河南省农业面源污染负荷估算及控制分区

农业面源污染问题是造成水环境污染的重要原因之一,识别农业面源污染空间分布并进行分区控制是农业面源污染防治的前提。运用清单分析法、等标污染负荷法和聚类分析法对河南省2020年农业面源的污染源、污染物及其空间分布特征进行分析。结果如下:1)河南省农业面源主要污染源为化肥施用和畜禽养殖,污染物COD排放量最大,南阳市排放总量最高;河南省农业面源污染呈较强的区域分异特征,化肥施用污染主要集中在周口市,畜禽养殖以南阳市为最严重;总等标污染指数最高为濮阳市。2)通过聚类分析将河南省划分3个一级面源污染控制分区:高度、中度和轻度风险区,并在此基础上细分为7个二级面源污染控制分区,并针对性地给出了河南省农业面源的防治对策,为河南省农业面源污染的分类管控提供参考依据。

含风电场的电力系统电压控制分区方法

将风电出力概率分布离散化为多个场景,选取其最具有代表性的期望场景,在基于无功源控制空间的基本思想的基础上,求得该场景对应的全维电压/无功灵敏度矩阵,采用基于传递闭包的模糊聚类方法,得到一种含风电场的电网电压控制分区方法。该方法采用概率的方法将风电场出力变化纳入分区算法中,合理地解决风机出力的随机性与系统运行要求尽量稳定的矛盾;并考虑了风电场电源与系统各节点之间的相互影响,能够一次性对整个系统各节点分区,优于以往算法或多或少需要人工介入部分节点归类的弊端,为实现在线实时分区提供了条件。

基于Tabu搜索的电压控制分区

电力系统的电压控制分区是一个非线性的大规模组合优化问题 ,使用常规方法常难以得到理想的结果。文中首先基于电压幅值对无功功率的灵敏度定义了电力系统各节点间的电气距离。然后根据电气节点间电气距离的关系 ,将电气节点映射到几何空间 ,从而将电力系统分区问题转化为几何空间中点的聚类问题 ,由此建立了电压控制分区的组合优化模型。 Tabu搜索法被用于求解该模型。最后在 IEEE1 1 8节点测试系统上对该方法进行了验证 ,结果表明该方法有效、可行。

风电接入下基于AP聚类的无功功率—电压控制分区方法

电网无功功率—电压控制分区是分级电压控制的基础。风电接入造成电网运行状态具有随机波动性,为获得能适应各种风电出力稳定的全网分区,考虑以节点间电气距离期望矩阵作为分区依据,采用先进的仿射传播(AP)聚类进行电网节点分区。由于PQ节点与PV节点响应过程不同,首先基于AP聚类对PQ节点进行分区;然后以PV节点为论域,在保证区域连通性和可控性的前提下实现PV节点归类至合适的PQ分区,最终完成全网分区。最后从聚类区内耦合性、区间解耦性以及分区电压控制灵敏度出发,定义分区质量评估指标,客观评价分区质量。仿真结果表明了所提方法的可行性和有效性。

基于多目标模块度的多层次电压控制分区方法

提出了衡量无功源控制耦合程度的电气距离定义以及评价分区质量的多目标模块度指标,并提出了一种多层次电压控制分区方法。该方法由化简、分区与还原调整3个阶段组成。化简阶段通过降低聚类数据的维度处理高维聚类问题,并降低问题规模;分区阶段基于凝聚聚类和多目标模块度指标得到兼顾区域内可控性和区域间解耦性的最优分区方案;还原调整阶段调整区域边界节点进一步优化分区方案。同时,计算过程保证了分区内部的连通性。算例验证了该方法的正确性和可行性。结果表明该分区方法得到的分区方案质量较高,可用于大系统电压控制分区问题。

基于电压控制分区的发电机无功备用优化方法

发电机无功备用对电力系统电压稳定和电压控制具有重要意义。提出了基于电压控制分区的区域发电机无功备用定义,该定义综合衡量了区域发电机无功备用对静态电压稳定和准稳态电压控制的价值以及无功备用的可供给性。分析了控制变量的特性和选取方式,建立了用于优化区域无功备用和区域电压水平的二次规划模型,提出了逐次分区优化求解算法。通过3节点系统算例验证了无功备用定义和控制变量选取方式的合理性。通过IEEE 118系统算例验证了优化方法的正确性和可行性,优化方案显著提高了区域无功备用量和电压稳定裕度,改善了电压水平。区域无功备用优化方法将高维的无功备用优化原问题简化为少量的低维区域优化子问题,具有较高的容错性和计算效率,可用于较大规模系统的发电机无功备用评估和优化。

基于免疫—中心点聚类算法的无功电压控制分区

针对传统分区方法电气距离定义的缺点,提出一种新的电气距离即空间电气距离。依据系统中各节点之间无功电压变化关系,将系统各节点映射到一个多维空间中,节点之间的空间距离便是其电气距离,依据此距离将各节点进行归类,从而把无功电压控制分区问题转化为数学上的空间聚类问题。针对无功电压控制分区的特点并借鉴聚类算法,提出免疫—中心点聚类的无功电压控制分区算法并将其运用于IEEE118节点系统,对分区结果进行分析并与其他算法结果比较,验证所提出的算法的准确性和可行性。

滇池沉积物内源氮释放风险及控制分区

采用淹水培养法测定了滇池20cm沉积物可释放态氮(EN)、潜在可释放态氮(MN)及稳定态氮(FN)含量,并分析了其空间分布特征,结合沉积物定年数据计算了不同形态氮蓄积量.依据沉积物-水界面氮释放通量、EN蓄积量及MN蓄积量对滇池沉积物内源氮污染状况进行分区,评估了不同区域滇池沉积物内源氮释放风险,并对不同分区提出了污染控制措施.结果表明,滇池沉积物内源氮释放风险:外海南部>外海北部>外海中部>草海,潜在释放风险:外海南部>外海中部>草海>外海北部;滇池沉积物氮污染有由北向南转移趋势;滇池全湖20cm沉积物蓄积TN5757.90t,EN637.72t,MN1320.76t,FN3799.42t.根据沉积物氮污染滇池可划分为高污染区、中度污染区、低污染区及安全区,分别占全湖面积的13.51%、15.02%、46.06%、25.42%,其中高污染区主要分布在草海、外海北部盘龙江附近;中度污染区主要分布在高污染区以下从宝象河到观音山区域及滇池出水口海口等区域;低污染区主要分布在中度污染区以下从广谱大沟到整个外海南部区域.高污染区可采取底泥环保疏浚技术,中度污染区可采取安全生态性高的原位控制技术,低污染区可采取覆盖技术,配合水生植被修复技术.

模糊聚类法在二级电压控制分区中的应用

电力网络分区常用于电力系统状态评估、稳定控制、电压控制等领域。使用模糊聚类分析方法解决二级电压控制中的分区问题。文章首先系统阐述了模糊聚类方法的原理,然后基于无功源控制的思想,以电网中的节点为分类对象,每个无功源对其控制作用构成这个对象的特征指标,并结合新英格兰39节点系统论证应用模糊聚类完成电网分区的步骤。验证结果表明该方法有效、可行。

基于能量信息加权复杂网络的社区挖掘电压控制分区

首先基于静态能量函数法,构建了一种改进后的支路无功势能数学模型。从支路能量信息出发,结合复杂网络理论,提出了量化无功势能的线路权重系数。其次,针对电压控制问题,建立了基于支路无功势能的电网加权拓扑模型。然后,利用社区网挖掘的分区理论,采用最大线路介数法对该加权拓扑网络进行电压区域划分。最后,通过IEEE30节点系统对此方法进行仿真,并将所得分区结果与其他方法进行分析比较,结果表明该方法有效、可行。

基于Dempster-Shafer证据理论的无功/电压控制分区

提出一种基于D-S证据理论的电网无功/电压控制分区方法。首先根据电气距离计算基本概率分配的分区支持度和模糊样本相似度的分区支持度;再对这2种支持度进行D-S融合,提高分类可靠性,形成客观分区证据。如果某节点客观分区证据不充分,还可以考虑专家群的意见综合评判,融合主客观综合证据得到更符合实际的分区结果。IEEE-118节点系统的分区测试,证明了所提分区策略是可行和有效的。

充放储一体站并网的多级阶梯电压控制分区方法

针对电动汽车充放储一体站并网带来的电压问题以及电压控制分区方法的不足,提出一种一体站并网的多级阶梯电压控制分区方法。在定义无功源控制的电气距离和评价分区质量的加权社团结构(community structure,CS)多目标模块度指标的基础上,多级阶梯电压控制分区方法分降维聚类、分裂凝聚、还原调整3级进行最优分区。在分区中结合电网运行状态,对一体站功能行为进行多场景优化,根据场景概率计算无功期望。算例采用IEEE39节点系统对一体站并网进行电压控制分区,验证了方法的合理性和正定性,反映出一体站并网对分区带来的影响;同时采用IEEE118节点系统进行电压控制分区,验证了方法应用在大系统中的合理性和高效性。

基于Normal矩阵谱平分法的快速电压控制分区

为提高电网中二级电压控制分区的速度,提出种基于复杂网络谱平分法的电压控制分区新算法。该算法采用节点导纳矩阵虚部作为电压控制分区简化拓扑模型的元素,并通过分析分区模型的Normal矩阵,直接获取分区聚类样本,在保证区域无功就地平衡的条件下,能够有效降低算法的时间复杂度。采用改进初始聚类中心的K-means聚类算法保证了分区时的稳定性,同时,模块度指标和无功储备校核的引入使优分区结果更客观、更可信。通过IEEE 39节点和IEEE 118节点标准测试系统对谱平分法分区的可行性和效率进行仿真计算和验证。分析表明,该方法能够快速有效地获取合理的电压控制分区方案,分区结果可为二级电压控制分区的工程实践提供参考。

基于改进混合蛙跳-K均值聚类算法的无功电压控制分区

针对无功电压控制分区的特点,并借鉴聚类算法思想,提出一种基于改进混合蛙跳-K均值聚类算法的无功电压控制分区。依据无功源控制的思想,以电网中的节点为分类对象,每个无功源对其控制作用构成这个对象的特征指标,将系统各节点映射到一个多维空间中,在此基础上通过改进混合蛙跳-K均值聚类算法得出被控节点所在的分区号,最后通过发电机节点归并原则确定发电机节点的分区。应用所述方法对IEEE 39节点系统进行了分析计算,分区结果与其它算法结果进行了比较,验证所提出的算法的准确性和可行性。

利用满维灵敏度矩阵进行电压控制分区

针对电网进行电压分区问题,先对负荷节点分区,再人工将各电源节点依次归并到地理上与之相邻近的负荷节点所在区域,可使同一电网的分区结果因人而异。文中提出一种新的电压控制分区方法:先构造包含系统所有节点的满维灵敏度矩阵,再利用空间电气距离表征节点间的相似度,并采用基于ward簇间距离的凝聚层次聚类分析法对系统电压控制分区。这样可实现电源节点和负荷节点的同步分区,一次性得到分区结果。从仿真计算结果看,所提方法有效、可行。

基于多种群遗传改进FCM的无功/电压控制分区

为充分考虑网架结构和各无功源的共同作用,提出一种新的电气距离计算方法。依据各节点间无功电压摄动变化关系和节点关联矩阵将系统各节点映射到一个n维空间中,在节点间构建一种新的电气距离。针对一般无功/电压控制分区方法不稳定的问题,提出多种群遗传算法改进模糊C均值聚类的无功/电压控制分区算法,然后将其分别运用于IEEE 30和118节点算例,并把分区结果与文献结论进行分析和比较,验证了该算法的准确性和有效性。

紧急工况下的二级电压控制分区与协同建模

分析了正常工况下的二级电压控制控制模式应对紧急工况的不足。针对元件开断等紧急工况可能会改变原控制区域电气耦合性问题,提出了一种基于灵敏度矩阵来快速界定、划分新的控制区域的方法,进而定义了主控区域、协控区域及校验区域,并分析了在紧急工况控制中它们各自的地位、作用。针对校正控制模型建立问题,基于划分的区域提出了各区域协同建模与求解的思路,推导了建模过程中各区域并行计算灵敏度的公式,提高了建模速度。新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了文中所提思路、模型等的合理性。

我国臭氧污染控制分区及其控制类型识别

基于卫星遥感指示剂法,以2017~2019年为基准年份,通过对比臭氧在线监测数据、VOCs和氮氧化物排放强度数据以及卫星遥感数据,在PM_(2.5)重点监管区域的基础上,重新修订大气污染臭氧重点管控区,将我国臭氧年均浓度超标区(高于160μg/m^(3))划分为不同重点区域,识别每一个重点区域臭氧前体物敏感类型,即VOCs控制区、NO_(x)控制区以及VOCs和NO_(x)协同控制区,针对每种类型进一步细化为本地污染控制区和联防联控控制区,这种结合地面监测、统计调查数据和遥感观测数据的臭氧分区分类方法可以为大气污染的宏观分区分类管控提供一种新的思路,为国家出台全国层面臭氧污染防治及PM_(2.5)和O_(3)协同控制相关政策提供决策参考.

一种基于潮流追踪的电力系统无功控制分区方法

提出了一种基于潮流追踪和凝聚算法的电力系统无功控制分区方法。该方法通过无功潮流追踪,确定无功源节点对各个节点无功输入的贡献比例,以此量化系统节点之间的无功耦合程度。在此基础上,定义了节点之间的距离,进而采用凝聚算法对系统所有节点进行聚合,并确定最优分区数目。IEEE 39节点和IEEE 118节点系统的分析计算验证了所述方法的有效性。所得无功控制分区能使分区内部的无功功率基本平衡,且能随系统运行条件的变化而变化。所提分区方法计算便捷,在实际系统中具有一定的应用价值。

北京市农业面源污染负荷特征分析及控制分区

运用清单分析法、等标负荷法、聚类分析和地理信息系统(GIS)软件等对北京市2016年农业面源的污染源、污染物及其空间分布特征进行分析。结果表明:北京市农业面源主要污染源为农村生活和畜禽养殖,农业面源污染管控中应加强对农村生活和畜禽养殖污染的控制;北京市农业面源污染呈较强的区域分异特征,水产养殖污染主要集中在平谷区,农村生活污染以房山区为最严重;房山、通州、顺义、昌平和大兴等区的总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)等标污染指数均超过全市平均水平,其中房山区最高。通过农业面源污染风险空间聚类可将北京市划分为高度、中度和轻度风险区3个一级分区,进一步结合各区主要污染源类型可划分为8个二级分区,由此可对农业面源污染进行分类管控,并提出北京市农业面源污染的防治对策。