基于源荷谐波耦合模型的数据驱动概率谐波潮流计算

随着新能源及负荷中电力电子装置的广泛应用,电力系统谐波畸变程度不断增加。同时,新能源及负荷显著的不确定特征,进一步增加了谐波分析难度。为有效评估系统不确定谐波状态,充分挖掘源荷实际运行特征,提出一种数据驱动的概率谐波潮流(probabilistic harmonic power flow,PHPF)计算方法。首先,基于实测数据,建立考虑时变特性的源荷动态谐波耦合矩阵模型(dynamic harmonic coupling matrix model,DHCMM),揭示不同时段内谐波电压与谐波电流的相互耦合关系。然后,利用实测数据挖掘源荷时变不确定特征,采用改进点估计法提取统计特性,克服变量间相互影响引起的估计偏差。最后,提出针对源荷不确定性的PHPF计算方法,对系统中时变不确定谐波进行评估。实验结果表明,基于实测数据的谐波耦合矩阵模型能够有效分析谐波源时变特性,结合源荷时变不确定功率状态,所提PHPF计算方法能够对电力系统谐波进行准确评估。

计及频率耦合的单相光伏变流器谐波潮流分析模型

单相光伏逆变器被广泛应用于配电系统,研究其谐波模型对于谐波潮流分析、谐波交互影响与电力系统稳定具有重要意义。首先,通过分析电网与逆变器的交互机理与逆变器交直流侧的谐波传导,推导出单相光伏逆变器在不同谐波下的阻抗公式;其次,分析谐波阻抗的频率耦合机制并结合控制环节,建立不同谐波下单相逆变器的谐波耦合阻抗矩阵模型与等效戴维南电路;再次,基于所提模型对系统进行谐波分析,极大地简化单相逆变器的谐波潮流分析,提高系统谐波潮流的计算精度,并能有效评估单相逆变器的接入对电能质量的影响;最后,通过时域仿真验证了所建立模型的正确性和有效性。

计及电热耦合的潮流数学模型与算法

电热协调(ETC)理论的提出对实时环境下输电元件载荷能力的有效利用具有重要意义,但由于电与热之间的紧密耦合,使电力系统的潮流计算变得复杂,文中针对该问题进行了深入研究。将输电线路热动态微分方程引入到现有的电力系统潮流模型之中,利用隐式梯形的差分方法将该微分方程代数化,使输电线路温度成为电力系统运行的一个新的状态量,从而提出了计及电热耦合的潮流计算数学模型,并在推导得到牛顿法求解该模型的修正方程基础上,进一步提出了适应电热耦合处理的简化计算方法,该模型和算法实现了电气量和其温度的统一处理,不仅反映潮流的电的信息,而且能够提供输电线路热惯性的动态过程,即温度变化信息,从而实现输电线路载荷能力由温度评判的目的。最后通过算例分析验证了该模型和算法的有效性,为进一步开展电力系统运行调度中的电热协调理论研究奠定了基础。

基于多能流耦合规律的综合能源系统潮流及流分析

从能量流和流两个角度分析综合能源系统的多能流耦合规律,建立系统能流稳态潮流模型和流模型,根据模型特点研究系统潮流和流分布计算方法,以算例验证计算方法的可行性并分析计算数据,验证流机理模型相比于黑箱模型在局部分析方面的优越性。以算例数据为例,分析其潮流及流分布特点,结果表明:算例系统中能源转换环节的地方损最大,为系统薄弱环节,值得着重改进;同时电、热网络也有部分管段损较大,优化局部网络时也应纳入考虑。

潮流、风暴潮耦合模型推算珠江口海域极值流速

分别采用模式气压场及模式台风场计算气压分布及风速分布,采用地形拟合的sigma坐标水动力方程组及紊流方程建立了潮流、风暴潮耦合模型。三维水动力方程组通过分裂算子法与Casulli半隐式差分格式直接求解。在珠江口的极值流速计算中,先进行了南海北部的潮流、风暴潮耦合模拟,模拟水位与实测值符合较好。以大区域模拟结果为边界,采用嵌套网格方法,在珠江口进行了高分辨率的潮流、风暴潮耦合模拟。选用1968～1999年共65个影响工程区域的台风过程,计算出珠江口的海域年极值流速序列,分析了该海域多年一遇的极值流速分布。

市场机制下水电站实时优化调度分层耦合模型

随着厂网分开、竞价上网的电力市场运营机制的实施,发电企业成为竞争主体。为此,分析了市场竞争机制下水电站优化调度的新特点;提出了水电站实时优化调度分层耦合模型结构,描述了分层耦合模型的分层控制原理以及信息反馈和实时校正机制;提出包含电价因子的水电站优化调度目标函数,并详细讨论了分层耦合模型的约束条件。应用实例表明,该模型对实时优化调度有现实意义。

光伏电源的PQ耦合潮流模型及对配电网电压的影响

光伏电源并入配电网络,不仅充当着有功电源,还可适当输出无功功率,承担调节电压的重要作用。根据并网光伏电源的结构,建立了光伏电源PQ耦合的潮流计算模型,其有功与无功输出均与逆变器的调制比和移相角密切相关。根据实际系统对光伏电源的需求设置调制比和移相角,使逆变器既能工作于合理状态,同时也能满足系统功率需求。光伏电源并入配电网,其有功和无功输出共同影响配电网电压,算例表明PV型光伏电源对局部节点电压提升效果显著,PQ耦合且具有最大电压调节能力的光伏电源对系统整体电压提升效果显著。

提升商业地产、旅游地产市场联动绩效的耦合模型的创新分析——基于大数据背景

本文重点从大数据背景的角度研究提升小众市场(商业地产与旅游地产)联动绩效的内在机理与基本特征。深入把握小众市场(商业地产和旅游地产)的特点及地产本身的特点,借助大数据的工具探索提升联动绩效的耦合规律,从耦合规律、耦合类别、耦合制度的视角探索提升联动绩效的理论、方法、耦合模型。总结出耦合模型的实证分析结果及研究展望,有助于为政府实施小众市场(商业地产与旅游地产)及地产本身的创新战略提供决策的理论依据和现实参考。

全国统一电力市场演进过程下省间-省内市场出清及定价模型

为了促进电力资源在省间的余缺互济和在全国范围内的优化配置,我国正有序推进电力市场改革,逐步实现省间-省内市场的耦合和全国统一市场的演进。根据省间-省内市场耦合程度的不同,该文将演进过程划分为三个阶段:分层阶段、松耦合阶段和紧耦合阶段。进一步考虑跨区、跨省以及省内输电的输电费回收问题,跨区直流输电线路与区域内交流输电线路按照传输电量收费,省内线路按照用户负荷用电量收费。构建了面向不同输电费收取方式的出清模型与定价机制,分层阶段采用顺序出清,松耦合阶段采用双层迭代出清,紧耦合阶段采用统一出清,定价机制均采用节点电价定价机制。最后,利用IEEE 39节点和118节点系统进行仿真计算,验证了出清模型和定价机制的有效性,并分析了输电费对出清和定价结果的影响。

基于统一潮流模型的电-气耦合综合能源系统静态灵敏度分析

针对典型的电—气耦合综合能源系统,提出一种基于统一潮流模型的静态灵敏度分析方法,用于分析电力与燃气供能系统间的交互作用机理。首先,给出电—气耦合综合能源系统的统一潮流模型。然后,在此基础上,定义电—气耦合综合能源系统的燃气压力—节点注入功率灵敏度矩阵。最后,结合典型场景下的综合能源系统灵敏度指标,分析电网节点注入功率对燃气压力的影响,定位综合能源系统的薄弱环节。算例表明,所提方法可为区域综合能源系统的安全稳定运行提供辅助信息,有效提升了系统的安全性。

基于校准窗口集成与耦合市场特征的可解释双层日前电价预测

随着电力市场之间耦合程度不断加深,只局限于单个市场内部的传统特征集不足以支撑高精度预测的需求。而且模型预测性能对校准窗口的选择敏感,而传统电价预测仅使用一个固定时间长度的数据集,同时预测模型的“黑盒”结构导致预测结果在工程应用中可信度偏低。针对上述问题,该文提出一种考虑校准窗口集成与耦合市场特征的可解释双层日前电价预测框架。内层框架为基于改进自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition,ICEEMDAN)的择优预测,首先分解原始电价序列,然后应用Lasso估计回归(lassoestimated autoregressive,LEAR)、长期和短期时间序列网络(long-term and short-term time-series networks,LSTNet)、卷积神经网络-长短记忆神经网络(convolutionalneuralnetworks-longshort termmemory,CNN-LSTM)、移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)和核极限学习机(kernel extreme learning machines,KELM)模型预测子序列并选择最优预测算法。外层框架为基于贝叶斯模型平均(bayes modelaveraging,BMA)的校准窗口集成预测,针对每个不同校准窗口长度数据集下的预测分配权重并集成得到预测电价。最后,通过可解释方法沙普利加性解释模型(shapley additiveexplanations,SHAP)分析耦合市场特征如何影响预测电价。该文通过北欧电力市场数据集的算例分析证明了所提算法的优越性和校准窗口集成方案的有效性。

基于耦合模型的新型城镇化与房地产市场协调发展研究——以山东省为例

为探究新型城镇化与房地产市场间协调发展关系,针对人口、经济和基础设施三个维度构建新型城镇化的指标评价体系,针对房地产投资和销售两个方面构建房地产市场的指标评价体系,采用耦合模型对山东省及四个典型城市(济南、青岛、淄博、菏泽)新型城镇化与房地产市场协调发展状况进行实证分析。分析结果表明,近年来山东省新型城镇化与房地产市场的协调性进一步提升,但各地市间新型城镇化与房地产市场协调发展程度存在较大差异。

一维潮流与含氯度耦合数学模型及其应用

针对东江三角洲的实际情况,建立一维潮流与含氯度耦合数学模型,通过对东江下游及其三角洲供水水源工程8个基本布置方案的对比分析,定量计算不同方案对水动力条件、咸潮界的影响。结果表明:该模型能较好地模拟潮流与含氯度的变化,可为东江三角洲河网区河道治理、城市供水工程建设等相关问题的研究提供科学依据及技术支撑。

苏北花木市场共生耦合模型构建研究

文章通过共生耦合模型,初步的构建苏北花木市场发展测度体系。首先通过对两物种间共生动态系统模型的再次赋予各自的定义,引入苏北花木市场经济发展进行分析,构建出符合苏北花木市场经济发展规律的数学模型。再通过对基本指数的计算,完成整个测度体系,提高测度系统的科学性和稳定性。

欧洲统一电力市场演变和日前市场出清模型

本文首先梳理了欧洲一体化电力市场的融合过程,介绍了用于计算电价及跨境容量的区域价格耦合项目;其次研究了泛欧混合电力市场集成算法,研究了节点边际电价、可用传输容量和基于潮流的市场耦合数学模型;最后总结了各种市场耦合模型的特点,并针对南方区域电力现货市场建设提出了建议。

电力市场环境下的无功优化模型及其求解方法

该文分析了传统的电力系统无功优化模型存在的缺陷,论述了在电力市场中实行无功计价的必要性。提出了根据发电机运行的不同状况对发电机无功进行分段计价的观点,并依此建立了以有功网络损耗费用和无功费用为目标函数并包含各种运行约束的电力系统无功优化数学模型。由于电力系统无功优化问题本身的复杂性,该文将遗传算法和ALOPEX相结合的优化算法应用于上述的无功优化模型,这种方法能充分发挥遗传算法的全局寻优优势和ALOPEX算法的爬山能力突出的特点,可以克服以往优化算法的不足。给出的算例也证明了该文提出的无功优化模型可以在降低网络有功损耗的同时实现无功潮流的合理分布,起到改善系统无功环境的作用。

电气化铁路牵引供电系统车网耦合的潮流计算方法

以多导体传输线模型为基础,推导了牵引变电所和分区所等值电路,构建了适用于不同结构和供电方式的牵引网统一数学模型。对列车牵引传动系统利用参数辨识的方法,建立了感应电动机并联静止负荷的数学模型,实现对列车更准确建模。以此为基础,开发了基于车网耦合潮流计算的电气化铁路牵引供电系统仿真软件。实例计算表明,该方法充分考虑列车与牵引供电网的交互影响,能够更真实地反映牵引供电系统的潮流分布,具有重要的工程应用价值。

求解电力市场均衡模型的非线性互补方法

建立了一个能考虑输电网络约束的电力市场线性供应函数均衡模型,并针对模型求解中可能出现的非线性互补问题,采用有关非线性互补方法,把求解非线性互补问题转化为一组非线性代数方程的求解,然后用改进的Levenberg-Marquardt算法对其求解,为求解大规模复杂电力市场均衡模型提供了一条有效的途径。算例分析表明了该方法的有效性。

基于市场报价的阻塞管理模型及内点法实现

提出了一种电力市场下解决阻塞问题的新方法 ,它可以根据市场报价同时调整实时平衡市场下的发电机出力和削减部分短期双边合同量。建立了阻塞管理的非线性数学模型 ,应用改造的非线性原对偶内点法最优潮流求解以上模型 ,计算出的节点实时电价体现了如何在各用户中分摊阻塞管理费用。算例表明 ,该方法可以根据市场参与者的报价得到最优的调度方案 ,利用节点电价指导用户调整用电计划 ,从而有效地解决了阻塞问题。

波流耦合环境下潮流能水轮机阵列对区域潮流特性影响研究

通过将Delft3D-FLOW和WAVE模块在线耦合,建立斋堂岛海域的三维波流双向耦合模型,并通过动量损失的方式等效模拟潮流能水轮机阵列,以此为基础研究波流耦合环境下潮流能水轮机阵列对区域潮流特性的影响。结果表明:水轮机阵列放置后,区域海域水位变化最大可达约2 cm,流速变化最大可达约0.4 m/s;在波流耦合环境下,沿岸区域以及水流流过水轮机阵列和海峡后的交汇区域水位和流速变化较大,且表层和中层流速变化更为明显,波浪带来的区域潮位变化约为1 cm,表层和中层流速变化约为0.25 m/s。