带有指令滤波的电力弹簧系统反步控制

针对新能源发电系统因间接性和不确定性导致的电压波动问题,文中首次将反步控制策略应用于电力弹簧(electric spring,ES)系统,并提出一种带有指令滤波的ES反步控制策略。根据ES的数学模型利用反步法设计控制器,并加入指令滤波器,以解决ES反步控制中的计算膨胀问题,同时设计误差补偿信号,并利用Lyapunov稳定性理论验证系统稳定性。通过仿真模拟新能源发电系统网侧电压波动时,ES对关键负载(critical load,CL)电压稳定的效果,以及不同系统参数对文中控制策略的敏感性分析。与传统的比例积分(proportional-integral,PI)控制对比,CL电压动态响应速度提高0.07 s,CL电压畸变率降低31%,参数敏感性分析中CL电压最大偏差率为0.318%,能承受的最大电压幅值波动范围提高52.9 V。仿真结果验证了文中所提出的控制策略具有响应速度快、谐波含量低、抗干扰能力强的优势。

采用节能导线的输电线路全寿命周期成本分析

近20年来,全国输电线路的长度显著增长,在线路工程建设中,经济性成本是至关重要的考量因素之一。通过构建输电线路工程全寿命周期成本量化模型,对辽宁省A市某220 kV新建线路工程采用JL/G1A-400/35型钢芯铝绞线及JL(GD)/G1A-400/35型钢芯高导电率铝绞线下的经济成本差异进行对比分析。采用线性回归分析、灰色预测GM(1,1)模型以及自回归差分移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型对工程运行期输电线路的负荷水平进行预测,得出组合预测分析方法下线路工程的售电效益;同时,量化节能导线的减碳效益,分析负荷增长水平、天气、海拔及投资折现率对线路运行成本的灵敏度,对比评估2种导线技术方案的经济性指标。研究结果表明,作为一种节能导线,钢芯高导电率铝绞线可以降低输电线路工程的运行维护成本,在考虑售电效益的同时为线路工程带来额外的减碳效益,在工程的全寿命周期内具有良好的经济性及低碳性。

电液提升控制阀技术特点分析

系统分析了当前主流电液提升控制阀的技术特点及控制原理,阐述了电比例控制阀与数字阀的技术区别,为后期控制阀的设计开发提供了建设性意见。从工况需求层面分析了电液提升控制阀技术路线的内在发展规律,作为电液提升系统的核心元件,电液提升阀的发展路线即为电液提升系统的发展趋势,为液压系统的设计选型及整机发展路径提供参考。

东北、华北和华东电网联网方案研究

研究了2015年我国东北、华北和华东三个大区电网的联网方案,针对不同联网方案下系统的低频振荡特性进行了分析和比较,证明了在系统中的主要大型发电厂配置电力系统稳定器(Power System Stabilizer,PSS)可以改善低频振荡的阻尼特性,并验证了所配置的PSS的有效性。文章还对系统负荷的阻尼特性进行了灵敏度分析,最后对各种交流和直流故障下系统的暂态稳定特性进行了研究。初步结果表明,将三个大区电网互联为一个大同步电网在技术上是可行的。

基于实际报价结算的电力市场下考虑消除阻塞费用最小的竞价算法

提出了在电力市场下按实际报价结算时以购电费用最小来消除阻塞的竟价算法。该算法以购电费用最小为目标,以过载支路的过载量和相应的发电机灵敏度与修正量的乘积为等式约束以及发电机组功率的上、下限等为不等式约束。根据计算出的灵敏度的不同分成三种情况,采用拉格朗日函数求极值的方法,只需解一个线性方程组就可得出各发电机的修正量,计算简单快捷。算例证明了所提算法的正确有效。

基于NILM技术的家庭用户精确负荷建模方法

结合非侵入负荷监测NILM系统的负荷辨识流程,本文提出了一种基于NILM技术的家庭用户精确负荷建模方法。该方法应用NILM技术提取家庭主要设备负荷特性。然后通过模糊C聚类法实现家庭负荷模型归类,获得设备针对不同电价的转移灵敏度和自灵敏度用电特性,并在此基础上形成家庭负荷特性。通过电网公司分时电价环境下实测的家庭典型用电负荷数据验证可知,空调、洗衣机、热水器、电动汽车具有较大的弹性,其中洗衣机的自弹性和交叉弹性最大,在高电价时段可削减100%。该方法所获得的家庭负荷辨识的结果,可支持居民电价/激励等需求侧管理政策的制定,也可支持用户家庭用电设备状态监测服务等。

电力系统静态电压安全问题的概率评价

电压安全问题严重威胁电力系统的安全运行。根据作用时间和机理的不同 ,电压安全问题分为暂态安全和静态安全两个方面 ,后者包括静态电压稳定和静态电压偏移。文中将静态电压安全与概率充分性分析结合起来 ,研究在不同负荷水平下、考虑发电和输电元件随机故障时的静态电压安全问题 ,模拟有效的控制措施 ,建立量化的概率风险评价指标 ,给出了相应的算法流程 ,并以IEEE RTS为例 ,讨论了负荷模型对静态电压安全的影响以及静态电压安全对概率充分性的影响 。

发电联合转移分布因子及快速静态安全校核算法

发电转移分布因子(GSDF)和广义发电分布因子(GGDF)都是常用的灵敏度分析及安全评估工具。文中指出了GSDF和GGDF的缺陷,尤其对GGDF的普遍适用性提出质疑。提出了发电联合转移分布因子(GJSDF)和负荷模增发电联合转移分布因子(GJSDF-LIP)的概念,并导出若干有用的性质。针对电力市场环境下购电交易计划新模型和流畅调度算法的特点,将GJSDF和GJSDF-LJP成功地应用于静态安全校核算法中,极大地提高了求解速度。算例表明,该算法效率很高,并且易于编程实现。

考虑系统静态电压稳定性的电动汽车充电设备就地控制方法研究

随着电动汽车的大规模发展,其峰值充电负荷占全网负荷的比例日益上升,给电网的静态电压稳定带来了负面影响。试图将电动汽车充电设备纳入电力系统安稳控制,从而减少这一影响。提出了电动汽车充电设备的三种控制方法:灵敏度控制方法、理想控制方法以及下垂控制方法,并对其控制效果进行了对比。三种方法都能够达到提升系统负荷裕度的目的,但其中的下垂控制方法更适合实际控制应用。将下垂控制应用到新英格兰39节点系统,在不同渗透率和不同充电速率情况下分析其对系统电压稳定性的影响。结果表明下垂控制能够明显提高系统负荷裕度,是一种有效的电动汽车充电设备就地控制方法。

灵敏度关系求取的多变量摄动法及其应用研究

提出了一种灵敏度关系求取的多变量摄动法。利用该方法，根据历史数据可方便地求取被研究系统中控制量和被控制量之间的灵敏度关系；利用冗余数据，根据最小二乘法推导出了可消除历史数据中随机干扰影响的计算公式。对不同规模电力系统的仿真试算证明，所提出的多变量摄动法正确。由于可利用历史数据，故所提算法较常规的单变量摄动法更具实用性。

工程机械负载敏感型自动怠速系统

为提高工程机械的节能效果,针对纯电驱动工程机械提出了一种基于电动机调速和液压蓄能器的负载敏感型自动怠速控制系统,分析了新型自动怠速分段控制划分规则.考虑到系统节能效率和操控性能,充分利用液压蓄能器可以瞬时提供动力的特点,提出了具有负载压力适应的负载敏感型自动怠速分段控制策略,并基于所搭建的试验平台展开了系统操控性能和节能效率的试验研究.结果表明:所提出的新型自动怠速分段控制划分规则可行;取消自动怠速时的操控性能优于传统自动怠速控制;提出的系统的节能效率可以达到40%左右.

考虑系统暂态稳定性的电网规划方法

提出了一种考虑系统暂态稳定性的电网规划方法。利用暂态能量函数与负荷的灵敏度关系 ,计算出系统的停电损失 ,从而将电网的暂态稳定性与电网建设的投资统一在对电网规划方案的经济性评估上。仿真结果证明了所提电网规划方法的可行性。

减载控制灵敏度及其在广域低频保护中的应用

针对现有低频减载控制过程中无法明确减载地点及对应减载量的问题,以多机电力系统有功扰动分配模型为基础,提出了负荷节点减载控制灵敏度的概念,从而提出了基于负荷减载控制灵敏度的减载地点选取方法及减载量分配模型,并将其应用在极端扰动方式下电力系统广域低频保护中。仿真结果表明,在减载量相同的前提下,所提方案比平均分配减载量的方案有着更加优良的性能。

气象因素对京津唐电网夏季负荷特性影响分析

京津唐电网作为一个独立的电网控制区,用电负荷呈现日趋明显的城市负荷特性。在梳理大量京津唐电网负荷数据的基础上,总结了京津唐电网不同天气条件下的夏季负荷特性,探讨了气象因素与电网负荷特性之间的关系,辨识出京津唐电网夏季负荷主导因素,采用多项式曲线回归方法分析了温度、湿度对京津唐电网负荷的灵敏度关系,给出了京津唐电网夏季考虑热累积效应后的修正最高温度公式,并对提高负荷预测准确度的应用效果进行初步分析。

负荷电压静特性模型对潮流计算的影响分析

在实际系统运行中,采用合理的负荷电压特性模型能较准确地反映电网的潮流分布状况。基于节点负荷的取用功率是其电压的函数,提出采用两种负荷电压静态特性模型,针对不同负荷电压静态特性模型的系数对潮流计算结果的影响,对比分析各关系曲线的斜率从而确定选择负荷电压静态特性模型。所得结果可为电压敏感性负荷的潮流计算提供参考。

负荷结构对冷热电联供系统优化配置的影响

负荷结构是联供系统优化中特有的因素,对联供系统的配置规律有重要影响;这方面的研究有利于我国对这一技术的正确推广。建立了冷热电三联供系统的混合整型非线性集成优化模型。基于某宾馆实测负荷计算了不同负荷比例下的多个算例,利用灵敏度分析考查了热电比、冷电比对各设备最佳容量的影响。研究结果表明:不同负荷结构时设备最佳容量及其变化趋势有明显变化;常见的以电定热或以热定电的方式难以获得燃气轮机的最佳容量;吸收式制冷机最佳容量也受各负荷的影响;锅炉和电制冷机的最佳容量可以分别单独由热电比和冷电比近似确定。研究结果可以对不同气候地区三联供系统的推广提供借鉴。

柴电混合电力推进船舶负载频率H_∞鲁棒控制

[目的]风、浪及海流等多种随机不确定因素会引起船舶综合电力系统负载频率的波动。[方法]采用电池补偿柴油发电机组输出功率与船舶需求功率之间的差值,对柴油发电机组进行二次调频控制,保证船舶电网功率平衡,抑制电网频率波动。建立综合电力推进系统频率控制状态空间模型,基于H_∞混合灵敏度原理,选取合理的灵敏度与补灵敏加权函数设计鲁棒控制器,采用线性矩阵不等式(LMI)方法对设计的控制器进行求解并进行算例仿真。[结果]系统幅频特性表明,设计的鲁棒控制器具有合理性,短时冲击信号作用下的性能表现满足指标要求。与传统PI控制器的对比结果表明,设计的鲁棒控制器能显著抑制随机扰动引起的电网负载频率波动,减小柴油发电机组与电池的功率变化,电池荷电状态(SOC)变化范围明显缩小,可提高船舶电力系统鲁棒稳定性与鲁棒性能。[结论]该系统在各种工况下都能稳定运行并且使电网频率稳定,同时提高柴油发电机组燃油经济性,减小废气排放。

基于费用流模型的输电网网损分摊方法

从基本的物理概念出发,在费用流模型基础上,结合灵敏度方法提出了基于费用流模型的分摊输电系统网损的新方法。该方法建立在实际潮流基础上,不必将有损网变成无损网,能明确地表示出包括网损功率在内的发电功率和负荷功率之间的直接关系,计算公式简单,物理意义清楚,通过算例验证了它的有效性。

电力负荷预估的神经网络正则化及其应用

电力负荷预估是目前世界上公认的解决电力资源合理配置的有效措施.而负荷时序预测是实现智能电力系统的关键技术,是一个非常复杂的问题,该问题的解决要求应用大型神经网络.对于庞大的网络,正则化非常重要,需要特别关注,才能实现网络的实用性.为了解决这个问题,我们提出了基于OBD模式的神经网络正则化算法,算法的核心是海森(Hessian)矩阵获取与迭代;讨论了基于该模型的电力负荷预估数值结果.这些结论表明:本文提出的正则化方法的应用有效改善了电力负荷预估的精度.

轴向压力作用下钢渣混凝土的压敏性研究

在不同加载速率、突然加载和卸载以及三向约束等加载条件下,钢渣混凝土具有良好的导电性和压敏性,随着钢渣掺量的增加,钢渣混凝土的压敏效应更加明显;施加压力较小时,电阻率随压力增大而迅速降低;压力增大到一定程度后,电阻率下降十分缓慢;压力达到极限荷载时,电阻率迅速升高;受到三向约束时;钢渣混凝土仍然具有压敏特性,相对于单轴受压,其压力敏感性较低。