基于自适应k均值和SVR的光伏出力预测

为解决光伏功率预测不准确问题,提出了一种基于自适应k均值和支持向量回归的光伏出力预测方法。首先,分析了k均值聚类及其改进方法,给出了支持向量回归(SVR)的基本原理和应用流程,介绍了SVR中径向基函数凸优化模型。然后,结合自适应k均值和支持向量回归,依据光伏出力基本特点,分析了光伏出力预测流程及预测结果统计学评价指标。最后,以“云南昆明”光照数据为实际算例,确定了预测模型结构,并分别采用k-means and SVR、ARMA和ANN这3种方法进行预测,对比了不同聚类结果和不同算法时的预测统计指标,验证了所提方法的有效性,为光伏出力预测提供了一种方法。

考虑灵活性分析的典型光伏日出力率曲线提取方法

为了在电力系统灵活性分析过程中,提取对系统灵活性影响较大的典型光伏日出力率曲线,提出一种考虑灵活性分析的典型光伏日出力率曲线提取方法,确定对灵活性影响较大的光伏日发电曲线范围,利用斯皮尔曼相关系数和随机贪心算法改进K-means聚类算法,对光伏日出力率曲线进行聚类,利用灰狼算法提取典型光伏日出力率曲线。算例分析以蒙西电网2019—2022年光伏日出力数据为研究对象,结果表明,利用所提方法提取的典型光伏日出力率曲线,能够有效反映光伏发电对系统灵活性的影响。

基于均值出力的风电调峰成本量化方法

随着大规模风电的快速发展,电力系统的调峰服务需求越来越多,调峰服务的成本也随之增加。合理的计算由风电引发的调峰服务费用是激发常规机组提供调峰服务的前提。为此,提出了风电引发的调峰成本计算方法——风电均值出力参考法,该方法将某时段内风电电量平均分配到各个调度时段得到风电均值出力线,并进一步得到计算调峰成本的参考场景。以此为基准,可直观地计算和体现具体场景中风电出力曲线是否给系统造成了额外的调峰成本。采用所提方法对一个含风电场的5火电机组系统进行了测试,结果验证了所提方法的正确性和有效性。

基于改进k-means算法的光伏发电出力场景分析

为了保证电网运行的安全可靠,对光伏发电出力进行准确描述至关重要。提出布谷鸟算法优化的灰狼算法对传统k-means聚类算法进行改进,并将其应用于光伏发电出力场景分析。仿真结果表明,利用改进k-means算法缩减后得到典型场景的累积分布曲线与初始场景的累积分布曲线走势相同,且两者之间的差距很小,差异度接近0。因此典型场景不仅能够保持初始场景的时序性,也能够很好拟合初始场景的出力波动性与随机性。

基于多自由度运动条件下风力机动力学特性研究

该文提出耦合无规则、多自由度旋转运动的风力机试验方案,通过物理模型试验,研究风电场阵列布置、不同风力机轴向间距工况下,各排风力机来流速度、功率及其波动特性。结合功率时间尺度积分的概念,探究其与风力机平均输出功率的关系,并建立预测功率波动特征的数学模型。研究结果表明:风力机的来流速度有大尺度、低频率和小尺度、高频率的信号特征,从功率时间尺度积分的趋势可看出,处于下游的风力机,功率波动逐渐增加。由功率能谱特性曲线可知功率波动的能量随着频率的增大而衰减,在低频率段衰减曲线近似f-2的变化规律;在高频率段,能谱特性曲线近似f-5/3-2的变化规律。

龙羊峡地区水-风-光出力互补特性研究

准确掌握流域水-风-光多能源互补规律对于指导清洁能源规划布局、开展多能互补调度以提升能源利用效率具有重要意义。运用数理统计方法,计算得出了龙羊峡地区典型年的水-风-光出力逐日标准化数据的多个统计量,据此分析了水-风-光出力在长期时间尺度下的互补特性。建立了基于Spearman秩相关系数的水-风-光三能源出力互补性评价指标,根据龙羊峡地区典型年的水-风-光出力逐日标准化数据,在长期时间尺度上对龙羊峡地区的水-风-光出力互补特性进行了重新定量评价,并与数理统计方法的结果进行对比印证。此外,提出了基于K-means聚类算法的典型日出力特征辨识模型,分析了不同时间尺度划分对水-风-光出力互补规律评价的影响。结果表明:①龙羊峡地区的水-风-光出力在长期时间尺度上的互补特性较强,春冬季节水电出力较小,风光出力较大,而夏秋季节则呈现出相反的变化特征;②基于Spearman秩相关系数的水-风-光三能源出力互补性评价结果为“较互补”,与数理统计方法结果一致;③不同时间尺度划分对水-风-光互补特性评价影响显著,随着时间尺度的增加,水-风-光出力互补规律呈增强的趋势,具体体现为:季节互补特性强于月间互补特性,月间互补特性强于日间互补特性。

基于遗传算法的多模块IPOP双有源全桥DC-DC变换器总电流有效值优化策略

单模块双有源全桥DC-DC变换器,可通过最优移相策略来保证电流有效值最优。然而,当多模块并联运行时,由于模块间电气量无法完全匹配一致,不同模块间的电流有效值特性将有所差异,导致传统的均功率控制无法做到总效率最优。基于此,该文提出一种基于遗传算法的多模块输入并联输出并联(IPOP)双有源全桥DC-DC变换器总电流有效值优化策略。首先,该文结合遗传算法对单模块双有源全桥变换器的电流有效值特性进行分析与优化,该算法集成了单、双、三重移相控制的优势,同时可自然实现三种移相策略的无缝过渡。其次,针对输入输出并联的多模块变换器系统,提出一种基于离线计算在线查表,总电感电流有效值最优的控制策略。不同于传统的均功率控制方法,该策略可根据模块间辅助电感的差异化对总功率进行优化分配,以实现系统的总电感电流有效值最优。最后,搭建一台基于碳化硅器件的8 kW/100 kHz三模块并联样机对优化控制策略进行验证,实验表明,基于优化控制策略,样机峰值效率可达98.8%,与传统均功率控制策略进行对比,在降压和升压工况下,平均效率分别提升了1.2%和0.84%,验证了该文所提控制策略的有效性。

强化现象启发的随机振动能量收集器优化设计

为了使宽带振动能量收集器件的平均输出功率最大,以压电型随机振动能量收集器件为研究对象,系统讨论优化设计问题.通过建立器件随机响应与输出功率统计量的解析表达式,证实了平均输出功率的局部强化现象.讨论给定激励点位置时,压电片布置位置和压电片尺寸的优化,讨论最优尺寸随激励作用点和激励带宽的变化关系.研究表明:激励作用点及对称位置是布置压电片的较好位置,压电片的最优、次优、最差、次差位置相隔很近;为了得到最大的输出功率,压电片尺寸应略大于最优尺寸.

超荧光光源中掺铒光子晶体光纤辐射效应

研究伽马辐射对基于掺铒光子晶体光纤超荧光光源输出特性的影响.对比基于掺铒光子晶体光纤和传统掺铒光纤超荧光光纤光源.分别将这两套光源的掺铒光纤部分置于伽马辐射环境中,研究不同辐射剂量对光源输出功率和平均波长的影响,测试辐射结束后光源的恢复情况.结果表明,两种掺铒光纤的辐射效应所引起的超荧光光纤光源性能退化基本相近,但相比传统掺铒光纤,掺铒光子晶体光纤具有更好的恢复特性,在空间领域应用具有潜在优势.

MIMO系统中基于ZF/MMSE检测的自适应功率分配方案

本文研究了MIMO系统中的功率分配技术.针对基于ZF/MMSE检测的MIMO系统,提出了一种简单的自适应功率分配方案.该方案在不使用预编码技术对MIMO信道进行对角化的前提下,遵循最小化系统BER的准则,为发送数据流分配发射功率.与采用SVD预编码的功率分配方案相比,本文提出的方法减少了系统需要的反馈信息量.仿真表明该方法能够有效地提高系统的BER性能,而且基于MMSE检测的系统性能接近于采用SVD预编码的功率分配性能.

一种基于改进灰色BP神经网络组合的光伏出力预测方法

光伏发电具有典型的间歇性、波动性等特点。准确预测光伏出力对电网调度、电网规划、提升新能源发电竞争力具有重要意义。提出了一种基于改进灰色BP神经网络的多模型组合光伏出力预测方法,采用常规GM(1,1)模型、幂函数变换GM(1,1)模型、基于残差修正的GM(1,1)模型以及等维新息GM(1,1)四种模型,利用BP神经网络对光伏出力的单一灰色预测结果进行优化组合输出,并根据输出值和期望值的偏差自动调整组合权值。该方法通过将多个单一预测结果组合成样本训练BP神经网络来获得较优权系数,避免了数值求解权系数的复杂过程,能够得到更为精确的预测结果。采用湖北某地光伏系统实际出力数据对该预测方法进行了验证。计算结果表明该基于改进灰色BP神经网络组合的光伏出力预测方法能够明显提高光伏出力预测精度。

功率反馈式高稳定光源电路设计

随着导航精度要求的提高,人们对高精度光纤陀螺如何实现一直进行着深入的探索。从设计光纤陀螺光源的角度出发,通过合理设计高精度TEC温度控制电路和恒流LD驱动控制电路,实现了基于反馈控制的高功率稳定性的掺铒光纤光源。测试结果表明,该硬件系统取得了理想的测试效果。该光源硬件电路设计可以作为实现满足高精度光纤陀螺要求的光源设计的一种参考。

基于典型代表电站和改进SVM的区域光伏功率短期预测方法

准确的区域光伏功率预测作为解决光伏并网消纳和多能互补问题的技术之一受到越来越多的关注,提出一种基于典型代表电站和改进支持向量机(SVM)的区域光伏功率短期预测方法。通过K-means聚类将同一地区光伏电站划分到不同汇聚区,使用历史数据和3种数学相关系数计算得到各汇聚区典型代表电站,并通过4类光伏功率指标分析各典型代表电站与汇聚区的一致性,基于此,以改进SVM代替传统的滚动预报形成区域功率预测模型。实际算例分析表明,所提方法可提升区域光伏功率短期预测精度。

计及源荷不确定性的配电网综合节能潜力评估方法

为实现对有源配电网节能潜力的有效评估,研究配电网节能改造方案的评估方法。利用K均值聚类方法进行配电网典型场景提取,采用前推回代法进行典型场景下潮流计算。根据潮流计算结果制定节能改造方案。构建含有多个指标的综合节能潜力评估指标体系,提出了具有混合决策模型的综合评估方法。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。

采用谱聚类的风电典型出力场景选取方法

为有效地减少原始场景数量,以较小的工作量和较高的精度表征风电出力的全时空特性,本文提出了一种基于谱聚类算法的风电日出力典型场景生成方法。首先采用谱聚类算法对风电日出力场景进行聚类分析,得到能有效反映样本亲疏关系的聚类簇。随后考虑风电的反调峰特性,从聚类后的风电日出力场景中选出能够很好的反映各类场景中原出力曲线调峰效益的出力曲线,将其作为典型场景。最后,以云南某地区2017年风电实际出力数据为算例进行聚类分析,验证所提方法的正确性及有效性。

掺铒光纤光源辐照致有源区损耗研究及其抗辐照设计

在辐照环境下,掺铒光纤光源谱宽、平均波长稳定性及功率稳定性与光纤陀螺精度直接相关。为研究高性能、抗辐照掺铒光纤光源,研究了掺铒光纤光源辐射致有源区损耗特性。利用Er3+的本征荧光光谱作为光源原始输出光谱,结合“多重光褪色”和“980nm泵浦功率闭环控制技术”,提出了一种高性能、抗辐照掺铒光子晶体光纤光源设计方案。结果表明,在50krad照射剂量下,光源谱宽大于40nm,平均波长稳定性约5.4×10^(-7)/krad,输出功率衰减小于0.1dB。该宽谱光源在辐射环境下具有良好的综合性能,特别适用于战略级高精度干涉式光纤陀螺。

集成于薄板的压电型随机振动能量收集器件优化设计

将压电薄膜粘贴于方形薄板表面即构成实用的振动能量收集器件,本文研究此类器件在受到宽带随机点激励作用时以平均输出功率最大为目标的优化设计问题,具体包括压电片布置位置和尺寸要求、最优负载电阻等.首先,导出机电耦合系统关于位移和输出电压的随机偏微分-积分方程组,通过模态分析技术消去空间项得到关于主坐标和电压的无限维随机常微分方程组.进而,由线性随机振动理论建立平均输出功率的解析表达,优化问题据此展开.研究表明:宽带激励作用时,压电片最优中心位置处于激励点及与之相应的3个对称点;在最优布置条件下,平均输出功率随压电片尺寸增加近于单调增加,而增速渐缓,据此可定义最优尺寸;在最优布置条件下,平均输出功率随外接电阻的变化有极值出现,可由此断定最优负载电阻.上述研究揭示了对称最优布置位置的存在性及输出功率对布置位置的敏感性,对平板型随机振动能量收集器件的优化设计有一定的指导意义.