面向极端事件的配电网差异化韧性供电服务及其定价方法

近年来,由极端事件导致的大停电事故给用户的生产生活带来巨大挑战。为解决不同用户对配电网灾后应急供电需求的差异性问题,提出一种面向极端事件的配电网差异化韧性供电服务及其定价方法。首先,基于电网-交通网融合系统提出考虑移动储能(mobile energy storage system,MESS)规划与调度的配电网韧性提升方法。然后,基于用户差异化的灾后供电需求设计多种韧性供电等级下的服务定价菜单。最后,为将韧性供电服务的提供与用户需求相匹配,构建韧性供电服务提供与定价双层模型,上层配电网运营商(distribution system operator,DSO)提供差异化的韧性供电服务并设计定价菜单,下层用户结合服务成本与效益订购最佳的韧性供电服务等级。改进混沌模拟退火粒子群算法(chaoticsimulated annealing particle swarm optimization,CSAPSO),结合gurobi求解器迭代寻找模型的均衡解。算例分析表明,所提方法可有效权衡DSO与用户的效益,满足了用户差异化的灾后供电需求,实现双赢。

基于需求功率预测的电动拖拉机能量管理策略

针对电动拖拉机在犁耕工况下电机需求电流波动比较大的特点,为了改善动力电池的输出电流过高或过低及电动拖拉机犁耕持续作业时间短的现象,利用超级电容高功率密度的特点,设计了一种锂电池+超级电容结构的双电源电动拖拉机,并建立了Amesim/Simulink联合仿真模型。以模型预测控制作为双电源系统的能量管理方法,基于长短期记忆神经网络建立电动拖拉机犁耕工况下的需求功率预测模型,使用动态规划算法求解最佳的锂电池输出电流。仿真结果表明:相比于模糊控制策略,基于模型预测控制策略有效降低了锂电池大电流放电的频率且峰值电流降低了40%,有效提高了锂电池的使用寿命;超级电容的SOC保持在比较高的范围内,且电动拖拉机在犁耕工况下的单位里程能量消耗降低了2.17%,实现了双电源电流分配最优,提高了电动拖拉机的动力性和经济性。

大数据智能管控技术在降低钢铁企业购电成本中的应用

通过供电集控智能管控系统实现对全厂区总降变电站的监视与控制,提高供电系统的运行质量和自动化管理水平,实现智能管控、降本增效的目的,提高电力系统经济运行的管理水平,降低购电成本,减少电费支出。

从四川高温干旱限电事件看新型电力系统保供挑战与应对展望

2022年8月,四川遭遇大范围长时间极端高温干旱天气,从而面临“三最”叠加的局面,即历史同期最高极端温度、最少降水量、最高电力负荷。四川水电大幅减发,而负荷又急剧攀升,造成较大的电力供需缺口,继而发生严峻的应急限电事件,引起业界广泛关注。基于此,从高温干旱极端天气出发,剖析了四川限电事件的关键影响因素,并着重对四川源网荷储灵活性资源进行了深入分析。其次,从电力保供维度归纳了新型电力系统电源侧随机化、电网侧互联化、负荷侧电气化、灵活资源市场化与运行控制智能化等多维特征。进一步,从规划、运行、交易、政策4个层面研判新能源占比逐渐提高的新型电力系统将面临的保供挑战。最后,对规划、运行、交易、政策4个层面的挑战提出相应的应对措施、解决思路与建议,为新型电力系统电力保供提供思路。

基于决策树的实民用建筑供电可靠性智能评估算法

针对民用建筑供电不稳定,评估结果的适应度和准确性较低的问题,基于决策树,设计民用建筑供电可靠性智能评估算法。提取民用建筑供电故障节点信息熵,结合信息源输出平均信息熵与系统内的总信息熵,得到成功与失败节点的信息熵;基于决策树修正可靠性评估数据,对训练样本进行梯度排序与预测,引入随机变量,获取不同时段的数据组统计量;建立民用建筑供电可靠性评估模型,完成民用建筑供电可靠性智能评估算法设计。试验结果表明,在获取网络模型中的最佳节点数量后,最小均方差和平均适应度较优,保证评估算法的精度。

基于麻雀搜索算法的电力物资绿色供应链协调优化方法

为保证电力市场中相关企业的稳定、合理收益,引进麻雀搜索算法,对电力物资绿色供应链的协调优化方法展开设计研究。建立电力物资三级绿色供应链模型,对绿色供应链中参与方、关键节点之间的关系进行分析。根据麻雀所具有的群居特性,对群居行为进行仿真优化,以此为依据,实现绿色供应链中局部需求的检索更新。根据绿色供应链中电网企业的需求,将三级参与方最大利润系数作为目标,采用建立目标函数的方式,实现对集中型绿色供应链的协调决策。实验结果表明,按照规范使用的方法进行电力物资绿色供应链协调优化,可以有效控制电力物资供应成本,以此种方式确保供应链中电力企业的稳定收益与持续化盈利。

需求弹性对统一出清电价下发电容量持留的影响

分析了统一出清电价机制对发电商持留容量的激励,针对电力市场设计中应充分考虑需求响应的积极作用,建立了需求曲线线性条件下的需求弹性对单个及N个不同发电商临界及最优持留容量的影响的详细数学模型,并用实例进行了仿真。仿真结果证实了在单一买方的实时电力市场中引入需求价格弹性的必要性,而且随着需求弹性的增加发电商有利可图的持留容量空间也趋于萎缩,因此可以作为制约发电商利用容量持留而哄抬电价的有力工具。

配电网接纳电动汽车能力评估方法研究

规模化的电动汽车接入将对配电网的运行与规划产生显著影响,提出一种配电网接纳电动汽车能力的评估方法。采用蒙特卡洛模拟不同类型电动汽车的并网场景,建立负荷预测模型,根据配电网的拓扑结构及供电方式划分供电区域,结合电动汽车负荷的时空分布特性和配电网的供电区域进行分层负荷分配,计算系统总负荷,判断负荷过载情况。在此基础上利用三相潮流结果的概率模型,从节点电压偏移和网络功率损耗评估配电网运行情况。以IEEE123节点配电网为例进行了适应性评估,该评估方法可为配电网运行与规划设计提供分析手段。

高速铁路供电系统安全性评估研究

研究目的:供电系统是高速铁路系统的重要组成部分,其安全可靠运行与铁路系统安全性密切相关。安全性评估是现代安全管理的重要一环。而我国在高铁供电系统安全性评估方面还只在定性阶段,缺乏定量评估指标和相应分析方法。本文在探讨系统安全性评估的方法、步骤的基础上将EN50126标准与铁路供电系统安全性评估相结合,分析提出了能反映系统各类风险发生概率和风险等级的定量安全性评估指标和安全性评估方法,为提高高铁供电系统的安全性管理水平提供参考。研究结论:基于事件树分析法(ETA)和改进的概率风险评估方法(LEC)相结合的安全性评估方法,对铁路供电段典型算例进行安全性定量评估分析,分别得到了各类供电设备的危险度指标和由其引发的系统安全风险等级,以及应采取的风险控制对策。说明本文提出的安全性量化指标和评估方法的有效性。

基于灰色关联度的风电齿轮箱传动系统故障树分析

为提高故障树分析在可靠性预测过程中的准确性,以风电齿轮箱传动系统为研究对象,将故障树模型划分为若干子单元,利用灰色关联度理论建立各单元之间的可靠度联系;对于基准单元,定义基本特征事件表征同类底事件的概率特征,利用应力-强度干涉模型及蒙特卡罗数值法模拟各基本特征事件的可靠度,在此基础上求解整个传动系统的可靠度。结果表明:该方法不仅可提高可靠度计算的客观性,且能够在设计参数已知的前提下对系统可靠度进行快速预测。

CO_2焊接弧长控制模型

通过对CO2焊接的弧长控制进行了研究,提出了通过同时调节送丝速度和弧焊电源输出电压来保证焊接弧长基本不变的方法。根据能量定律、欧姆定律等基本定律,以及电弧静特性、电弧物理特性及焊缝成形基本原理,建立了CO2焊接过程中电弧电压、电流等主要参数的数学模型。试验表明,当焊接工件与焊炬喷嘴之间的距离发生较大变化时,根据模型进行调节,可以保证不同干伸长条件下焊接电弧弧长基本不变,焊缝成形基本一致。

电气化铁路高压电缆牵引网电气特性研究

基于电缆牵引网的等效模型推导出短回路内的电流分布特性及电缆牵引网等效阻抗。基于京沪高铁实际线路数据及行车安排,建立高压电缆牵引供电系统模型,对补偿系数及系统(包括电力系统和主变压器)漏抗对电缆牵引网电容效应的影响进行了仿真,并对紧密运行工况下电缆牵引网的电压进行了校验。仿真结果表明,当主变电所的数目分别为3个、4个或5个时,紧密运行工况下牵引网最低电压均满足动车组正常运行电压要求。

考虑柔性负荷补偿/激励机制的风电供需侧一体化随机调度方法

电力系统中风电接入规模日益扩大,其对电网影响也显著增加。基于改进方案树理论,以概率方式对风电出力随机性、波动性进行货币化度量,建立了考虑柔性负荷补偿/激励机制的风电供需侧一体化随机调度模型。针对模型的随机特性,给出包含龙贝格积分模块的改进帝国竞争算法。仿真结果表明,所提调度方法可提高含风电系统的运行效益及系统的风电接纳能力。

开关电源共模传导干扰模型的研究

该文分析了一台单相小功率回扫式开关电源的传导干扰源和共模干扰传播通道,在细致分析回扫变压器绕组和屏蔽层作用的基础上,建立了开关电源的共模传导干扰电路模型。具体说明了各干扰源的作用。根据模型,提出了串联共模变压器和并联补偿绕组的方法,以改善电源输出端共模干扰的抑制效果,并进行了验证。文中对输出采用同步整流管对共模传导干扰模型的影响也进行了分析。

一种高铁供电事故气象因素关联模型的分析方法

分析5种常见的气象条件对牵引供电系统状态的影响,提出采用前向逐步回归方法进行选元,利用多元回归分析建立牵引供电系统事故起数与气象因素之间的关联模型,并对牵引供电系统的事故起数进行预测。以某供电段3 a中牵引供电系统事故统计和该地区的气象条件作为样本进行多元回归分析,得到它们之间的回归模型,结果表明事故起数受该地区雷击次数和风速的影响较为显著,验证了所提方法的可行性。

交流电弧炉供电系统建模及耦合关系仿真研究

根据能量守恒定律,从电弧的物理机理出发,建立了一个用非线性微分方程描述电弧电导、电弧瞬时电流和弧长之间关系的电弧数学模型,并使用Simulink库中基本模块搭建了电弧仿真模型。以电弧仿真模型为基础,在Simulink仿真环境下,利用电力系统模块库,构建了交流电弧炉供电系统仿真模型。仿真结果表明,该模型计算出的电弧电压、电流与现场实测数据一致,验证了模型的正确性。通过供电系统仿真模型,仿真研究了电弧电流的三相耦合关系。

基于粒子群算法求解电力市场发电商最优供给函数模型

发电商最优供给函数是一个两层优化问题,其中上层是发电商生产效益最大化问题,下层是基于最优潮流的市场最优化调度问题。启发式算法由于简单易行,最优解具有全局性,与初始点选择无关,因此是解决这类问题的一个良好选择。文中运用启发式粒子群优化算法(PSO)求解发电商生产效益两层优化问题,以获得发电商最优供给函数,与确定性方法的计算结果进行了比较,并对最优解的全局性和初始点选择进行了讨论。IEEE 30节点6机系统验证了所提方法的有效性。

用于电压波动研究的交流电弧炉电弧模型

电弧炉对供电系统造成的电能质量问题主要是引起供电系统电压波动。建立了用于电压波动研究的电弧模型,新模型是将确定性电弧模型与弧长变化规则相结合来模拟电弧炉负荷的非线性和随机性。其中确定性电弧模型以能量守恒定律为基础,用非线性微分方程描述电弧电导、电流和弧长之间的函数关系;电弧弧长变化规则是在理想弧长基础上叠加带通白噪声。在Simulink环境下,将新的电弧数学模型作为一个等效电压源接入电弧炉供电系统进行仿真。通过与现场实测数据进行对比,证明新模型可用于仿真研究电弧炉引起的供电系统电压波动问题。

基于逆向需求响应的风力发电与储能式空调负荷的调度模型研究

为有效降低电网的弃风率,提出利用储能式负荷可调控吸纳电能的特性,将风力发电和储能式负荷的电力供需关系逆向对调,让风力发电的出力为需求侧"负荷";在"负荷"随机变化波动下,建立以储能(冷/热)式负荷为供应侧"电源"实时满足供应的调度模型,以此让风力发电机组与储能式负荷平稳运行,消纳风力发电的电能。最后,以空调式储热、储冷负荷为例,在需求响应下,仿真验证该模型的可行性;同时验证在该调度模型下,可将风力发电场的弃风率降至10%以内。

供电设备检修计划优化模型和算法

研究了供电设备检修计划优化模型和算法。模型以供电售电损失最小为优化目标,售电损失计算中引入供电回路电价,体现电力市场环境下差别化供电对检修优化结果的影响。在检修约束方面,采用检修资源占用量表示不同设备检修对资源占用的差异,使检修资源约束描述符合现场实际;新增节假日约束,可避免或减少检修占用工人正常休息日。采用改进的遗传算法进行供电设备检修计划优化,以保证优化质量。算例结果表明了模型和算法的有效性。