Multi-objective optimal operation of hybrid AC/DC microgrid considering source-network-load coordination

Taking the consumption rate of renewable energy and the operation cost of hybrid AC/DC microgrid as the optimization objectives,the adjustment of load demand curves is carried out considering the demand side response(DSR)on the load side.The complementary utilization of renewable energy between AC area and DC area is achieved to meet the load demand on the source side.In the network side,the hybrid AC/DC microgrids purchase electricity from the power grid at the time-of-use(TOU)price and sell the surplus power of renewable energy to the power grid for profits.The improved memetic algorithm(IMA)is introduced and applied to solve the established mathematical model.The promotion effect of the proposed source-network-load coordination strategies on the optimal operation of hybrid AC/DC microgrid is verified.

能量计量体系下多气源管网运行优化研究

针对全国“一张网”的多气源天然气供应格局现状,传统的体积计量交易体系已不适合中国天然气管道的运营与发展,使用能量计量更能体现出天然气本身具有的能量特征,促进天然气市场的整合与升级。在考虑天然气能量计量体系实施方案和非居民用户对天然气气质需求的基础上,创新性地提出了能量计量体系下多气源管网运行优化模型,模型以管道运营利润最大化为目标,以气源供气量和全线增压方式为决策变量。将所建模型应用于国内某长输管道,并利用GAMS/ANTIGONE求解器获得了模型最优解。结果表明,不同能量计量体系实施方案下优化结果均优于现场实际运行方案,最高提升了32.05%的运营利润。其中,购气成本在管道运营成本中占比最高,受各气源气价、供气量和热值的综合影响;管输成本和压气站运行成本受各气源供气量的间接影响;需求节点处天然气热值含量越高,售气收益越高。

源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略及优化模型

为提升高比例新能源电力系统备用充裕性和实现大规模新能源高效消纳,将备用资源来源拓展至源网荷储,从调节方向、参与方式等方面量化源网荷储灵活调节资源可提供的运行备用水平。进而,根据“常规时段同步机组承担、特殊时段多类型资源分摊”的调控思路,提出了源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略,构建了纳入多类型异质资源的备用分布优化模型,实现各类型备用资源在“全网-同类资源-机组/场站”的逐级精细化分配。基于某省级电网开展算例测试,与现有运行备用分配准则进行比较,验证了所提策略的有效性。

基于广义Benders分解的分布式光伏接入容量规划方法

针对目前分布式光伏电源大规模接入配电网中带来的问题,提出了基于广义Benders分解的分布式光伏接入容量规划方法。采用数据驱动顺序选择方法确定C-Vine Copula模型中变量的最优顺序,结合拉丁超立方采样方法和场景评估指标,构建典型负荷-资源相关性场景。在生成的典型场景的基础上,建立了基于广义Benders分解的光伏接入规划模型。该模型分为光伏规划主问题与配电网运行子问题,采用线性规划与最优潮流的方法进行求解。在IEEE 33节点系统网架开展算例分析,结果表明,提出的典型场景生成方法比传统方法的资源误差与负荷误差减少50%以上;规划模型求解所需的计算量减小为原来的11%,计算时间缩短为原来的9%。

考虑移动式储能调度的配电网灾后多源协同孤岛运行策略

针对极端事件导致的配电网大面积停电现象,在路-电耦合背景下,提出一种考虑移动式储能调度的配电网灾后多源协同孤岛运行策略。首先,基于路-电耦合背景下的灾后运行框架,以加权切负荷量最小为目标,同时考虑交通流量的变化对移动式储能调度过程的影响,建立多源协同孤岛运行模型;然后,根据所建模型的特点以及决策需求,基于两阶段优化框架制定孤岛运行决策流程,确保失电孤岛区域与含本地电源区域负荷恢复的协调进行;最后,采用IEEE 33节点配电网与29节点交通路网相耦合的算例进行分析,验证所提策略的有效性。结果表明,所提孤岛运行策略可以充分发挥各电源在配电网灾后恢复时的协同能力,实现了有限电能的最优分配和转移,有效提升了配电网灾后恢复效果。

基于BP神经网络的目标识别算法和多源感知技术相融合的GIS性能检测方法

针对传统多源感知检测方法在气体绝缘全封闭组合电器(Gas Insulated Switchgear, GIS)作业中性能检测数据准确度不足的问题,设计了一种基于目标识别算法和多源感知技术相融合的GIS性能检测方法。在传统性能检测技术中引入以BP神经网络为核心的目标识别算法,通过BP多层神经网络,实现了高效地数据目标提取,大幅提高了数据检测的准确度。为解决单一传感器不能完整地捕捉复杂环境信息的问题,基于多源感知技术,采用多个传感器对多个数据源进行综合感知,扩展了环境视角与信息维度,实现了对周围环境的全方位监控,使检测系统获得了更为理想的数据检测能力。在实际GIS运行环境中进行实地检测,将所提出的改进多源感知方法与传统多源感知方法进行了实验对比。结果表明,所提方法能够将GIS性能检测的准确度提高至98%以上。

大庆乘银集中供热系统多热源联网优化运行研究

为了增强乘银地区集中供热系统运行可靠性,最大限度地降低供热企业成本,原大庆油田矿区服务事业部通过对乘银集中供热系统4座热源和热网进行规划整合,实现了乘银地区供热系统4座热源联网运行,4座热源相互备用,避免了因单一热源故障而造成局部地区大面积停暖的问题。依据热源择优投运、全网集中调控原则,供热初末期以宏伟热电厂作为基础热源,实施宏伟热电厂、八百垧燃煤锅炉房的双热源联网运行模式;供热中期实施宏伟热电厂、八百垧燃煤锅炉房、乘风燃气锅炉房的三热源联网运行模式;供热高峰期实施宏伟热电厂、八百垧燃煤锅炉房、乘风燃气锅炉房和银浪燃煤锅炉房的四热源联网运行模式。同时尽可能延长效率高、能耗少的宏伟热源运行时间,充分发挥宏伟热电厂热电联产优势,在满足供热需求的前提下,提高了供热系统的经济性。

多元异构资源协同的配电网多时间尺度调控方法

在配电网中引入太阳能和风能等新能源是推动能源供给体系清洁化、低碳化的重要举措。针对新能源消纳不足以及源、荷不确定性导致的调控不精确问题,提供一种多元异构资源协同的配电网多时间尺度调控方法。首先,以单日总运行成本最小为目标构建日前优化调控模型,确定有载调压变压器(On-load tap changer,OLTC)、电容器组(Capacitor bank,CB)投切方案,并通过潮流统一的方式将其作为日内运行优化的约束条件;然后,针对新能源短时出力波动与日前源、荷预测误差大等问题,进行日内源、荷不确定性建模;在此基础上,设置日内优化调控模型的目标为与日前总成本偏差最小,确定日内新能源、储能短时动作方案,保证系统经济性最优。算例结果表明,所提方案可实现新能源最大消纳,提升整个系统的低碳经济运行能力。

基于注意力机制与多源信息融合的变工况轴承故障诊断

针对轴承在变工况下工作时受环境噪声和工况变化的干扰,现有的基于单源信号的轴承故障诊断方法因单源信号难以提供全面且稳定的故障信息,导致诊断效果不理想的问题,提出一种基于注意力机制的多源信息融合网络模型(MSIFNM)。该模型的多尺度特征提取模块可以提取更充足的故障特征信息;双阶段注意力模块从多个维度增强对工况变化不敏感的故障特征;多源信息特征加权模块根据不同传感器信号对不同故障的敏感程度,自适应地对多源信息进行权重分配;特征融合与类别输出模块实现对加权后的特征进一步融合与特征提取,再经全连接层和Softmax层输出分类结果。采用变转速和变负载轴承故障数据集对本文所提的MSIFNM模型进行实验验证,实验结果表明,MSIFNM可以有效实现多源信息融合特征提取,提高变工况条件下轴承故障诊断的准确性、稳定性和工况自适应性。

江苏高速公路智慧扩容现状与展望

高速公路智慧扩容改造是提升高速公路通行能力和通过效率的重要手段,也是未来高速公路发展的重要方向。通过系统梳理和分析沪宁高速公路和京沪高速公路智慧扩容改造成效,提出了智慧扩容后的高速公路组成部分,各项技术适用性程度,并在未来布局和技术场景应用方面提出建议。

考虑多能一体化互补的网源协调规划方法研究

为了充分挖掘不同类型电源的多时空互补潜力、提升能源利用水平,提出一种考虑风光水火储一体化互补运行的网源协调规划方法。首先,引入净负荷、多能互补系数和风光水火储一体化电站约束,构建双层网源规划模型。其次,以人工蜂群(ABC)算法为基础,保留蜂群的全局寻优策略,在蜜源搜索环节引入量子粒子群优化(QPSO)算法,综合考虑局部最优和全局最优进行位置更新,并采用改进混合遗传算法和ABC-QPSO对上下层模型进行求解。最后,以改进IEEE-24节点系统为例,对网源规划模型的有效性与算法的优越性进行验证。该方法考虑风光水火储一体化互补运行,能够减少电网建设投资,得到兼顾经济性、安全性与协调性的规划方案。该方法具有广泛的适用性,能应用于多种场景。

双碳背景下源网荷储系统离网运行方式前景分析

按照“双碳”战略要求,中国持续推进低碳发展和绿色替代,风电、光伏等新能源保持快速增长,在新型电力系统仍处于逐步构建的阶段,电力系统装机结构发生了深刻变化,电网的消纳能力和运行模式难以满足新能源大规模接入的需求。为此,开展了纯新能源源网荷储离网运行项目开发建设模式探讨,分析了100%新能源源网荷储一体化系统安全稳定运行所受到的各方面影响,提出了构建源网荷储离网运行系统的基本要求。研究成果为促进新能源开发模式创新提供了新的方向,为新型电力系统的建设运行提供了有益的指导。

基于多源数据融合的工控网络设备运行状态可视化监控方法

由于现有设备监控方法的监控传输时延较大、监控灵敏度低,文章研究了基于多源数据融合的工控网络设备运行状态可视化监控方法。通过布置传感器,可以提取工控网络设备的多源特征信息并将其整合为数据集样本,再采用模糊处理的方式消除误差数据,从而获得可靠的设备运行数据。在对运行状态数据进行降维处理后,采用BP神经网络监测设备的运行状态,同时设置状态上限值。在自学习的状态下,对比运行状态数据与上限值以完成在线监控。实验结果表明,应用该方法后,监控时延最高仅为1260ms,且时延变化曲线波动较小;当信息传输距离增加时,该方法的信噪比始终保持在75dB以上,具有较高的监控灵敏度。

电气化铁路“源–网–车–储”一体化供电技术

随着电气化铁路的高密度与高速度发展,为支撑“碳中和”愿景实现,亟需进行其用能结构的绿色化、高效能与高弹性变革。为此,立足于电气化铁路的特性与需求,构筑电气化铁路“源–网–车–储”一体化供电系统。首先,探讨“源–网–车–储”系统架构与多环节协同运行机制;其次,提出协同运行控制策略,通过“源–网–车–储”多环节联合调控,实现新能源发电与再生制动能量的高效利用,系统电能质量、稳定性与应急供电能力提升,列车柔性不断电过分相与接触网直流融冰;然后,基于牵引变电所实测负荷数据搭建仿真模型,验证了所提方案的有效性。最后,展望了发展“源–网–车–储”一体化供电系统还需突破的系列关键技术。

平原河网地区闸泵群联合调度水环境模拟

为探索闸泵联合调度对水环境的改善作用,以苏州城市中心区为研究对象,基于实测数据构建河网一维水动力-水质数值模型,模拟了45个关键水工调控工程;对污染源做了详细的分类计算,采用实测水质资料对模型进行验证。利用该模型研究了平水年现状调度方案下的水质变化规律,结果表明,CODCr和NH+4-N质量浓度变化与水位呈负相关,且枯水期水质呈现西北好东南差的特点。针对此特点,提出利用城市中心区闸泵群对西塘河引水量进行再分配,作为枯水期水质改善的调度方案,模拟结果表明,在新的调度方案下,大部分区域的水质都能达到更优一级的标准,各站点的污染物浓度都有大幅减少,最多减少了49.7%。

小电源接入配网后的线损理论计算方法研究

针对小电源直接接入配网的特点,对配网线损的计算方法进行研究,结合等效电阻模型,对当前处理配电网小电源问题的等效容量法进行改进。改进方法考虑了配电网馈线和小电源运行方式的变化以及一日内可能的馈线潮流的双向流动。最后用生产实例验证了改进方法的准确性。

GPS-Net授时系统在气象业务中的应用

随着气象事业的发展和制作精细化预报的需求,气象业务系统对时间的要求及时间概念的重要性愈来愈被认识。统一气象业务系统的时间,对提高观测数据质量起到十分重要的作用。GPS-Net授时系统是采用GPS时间源及系统接收软件技术,对计算机进行授时服务。通过Network网络授时发布软件和Network用户终端接收软件技术,将标准的时间经过网络传递给若干用户,同时还要充分考虑GPS系统安全和网络安全。结果表明:GPS-Net授时系统能准确地获取GPS时间源信息,并通过网络技术发布到用户终端上,使气象业务系统获得标准的时间误差小于1秒。由于采用网络发布式和气象内网限制方式,有效地减少了服务器和用户终端的负担,防止了外网病毒与黑客的侵入。GPS-Net授时系统为气象装备和气象业务系统,提供了快捷、准确、自动的授时解决方案。

与电力系统协同区域型分布式冷热电联供能源系统集成方案

在分析了分布式冷热电联供系统(DES/CCHP)的研究和发展面临的新机遇的基础上,提出了与电力系统协同的区域型DES/CCHP的总体集成思路和技术集成方案。通过变结构的集成方式来实现系统结构与功能的协同优化,提出了多个区域型DES/CCHP、区域内其他形式的分布式能源系统、多源链式微网、多源环状热网和大电网的整合集成技术,并通过能源利用流程的动态组合,提出了协同互补运行方式。为清洁能源的高效、梯阶、互补利用及分布式可再生能源的规模化应用提供一种通用的集成方案。该集成方案将在湖南省创建国家示范性工程中得到应用。

基于全卷积神经网络的多源高分辨率遥感道路提取

针对半自动道路提取方法人工参与较多、提取精度不高且较为耗时的问题提出一种基于全卷积神经网络(FCN)的多源高分辨率遥感道路提取方法。首先,对高分二号和World View图像进行分割,用卷积神经网络(CNN)分类出包含道路的图像;然后,用Canny算子提取道路的边缘特征信息;最后,结合RGB、Gray和标签图放入FCN中训练,将现有的FCN模型拓展为多卫星源输入及多特征源输入的FCN模型。选取西藏日喀则地区作为研究区域,实验结果显示,所提方法在对高分辨率遥感影像进行道路提取时能够达到99.2%的提取精度,并且有效地减少了提取所需的时间。

多气源天然气输配管网的能量计量方法

随着我国多气源供应格局的形成,天然气计量方式逐渐从现行的体积计量方式向能量计量方式转变。现行的《天然气能量的测定》标准对多气源输配管网系统没有给出具体可操作的能量计量程序,若采用热值数量加权平均赋值方法,能量计量误差可达8%,不能满足能量计量标准GB/T 18603—2014《天然气计量系统技术要求》对能量计量精度的要求。为此,根据天然气输配管网的拓扑结构和气量平衡原理,利用天然气输配管网中现有的流量计量仪表对多气源输配管网进行状态重构,提出了一种区域多气源天然气输配系统状态重构能量计量方法,并对管网状态重构后进行能量计量的误差进行了分析。结果表明:(1)所提出的方法确定了多气源输配管网状态重构所需流量仪表的最少数量及仪表布置方法 ;(2)多气源输配系统管网状态重构后,各下游天然气用户能量计量的误差均不超过0.5%,可满足GB/T 18603—2014对能量计量准确度最高等级(A级)误差在1%以内的要求。该研究成果为我国天然气能量计量技术的应用和推广提供了一种可操作的程序。