基于相似性权系数改进Bagging-DNN的负荷时序预测方法

为提升电力负荷时序预测精度,提出了一种基于相似性权系数改进Bagging-DNN的负荷时序预测框架。首先,利用历史负荷时序及其温度、湿度等影响因素构建模型训练样本库;然后,在此基础上,通过Bootstrap方式得到若干训练样本子集,训练各DNN预测模型;最后,通过皮尔逊相关性分析计算各DNN模型预测结果之间的相似性系数,以自适应方式对DNN模型预测结果进行加权作为最终预测输出。仿真结果表明,基于相似性权系数的Bagging-DNN相较于传统平均加权方法有助于提升模型的预测精度。

考虑负荷与新能源时序特性的随机生产模拟

风能、太阳能具有很强的随机性、波动性和间歇性,如何反映其对电力系统经济性和可靠性的影响,对电力系统随机生产模拟的灵敏性和准确性提出了更高要求。针对传统随机生产模拟忽略负荷及新能源时序变化特性,不能考虑机组和系统动态运行约束,不便计算机组冷、热启停和动态费用等问题,该文提出一种随机生产模拟新方法。该方法严格保留负荷及新能源时序变化特性,综合考虑系统旋转备用和爬坡约束,以及机组最小开停机时间、启动失败和爬坡时间等因素,建立了能多角度反映系统可靠性、生产成本的技术经济指标。文中给出了方法的理论基础、算法实现和算例,验证了方法的合理性和有效性。

时序负荷曲线下电力系统概率性生产模拟

通过可用容量概率密度分布函数曲线与时序负荷曲线相结合，本文提出了一种基于时序负荷曲线的电力系统概论性生产模拟的新方法，它克服了传统方法不能考虑与时间相关的约束条件的弱点，并为加速水电优化和互联电力系统生产模拟提供了新路。应用情况表明：本文提出的方法对评估我国电网的电源结构有着十分重要的意义。

基于时序负荷的独立电网风/柴/储电源系统容量优化

为了提高独立电网运行的经济性,提出一种独立电网中风电机组、储能装置和柴油发电机组等电源装置容量的优化配置算法。利用时序风速、负荷曲线,结合独立电网可能的运行模式及控制策略,在已知风电机组额定容量的前提下,确定储能装置及柴油发电机组的最优容量配置。分析混合发电系统年度供电成本随风电机组额定容量的变化规律,以供电成本最低为目标函数,求解风电机组最优容量以及相应的储能装置和柴油发电机组的容量配置。算例分析结果表明,该方法能有效提高含风能和储能装置的独立电网的经济性,降低供电成本,证明了方法的正确性和有效性。

基于长短期记忆的图像化短期电力负荷预测方法

“双碳”目标下,中国电力系统将呈现“双高”特点,供需平衡面临新的挑战,亟需更加精确的电力负荷预测方法。为此,提出了一种将负荷数据图像化,并应用长短期记忆(long short-term memory,LSTM)人工神经网络进行短期电力负荷预测的方法。首先,研究图像化的负荷数据表达方法,包括时序负荷曲线转换为RGB(红绿蓝三原色)格式图片及其逆过程。其次,将图像化的时序负荷数据作为LSTM的输入进行预测。最后,将预测图片进行时序曲线转化得到最终的短期负荷预测结果。此方法在丰富了负荷数据表达方式的同时,还凸显了LSTM方法在图像分析和处理上的优势。实验结果表明,该方法在一定程度上提高了短期负荷预测的精度,满足实际工程需求。

考虑时序特性的配电网风-光-储随机规划模型

针对分布式电源(Distributed Generation, DG)的不确定性和时序特性,构建了考虑时序特性的配电网风-光-储随机规划模型。首先对风电和光伏的时序特性和不确定性概率分布进行详细建模,并给出储能系统的充放电、容量限制约束模型。为充分融入随机规划,采用ARMA模型对风-光的不确定性运行工况进行场景抽取,并通过Kantorovich方法筛选获得10组典型场景。此外,建立以投资成本和运行成本为综合优化目标,二阶锥松弛支路潮流、储能、DG运行相关约束、安全约束等为约束条件的风-光-储投资随机规划模型。最后,通过修改的IEEE33节点系统进行算例分析,验证了该模型的有效性。

基于管网负荷曲线确定LNG应急储备规模

实施LNG应急储备对于我国北方特大型城市应对极端寒冷天气导致的"气荒"具有重要意义,而储备设施的合理规模如何确定是值得探讨的一个重要问题。为此,通过将天然气管网时序负荷曲线转化为负荷持续曲线(将日负荷曲线按大小顺序重新排列得到),分析了冬季用气高峰时段的天然气管网负荷特性,利用数值拟合得到的5次多项式方程导出了冬季缺口气量计算式,进而解决了已有LNG应急储备与管网负荷的匹配问题以及规划阶段LNG应急储备规模的确定问题,为大型LNG储备设施的规划提供了依据。

基于等效间隔-频率分布的含风电场电力系统随机生产模拟

在随机生产模拟中,负荷的时序波动会导致发电机的起停和相关的动态运行费用。随机生产模拟频率持续(FD)法能反映上述时序波动因素的作用并进行相应的指标评价,但因其没有考虑过短时间间隔内发电机连续起停的不可行性,评价结果存在一定偏差。在风电等间歇性能源接入量不断增加的情况下,系统净负荷的波动性进一步提高,这种现象更加显著。为获得更加合理的评价结果,将负荷频率曲线扩展至负荷超越的间隔-频率分布及间隔-频率分布族,同时反映时序波动的频率信息和时间分布信息,形成了基于等效间隔-频率分布的随机生产模拟解析算法。通过EPRI 36机组算例验证了所提方法的有效性。

大规模风电场接入对电力系统调峰的影响

大规模风电基地的快速建设,使系统调峰成为电网运行的新难题之一。针对风电出力随机性强、运行方式复杂多变的特点,通过对规划年份时序负荷曲线与风电出力时序曲线的模拟,从一个新的角度分析了大规模风电对系统调峰的影响。还讨论了风电出力对系统峰谷差的影响机理,并引入评价指标体系,深入研究了大规模风电基地接入后系统等效负荷峰谷差的变化及分布规律。进一步分析了在各种外送模式以及系统调峰协调方式下,大规模风电基地对系统调峰的影响规律。以我国甘肃酒泉风电基地为对象进行分析和论证,并根据分析结果对甘肃电源规划与调度运行方式提出了建议。

有效容量分布累积量法在抽水蓄能电站优化调度中的应用

随机生产模拟传统的等效电量函数法使用的是等效持续负荷曲线,丢失了时间信息,不利于应用在抽水蓄能电站的运行模拟。提出了有效容量分布累积量法用于抽水蓄能电站优化调度的方法,建立基于经济性与可靠性目标函数的调度模型后,利用负荷曲线分解技术对负荷曲线进行削峰填谷,再在时序负荷曲线上应用累积量法进行运算,求出各发电机组发电量和可靠性指标。特点是避免使用等效有效容量分布曲线的尾部信息,可计及负荷预测的不确定性和抽水蓄能机组的强迫停运率。算例结果证明该方法适用于抽水蓄能电站这类时间相关类、给定电量类电源的优化调度。

两部制电价激励下的家庭储能优化配置及经济性分析

针对家庭用电需求侧响应以及提高电网效能水平、延缓配网改扩建投资相关问题的研究,提出一种基于储能系统且结合两部制电价政策,以削减用电开支为基本目的的负荷优化策略。通过调整用户电网侧市电有功功率(平缓负荷需求曲线)以及智能变流器的充放电功率,以期达到节省家庭电费支出的主要目的,同时具有节约能源、保障用电安全、降低整体发配电成本的辅助效果。基于家庭时序负荷特性和两部制峰谷分时电价激励,讨论不同时间段内储能设备的充放电策略;考虑资金的时间价值折算,在设备的安全使用寿命内,建立以设备的容量配置以及家庭最大用电需量为待优化变量,最大储能套利为目标函数的经济性评价模型,利用粒子群算法对目标函数模型求解。最后,通过算例分析比较不同情况下用户的经济收益以及储能设备的容量配置情况,观察削峰填谷的效果,验证了模型的有效性。

考虑间歇性DG与负荷响应的多时段主动配电网孤岛划分

随着分布式电源(distributed generation,DG)渗透率在主动配电网(active distribution network,ADN)中不断增加,配电网运行规划难度也不断提高。尤其是故障时配电网形成孤岛运行后,DG出力与负荷需求分配不均,供电效率下降的情况居多。该文针对以上问题对主动配电网故障后孤岛运行展开研究,考虑DG的间歇性出力对其建立概率模型,同时对需求侧负荷进行时序性建模,提出一种基于多时段DG-负荷有功功率平衡的孤岛划分方法。在DG出力不足的情况下,根据负荷优先级和可控度采用遗传算法进行最优切负荷,精准切除优先级低的负荷,保证多负荷、重要负荷供电。最后通过PG&E 69配电网算例验证所提方法的有效性和可行性,结果显示,该方法能在一定程度上有效增加孤岛供电范围。

刍议风电场接入对原系统有何影响

本文结合风力发电机的电网实例,对风电场对系统峰谷差的影响机理进行了探讨,并对风电场接入以后系统等效负荷峰谷差的变化进行了深入的研究,对风电场接入对原系统的影响进行了阐述。

不同场景下快速充电站的分层储能配置

针对电动汽车快速充电站短期充电功率高、负荷利用率低等问题,提出了充电桩配置分布式储能系统(energy storage system, ESS)和充电站配置集中式ESS两种储能结构。基于充电、基本容量、ESS、变压器和变流器、效率因素引起的电能损失等成本,提出了分层ESS优化配置策略;基于充电站充电系统的拓扑结构,结合多个充电桩充电负荷的时序特性,利用线性规划法对ESS配置结果进行了经济性比较,分析了各部分在总成本中的影响。算例结果表明,以充电站综合成本最低为目标,在直流母线上配置集中式ESS更为经济。