双重移相控制下双有源桥变换器最小回流功率全局优化控制

双有源桥(dual-active-bridge,DAB)DC-DC变换器通常用于能量转换。然而,传统的单移相控制使得变换器在输入电压和输出电压不匹配时产生较大的回流功率,特别是轻载情况下该现象更为严重。现有基于双重移相控制(dualphase-shift,DPS)的回流功率优化策略,尚未考虑全功率范围内的回流功率,也缺乏对所有工作模式下最小回流功率的研究。为此,该文提出一种考虑全功率范围、全工作模式的DPS最优控制策略。首先,详细阐述回流功率产生的机理,建立了不同工作模式的传输功率和回流功率数学模型。然后,计及不同工作模式的功率限值,将DPS控制的传输功率分成不同的功率区。在此基础上,提出了一种基于最小回流功率的DPS最优控制策略,通过分析不同工作模式下的优化路径获得各个功率区的最优移相角,进而提升DAB变换器的传输效率。最后,搭建实验平台验证所提最小回流功率控制策略的可行性。

非道路特种车辆耐久性载荷谱的高置信度最少采集样本量

针对特种车辆的耐久性开发时服役载荷获取问题,提出服役载荷谱的特征参数服从威布尔分布的高置信度(90%以上)最少采集样本量模型。基于全面表征载荷谱能量分布和损伤分布的累积功率谱密度,开展该特征参数的威布尔分布及参数估计研究,并构建耐久性载荷谱高置信度最少采集里程模型。以非道路条件下特种车辆在两段路程下采集的轮端六分力信号为对象,基于所构建的载荷谱采集最小子样容量模型,同时指定采集载荷谱的样本与总体之间的精度指标和置信度要求,分别获取特种车辆在典型工况下载荷谱的最少采集里程,并相互验证。研究结果表明:提出的服役载荷谱特征参数服从威布尔分布的高置信度最少采集里程模型,能够有效地实现高置信度、高精度载荷谱采集的最少里程计算。

一种计算最小负荷裕度的实用方法

最小负荷裕度能量度从当前运行点到电压失稳点的最恶劣的一种演化,为电压稳定预警提供更多信息。文中提出一种计算最小负荷裕度的实用方法。结合控制中心实际,得到一种负荷模式以及模式波动的表示形式,从而建立实用的连续潮流模型和求取最小负荷裕度的优化模型,推导了负荷裕度对于负荷模式的灵敏度,并采用序列线性规划法来快速、有效地求解最小负荷裕度。给出的期望负荷裕度和最小负荷裕度为电压稳定预警提供更丰富的规则信息。新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所述方法的有效性。

分区总负荷空间上电压稳定安全域的研究

提出了一种高维节点负荷空间到分区总负荷空间的电压稳定安全域降维方法。分区总负荷空间中的电压稳定安全域具有空间维数低,易于描述,便于实现电压稳定在线监测和控制等优点。应用切平面作为该域边界的局部近似,进行电压稳定性的实时监控,从而在保证计算精度的前提下节约计算代价。通过一种迭代搜索算法获取最敏感分区总负荷变化方向,此方向能够辅助运行调度人员进行电压安全监视,同时揭示出电压稳定敏感分区,为安全控制措施的制定及分区总负荷空间中电压稳定安全域的局部可视化表达提供有价值的信息。

基于改进混合抽样与最小切负荷计算的电力系统可靠性评估方法

评估组合系统可靠性时,蒙特卡罗模拟法不受系统规模及非线性的影响,且结果准确的特性使其在大型电力系统可靠性评估中具有优越性。但为了获得精度较高的可靠性指标,其往往需要较长计算时间。针对这一问题,采用重要抽样法与离散拉丁超立方抽样相结合的方法,从减小样本方差与增加样本均匀性两方面提高蒙特卡罗模拟的收敛性。对于大规模发输电系统,运用灵敏度分析与线性规划相结合的方法进行系统过负荷校正,既能保证求解最优性又可以提高求解速度。将该算法应用于IEEE RTS79系统、IEEE RTS96系统和某电网500 k V及以上电压等级电力系统计算可靠性指标,验证了该算法的可行性。

供热改造机组最低发电负荷的确定

以某330 MW供热改造机组为例,通过分析机组热负荷与电负荷的现有匹配方法,提出在保证机组运行安全的基础上,按照以热定电原则确定机组最低发电负荷的方法。介绍了利用能量平衡关系分别求取机组低压缸最小进汽量、凝结水流量、主蒸汽流量、供热抽汽量及最低发电负荷的计算过程。经计算不同供热抽汽量对应的最低发电负荷,整理后得出了机组供热抽汽量和最低发电负荷之间的函数关系。认为在某些参数确定的条件下,机组最低发电负荷与供热抽汽流量呈线性关系,并给出了关系曲线。该曲线充分考虑了机组的安全性,现场应用时只需确定机组抽汽量即可查出对应的最低发电负荷。

基于二次约束的稳健LCMP波束形成算法

针对当前已经提出的二次不等式约束(QIC)条件下的线性约束最小功率(LCMP)波束形成算法,提出了利用Lagrange乘数方法进行有效的求解,解决了该波束形成问题的最优加权矢量求解问题,而且对约束参数的选择进行了分析,给出了选取的依据和范围.但是,由于二次等式约束(QEC)远远强于二次不等式约束(QIC),因此,相对于QICLCMP波束形成算法,二次等式约束(QEC)条件下的LCMP波束形成算法具有更加优越的稳健性.所以又提出了QECLCMP波束形成算法并进行了有效的求解.最后的仿真分析验证了本文所提出算法的正确性和有效性,并且表明在等式模约束条件下的LCMP波束形成算法具有更好的性能来克服信号方向失配,即最优的负加载具有更加优越的稳健性.

基于最小不匹配函数的低压减载算法研究

为了恢复故障后潮流的可解性,提出了一个新的算法用来决定最小负荷减载问题。应用 Damped Newton-Raphson法,以潮流方程的不匹配函数最小为优化目标,来识别弱节点,以确定最佳减载策略;将求解最小不匹配函数获得的最弱节点电压设为已知量,将负荷减载节点的负荷承载系数作为一个新的未知量,以计算修改后的最小不匹配函数,估计最小负荷减载量,并应用简单的 P-V 曲线法对估计结果进行修正,以提高计算精度。通过 New-England 39 节点系统和IEEE 30 节点系统算例表明,此算法简单有效,易于实现。

电压安全域的最小负荷裕度计算

为了评估系统电压稳定性,提出电压安全域的最小负荷裕度算法。该方法在压缩网络的基础上利用降阶雅可比矩阵最小特征模式的参与因子得到最薄弱的负荷节点。利用矩阵部分求逆算法得到对薄弱负荷节点电压灵敏度最小的发电机节点,并将其作为新增负荷的功率平衡节点,利用选出的最薄弱负荷节点和发电机节点形成初始的功率增长方向,通过连续潮流算法得到电压安全域的最小负荷裕度。无功不足引起电压崩溃这一重要因素在算法中得以体现。通过IEEE多个算例仿真以及与相关文献算例结果对比验证了所提出算法的正确性和有效性。

供热机组调峰运行中的最小出力分析

针对供热机组"以热定电"的运行方式与机组调峰合理调度之间存在的矛盾,通过对2台供热机组最小出力的计算,提出了应根据机组特性和实际热负荷计算出每台机组最合理的发电功率和“以热定电”理论考核曲线的建议,并分析了供热机组出力调整及参与电网调峰的运行方式。

陕西电网调峰能力分析

从陕西电网目前运行现状出发,分析了陕西电网调峰方面存在的主要问题。结合陕西电网规划的负荷水平、负荷特性和电源结构,分析了2010—2020年陕西电网的调峰能力和调峰趋势,对未来陕西电源的发展和结构建设具有一定的指导意义。

发输电系统可靠性分析中最优切负荷模型

电力系统可靠性分析的过程中系统状态分析环节最为核心,也最为费时,尤其是在状态抽样中用到枚举法或者蒙特卡洛模拟法时,需要进行大量的系统状态分析。本文提出切负荷量最小兼顾负荷重要度和区域就近削减负荷原则来进行负荷削减。重要度原则体现在削减负荷时按负荷级别进行削减,区域就近原则使得切负荷点不再在全系统范围内搜寻,大大减少了计算时间。通过IEEE-RTS79可靠性测试系统的计算结果可知,该法在减少计算时间方面有明显的优势,切负荷量也更切合实际情况。

高压架空输电线路经济运行参数的研究

在架空输电线路总损耗的基础上,用数学极值方法推导出了考虑电压变化影响时架空输电线路经济负荷功率的计算公式,并得出当架空输电线路按经济功率Sj=((G/R)～(1/2))U2运行时,其输电效率最高ηmax=1-2((GR)～(1/2))/cosφ,线路的损耗最小的结论。

响应峰谷电价的冷热电联供系统优化调度

峰谷电价的实施使得冷热电联供系统CCHP(combined cooling heating and power)为了获取良好经济性而改变其供能方案。针对不同的峰谷电价,通过以购售电成本、燃料成本、维护成本之和为目标的CCHP系统经济优化调度模型,计算获取不同的优化供能方案,特别是得到了不同的购售电交易计划。而交易计划明显改变了其接入电网母线的负荷曲线。选用日负荷率和最小负荷系数作为负荷曲线性状的评价指标,分别采用固定电价和不同峰谷电价的CCHP系统优化调度。仿真结果表明,峰谷电价的实施使CCHP系统经济性得到提高,接入母线负荷曲线性状得到改善,改善的效果随峰谷电价差的增大而增大。

基于仿射变换的内点算法及其在可靠性评估中的应用

提出基于仿射变换的内点算法求解大规模电力系统可靠性评估。首先,给出了基于仿射变换的内点算法原理和计算步骤,用Fortran语言编写了求解最小切负荷子程序,在使用时需要把电力系统切负荷模型化为标准形式。为验证该算法的有效性,采用IEEE-RTS系统为例,用蒙特卡洛(Monte鄄Carlo)法模拟系统状态,用直流潮流进行状态评估,对于超负荷故障状态进行有功优化调整。采用基于仿射变换的内点算法求解最小切负荷量。计算结果表明,采用基于仿射变换的内点算法求解最小切负荷量过程中,最大迭代次数为16次,最小迭代次数为3次。该方法不仅适用于求解大规模电力系统的有功调整优化,也适于其他大型线性规划问题。系统规模越大,迭代次数的优势越明显。

计及备用容量及考虑禁止区间的含风-蓄电力系统经济调度

风电出力具有随机性和反调峰性,接入电网后会对其稳定运行产生负面影响。抽水蓄能电站能够依据负荷需求储存多余风能或释放电能,平抑风电出力波动,减少弃风量。由于火电厂组件的物理限制,发电机在其运行区间的某些范围内会使轴承振动放大。因此应该在含风-蓄系统的电力系统经济调度模型中,设置火电机组出力的禁止区间。通过最小日负荷率和备用容量率对给定的负荷等级进行划分,确定抽水蓄能电站的运行状态;建立解决风-蓄系统接入含禁止区间电力系统的经济调度问题的0-1混合整数非线性规划模型,该模型中设置含有禁止区间的备用容量约束,采用matlab编写BNB20函数对6火电机组、1风场和1抽水蓄电站系统进行仿真,研究禁止区间和备用容量对经济调度的影响,仿真结果证明了该方法行之有效。

火力发电机组深度调峰研究

风力发电作为一种成熟的可再生能源技术,是实现能源可持续发展的重要举措。东北地区风力资源丰富,但由于自身的局限性,导致东北电网电源结构的组成缺少调峰电源,造成电网不得不大量弃风。通过电厂的不投油最低稳燃负荷性能试验,确定东北电网全网的最小出力为10 500 MW,在《东北电网火电厂最小运行方式(2010)》最小出力为12 710 MW的基础上,调峰容量增加了2 210 MW。以2010年东北电网因调峰弃风发电量约6亿kWh计算,可节约燃用标煤18.9万t,按东北地区燃煤单价850元/t计算,折合成人民币为1.6亿元。其中,减排CO250.3万t,烟尘30 537 t,SO2845 t,直排方式下减排氮氧化物507 t。节约了传统能源,减少了环境污染,为可再生能源的利用创造了条件。

抽水蓄能电站尾水系统布置对相继甩负荷工况尾水管进口最小压力的影响

抽水蓄能电站机组在相继甩负荷过程中,尾水系统布置方式对尾水管进口最小压力影响很大。本文通过理论分析、数值计算和工程实例,揭示了相继甩负荷工况产生尾水管进口最小压力的内在机理,探究分析了尾水系统布置方式对相继甩负荷工况中的尾水管进口最小压力的影响。结果表明:尾水系统环状布置比树状布置对相继甩负荷过程中的尾水管进口最小压力更有利;环状布置方式中的尾水岔管越靠近机组、尾水主洞断面积越大,尾水管进口最小压力越大。

有关厂用电计算的若干问题

针对高压厂用变压器的低压侧厂用母线电压调整计算提出“倒推法”，此方法可确定高压厂用变压器低压侧支路所应承载的最大和最小负荷，相应地可确定在任一工作状态下的最大和最小负荷裕度；改进高压有载调压起动／备用变压器的分接开关调压范围的确定方法；讨论公用负荷对高压厂用变压器容量的影响。

采用特性指标聚类和改进萤火虫算法的配电网动态重构

为更好处理考虑负荷变化的配电网动态重构问题,将一种基于负荷特性指标降维的聚类方法应用于配电网负荷聚类,根据负荷特性相似性进行重构时段的划分,有效解决开关操作次数对实际配电网调度的不良影响。将最小生成树思想与改进的萤火虫算法相结合,以有功网损和负荷均衡指数最小构造目标函数,对负荷聚类后的配电网动态重构问题进行仿真验证。研究结果表明:改进的聚类算法可精确地对配电网负荷进行分类,为配电网重构提供了良好的基础,改进重构算法可快速有效地对配电网进行动态重构。