考虑低碳需求响应及主从博弈的综合能源系统低碳优化调度

随着能源绿色转型要求的不断提高,为实现综合能源系统低碳经济调度,除考虑源侧减碳策略外,需求侧减碳潜力也值得挖掘。兼顾源荷,提出一种考虑低碳需求响应及供需主从博弈的综合能源系统优化调度模型。首先,在供能侧考虑碳交易机制,采用碳排放流模型将供能侧的碳排放折算到用户侧;然后,从用户侧角度考虑碳排放问题,提出激励型低碳需求响应模型,以引导供能侧的低碳调度;其次,采用主从博弈模型形成供能侧与用户侧间的互动,得到合理、有效的激励方案,进一步挖掘用户侧减碳潜力;最后,通过算例仿真结果验证所提方法的有效性,在保证经济性的同时减少了系统碳排放量。

含多种灵活性资源的综合能源系统低碳优化调度

针对含多园区的综合能源系统(IES)所面临的灵活性和低碳性不足的问题,提出考虑多种灵活性资源的综合能源分布式低碳经济调度模型.分析系统的灵活性需求,提出IES灵活性裕度约束,并构建包含碳捕集电厂在内的多种灵活性资源模型,充分利用碳捕集电厂的灵活运行模式.引入阶梯式碳交易,建立综合能源系统双层调度模型.模型上层以能源供应商供能成本最小为目标,下层以由能量枢纽(EH)组成的能源运营商运行成本最小为目标.针对多主体运营特性,利用目标级联分析法进行求解,实现能源供应商和能源服务商上下层协同调度.通过由IEEE30节点电网、比利时20节点气网和多个能量枢纽组成的算例,验证所提模型对提升系统灵活性和低碳性的积极作用.

基于低碳需求响应的含煤制氢与碳捕集电厂的综合能源系统优化调度

为了提高综合能源系统的低碳性与经济性,提出了煤制氢与碳捕集电厂联合运行模式下考虑低碳需求响应机制的综合能源系统优化调度。对煤制氢与富氧燃烧类型碳捕集电厂进行建模,并引入储碳罐、电转气装置以提高捕碳灵活性,降低制氧、制氢成本;将低碳需求响应机制引入综合能源系统调度模型中,并分析其减排能力;以运行成本最小为目标函数建立了综合能源系统的低碳经济调度模型。通过算例对所提策略进行验证,结果表明该策略能够提高风电消纳水平,降低整体系统的碳排放量,提升系统经济性。

基于扩散算法的无下垂分布式储能控制

针对线路阻抗不匹配及母线电压不一致时,下垂控制无法同时实现母线电压稳定及储能间功率精确分配的问题,提出一种基于扩散算法的无下垂分布式储能控制策略.首先,将扩散算法应用于直流微电网的分布式估计中获取全局平均量,同时将电压额定值与平均电压的差值作为补偿项,用于恢复母线电压偏差.为了实现不同额定容量及不同荷电状态(SOC)的储能间功率精确分配,设计储能的标准功率并将其与平均标准功率的差值作为补偿项,用于储能间SOC的均衡.最后,利用RT-LAB平台搭建模型,分别验证4种不同工作模式下所设计控制策略的有效性.实验结果表明,所提控制策略可实现孤岛直流微电网母线电压恢复及储能功率的精确分配.

聚合商模式下考虑调峰需求的分布式储能优化配置

提出一种在聚合商模式下考虑系统调峰需求的分布式储能双层优化配置模型,兼顾聚合商收益与电力系统调峰运行成本。外层模型考虑储能套利收益、调峰补贴收益、投资成本等,以聚合商年收益最大为目标,以此提高储能聚合商的投资意愿;内层模型为储能辅助火电机组调峰的系统运行问题,以系统调峰总成本最小为目标。利用改进的IEEE 30节点和IEEE 33节点混合系统进行仿真验证,结果表明所提模型的可行性与有效性。

综合能源系统热能梯级优化及[火用]效率分析

为了提高系统的能源利用效率,提出了一种考虑[火用]效率及热能梯级利用的综合能源系统优化运行模型。首先,依照品质特性对热能进行分级,分析其梯级利用的可行性;其次,按照用热客户需求和供热实际对热能进行分级和梯级利用;最后,通过实际算例进行验证和[火用]效率分析。仿真结果表明,所提方案可以提高能源的利用水平,降低成本费用,为运行管理、能源利用提供指导。

生物育种助力黑龙江省种业创新路径探析

生物育种作为一项能够带动现代种业科技革命的重要技术,是农业高质量发展的重要方向,将对提高农业生产效益和保障国家粮食安全发挥越来越重要的作用。当前,黑龙江省在种业科技创新方面具备较强的基础和优势,但仍存在产业链协同能力弱、产学研用合作不紧密、生物育种产业化水平低等问题。因此,为了充分发挥生物育种优势,加速助力黑龙江省种业创新,分析了生物育种在黑龙江省种业创新中的优势与存在问题,并从优化种业创新体系、加强产学研用合作、强化科技成果转化等方面提出了相应对策建议。

考虑碳排放流及需求响应的综合能源系统双层优化调度

针对综合能源系统低碳经济调度问题,将碳排放流理论和需求响应引入到综合能源系统优化调度中。首先,在电-气综合能源系统框架下,利用碳排放流模型,计算出各负荷的碳排放量。其次,将Shapley值法引入到综合能源系统碳交易模型中,并且建立价格型需求响应模型,分析其减排激励作用。最后建立综合能源系统双层调度模型,上层为电网和气网系统,下层为能量枢纽系统,以运行成本最小为目标函数进行低碳经济调度。通过算例验证,该碳交易模型可降低7.06%的碳排放量,结合需求响应,可降低4.37%的系统运行成本。该模型具有提高能源利用率、降低运行成本和减少碳排放的作用,可实现低碳经济运行。

计及灵活性供需的多场景分布式电源双层规划

高渗透率可再生能源并网对电力系统提出了更高的灵活性要求;在可再生能源系统规划阶段计及多种灵活性资源协同优化可有效提升系统灵活性,为此,基于灵活性调节能力分析,提出计及灵活性的配电网分布式电源双层规划模型,将经济目标和灵活性目标作为优化目标,构建了多场景协调优化规划模型;考虑到风光场景集过大所带来求解效率较低的问题,在仿射传播(affinity propagation,AP)聚类算法的基础上提出一种基于AP-Kmedoids的双层场景缩减技术,并对缩减后的场景进行校验。最后通过算例采用整数自适应粒子群算法(adaptiveparticleswarm optimization,APSO)-混沌粒子群算法(chaos particle swarm optimization,CPSO)混合求解策略对双层规划模型进行仿真,结果验证了所提规划方法在提升经济性和灵活调节能力方面的有效性。

多重不确定环境下考虑阶梯型碳交易的虚拟电厂低碳经济调度

含碳捕集系统的虚拟电厂(VPP)为提升能源效率、实现“双碳”目标提供了一种新路径,同时灵活协调VPP系统内多重不确定性是实现系统低碳运行的关键前提.提出一种在多重不确定性环境下考虑阶梯型碳交易的VPP低碳经济调度模型.对碳捕集系统和需求响应进行建模,并在优化调度模型中引入碳交易机制,构建阶梯型碳交易成本模型,对系统碳排放量进行制约.对VPP内多种不确定因素进行建模,包括风力发电、光伏、负荷、电动汽车,建立考虑机会约束的VPP低碳经济调度模型.运用可调鲁棒优化处理电动汽车的不确定性,并基于序列运算理论,将含机会约束的不确定模型转化为混合整数线性规划模型.采用数字优化技术CPLEX求解,在实际VPP算例中验证了所提模型的有效性.

考虑电动汽车及负荷聚合商参与的综合能源系统优化调度

充分发挥用户侧调节作用可以降低综合能源系统(IES)能源购买成本.需求响应(DR)和电动汽车(EV)作为用户侧的可调度资源,是IES优化调度的重要调节手段.但实际运行过程中,受负荷聚合商(LA)经济激励和EV出行的影响,用户侧DR的不确定性给IES带来的经济影响不容忽略.基于此,提出考虑EV鲁棒随机优化及LA参与的IES优化运行模型,该模型考虑IES从上级网络的购能成本和LA的经济损失成本等.首先构建基于经济激励的响应率模型和EV不确定性模型;然后建立EV鲁棒优化模型,并分析EV出行不确定性的负荷需求.最后利用仿真算例分析用户DR不确定性和EV不确定性对IES运行经济性以及对功率平衡的影响.仿真结果表明:考虑DR和EV的不确定性可优化IES经济运行、减小LA经济损失、降低系统总成本,验证了所提模型的有效性和经济性.

移动凸轮变阻尼隔振装置动态性能研究

针对线性隔振器在共振区需要大阻尼才能抑制共振峰,但在高频区大阻尼不利于隔振的问题,提出了基于移动凸轮的变阻尼隔振装置,该装置主要由水平对称布置的线性阻尼器及移动凸轮组成。将该变阻尼装置用于消极隔振系统,推导了变阻尼装置的等效阻尼系数,建立了隔振系统的动力学方程,采用谐波平衡法得到了方程的近似解析解;通过盛金法及数值仿真得到了其位移传递率曲线,分析了主要参数对系统隔振性能的影响。与传统的线性隔振器相比,选取合适的设计参数的变阻尼隔振系统,能更有效地抑制共振峰,同时还可以在中、高频区取得很好的隔振效果,最后以车辆为例,验证了前述结论。

分段阻尼隔振系统的动力学特性分析

针对传统线性隔振器在降低共振峰值的同时会牺牲隔振性能的矛盾,设计了一种含分段阻尼的隔振器.首先,采用移动凸轮变阻尼装置,通过凸轮廓线的设计使系统的垂向阻尼系数的受振动位移大小控制并呈现分段线性特征,分析了该装置的阻尼特性.然后将分段阻尼装置应用于隔振器中,建立了含分段阻尼的积极隔振系统模型及其动力学方程,通过能量等效原理求出了分段阻尼系统的等效线性阻尼系数,求解了简谐力激励下系统响应的理论解,并用四阶龙格-库塔法数值仿真验证了理论解的正确性.最后研究了分段阻尼隔振系统的动态特性,分析了主要参数对幅频响应特性与力传递率特性的影响.结果表明,通过合理的参数选择,分段阻尼隔振器可兼顾无阻尼隔振器与线性阻尼隔振器的优点,既能有效降低系统的共振峰值,又能保证高频区域的优秀隔振性能,为新型非线性隔振器的设计提供了理论依据.

海上连续油管内防腐工艺研究及现场试验

通过扫描电镜和X射线能谱分析了海上连续油管腐蚀原因,研发了由介质油Y-2、缓蚀剂HS-3、渗透剂、互溶剂和成膜剂组成的防腐剂FF-1,在此基础上建立了连续油管内防腐处理工艺。室内防腐性能评价实验和现场应用试验结果表明:所研发的防腐剂FF-1浸泡连续油管24 h后防腐效果良好,具有较好的温度和材质适应性,防腐处理有效期可满足现场要求;所建立的连续油管内防腐处理工艺可降低连续油管平均腐蚀速率66.9%,能够使连续油管的使用寿命延长一倍,具有较好的推广应用价值。本文研究成果可为海上连续油管内防腐处理措施提供参考。

分数阶单自由度间隙振子的受迫振动

研究了含有分数阶微分项的单自由度间隙振子的受迫振动,利用KBM渐近法获得了系统的近似解析解。分析了分段线性系统的主共振,得到了分数阶阶次在0~2时分数阶项的统一表达式;发现分数阶微分项在分段系统中以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式影响着系统的动力学特性,而间隙以等效非线性刚度的形式影响着系统的动力学特性。获得了主共振幅频响应的表达式,并得到了系统的稳定性条件;比较了系统主共振幅频响应的近似解析解和数值解,发现两者符合程度较高,验证了近似解析解的正确性;详细分析了分数阶项和间隙对系统主共振幅频响应的影响。研究表明KBM渐近法是分析分数阶分段光滑系统动力学的有效方法。

一种半主动负刚度动力吸振器

向振动控制系统中引入负刚度可以有效抑制系统的共振振幅,但是由于负刚度的特性,系统在低频区的响应会被放大。为了改善这一问题,将基于频率识别的控制策略应用到负刚度动力吸振器,通过短时傅里叶变换对外界激励信号进行时频分析以追踪频率随时间的变化情况,从而相应地改变系统的负刚度。在简谐激励和非平稳激励下与已有的模型进行了对比,证明了该模型具有更好的低频减振性能,能够在整个频率域内衰减系统振动。

基于直流潮流的发输电系统区间负荷N-K事故计算

从严格数学角度研究了基于直流潮流的发输电系统区间负荷K个元件事故评估。区间负荷N.K事故场景非常多,首先从优化角度建立了区间负荷N.K最好状态和最坏状态最小切负荷模型,其中最坏状态模型是典型的双层优化模型,上层决策变量是机组、线路和负荷状态,下层模型是直流潮流的最小切负荷模型。然后,使用强对偶理论和数学等效化简方法,把系统N.K区间负荷最坏状态最小切负荷双层优化模型转化为混合整数线性规划模型,该模型可使用成熟优化软件求解。最后,使用IEEE标准算例,测试了考虑区间负荷、机组和线路(或变压器)故障的区间负荷N.K事故最坏状态评估模型,测试结果显示了本文所提方法的有效性和可行性。

主动配电网多阶段规划

分析了主动配电网扩展规划的多阶段规划思想,提出了主动配电网多阶段扩展规划的二阶锥规划模型.模型以规划期内配电网社会总成本综合费用最小为目标函数,约束条件中除了考虑传统的设备建设安装约束、网络运行安全约束、主动管理约束外,还增加了阶段与阶段之间建设方案的约束.通过Portugal 54节点系统的算例分析和计算结果,验证了长期乃至远景电网发展规划宜采用多阶段规划.这样不仅可以保证各阶段规划方案满足负荷增长需求,而且可以大幅降低系统中的规划费用,提高规划方案的经济性.

一种含放大机构的负刚度动力吸振器的参数优化

在大多数情况下机械振动是有害的,它不仅产生噪声还会降低设备的工作精度和使用寿命.采用正刚度特性的吸振、隔振系统往往难以达到满意效果,这种情况在低频振动控制系统中尤其明显.放大机构与负刚度元件在振动控制领域均表现出良好性能,但是较少有对同时含有放大机构与负刚度装置的动力吸振系统的研究.以Voigt型动力吸振器为基础提出了一种将放大机构应用于含负刚度弹簧元件的动力吸振器模型,对该模型的最优参数进行了研究.首先建立了系统的运动微分方程并得到了其解析解,发现该系统存在两个固定点,利用固定点理论得到了动力吸振器的最优频率比.根据负刚度的特性,在保证系统稳定的前提下得到了最优负刚度比,并推导了系统的近似最优阻尼比.通过数值仿真验证了解析解的正确性.与多种动力吸振器在简谐激励与随机激励下进行了对比,说明了本文模型相比于已有的动力吸振器,能够大幅降低共振振幅、拓宽减振频带并且降低系统的谐振频率,为设计新型动力吸振器模型提供了理论依据.

基于Unity3D的减速器虚拟拆装实验

Unity3D作为一个功能强大且具有良好的跨平台特性的三维引擎,在构建交互式的虚拟场景方面具有极大的应用空间,将其应用于教学,具有重要的现实意义。鉴于此,通过对减速器的基本构造和结构进行分析,在研究Unity3D构建三维交互式虚拟场景的方法和关键技术的基础上,以几类典型的减速器为例,构建了减速器虚拟拆装实验,可发布为多平台运行,其中,基于移动平台独立运行的APP,无需网络支持,更加便捷,应用更为广泛,在结构认知、产品拆装、课程设计等教学和实践环节中取得了良好的教学效果。