“互联网+教育”推进的不确定性与应对研究

"互联网+"为新时代人才培养、教育服务和教育治理带来了新机遇,也带来了新挑战。为更好地推进"互联网+教育",通过梳理不确定性指导教育信息化实践的探索和阐述各类认识与实践的关系,构建不确定性转化理论及其四方面涵义,基于历史发展阶段分析了教育信息化问题产生的原因,结合领域主题分析了现阶段教育信息化的问题体现。"互联网+教育"未来推进将在变革传统教育体系和产出复杂系统两方面释放大量不确定性,需要结合不确定性转化理论,在认识、研究、实践和政策等方面规划与落实应对措施。不确定性分析是教育信息化实践中尤为缺乏且亟需的统筹与落实方法,其对实践的指导及其本身的发展需要各类主体的重视和应用。

风电—光伏—光热发电系统联合优化运行研究

“风光热储”是近几年多种新能源互补发电的新模式,以有效解决用电高峰期和低谷期存在的电力输出不平衡问题,并提高能源利用率,实现清洁发展。为此研究了光热电站的运行机理和工作模式。建立了风电—光伏—光热发电系统联合优化运行模型,以高优先级优化匹配调度曲线的程度,以低优先级优化联合系统的可再生能源消纳能力。为提高风力发电、光伏发电并网的可靠性,采用预测误差描述二者出力存在的不确定性,并采用样本均值近似法对其进行了确定化处理。然后对优化模型中的非线性因素进行了线性化处理,最后调用Cplex求解器得出联合系统最佳调度方案。结果表明,光热电站可以调节联合发电系统的上网功率,使其尽可能满足调度曲线的需求;另外,采用样本均值近似法处理不确定变量,并且将优化模型线性化后,可以更加快速地求出最优解。

输电网规划模型中失负荷概率约束的嵌入及转化方法研究

风电大规模并网使得输电网网架规划所考虑的不确定性利益日益增加,灵活性规划难度加大。传统的规划后校验方法难以精确地量化不确定性指标,易造成规划方案的线路冗余,增加投资成本。针对风电出力的随机性,构建并分析了嵌入先校验失负荷概率（loss of load probability,LOLP）约束的网架规划模型,在对模型凸松弛的基础上,应用超分位数理论对LOLP约束实现确定性转化,随后对原问题和松弛后的问题迭代求解来减少估计误差。最后,以IEEE 30和IEEE 118节点系统验证了所提模型和算法的有效性,并分析了所提模型计算成本及风电场景选取对规划方案的影响。

TBM刀盘系统不确定工况下的动力学特性分析

为解决全断面岩石掘进机(TBM)刀盘系统由于掘进过程中工况不确定性造成的载荷不确定和动态特性预测难度大的问题,提出一种工况不确定性的动力学分析方法。首先,对4种典型掘进工况进行等效,采用区间理论将不同工况的等效载荷进行区间表示,并将工况的不确定性转化为载荷的不确定性;然后,通过集中质量法建立刀盘多自由度耦合动力学模型,并结合得到的区间不确定载荷等效出不确定工况下的多自由度耦合动力学模型,求解得到不确定工况下的动力学响应;最后,以现场实测数据对该方法进行验证。研究结果表明:TBM在设计时应充分考虑工况的差异性;随着刀盘分块的增多,刀盘系统稳定性有所提高;驱动齿轮均匀分布时,刀盘系统振动稳定性较好。

基于机会约束目标规划的风-光-水-气-火-储联合优化调度

在可再生能源大规模接入电力系统的背景下,为了利用不同能源互补特性解决电力系统弃风、弃光的问题,建立风电、光伏发电、凝汽式火电机组、热电机组、燃气轮机、联合循环燃气轮机、梯级水电和抽水储能机组的模型,在此基础上,考虑风电和光伏发电出力的不确定和水、热、电能量平衡,建立基于机会约束目标规划的风-光-水-气-火-储联合优化调度模型。为了提高模型求解效率,利用基于采样的机会约束条件确定性转化方法将机会约束条件转化为混合整数约束条件。算例验证了所提模型的有效性。将所提调度模型与现行火电机组“以热定电”、梯级水电“以水定电”的模式进行对比,结果表明所提协调调度模型能够利用不同机组之间的互补特性提高电力系统运行的灵活性,从而提高可再生能源的消纳能力,降低系统运行成本。

基于相关机会目标规划的电力系统日内滚动调度

可再生能源大规模接入电力系统的背景下,考虑可再生能源出力不确定性对电力系统日内滚动调度模型功率平衡方程的影响,建立了含有预测误差不确定变量的功率平衡方程。为了实现含有不确定变量功率平衡方程的求解,将功率平衡方程的等式约束转化为最大化随机事件成立概率的目标函数,建立相关机会规划模型。考虑可再生能源出力不确定性,兼顾方案的鲁棒性和经济性,建立了系统旋转备用容量的机会约束模型。为了实现所建随机优化调度模型的快速求解,提出基于采样的机会约束条件确定性转化方法,将所建含有多个随机变量的机会约束条件进行等效确定性转换,又引入目标优化将所建多目标优化模型转化为单目标优化模型。最后,算例仿真验证了所建模型的有效性。

基于机会约束的微电网混合整数规划优化调度

为解决微电网短期及超短期优化调度问题,考虑微电网运行过程中不确定因素的影响。以最小化微电网运行成本为目标,综合考虑功率平衡、机会约束等约束条件,提出了一种基于机会约束的微电网混合整数规划优化调度模型。针对模型中机会约束确定性转化问题,采用基于采样的机会约束条件确定性转化方法,将机会约束变为混合整数线性约束。同时,为了提高计算速度,将目标函数中的非线性函数进行分段线性化。算例结果表明,基于机会约束的微电网混合整数规划优化调度模型具有较好的可行性和有效性。