风险量化的高比例新能源电力系统概率调度

新能源大规模并网给电力系统的运行带来重大技术挑战,传统确定性调度模式缺乏对不确定性条件下的安全风险量化管控,而鲁棒优化调度过于保守。基于随机优化的概率调控技术具有风险可控、统计最优性等特点,但是存在概念与内涵不清、概率建模困难、复杂机会约束模型求解低效等问题,概率调度技术的实际应用面临困难。为此,提出了风险量化的概率调度定义与技术内涵,阐释了处理新能源发电不确定性所遵循的基本原理,然后重点介绍了如下概率调度的关键技术:1)新能源概率建模的数学基础;2)概率备用决策与机组组合;3)考虑弃电与有序用电的概率日前调度计划;4)随机鲁棒自适应实时调度。最后,简要分析了所提方法在省级电网的应用效果,并对后续的研究进行了展望。

高校学科交叉实验室安全课程体系构建与实施

随着科研的深化和学科交叉的日益增加,实验室安全教育面临着人员学科背景多样化及基础水平不统一、课程设置待优化、教学实施的专业性和系统性待加强等问题。该文提出了适应学科交叉发展需求的实验室安全课程体系的构建与实施方案:首先,从理论和实践角度剖析适应学科交叉发展的实验室安全课程体系的建设理念和关键内容,包括教育理念、教学目标、课程设置、组织实施、效果评价等;然后,以某高校实验室安全教育实践为例,分析构建适应电气与化学、生物等多学科交叉需求的实验室安全慕课的具体方法;最后,结合学生发展需求和人才培养计划,讨论实验室安全教育准入实施策略。通过探索实验室安全教育理论和实践,以期为提升高校的实验室安全教育水平与实效提供新的思路和策略。

侵袭性胰腺导管内乳头状黏液性肿瘤与胰腺导管腺癌的生存差异分析

目的分析侵袭性胰腺导管内乳头状黏液性肿瘤(IPMN)与胰腺导管腺癌(PDAC)的生存差异。方法研究对象为2012年1月—2022年6月在复旦大学附属中山医院普外科行手术治疗且临床资料完整的侵袭性IPMN患者91例和PDAC患者893例,术后病理明确诊断为侵袭性IPMN或PDAC,PDAC患者均行化学治疗(简称化疗)。收集所有患者的基线特征(性别、年龄、首发症状或疾病、糖尿病史、ASA分级、术前CA19-9水平),手术情况(手术时长、术中失血量、手术方式、动脉和静脉侵犯),术后并发症(胰漏、胃瘫、肺栓塞、出血),再手术率,术后拔除引流管、胃管的时间,住院时长,术后病理特征(肿瘤直径、TNM分期、周围脂肪浸润、脉管浸润),术后肿瘤复发或转移,以及辅助治疗情况。应用Rstudio 4.22的survminer包绘制生存曲线,两组生存曲线分析采用Kaplan-Meier法比较,采用Log-Rank检验。采用Cox风险回归模型进行多因素logistic回归分析侵袭性IPMN患者中位生存时间的影响因素。结果两组间年龄、各首发症状或疾病患者占比、术前CA19-9水平比较,差异均有统计学意义(P<0.05或0.01)。两组间患者各手术方式及肿瘤有无静脉侵犯患者占比比较,差异均有统计学意义(P值均<0.01);两组间手术时长、术中失血量、肿瘤有无动脉侵犯患者占比比较,差异均无统计学意义(P值均>0.05)。两组间术后各级胰瘘、胃瘫发生率比较,差异均有统计学意义(P<0.01或0.05);两组间术后肺栓塞和术后出血发生率、再手术率、术后拔除引流管、胃管时间和术后住院时长比较,差异均无统计学意义(P值均>0.05)。两组间肿瘤各T分期、N分期患者占比及肿瘤伴周围脂肪浸润率比较,差异均有统计学意义(P值均<0.01);两组间肿瘤直径、肿瘤各M分期患者占比及肿瘤伴脉管浸润率比较,差异均无统计学意义(P值均>0.05)。截至2022年10月30日,侵袭性IPMN组中,术后复发或转移23例;接受术后辅助治疗48例,均接受化疗,其中有9例接受了放射治疗,6例接受了阿帕替尼、尼妥珠单抗等靶向治疗或替雷丽珠单抗等程序性死亡受体1(PD-1)抑制剂治疗。侵袭性IPMN组中位生存时间为1034(819,1106)d,PDAC组为919(876,980)d,两组间中位生存时间的差异无统计学意义(P=0.82)。多因素logistic回归分析结果显示,年龄为侵袭性IPMN患者生存时间的影响因素(P=0.003)。结论侵袭性IPMN患者的肿瘤分期较PDAC患者更早,但侵袭性IPMN与PDAC患者间无明显生存差异。

胰腺囊性肿瘤中国学者研究现状和思考

胰腺囊性肿瘤(pancreatic cystic neoplasm,PCN)是一类具有囊性成分的肿瘤,包括多种亚型,各亚型间流行病学特征、影像学特征、临床表现及恶性风险均存在差异。根据肿瘤的良、恶性程度,处理方式可选择随访观察或手术切除。随着影像学技术的发展及应用普及,我国PCN的检出率逐年增高,PCN相关研究亦增多。本文分析目前中国学者PCN相关文献,介绍当前我国学者关于PCN的研究现状,并进行总结与思考。

面向能源互联网的多能流综合能量管理系统:设计与应用

能源互联网是当前国内外学术界和产业界关注的热点和创新方向,其中一个焦点是研制多能流综合能量管理系统(IEMS)。在简要回顾能量管理系统(EMS)发展历程的基础上,设计并研制了面向能源互联网的IEMS,通过多能互补和源网荷储协同,实现安全供能前提下的效益最大化。阐述了所研制的IEMS的主要功能,并通过示例展现了其应用效果,该IEMS系统已经在几个能源互联网的示范项目中得到现场应用。

主动配电网能量管理与分布式资源集群控制

大量分布式资源并网运行的主动配电网,若采用传统集中式的调控决策体系,面临控制敏捷性、系统可靠性、海量通信和信息隐私等问题。文中设计了"集群自律-群间协调-输配协同"的主动配电网能量管理与运行调控的体系结构,并开发了相应的系统。然后,重点介绍了这种集群控制、多级协调的调控体系特点和关键技术:①主动配电网网络分析技术;②分布式集群调控技术;③考虑不确定性的配电网有功和无功协调优化技术;④输配电网分布式协调调度技术。最后,简要介绍了该系统在高比例分布式可再生能源配电网的应用效果,并对后续的研究方向进行了展望。

协同电网安全性与经济性的新能源优先实时调度方法及应用

电网实时调度介于日内小时级滚动调度和秒级自动发电控制(AGC)之间,是在线调度过程中承上启下的重要环节。对新能源高占比电网,实时调度是提高电网实时调节能力和应对新能源陡升/陡降等强波动性的重要手段。实时调度本质上是带多重约束的多目标优化问题,需要兼顾多种实际需求,在基本不需要人工干预的条件下,分别以5 min和15 min为调度周期,在线自动、高可靠地给出可行合理的优化策略。文中提出一种安全性和经济性协同的新能源优先实时调度方法,采用多阶段推进决策,实现了不同场景下不同调度目标的协调,兼顾了消除断面拥塞、最大化消纳新能源、传统机组间出力公平分配、AGC备用容量可行等不同的调度需求。基于所提出的方法,开发了实时调度系统并在多个省级电网投运,实际运行结果证明了该方法的有效性。

三阶段式交直流混合主动配电网三相区间状态估计

为了解决主动配电网由于采用大量伪量测而使得各节点量测质量差别大且伪量测很难给出概率密度分布,只能给定误差量测区间的问题,提出一种三阶段式区间状态估计方法来过滤主动配电网中的量测生数据。首先,通过第一阶段的混合整数线性规划坏数据辨识模型,对模型中极其粗糙的坏数据进行第一阶段的剔除;然后,建立第二阶段更精确的坏数据辨识模型,由于该问题属于混合整数非线性规划问题,其对初值敏感,且求解困难,因此将第一阶段模型的计算结果作为初值,以提高第二阶段的计算效率;最后,进行基于非线性规划模型的区间状态估计。通过3节点和13节点主动配电网系统进行仿真分析,结果表明,所提的三阶段区间状态估计方法既能提高状态估计计算效率,又能保证计算结果的精度。

壶腹周围癌胰十二指肠切除术后并发症的危险因素分析及其对预后的影响

目的分析非胰腺来源壶腹周围癌(NPPC)患者行胰十二指肠切除术后发生外科并发症的危险因素,评估并发症对患者预后的影响。方法选择2014年8月—2018年8月因NPPC在复旦大学附属中山医院行胰十二指肠切除术的148例患者,记录其一般资料、手术信息、并发症情况、生存情况。采用卡方检验进行单因素分析,选取并发症发生的危险因素;采用logistic回归进行多因素分析。采用独立样本t检验和Kaplan-Meier生存曲线分别评估并发症对术后辅助化学治疗(简称化疗)和远期生存的影响。结果148例患者中,男73例、女75例,中位年龄为63(54,68)岁,手术时间为(4.5±2.2)h,术中出血量为(180±173)mL,中位随访时间为19.9(9.9,30.0)个月。总体术后并发症发生率为69.6%(103/148),CD分级≥3级的严重并发症发生率为5.4%(8/148)。最常见的短期术后并发症为胃排空障碍(DGE,53例,35.8%)和胰瘘(35例,23.6%)。单因素分析结果显示,术前行胆道引流、手术时间≥7.5 h和术中出血量≥550 mL是术后发生严重并发症的危险因素(P值均<0.05);BMI≥19.35 kg/m 2、术前行胆道引流、手术时间≥5.25 h、胰肠吻合方式和术后发生B级及以上胰瘘为C级DGE发生的危险因素(P值均<0.05);BMI≥24.35 kg/m 2、手术时间≥5.25 h、术中出血量≥125 mL、胰肠吻合方式和主胰管直径<3 mm为B级及以上胰瘘发生的危险因素(P值均<0.05)。多因素logistic回归分析结果显示,术前行胆道引流(OR=1.689,95%CI为0.054~53.149)、手术时间(OR=0.000)、术中出血量(OR=4.677,95%CI为0.135~161.856)均不是术后严重并发症发生的独立危险因素(P值均>0.05);手术时间≥5.25 h(OR=6.689,95%CI为1.632~27.417)和B级及以上胰瘘(OR=5.819,95%CI为1.816~18.639)为DGE发生的独立危险因素(P值均<0.05);出血量≥125 mL为B级及以上胰瘘发生的独立危险因素(OR=4.665,95%CI为1.391~15.641,P=0.013)。术后有无并发症和有无严重并发症发生的患者中接受化疗者比例的差异均无统计学意义(P值=0.304、0.461),术后有无并发症、有无严重并发症发生的患者术后开始化疗时间的差异均无统计学意义(P值=0.348、0.849)。术后有无严重并发症的患者总体生存期和无复发生存期的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。结论胰十二指肠切除术治疗NPPC安全、有效,术后总体并发症发生率虽然较高,但严重并发症并不多见,对患者术后化疗和远期预后无显著影响。

综合能源系统分析的统一能路理论(二):水路与热路

供热网络是综合能源系统的重要组成部分。作为系列论文的第二部分,该文以供热网络为对象,基于质量守恒方程和动量守恒方程推导了水路模型,基于能量守恒方程推导了热路模型,并通过傅里叶变换和二端口等值实现了模型向代数方程的化简,最后基于水路模型与热路模型刻画了供热网络的支路特性与拓扑约束,并由此导出了水力网络方程和热力网络方程。此外,根据供热网络的水力运行特点,完成了动态水路向稳态水路的退化并提出了修正解法。算例结果表明了水路与热路方法分析供热网络的有效性。与传统分析方法相比,热路方法可以描述时域中连续的热力动态过程,在满足计算精度的同时,显著降低了网络分析的计算复杂度。

综合能源系统分析的统一能路理论(一):气路

综合能源系统已成为国内外研究的热点与前沿,为实现不同能源网络研究的学科融合,基于电路理论中"场"到"路"的推演方法论,提出统一能路理论。作为系列论文的第一部分,该文以天然气网络为对象,基于质量守恒与动量守恒方程推导了分布参数的时域气路模型,利用傅里叶变换将气路映射至频域并通过二端口等值得到集总参数模型,实现了气路模型从偏微分方程向代数方程的简化。最后基于气路模型导出了天然气网络的网络矩阵和网络方程,与电力网络的网络矩阵和网络方程在数学形式上具有高度的统一性,从而奠定了气、电2种异质能流统一分析的理论基础。相比传统分析方法,气路方法具有更低的计算复杂度,算例结果表明其在计算效率上有显著优势。

综合能源系统分析的统一能路理论(三):稳态与动态潮流计算

潮流计算作为能源网络分析的基础性应用,在各能源网络已形成成熟但不统一的计算模型与方法。为促进不同能源网络研究的学科融合,该文基于统一能路理论,针对天然气网络与供热网络,提出了相适应的潮流计算方法。在此基础上,补充了基值修正的迭代方法以提高潮流计算的精度,并应用了"边值–初值"等效的方法以在动态潮流计算中隐式地给定初始条件。基于统一能路的潮流计算方法不仅统一了不同能源网络的潮流计算,还统一了同一能源网络内的稳态潮流计算与动态潮流计算,奠定了多异质能流在多时间尺度上统一分析的应用基础。此外,相较以有限差分方法为代表的传统动态潮流计算方法,文中所提出的方法在计算性能上实现了显著的提升。

面向频率稳定提升的虚拟同步化微电网惯量阻尼参数优化设计

为了解决电力电子化微电网惯性小、频率稳定性弱的问题,该文采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制技术来提升微电网的稳定性。VSG能够模拟传统同步发电机的惯量和阻尼等特性,为系统提供惯量和阻尼支撑。首先建立含虚拟同步发电机的微电网模型,然后研究VSG的虚拟惯量和虚拟阻尼对频率稳定的影响,并提出面向频率稳定的虚拟同步化微电网虚拟惯量和虚拟阻尼参数优化设计方法来提升系统的频率稳定性,最后以3机9节点的虚拟同步化微电网系统为例验证该文方法的有效性。

基于Minkowski Sum的热泵负荷调度灵活性聚合方法

随着"煤改电"工程的实施,配电网中的热泵负荷显著增加。站在热泵用户的角度,采用合作博弈模式联盟热泵的调度灵活性参与配电网日前调度。为准确刻画该热泵负荷集群的聚合灵活性,采用基于Minkowski Sum的约束空间叠加方法,并通过寻找其最大内接正方体或直角棱锥简化约束而将热泵集群刻画为"虚拟同步机"或"虚拟储能"模型。进一步地,提出基于近似Shapley Value的用户间收益分配方法。基于IEEE 33节点系统的算例证明了本方法的有效性。

基于机会约束的主动配电网热泵日前调度模型及可解性转换

采暖热泵的大规模接入导致当地配电网需要大面积扩容改造,而采暖负荷日峰谷差大,因此设备利用率低。为了降低配电网扩容成本,提高设备利用率,需要研究有序用电策略。作为有序用电策略的重要组成环节,热泵日前调度决策面临很强的源荷预测不确定性。文中提出了一种基于机会约束的热泵日前调度模型,可以有效处理源荷不确定性。进一步将该机会约束模型转化为确定性混合整数二阶锥规划模型,可被有效求解。算例系统测试表明,该优化调度策略可在保证室内温度舒适度的前提下降低配电网和相关台区的峰谷差。

考虑热泵负荷和分布式光伏的配微网协调调度

随着农村清洁供热改造以及城镇分布式光伏建设的不断推进,配电网中出现了大量农村微电网。分布式光伏的强随机性和波动性给电网的运行调控带来了诸多挑战,电网面临剧烈的潮流波动和严重的电压越限等问题。首先,构建了计及热泵、光伏和储能的配微网分解协调模型,其中热泵用等效状态空间模型描述;然后,提出一种配微网有功无功协调优化方法,并采用改进的Benders分解算法进行求解;最后,在D141-M4算例系统上进行了算例测试。测试结果表明,所提方法可以在保证用户舒适度的前提下,有效降低电网峰值负荷,并提升电压安全水平。

考虑分布式电源影响的分层分区精细化切负荷方法

直流输电故障或失去大电源时,需要快速切除部分负荷以保持受端系统稳定。传统紧急切负荷策略比较粗放,同时受端系统可能存在大量分布式电源,不恰当的切负荷控制会引起配电网过电压导致分布式电源脱网,从而引起更大停电风险。提出了一种分层分区的紧急切负荷系统架构,将待切负荷配电网划分成若干个分区。针对每个分区,通过本地测量辨识外网等值的模型参数,并建立考虑外网等值的切负荷优化模型。利用二阶锥松弛技术将该模型转化为可被有效求解的二阶锥规划模型。

考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法

中国三北地区风资源丰富,但受制于热电联产机组以热定电的出力特性,在供热季节弃风严重。集中供热系统覆盖的范围大,管道容积巨大,储热能力与热惯性强,如能对集中供热系统加以合理调节,可对改善电力系统调峰、促进风电消纳起到显著效果。为了改变电网调峰能力不足的现状,中国各地陆续开展调峰辅助服务市场,以激励火电机组改造,提高灵活性,挖掘出力下限。在此背景下,针对考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法开展研究,对供热系统进行了建模以刻画其动态特性,并在目标函数中计及了辅助服务的调用顺序。在省网规模的系统进行了仿真测试,验证了所提出模型的合理性,并计算了其在促进风电消纳方面的经济效益。

数据–知识融合的机器学习(1):模型分析

数据驱动的机器学习模型往往依赖于大幅提高训练样本数量以降低其泛化风险,对有限样本的应用场景适用性差。为此,该文在数据驱动的模型基础上引入领域知识这一学习要素,提出数据–知识融合的机器学习范式,可以降低机器学习方法的泛化风险。首先,给出关于数据–知识融合机器学习问题的表示,分析数据–知识融合的多种不同模式,并建立一般性的数据–知识融合机器学习模型。然后,分析该融合学习模型的解的形态,给出评价该模型在问题的全域学习空间和局部学习空间的泛化能力的表示。最后,结合实际应用案例,讨论该融合学习模型在回归分析、模式识别、动态规划等任务中如何实现数据–知识的融合学习。与单纯数据驱动的模型相比,数据–知识融合模型可使机器学习过程更加高效,并且在不提高训练样本数量的前提下降低学习器泛化风险。

基于多参数规划的有源配电网分布式光伏容量评估方法

考虑分布式电源出力与负荷不确定性时,配电网可接入的分布式电源容量评估问题通常采用含机会约束的随机优化模型。针对此问题,传统蒙特卡洛仿真的求解方法效率低下。采用多参数规划算法改进传统的多场景优化方法,对不确定参量的变化范围进行分析,得到优化结果与不确定参量间的分段线性函数解集。这样就将传统方法对每个场景的优化问题的求解,转化为参量对应的线性函数解集检索与简单计算,从而实现了高效计算。最后,文章通过IEEE 33节点标准算例验证了算法的正确性和有效性,计算效率可达传统方法的十倍以上。