基于负荷裕度最大化的发电出力优化 (一)优化模型的提出

发电机有功出力方式优化是提高系统传输能力的主要控制手段。文中推导了负荷裕度最大点处有功出力方式的最优性条件,进而提出一种有功出力优化新模型。该模型将一个优化问题转换成一个非线性方程组的求解问题,为发电机有功出力优化在电压稳定中的应用奠定了一定的理论基础。通过构造极限曲面法向量与有功出力方式的灵敏度关系,并对参考点进行精心选择,准确地确定了最佳的发电机出力修正方向。

基于负荷裕度最大化的发电出力优化(二)模型求解

在修正方向已知的条件下,首先建立了修正步长的优化模型,并通过对前后2次出力方式修正角度的限制,使模型只需进行一次迭代即可确定较优的修正步长,在保证收敛精度的同时大大减小了计算量;然后通过已知的修正方向和步长更新发电机出力方式,并在新的发电机出力方式下重新计算崩溃点,通过交替迭代使负荷裕度和发电机出力方式逐步收敛于最优值。在多个IEEE标准算例上验证了所提出方法的快速、有效性,并根据仿真结果对有功出力优化在提升系统负荷裕度方面的作用进行了总结。

基于多项式回归分析的连续潮流计算自适应步长控制策略

为提高连续潮流计算效率,增强算法适用性,针对预测-矫正过程的步长控制方法提出了改进策略。在基准点处潮流数值解的基础上,利用雅克比矩阵计算反映系统变量变化的切向预测量。选择切向量中模值最大分量所对应的变量为最优参量,选择连续潮流预测-矫正步中前后关联的3组计算数据为分析对象,对功率增长参数与最优参量之间的非线性关系进行多项式回归分析。依据回归分析所得到的多项式回归系数,构建自适应的连续潮流步长控制策略。基于IEEE 14节点测试系统的算例分析表明有效改进了算法的计算效率,并以点对点的静态电压稳定鞍结分岔点计算为例验证了其实用性。

基于多项式正态变换和最大熵估计的含风电系统电压稳定概率分析

为了合理计及随机变量相关性对电压稳定分析的影响,掌握负荷裕度概率分布信息,提出一种基于多项式正态变换和最大熵估计的含风电系统电压稳定概率分析方法。该方法利用多项式正态变换方法处理输入变量之间的相关性,结合点估计法将电压稳定概率分析问题转化为确定性负荷裕度非线性优化模型进行求解,计算负荷裕度的统计特征,采用最大熵估计方法估计负荷裕度概率密度函数;讨论风速参数、相关系数矩阵、风电接入容量以及风电场功率因数变化对负荷裕度概率特性的影响。算例分析表明,所提方法具有令人满意的计算精度,且计算效率高,能够满足系统信息及时获取的要求。

TMDL中MOS的定量估算方法及其应用

为了分析TMDL水污染控制管理模式中安全临界值MOS的影响因素,采用FOEA法对MOS中模拟计算的不确定性进行定量估算,通过不同水质达标率条件下MOS的设定,探讨水环境管理中不确定性因素对MOS的影响;将TMDL应用于珠江三角洲佛山水道的水环境管理中,运用动态水环境数学模型、考虑潮周期达标率的环境容量优化模型及遗传算法对TMDL进行求解。研究结果表明,所采用的FOEA法能较为准确地反映模型的不确定性对MOS的影响,而且从水质达标率的角度出发能合理地考察环境管理中的不确定性因素对MOS的影响,为定量化探讨MOS的设定给出了可行的求解思路及方法。

美国TMDL计划的研究现状及其发展趋势

最大日负荷总量(TMDL)计划是美国环境保护局(EPA)保护流域水质的一项重要管理措施,强调将非点源污染纳入污染物总量控制的同时考虑安全边际。TMDL计划自产生30多年来,在流域水质模拟、安全边际估算等方面积累了宝贵经验,对改善水质、控制污染发挥了重要作用。文章总结美国TMDL计划中热点问题的研究进展基础上,最后分析了美国TMDL计划未来的发展趋势。

考虑负荷裕度的主动配电网运行优化模型

配电网运行时需要预留一定的负荷裕度以应对负荷的快速变化。主动配电网由于装设了分布式电源（distributed generation,DG）和储能系统（energy storage system,ESS）,使其具备比传统配电网更大的供电能力和更灵活的调节能力。然而,DG出力的波动性使得主动配电的负荷裕度分布不均衡,配电网不能较好地应对负荷波动。建立了一种考虑负荷裕度的主动配电网运行优化混合整数规划模型,该模型以负荷裕度最大为目标,考虑了负荷裕度的均衡分布、潮流约束和拓扑约束。采用修改的IEEE33节点配电系统测试验证了所提模型,结果表明：1）主动配电网的供电能力更强,负荷裕度具备调节能力;2）目标函数考虑负荷裕度均衡分布时,负荷裕度总量相同,而负荷裕度分布更加均衡,其分布方差由0.021大幅度缩小为0.005,较好地提高了配电网应对负荷波动的能力;3）在考虑负荷裕度均衡分布时,ESS紧急负荷补偿能力较不考虑负荷裕度均衡提升2%,ESS的紧急负荷补偿缺额下降6%,抗干扰能力明显提升。

变电站动态负载安全裕度评估及负荷控制方法

为研究变电站在检修或故障情况下的负载安全裕度,提出一种计及设备动态容量的变电站负载能力计算模型及负荷控制方法。首先,根据负载导则和温升限值构建变电站主设备的动态载流能力计算模型,得到设备的动态容量。其次,考虑站内和站间转供,运用最大流方法,确定变电站系统和各母线段负荷点在当前拓扑接线方式下的供电能力,进而依据当前负荷水平求出负荷安全裕度或超额负荷量。然后,依据负荷情况确定相应负荷控制方法,对不满足供电要求的情况根据负荷优先级确保供电,切除过载的负荷量以保证系统安全运行。最后,算例证明所提方法可以针对各类停运情况提出相应的负荷转供或负荷切除策略,在保证主设备安全的前提下充分挖掘变电站系统的供电能力,提升供电可靠性。

风电机组载荷优化对变桨轴承力学行为影响研究

以往的研究主要关注的是变桨轴承本身的力学性能与设计改进,在载荷变化对变桨轴承力学行为影响规律方面还缺乏系统性研究,以致难以定量预测载荷优化对变桨轴承可靠性提升产生的影响,不利于变桨控制策略的准确制定。为此,引入了在线测试与仿真分析技术,研究了载荷优化对变桨轴承力学行为的影响。首先,采用基于应变载荷测试与位移传感器的在线测试方法,测试了风电机组在不同功率水平下载荷优化前后的叶根载荷,以及相应的变桨轴承内外套圈径向与轴向相对位移;然后,提出了一种有限元分析方法,建立了考虑变桨轴承及其周边支撑结构柔性的变桨系统有限元模型;最后,将实测载荷作为输入进行了仿真计算,分析了载荷优化对变桨轴承变形、滚动体与滚道间最大接触应力及最小边缘接触余量角的影响。研究结果表明:载荷优化降载3.46%~5.08%后,相同功率水平下变桨轴承变形减小,最大接触应力减小1.10%以上,最小边缘接触余量角增大0.47°以上,变桨轴承可靠性得以提升。该研究结果可为载荷优化控制策略的准确制定提供指导。