充分与干旱)尖端朝上(T-U)、尖端朝下(T-D,对照)、胚面朝上(E-U)和胚面朝下(E-D)4个种子定向对玉米根系和地上部分生长的影响。结果表明:在水分充足条件下,EU处理的玉米比其他处理的根系发达(深层根重密度平均高5%、平均根重密度平均高5%、深层根长密度平均高48%、平均根长密度平均高10%),且能够利用较多的土壤水分(18%);同时相比于其他处理,E-U处理的植株具有较宽的叶片生长方位角(35%)、较高的叶面积指数(7%)和地上生物量(3%),最终产量比其他处理平均高8%。相关分析表明,产量与地上部生物量、穗数和收获指数直接相关,与深层根重密度间接相关。干旱条件下,与其他处理相比,T-D处理的玉米种子根生长速率快(36%)、根角度窄(43%)、深层根重密度最高(19%)以及吸收较多的土壤水分(5%),导致即使在叶片生长方位角较窄的情况下仍能获得较高的地上生物量(6%)。总之,在水分充足条件下,玉米地上部与根系分布共同促进了胚面朝向种植处理的产量增长;而在干旱条件下,尖端朝下种植处理的干物质积累主要受根系分布的影响。本研究表明通过调整玉米种子播种方向既可以调控根系分布,又可以改善叶片生长方位角和冠层覆盖度,未来或许可以进一步提高玉米在干旱胁迫下的生物量和产量。

金杏降压方联合非洛地平治疗原发性高血压的临床效果

目的:探讨金杏降压方联合非洛地平治疗原发性高血压的临床效果。方法:选取2020年2月—2023年2月昆山市中医医院接诊的102例原发性高血压患者作为研究对象。根据随机数表法将其分为对照组和试验组,各51例。对照组接受非洛地平治疗,试验组接受金杏降压方联合非洛地平治疗。对比两组血压[收缩压(SBP)、舒张压(DBP)]、临床治疗总有效率、中医症状积分、血脂水平[高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)]、生活质量、不良反应总发生率。结果:治疗后,两组患者日间DBP和SBP水平、夜间DBP和SBP水平均明显下降,且试验组均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。试验组临床治疗总有效率为96.08%,高于对照组的82.35%,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,两组中医症状积分均下降,且试验组明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗前,两组患者HDL-C、LDL-C、TC、TG水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,两组HDL-C水平均升高,试验组高于对照组,治疗后,两组LDL-C、TC、TG水平均下降,试验组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,两组生活质量各维度评分及总分均升高,且试验组明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。试验组不良反应总发生率为11.76%;对照组不良反应总发生率为7.84%,两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:金杏降压方联合非洛地平治疗原发性高血压患者,可有效降低患者血压水平,提高临床治疗效果,降低中医症状积分,改善患者血脂水平,提高生活质量,不会增加不良反应发生情况。

激励性含柔性负荷日前市场出清电价机制的建模

对于电力市场而言,发电竞争只是电力改革的初级阶段,进一步让柔性负荷参与市场竞价是电力市场化的必经之路。传统上采用节点边际电价的日前市场出清电价机制,理论与实践均证明,该机制难以同时实现个体理性、激励相容和社会福利最大化等要求。考虑到电力市场成员之间的信息不对称性,为克服电力市场中市场成员的策略性报价行为,实现市场的高效运行及社会福利最大化,基于VCG的机制设计理论,给出了一种考虑发电机组和柔性负荷参与日前市场出清的电价机制,该机制同时满足激励相容、个体理性以及社会福利最大化要求。最后,采用某2节点系统和修改的IEEE14节点系统为例说明了该日前市场出清电价机制的基本特征。

南方区域电力现货市场技术支持系统:出清功能部分

随着南方区域电力现货市场的建设,技术支持系统的开发工作正在稳步推进。由于南方区域电力现货市场的特殊性,技术支持系统中的出清功能需要进行定制化开发。本文深入分析了南方区域电力现货市场的特点,提出了开发出清功能需要解决的两个关键技术挑战:出清逻辑的设计和计算引擎的设计;最后针对这两个挑战分别给出解决方案,为开发技术支持系统的出清功能提供参考依据。

南方区域电力现货市场技术支持系统架构及关键技术

对南方区域电力现货市场技术支持系统方案进行了研究。基于一体化、模块化、智能化、安全性、开放性、适应性原则,提出了包含中长期计划分解、日前市场、实时市场、辅助服务市场等电力现货市场主要业务的系统架构及功能。针对系统建设的关键问题,本文提出采用云平台架构实现系统的灵活弹性和高可用;建设现货市场运营数据中心实现数据全景建模和数据统一交互;构建完整边界防护、纵深防御体系,保障现货系统对外安全防护;研究统一系统架构、模块化建设方案,实现区域起步、区域两级、区域一级建设路径下系统平滑过渡。

基于探地雷达和电容法的作物根系原位无损测量技术研究进展

改善根系结构提高作物的抗逆特性是保障粮食安全的有效途径。但传统破坏性取样根系测量方法费时费力,且破坏了根系的原位状态。为满足栽培和育种对根系信息的需求,亟需发展原位无损的根系测量方法。因此,该研究综述了相关技术的研究现状,以目前能够在田间应用的作物根系原位无损测量技术-探地雷达和电容法为例,系统分析总结了两者技术原理、当前应用情况、存在的关键问题以及未来研究方向等,研究认为,提高探地雷达测量作物根系的精度和证实电容法测量根系的可行性是未来研究主要的着力点。

激励性含风电竞标日前市场出清电价机制的建模

在日前市场出清电价机制中,为同时实现发电机组个体理性和激励相容以及市场出清总成本最小化的要求,应用基于VCG(Vickrey-Clarke-Groves)的机制设计理论,给出了一种含风力机组竞标的日前市场出清电价机制。建立了含风电竞标日前市场出清模型,采用抽样平均逼近法求解该市场出清模型。基于VCG机制设计理论,定义发电机组(常规/风电)获得的支付为该机组参与日前市场出清前后,日前市场出清总成本的变化量。采用某2节点系统和修改的IEEE14节点系统为例说明了该含风电竞标日前市场出清电价机制的基本特征。仿真结果表明,所提电价机制满足市场出清总成本最小化、激励相容以及个体理性等要求。

交直流混联区域电网现货市场出清模型研究

不同于省级电网全交流线路的架构,区域电网通常为交直流混联,区域电网现货市场出清模型需考虑由此带来的特殊问题。为此,首先分析了交直流混联电网与纯交流电网在设计电力现货市场时的不同点,并提出对应的交直流联络线功率优化机制、框架协议执行电量处理机制、联络线网损处理机制、联络线输配电价处理机制。在此基础上,结合省级电力现货市场出清模型,重点构建了包括安全约束的机组组合、安全约束的经济调度、节点电价定价模型在内的考虑交直流混联的区域电网现货市场出清模型。通过区域电网联合出清,电力资源实现最优配置,相比单省市场,能够大幅提升社会经济效益。最后,通过算例验证了所提模型的正确性和有效性。

高压直流输电线路单极闭锁入地电流协调控制策略

随着我国西电东送工程和高压直流输电技术的快速发展,高压直流输电线路在运行中对油气管道产生的影响日渐显著。研究表明,高压直流输电线路产生的接地极入地电流会在管道上产生干扰电位,对管道运行产生风险。为保证油气管道的安全运行,开展了高压直流线路单极闭锁后入地电流的多对象协调控制相关研究,以全网发电机组出力变化最小为优化目标,加入快速降低入地极电流为约束条件,将高压直流单极闭锁入地电流协调控制建模为非线性规划模型,采用不可行内点法对模型进行求解。并通过南方电网高压直流线路进行在线开环算例验证,通过算例验证了该方法的正确性和有效性。

考虑动态频率约束的风-光-抽蓄互补发电系统短期优化调度模型

该文研究考虑动态频率约束的风-光-抽蓄互补发电系统短期优化调度模型。在考虑风电场和光伏电站提供虚拟惯量、下垂控制以及备用的情况下,首先推导了抽蓄电站抽水工况和发电工况下系统的动态频率指标。其次,对比抽蓄电站抽水工况和发电工况下各频率指标的异同并进行聚合,以系统上网电量最大为目标,建立了考虑动态频率约束的风-光-抽蓄互补发电系统短期优化调度模型。最后,仿真分析表明,随着抽蓄机组装机容量的增加,系统上网电量增加,弃风弃光电量大幅减少,提高了风电和光伏的消纳水平;另外,验证了所提模型在增强风-光-抽蓄互补发电系统动态频率响应能力方面的有效性。

外源氮添加对高寒草地门源草原毛虫种群密度的影响

近几十年以来,中国陆地生态系统的大气氮沉降持续增加。这种外源氮输入会影响植物多样性和生产力,进而影响植食性昆虫的种群动态。门源草原毛虫(Gynaephora menyuanensis)是青藏高原东北部高寒草地的主要植食性昆虫,种群数量爆发时会造成巨大的生态经济损失。为了探明草原毛虫种群密度如何响应氮沉降加剧,依托青海海北高寒草地“外源氮添加梯度”控制实验平台(0、25、50、100 kg N hm^(-2)a^(-1)),详细调查了门源草原毛虫的种群密度及其相关的食物数量、质量和栖息地环境变化。结果表明:(1)外源氮添加显著影响门源草原毛虫的虫口密度(ANOVA:F=3.29,P=0.04),且草原毛虫虫口密度随氮添加量的增加呈线性增加趋势(R^(2)=0.31,P=0.005)。(2)外源氮添加梯度下,食物质量(叶片氮含量),而非食物数量(植物地上生物量和禾草地上生物量)和栖息地环境(土壤温度、湿度和光照条件),是草原毛虫虫口密度变化的关键影响因素。基于上述结果,可以预测:未来氮沉降的加剧可能促进青藏高原高寒草地门源草原毛虫的虫害爆发。研究将为全球变化背景下高寒草地的适应性管理和虫害防控提供科学依据。

稻鸭综合种养模式下水稻产量与效益分析

随着绿色农业理念的兴起,稻鸭种养技术在全国广大稻区进一步推广。通过设计无鸭-不施药、有鸭-不施药、无鸭-施药和有鸭-施药4个处理,小区面积667 m^2;运用投入-产出分析法,并以稻谷收购价和稻米出厂价2种价格,以小区为单位分析4个处理2017和2018年稻田的相对经济效益。结果表明:无鸭-不施药处理投入少,产出值相对较高;无鸭-施药及有鸭-施药处理水稻产量高,表观效益也较好。以2017年为例,无鸭-不施药处理相对经济效益以稻谷收购价和稻米出厂价计,产值分别为1518.30、1603.32元;有鸭-不施药处理因有鸭苗和养护的投入,且水稻产量较低,最终相对经济效益分别为1397.52和1213.17元;无鸭-施药处理虽有农药投入,但水稻产量较高,最终相对经济效益较高,分别为1677.80和1616.66元;有鸭-施药处理有农药和鸭苗的双重投入,虽然稻谷产量较高,且有养鸭产出,但最终相对经济效益只有1461.82和1128.07元。综合而言,从经济效益出发,如果有鸭-不施药处理能创建绿色大米甚至有机大米等品牌,稻米出厂价将会翻番,其经济效益将非常可观。