Statistical approach to determination of overhaul and maintenance cost of loading equipment in surface mining

The purpose of this research was to develop a new approach in determination of overhaul and maintenance cost of loading equipment in surface mining. Two statistical models including univariate exponential regression (UER) and multivariate linear regression (MLR) were used in this study. Loading equipment parameters such as bucket capacity, machine weight, engine power, boom length, digging depth, and dumping height were considered as variables. The results obtained by models and mean absolute error rate indicate that these models can be applied as the useful tool in determination of overhaul and maintenance cost of loading equipment. The results of this study can be used by the decision-makers for the specific surface mining operations.

基于一致性算法的柔性负荷参与调频方法研究

为提高可再生能源消纳能力,提出利用柔性负荷平衡功率缺额进行频率调节的方法。在新能源发电功率、日刚需负荷的多时间尺度预测结果基础上制订火力发电厂的出力计划与调度计划,随着时间尺度越接近,预测结果越精确,功率缺额越小,因此可采用一致性算法实时优化柔性负荷进行调频。首先建立调度层、负荷代理协调层及响应层3层调频控制架构,通过分布式负荷代理协调柔性负荷的需求响应。然后建立储能型柔性负荷、开关型柔性负荷的调度成本模型。最后以增量成本为一致性变量,调度成本最小为目标函数,进行分布式负荷代理的功率分配。仿真结果表明,该方法可实现在各负荷代理间进行功率缺额分配,并实现调度成本最低。

基于等微增率并计及机组功率约束的火电机组最优负荷分配精确解

火电机组最优负荷分配是电力系统经济运行的重要模型,也是电力系统本科生专业基础课《电力系统分析》的重要教学内容之一。经典教科书采用等微增率方法求解该问题,并给出了相应的物理含义。由于等微增率法是基于不考虑火电机组上下界物理约束而推导出来的,部分教科书补充了计及火电机组上下界物理约束时的情况,即如果某台机组的无约束最优解违背了上(下)界约束,则将该机组对应的最优解限制到相应的出力上(下)界,然后对其余火电机组再进行重新的等微增率分配。然而,简单算例表明,补充求解方法的适用范围是有限的。为此,该文对火电机组最优负荷分配问题进行重新探索,推导教材方法适用的一个充分条件与一个必要条件。面向本科生与研究生,分别提出考虑机组上下界约束后的最优负荷分配方法,并进行严格的理论推导。理论推导与大量的仿真算例表明,在机组数量较少时,教材中的求解方法有可能适用,而机组数较多时,可能出现不适用的情况。该文所提方法可以将适用范围扩展到机组数量较多的场景,并且进行严格理论推导。希望该文可以为《电力系统分析》教学过程与教材修订提供帮助。

内部价值链视角下复杂产品变更成本预测模型

在持续进步的制造技术环境和复杂多变的市场环境下,以渐进创新为目标的复杂产品设计变更活动高频多发。为有效预测受变更传播影响的生产制造成本,提高设计变更决策的效益性和准确性,从企业内部价值链视角出发,提出基于复杂网络方法的变更成本预测模型。基于负载容量模型对变更传播进行表达,构建设计特征变更传播分析模型;采用改进的灰色关联度、关联分析方法对全局权重进行计算;基于变更传播影响下的量化设计特征值,建立基于特征映射的变更成本预测模型。最后,以G公司某型永磁同步变频冷水机组为案例,验证了所提方法的可行性和有效性。

气负荷变化对天然气净化工艺及经济性的影响研究分析

天然气净化装置气负荷变化对装置运行的稳定性和天然气处理成本具有重要的影响。对川西北气矿两个气源气质相似的天然气净化厂的气负荷变化对装置运行的影响及经济性进行研究分析。结果表明:120%超负荷运行的A厂装置运行工艺参数与设计参数偏差不大,装置能够稳定运行,尾气SO_(2)排放浓度稳定且低于国家标准,天然气处理成本为0.014元/m^(3);B厂受气藏储量影响,气负荷持续走低,装置运行稳定性降低,导致尾气SO_(2)排放出现超标情况,装置运行能耗增加,天然气处理成本达到0.092元/m^(3),是A厂处理成本的6.6倍,天然气净化的经济性显著降低。

考虑电池老化的电动汽车中长期充电负荷预测方法

随着电动汽车市场份额逐年上升,受限于区域内动力电池容量大小的电动汽车充电负荷占总用电负荷的比例不断提高。为此,提出一种考虑电池老化的电动汽车中长期充电负荷预测方法。首先,构建考虑电池老化的区域电动汽车电池总容量预测模型,预测电池老化带来的总容量衰减以及更换新电池和车辆数目增长带来的总容量上升。其次,构建考虑温度变化的动力电池老化特性估计模型,预估每次充电后电池最大容量、可充电量和续航电量,当电池最大容量不足以保证车辆安全运行时,对车辆更换新电池。最后,构建考虑充电成本的车辆行为仿真模型,模拟车辆出行和充电过程;借助模糊C均值法对不同种类电动汽车充电负荷进行划分,通过蒙特卡洛模拟与线性加权确定区域内电动汽车中长期负荷。仿真结果表明,随着车辆使用时间的增加,年负荷曲线波动程度不断变大;相较于新车,电池老化后单位车辆周均用电负荷峰值出现的时间会提前,且负荷峰谷差也会增大。

新能源参与的电力系统备用辅助服务成本价值机制分析

为解决新能源参与辅助服务市场机制问题,提出了计及新能源参与的备用辅助服务成本价值机制。采用基于成本和效益评估的备用服务成本价值方法,结合我国初级电力市场的情况,提出了新能源提供旋转备用服务的机会成本、系统失负荷价值及系统可靠性指标相结合的定价模型,建立了由机会成本表示的供给成本模型,效益则根据消费者剩余理论由服务效益的失负荷价值(VOLL)计算,并通过可靠性指标失负荷概率(LOLP)作为权重,综合并且合理地确定了新能源提供辅助服务的补偿价格,最后通过算例分析说明了备用期望价值判断备用容量与负荷需求之间的非线性关系,从而进一步优化电网备用辅助服务与负荷的关系。

基于最小路由代价的巨型星座网络接入策略

针对低轨巨型星座网络星间路由复杂、网关卫星负载不均衡等问题,在星地接入策略中考虑星间路由代价,提出一种基于最小路由代价的接入策略。该策略分为3个阶段:在最短跳数估计阶段,根据用户终端和信关站位置估算用户终端至网关卫星的星间路由跳数;在网关卫星分配阶段,基于估计跳数建立二分图模型,采用带权最小代价匹配算法确定网关卫星和接入卫星类型;在接入卫星选择阶段,以星间路由跳数和星地仰角加权构造接入准则,在确定类型的可视卫星中选择最优接入卫星。仿真结果表明,所提方法能够显著降低系统整体星间路由跳数,提高网关卫星负载均衡性和用户接入成功率。

大容量110 kV变电站建设方案研究

为解决电网建设和城市用地之间的矛盾,有必要建设大容量110 kV变电站,提高单位变电站的供电能力。基于变压器制造技术的进步,采用增大单台变压器容量的方式提升供电能力,从63 MVA到80 MVA具有可行性,但需要对设备选型、主接线配合以及典型设计方案的经济性严格论证分析。该文以3×80 MVA的110 kV/10 kV变电站为对象,对大容量变电站的建设方案进行研究,通过与3×63 MVA的典型方案分析对比发现,3×80 MVA的方案用地面积仅增加4%,但变电容量提升27%,能有效提高变电站土地利用率。

基于改进灰狼算法的海岛微电网优化调度

为提高海岛微电网运行的经济性,以海岛微电网运行总成本为目标函数,并考虑海水淡化带来的收益,建立海岛微电网优化调度模型。利用Tent混沌映射、非线性调整收敛因子和柯西变异等三种策略对灰狼优化算法进行改进,采用改进灰狼优化算法对海岛微电网优化模型进行求解。结果表明,在调度周期内考虑海水淡化负荷的海岛微电网的运行总成本为3 086.03元,相比后者不考虑海水淡化负荷的海岛微电网运行总成本降低538.32元,经济性提高14.85%,验证了所提模型的正确性和优越性。

OLED车间蒸镀机基座替代性方案研究

国内AMOLED产品已经量产的有京东方、天马微电子、华星光电、维信诺光电、和辉光电等数家企业。在AMOLED产品生产工艺中,蒸镀机的承重基座在建厂时会花费较高的建造成本及安装时间。结合实践,论证了一种蒸镀机承重基座的替代性方案在OLED行业的可使用情况。以求蒸镀机的替代性方案能使OLED行业的建厂成本减少和建厂时间压缩,可供类似厂建借鉴参考。

基于复杂用地条件的地下式污水处理厂精细化设计

广州市黄埔区某水质净化厂二期工程需要在不规则的用地形状、复杂的场地周边环境、较低的建设用地指标及地上高水平建设开发的预期下,实现规模为5万m^(3)/d地下式污水处理厂的设计工作。工艺设计上通过采用“厌氧-缺氧-好氧+膜生物反应器(AAO+MBR)”工艺提升节地效率;结构设计上通过处理单元构筑物的共壁、错层实现“地尽其用”;平面设计上通过优化池体上部建(构)筑物布局、设施设备设置、交通物流规划、管线综合排布来提高操作空间的使用率。本工程项目用地负荷率比同类项目提高了36%,工程直接费用的建设单位成本低于广州市同等规模同类型项目8.5%的情况下,实现了工程设计目标,为同类项目的设计提供了良好示范。

城市轨道交通灵活编组优势及实现条件分析

城市轨道交通列车编组方案影响因素众多,需综合研究确定。灵活编组能够实现客流需求与运输能力的精准匹配,提高满载率,降低牵引能耗和运营成本,对轨道交通绿色可持续发展具有重大意义。以某线路为例,对灵活编组的优势做定性和定量分析,并对“3+3”灵活编组方案的实现条件进行详细研究,结果表明:采用灵活编组方案,满载率能够提高约24.3%;牵引能耗降低约32.6%,全年可节省运营成本约1073万元,具有较好的经济效益;灵活编组对车站土建规模、场段规模均无影响;在站后折返线、停车线等区域进行解编联挂时,对配线长度基本无影响;为实现列车在线解编联挂,设备系统需增加相应的功能。

基于改进蚁群算法的中压配电网络规划方法研究

研究基于改进蚁群算法的中压配电网络规划方法,设计合理的中压配电网络规划方案,降低中压配电网络的费用。构建以负荷要求、潮流限制为约束条件,投资和运行费用最低为目标函数的中压配电网络规划数学模型。通过变换状态转移准则改进蚁群算法,以数学模型为基础采用改进蚁群算法规划中压配电网络方案。实验表明该方法能使中压配电网络的负荷处于合理范围内,降低投资与运行费用。

结构设计选型对地下室工程造价的影响研究

文中主要围绕不同荷载及覆土厚度对不同类型地下室楼盖造价的影响进行量化分析。结果表明,人防荷载和机房荷载条件下,单位面积大板无次梁总工程费用最低;车库荷载条件下,单向次梁总工程费用最低;所有荷载条件下,单位面积十字次梁总工程费用最高;所有类型地下室楼盖总工程费用,随覆土厚度的增加呈现先增加后稳定再增加的趋势;当覆土厚度低于2 m时,大板无次梁总工程费用最低;当覆土厚度超过2 m时,十字次梁总工程费用最低。

有限成本约束下的电力系统柔性响应能力优化方法

电力系统的柔性响应能力在不同条件下差距较大,因此基于有限成本约束理论设计电力系统柔性响应能力的优化方法,得到以月度报价为核心的竞价函数。结合单次抑制率,计算需求响应抑制因子。在长度波形的影响下得到一维特征识别的向量,获取不同条件下特征点的可信度,以最小运行成本设计目标函数,基于有限成本约束理念建立电力紧急需求响应模型;设计电力系统柔性响应能力优化算法,得到响应能力的优化方法。实验结果表明,该优化方法在不同时段内,电力系统柔性响应能力的优化效果较好。

基于模型预测控制的冰蓄冷空调系统优化控制策略研究

在峰谷电价背景下,冰蓄冷空调系统可以利用谷值电价进行蓄冷,在电价较高时段释放蓄冷量,从而减少峰值用电量。为此,提出一种基于模型预测控制(MPC)的冰蓄冷空调系统优化控制策略,目标是系统能耗成本最低,同时解决传统运行策略不当而导致的冰槽使用效率低下问题。基于参照建筑搭建TRNSYS-Python联合模拟仿真平台,采用极端梯度提升(XGBoost)算法构建建筑未来24h逐时冷负荷预测模型,运用模型预测控制理论,考虑建筑负荷预测偏差,逐时滚动求解冰蓄冷空调系统蓄放冷最优控制策略,在保证全天冷量合理分配的同时,实现峰谷电价背景下系统运行能耗成本最低。与传统规则策略相比,优化控制策略可以针对不同冷负荷需求采取灵活的控制措施,在冷负荷需求较高时,将有限的冷量优先用在电价高峰期,有效规避高额电费支出,降低能耗成本;在冷负荷需求较低时,通过精准预测,仅储存必要冷量,确保冰量在一天中被完全利用,提升冰蓄冷系统效率。在基于设计日负荷100%、75%、50%三种工况下,优化控制策略比传统规则策略分别可节约能耗成本7.95%、12.64%和10.18%。

考虑净负荷最佳可接纳域的主动配电网电源规划

高比例可再生能源接入所带来的高度不确定性给配电网带来了严峻挑战。该文在净负荷不确定性以概率分布描述的基础上,将节点净负荷可接纳域引入配电网规划中,提出了一种计及净负荷最优可接纳域的配电网电源规划新模型。该模型中可接纳域外部扰动对应的可靠性成本是计算的难点。该文在精细分析可靠性成本数学表达式特征的基础上,发现净负荷扰动概率密度函数在其预测值两侧具有单调变化的特性时,可靠性成本便可简化计算,由此提出一种无需引入0/1变量的线性化计算新方法,显著提升了模型求解的计算效率。所提出的模型基于对偶理论、交替迭代启发式算法等技术,进一步转化为线性规划问题进行求解。通过配电网IEEE 33节点算例,论证了所提模型和方法的有效性。