考虑响应违约风险的聚合商双重市场投标策略

负荷聚合商(load aggregator,LA)集成需求侧资源参与双重市场(能量市场和备用市场)投标,需要根据市场运营规则对具有不同行为特性的需求侧资源优化组合。文章考虑双重市场对响应资源的技术要求,从负荷削减量和响应时间2个方面体现需求侧资源的不确定性,引入条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)理论,考虑备用市场响应超时的违约风险,制定其在双重市场的资源集成优化投标策略,以响应电量不足期望评估聚合商参与双重市场的响应可靠性。算例分析不同风险偏好系数下聚合商利润与风险的动态关系,优化需求侧资源的容量配置,为聚合商双重市场的投标和风险度量提供参考。

计及不确定性的中长期双边协商分时段电量电价确定方法

中长期带曲线交易是实现电力中长期市场与现货市场衔接的有效途径。由于双边协商是绿电交易的两种方式之一,故中长期双边协商分时段电量电价如何确定是中长期带曲线交易研究过程中不可回避的问题。针对新能源发电出力和用户负荷双重不确定性,提出了一种基于分布鲁棒优化和纳什讨价还价理论的中长期双边协商分时段电量电价确定方法。首先针对源荷双侧不确定性,基于Wasserstein距离构建了最大成交电力分布不确定性模糊集。其次,构建了基于分布鲁棒优化的电量确定模型。再次,依据确定电量和利益共同体总收益构建基于纳什讨价还价理论的电价确定模型。最后,通过算例仿真对本文所提方法进行验证分析。结果表明所提方法考虑了源荷双侧不确定性,能够有效解决中长期双边协商分时段电量电价确定问题。

计及新能源出力相关性的多能源微网仿射实时优化调度

为计及新能源出力相关性对多能源微网运行的影响,并响应源荷实时变化,提出一种计及新能源出力相关性的多能源微网仿射实时优化调度方法。首先,在多能源微网中引入Kalina循环,实现热电联产机组的灵活经济输出。其次,考虑源荷不确定性以及风光出力相关性对多能源微网运行的影响,构建并求解计及风光出力相关性的多能源微网仿射优化模型。再次,在获得优化方案变化范围的基础上,实时计算各仿射噪声元的取值,从而获取多能源微网实时调度轨迹。最后,仿真结果验证了所提方法能够充分计及不确定性和相关性的双重影响,有效应对源荷实时变化,并提升系统运行经济性。

多通道双荷载六旋翼无人机动力输出优化控制

六旋翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)动力系统受到电池功能以及应用环境动态变化等因素的影响,导致动力输出的稳定性不好,为了克服这一问题,提出基于多通道双荷载动态输出调整的六旋翼无人机动力系统设计和控制方法。首先分析六旋翼无人机动力输入参数,以无人机电机电磁转矩、电机转速参数、输出功率损耗和效率等为优化变量,采用多线程动态相匹配和兼容性调制方法,建立无人机动力输出的多通道双荷载动态匹配和任务调度模型,并根据无人机组的任务覆盖半径实现动力的自适应寻优控制,降低额外输出开销,提高无人机生存时间周期。测试结果表明,所设计的无人机动力系统提高了搭载能力,能耗开销较小,动力输出的均衡性较好,提高了无人机的动力输出稳定性和飞行寿命。

用户负荷不确定下输电网优化规划方法研究

为增强供电可靠性,提出用户负荷不确定下输电网优化规划方法研究。深入分析用户负荷的不确定性,了解其来源、特性及对输电网的影响,优化输电网结构,利用先进的算法和技术来寻找最优解。综合考虑各种目标、约束及解决方案,并整合多目标输出输电网规划结果。实验结果表明,用户负荷不确定下输电网优化规划方法研究可以有效提高供电的可靠性,输电网优化规划方法更加合理。

采用双剪力传感器的铁路货车超偏载检测装置设计

针对在既有线安装铁路货车超偏载检测装置存在的施工周期长、成本高、对线路条件要求高等问题,设计一种采用双剪力传感器的铁路货车超偏载检测装置。在介绍采用双剪力传感器的铁路货车超偏载检测装置设计原理的基础上,分析这种铁路货车超偏载检测装置的总体技术要求及设计方案,评定其测量不确定度,并进行检定和应用验证。结果表明,采用双剪力传感器的铁路货车超偏载检测装置各秤量点的重量测量结果不确定度均小于称重最大允许误差的1/3,满足计量性能要求;重量、偏重和偏载率检定结果均满足设计要求;与现有铁路货车超偏载检测装置测得的货车重量、偏重差、偏载率相比,采用双剪力传感器的超偏载检测装置测得的货车重量、偏重差、偏载率的偏差均较小,检测结果准确度满足货运安全检测要求。

精细考虑时刻间净负荷波动不确定性的机组组合

在以往对净负荷不确定性的研究中,往往从时刻点的角度对净负荷不确定性进行刻画,如对时刻点上的不确定性采用概率分布或区间描述,对时刻间净负荷波动过程的不确定性研究相对较少。为此,针对时刻间净负荷波动过程的不确定性,从净负荷波动幅值和波动速度2个方面,挖掘并刻画净负荷极端波动轨线,提出精细考虑时刻间净负荷波动不确定性的机组组合模型。对时刻间的净负荷波动,发掘出4种时刻间净负荷极端波动轨线。系统只要应对这4条极端波动轨线,就能保证其对时刻间净负荷波动的鲁棒应对,从而避免过于激进的结果。与此同时,各种净负荷极端波动轨线下的支路潮流约束均被考虑,保证了净负荷波动所需备用的可传递性。算例分析表明:所提模型能够更合理地配置净负荷波动所需的机组爬坡能力,保证极端波动下的电力系统安全经济运行。

基于源荷不确定性的虚拟电厂负荷优化调度方法

为强化虚拟电厂的市场竞争力,争取利益最大化、能耗最小化,提出一种基于源荷不确定性的负荷优化调度方法。利用正态分布描述源荷不确定性,采用离散型随机变量的概率分布,架构光伏电站出力与负荷模型。将能耗量最大化与运行成本最小化作为负荷优化调度目标,建立目标函数方程、负荷优化调度模型及对应约束条件。仿真结果表明,所提方法在保证虚拟电厂高效运行的同时,对电价峰-谷趋势起到了较好的“削峰填谷”效用,经济收益相对可观,具有较高的可靠性。

计及CVaR的负荷聚合商双重市场投标策略

需求侧资源的不确定性给负荷聚合商在双重市场(日前电能市场和日前备用市场)的投标带来了困难。首先分析需求侧资源的不确定性,建立负荷聚合商在双重市场的投资分配和利润模型,该模型以最大化负荷聚合商日利润为目标,并应用粒子群优化算法以及MATLAB调用YALMIP、CPLEX工具箱进行求解。进一步考虑需求侧资源不确定性引起的负荷聚合商利润的风险,分析随着风险偏好系数的改变利润与风险值之间的动态关系以及可中断负荷在双重市场的投标量分配,讨论日前电能市场投标约束对负荷聚合商投标策略和总体利润的影响。算例分析验证了负荷聚合商基于风险的投资策略的有效性。

考虑风电不确定出力的风电并网协调优化模型

针对风电出力的随机性和间歇性等特点,首先,提出了风电预渗透率的概念,结合风电预测精度,建立了风电预测误差计算模型。其次,考虑到误差随时间的迁移性,建立了风电预测误差增长模型,并建立了基于误差增长的风电不确定出力计算模型。在建立负荷可参与调度的权重区间模型以及引入可调度负荷与储能系统的基础上,建立了风电成本模型和考虑可调度负荷与储能系统风电并网协调优化调度模型。最后,以某地区电力系统为研究对象,采用Matlab对优化模型进行仿真求解,结果表明,所用方法能够有效降低弃风率以及火电备用容量。

基于动态逆的复合控制导弹H_∞最优输出跟踪控制

针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出一种基于动态逆的H∞最优输出跟踪控制方法。该方法考虑了复合控制导弹的非线性因素,将动态逆回路作为控制系统的内环以抵消系统的非线性因素,同时考虑系统实际存在的参数不确定性以及外部干扰,将鲁棒控制器作为外环以提高整个系统的鲁棒性。其中鲁棒控制器将传统的H∞控制与最优输出跟踪控制相结合,既能有效地抑制干扰,降低系统对参数摄动的敏感程度,又能提高系统的跟踪性能。仿真结果表明,复合控制系统具有较强的抗干扰能力,在保证系统稳定的同时,也达到满意的控制效果。

单电感双输出CCM Buck变换器输出交叉影响分析

以工作于电感电流连续导电模式(continuous conduction mode,CM)的单电感双输出(single-inductor dual-output,IDO)Buck变换器为研究对象,采用时间平均等效电路方法,给出SIDO CCM Buck变换器的直流电压增益及系统的输出/控制、交叉影响、耦合等传递函数。在此基础上,得到一种分析SIDO CCM Buck变换器交叉影响的功率级小信号模型。论文建立电压控制SIDO CCM Buck变换器的闭环小信号模型,分析变换器两路输出负载变化对两路输出支路的交叉影响。最后,通过仿真和实验结果验证理论分析的正确性。

两相两重斩波变换的半导体激光器电源研究

为了提高传统线性半导体激光器电源的电能转换效率、输出电流的动态响应以及对负载电压的自适应能力,采用两相两重斩波变换技术,设计了一种半导体激光器用2k W直流驱动电源。测试并分析了该电源在激光系统中的静态特性、动态特性以及两相两重斩波变换电流源的效率。结果表明,电源对负载电压自适应能力强,具有较好的矩形输出特性;直接驱动激光二极管模块时,该电流源的电能转换效率高达93%,输出电流0A^100A的上升、下降时间仅为0.5ms,电流纹波系数小于0.03%。

考虑发电出力调整的最近电压稳定临界点求取方法

对求取最近电压稳定临界点问题,同时考虑负荷变化的不确定性和发电机出力调整的影响,建立一种非线性二层规划问题模型。下层问题求解某个负荷变化方向上的最大负载裕度,上层问题考虑负荷变化方向的约束,寻找最近的电压稳定临界点。设计求解该问题的信赖域方法,该方法先采用内点法计算已知负荷增长方向上的静态电压稳定临界点,然后建立近似的单层线性混合整数规划模型并求解。基于信赖域方法的思想迭代逼近最近电压稳定临界点。算例分析表明了所提算法的有效性,并可找出系统静态电压稳定的薄弱区域和母线。

基于PDNN的含风电互联电网负荷频率Tube-RMPC设计

随着新能源大规模接入电网,为应对新能源随机性和波动性给互联系统负荷频率控制(Load Frequency Control,LFC)带来的不确定问题,实现新能源电力系统多约束条件下的优化运行,建立了含风电机组的LFC多胞模型,以减少模型参数不确定对控制系统的影响。设计了基于原对偶神经网络(Primal-Dual Neural Network,PDNN)的Tube鲁棒模型预测控制(Tube-Robust Model Predictive Control,Tube-RMPC)策略。将标称模型预测控制器与辅助反馈控制器结合,通过PDNN实时求解标称模型预测控制器以保证为LFC系统产生最优状态轨迹。设计辅助反馈控制器抵消外部干扰,使实际系统的状态维持在以标称轨迹为中心的Tube内。最后,对含风电的三区域负荷频率控制系统进行仿真研究,结果表明所提出的Tube-RMPC控制策略,不仅能够有效提高控制精度,还能增强系统鲁棒性,提高实时优化效率。

混合导电模式单电感双输出Buck变换器动态续流控制技术

以工作于混合导电模式(hybrid conduction mode,HCM)的单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器为研究对象,文中提出一种动态续流控制技术。首先,分析HCM SIDO Buck变换器的工作原理;基于5个工作状态的电感电流、电容电流有效值,计算主功率电路的功率损耗,得到不同负载条件下变换器的工作效率。其次,对比分析恒定续流控制伪连续导电模式(pseudo-continuous conduction mode,PCCM)SIDO Buck变换器、恒定续流控制HCM SIDO Buck变换器以及动态续流控制HCM SIDO Buck变换器的损耗与效率;推导动态续流控制与恒定续流控制HCM SIDO Buck变换器的负载与占空比的关系,并对两者的工作范围进行比较。研究结果表明:相比于恒定续流控制PCCM SIDO Buck变换器和恒定续流控制HCM SIDO Buck变换器,动态续流控制HCM SIDO Buck变换器具有低交叉影响、高工作效率和宽负载范围的特性。最后,通过仿真与实验验证理论分析的正确性。

考虑光伏发电出力不确定性的年度最大负荷概率预测

为了在年度最大负荷预测中计及光伏、气象等因素的不确定性,提出了一种基于概率理论的年度最大负荷概率预测方法。首先,针对各影响因素的不同影响方式,利用传统预测法结合贝叶斯网络(Bayesian network,BN)加以气象修正预测,得到全社会最大负荷的概率分布;其次,利用BN理论基于历史数据建立光伏发电出力概率预测模型,提出了扩容后光伏发电出力概率预测的方法,利用联合概率分布理论实现了光伏发电出力的概率预测。最后,利用概率理论将全社会最大负荷"减"去光伏发电总出力得到年度最大负荷的概率分布预测结果。通过某地市一个配电公司的案例研究证明了这种方法的可行性。

计及负荷不确定性的强化学习实时定价策略

面对当前电力系统的负荷不确定、新能源并网与双碳目标等现状,在充分考虑供需双方福利前提下,建立了智能电网背景下考虑负荷不确定与碳交易的实时定价模型,并基于强化学习能够处理变量复杂性、非凸非线性问题优点,采用强化学习中Q学习算法对模型进行迭代求解。首先,将用户与供电商实时交互过程转换为强化学习框架对应的马尔可夫决策过程;其次,通过智能体在动态环境中的反复探索表示用户与供电商的信息交互;最后,通过强化学习中的Q学习算法寻找最优值即最大社会福利值。仿真结果表明,所提实时定价策略能够有效提升社会福利,降低碳排放总量,这验证了所提模型和算法的有效性。

基于开关电容DC-DC转换器的两路主从输出策略

传统的多路输出开关电容直流-直流转换器的线性调整率与负载调整率不够理想。针对这一问题,文中采用两路时分复用的输出方法,在控制开关相位交织的情况下,分别对主路和从路进行能量传输,并给出具体的调制策略。该输出策略中,主路采用脉冲频率调制,从路则采用脉冲跳跃调制。同时,文中引入平均频率概念,实现了对驱动能力的量化表征。在Cadence软件下进行电路设计,并进行仿真。仿真结果表明,主路的线性调整率为3.01%,负载调整率为3.54%;从路的线性调整率为3.75%,负载调整率为4.28%。

考虑源荷双侧不确定的孤岛型微网能量管理优化模型

鉴于源侧风电出力和负荷侧预测误差的双重不确定性对微电网规划运行的影响愈发显著,采取分布式鲁棒优化联合机会约束方法对孤岛型微电网进行能量管理优化,降低系统运行成本,通过历史数据将风电出力和负荷侧预测误差转化为盒式模糊集,将机会约束转化为易求解的形式,建立了混合整数二阶锥规划模型。通过孤岛运行的微网算例分析及与其他优化方法的对比求解,验证了所提模型和求解策略的有效性。