Velocity distribution of the flow field in the cyclonic zone of cyclone-static micro-bubble flotation column

Laboratory experiments have been conducted to study the flow field in a cyclone static micro-bubble flotation column. The method of Particle Image Velocimetry (PIV) was used. The flow field velocity distribution in both cross section and longitudinal section within cyclonic zone was studied for different circulating volumes. The cross sectional vortex was also analyzed. The results show that in cross section as the circulating volume increases from 0.187 to 0.350 m 3 /h, the flow velocity ranges from 0 to 0.68 m/s. The flow field is mainly a non-vortex potential flow that forms a free vortex without outside energy input. In the cyclonic region the vortex deviates from the center of the flotation column because a single tangential opening introduces circulating fluid into the column. The tangential component of the velocity plays a defining role in the cross section. In the longitudinal section the velocity ranges from 0 to 0.08 m/s. The flow velocity increases as does the circulating volume. Advantageous mineral separation conditions arise from the combined effects of cyclonic flow in cross and longitudinal section.

考虑条件风险价值的交直流系统两阶段分布鲁棒低碳经济优化调度

考虑到海上风电出力的随机性以及日益突出的生态环境问题,以含柔性直流输电技术(voltagesource converter high voltage direct current,VSC-HVDC)的交直流系统为研究对象,提出了考虑条件风险价值(conditional valueatrisk,CVaR)的两阶段分布鲁棒低碳经济优化模型,构建了基于Kullback-Leibler(KL)散度的概率分布模糊集,同时利用条件风险价值量化了极端场景下的尾部风险,使得模型能够同时考虑概率分布不确定性以及处于最坏概率分布中极端场景下的尾部损失;此外,将阶梯型碳交易机制并入所提分布鲁棒模型中,通过合理利用柔性资源和储能装置,增强系统运行的灵活性,在兼顾运行风险的前提下,降低碳排放量的目标。再者,为了提高计算效率,在列和约束生成算法(column-and-constraint generation method,C&CG)和Multi-cut Benders分解算法的基础上提出了双循环分解算法。最后,在基于改进的IEEE RTS 79测试系统中验证了所提模型及算法的有效性。

考虑配电网灵活性的分布鲁棒优化调度

针对新能源占比不断增加导致的配电网线路过载和灵活性不足问题,提出一种考虑配电网灵活性的分布鲁棒优化调度方法。首先,考虑节点灵活性资源的功率支撑作用、网络灵活性资源智能软开关的系统潮流优化,提高配电网灵活运行能力;其次,考虑供需平衡和功率传输能力提出了灵活性裕度和线路容量裕度灵活性评价指标;然后,以灵活性裕度、线路容量裕度最优和运行成本最小为目标,构建基于数据驱动的两阶段分布鲁棒优化模型,通过列与约束生成算法对模型求解。最后,通过算例仿真验证了所提模型对提升配电网经济灵活运行的有效性。

新能源电力系统灵活性供需量化及分布鲁棒优化调度

电网中新能源渗透率的提升导致电力系统在局部时段灵活性严重不足。针对现有处理电力系统灵活性和供需不确定性过于保守或冒险的问题,提出一种数据驱动的分布鲁棒优化调度模型。首先,考虑风光出力的时空相关性,基于Copula理论构建出力集合。结合场景法与区间法对电力系统灵活性需求进行量化,引入灵活调节因子表征各类资源参与灵活性调节的能力,建立灵活性供需平衡约束。其次,考虑电动汽车等需求侧资源的灵活性供给能力,以灵活性资源运行成本与电网灵活性缺额惩罚成本最优作为目标函数,建立数据驱动的两阶段分布鲁棒模型。为降低保守性,采用综合范数对其概率分布进行约束,减小了灵活性需求出现极端情况的概率。针对两阶段鲁棒模型求解问题,利用零和博弈思想将模型解耦为主问题和子问题,采用列与约束生成算法进行迭代求解。最后,仿真算例表明,所提模型相比于传统不确定性模型对提高电力系统灵活性裕度与经济性具有积极作用。

考虑碳交易成本的输储多阶段协调规划方法

输电网和储能协调发展是构建新型电力系统的重要途径。传统的输储协调规划往往忽略了风电等新能源出力聚类场景概率的误差,导则规划结果保守。首先通过场景聚类将年周期下的负荷需求、风电出力生成典型场景集,并考虑场景概率的误差,建立基于1-范数和∞-范数的场景概率分布不确定集合;然后,建立以输电线路投资成本、储能投资成本、运行成本、碳交易成本为综合目标的输储多阶段协调分布鲁棒规划模型,采用列与约束生成(column-and-constraint generation,C&CG)算法将输储多阶段协调分布鲁棒规划模型转化为主子问题迭代求解;最后,在改进的IEEE-30节点系统上验证了所提输储多阶段协调规划方法的优越性。

基于场景概率驱动的输电网和储能分布鲁棒规划

在碳达峰和碳中和的目标要求下,可再生能源+储能被认为是一种能够有效促进新能源消纳的手段。传统的3层鲁棒规划方法在进行输电网和储能联合优化时忽略了风电出力场景的概率信息,所得投资决策往往过于保守。为此,利用风电出力场景的历史数据构建了基于L_(1)-范数和L_(∞)-范数的混合概率分布不确定集,在考虑最恶劣概率分布的情况下进行输电网和储能的最优投资决策,能够改善传统鲁棒规划方法过于保守的问题。此外,采用一种可并行计算的列和约束生成算法求解所建模型,在求解max-min内层问题时不需要进行复杂的对偶转换,且无需求解双线性项,只需要并行求解若干个小规模的线性规划问题,有效提高了求解效率。Garver 6节点系统算例的仿真结果验证了所建模型和算法的有效性。

计及气网管存效应的综合能源系统分布鲁棒优化调度

可再生能源接入的综合能源系统具有不确定性特征,然而随机规划与鲁棒优化等求解方法存在鲁棒性不足或过于保守等问题。气网管存是综合能源系统中重要的灵活性资源,可以有效平抑不确定性的影响。鉴于此,提出计及气网管存效应的综合能源系统分布鲁棒优化调度方法,通过充分利用系统中的灵活性资源,促进可再生能源消纳,实现系统安全稳定运行。在分析天然气管道中气体流动特性和管存效应的基础上,以系统综合成本最低为目标,建立计及气网管存效应的综合能源系统优化调度模型。针对风电出力和电负荷不确定性特征的差异性,分别采用概率分布集和梯形模糊函数对风电出力和电负荷不确定性进行刻画。在此基础上,建立综合能源系统分布鲁棒优化调度模型,并采用列约束生成算法进行求解。最后,通过算例分析验证了所提方法的准确性与有效性,并且结果表明所提方法在应对不确定场景时具有较强的调节能力和良好的经济性。

电动汽车空间可调度特性影响下配电网承载能力计算方法

高渗透率分布式电源与电动汽车融合带来的波动性和随机性将对电网的安全稳定运行产生重大影响。如何准确计算配电网的承载能力已成为一个亟待研究和解决的问题。针对配电网承载能力的计算问题,提出了一种电动汽车空间可调度特性影响下配电网的承载能力分布鲁棒计算方法。首先,从电动汽车充电选择的角度出发,考虑车主自身利益、充电效率和配电网承载能力的提高,建立了电动汽车的空间可调度模型;然后,建立了两阶段分布鲁棒的分布式电源和充电站承载能力计算模型,不确定性概率分布的置信集同时受到1-范数和∞-范数的约束;最后,使用列和约束生成算法来解决该问题。通过相应的实例,分析了各种设备和EV空间可调度性对配电网承载能力的影响。通过与确定性模型和鲁棒模型的比较,验证了该模型的优越性。

基于数据驱动的主动配电网分布鲁棒有功无功协调优化

为充分发挥分布式电源与可控设备有功无功出力在配电网优化中的作用,减少分布式电源随机出力与负荷波动对系统的影响,首先,从有功无功协调优化角度出发,以有载调压变压器、光伏机组、储能系统、微型燃气轮机及无功补偿设备为控制手段,建立以网损最小为优化目标的主动配电网有功无功协调优化模型;然后,在协调优化模型的基础上,采用场景分析法处理光伏出力及负荷预测的不确定性,并以l-2范数约束构建场景概率分布的不确定集,建立了基于数据驱动的主动配电网分布鲁棒有功无功协调优化模型,采用列与约束生成算法进行求解.经IEEE33节点系统验证,结果证明了协调优化策略能有效地降低网损与分布鲁棒优化策略能有效应对系统中的不确定性.