考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化研究

针对综合能源系统规划面临可再生能源波动性强、出力不确定性等问题,文章提出了一种考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化方法。首先,运用拉丁超立方抽样生成基础风、光场景集,并基于改进的k-means算法进行场景削减;其次,以运行成本最低、碳减排最优、污染物减排最优构建多目标优化模型;最后,提出系统容量-成本两阶段规划优化求解策略,并选取南方某商业园区进行规划仿真。仿真结果表明,文章所构建的综合能源系统两阶段规划模型能够在保证系统经济性的同时兼顾环保性,并满足用户多种用能需求。

基于改进信息最大化生成对抗网络的风光出力场景可控生成方法

基于深度学习的场景生成方法能够自适应挖掘历史数据中高维非线性特征,在风光出力的不确定性建模中得到了广泛应用。然而,基于深度学习的场景生成方法多为黑盒模型,存在可解释性差、生成不可控等问题。为此,提出了一种基于改进信息最大化生成对抗网络(information maximizing generative adversarial nets,Info GAN)的风光出力场景生成方法。该方法在目标函数中增加了基于互信息的正则化项,最大化控制编码与生成场景之间的互信息,无监督学习控制编码与生成场景统计特征的映射关系,并引入Gumbel-Softmax分布提高了生成场景的质量。结合风电场和光伏电站的真实数据进行了算例分析,算例结果表明,所提方法不仅能准确描述风光出力不确定性,而且具有可解释性,能够可控生成指定风光出力场景。

基于改进FCM聚类的光伏电站出力场景特性研究

为提高新型电力系统的运行安全可靠性,需要对光伏电站的出力特性进行量化评估,并从高不确定性的众多发电场景中掌握光伏电站的运行规律。为此,基于场景聚类和缩减原理对光伏出力进行分析。首先提出光伏出力特性的评价指标,包括波动性和出力效率2个一级指标和相应的二级指标;然后采用模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)聚类算法,基于密度思想和距离最大、最小原则确定初始聚类中心,通过不断迭代得到不同场景下光伏出力的聚类结果。考虑到传统聚类算法存在局部收敛性,难以确定最优聚类数目,提出结合聚类有效性指标来确定聚类最优数目,进而采用基于概率距离的前推回代法对得到的聚类结果进行场景削减,最终得到光伏电站季节典型出力场景。最后基于广东省某光伏电站实际出力数据进行分析,验证所提指标和算法的有效性。

基于改进K-means聚类的轨道交通基础设施分布式光伏发电典型场景生成及出力特性分析

受限于自然条件,光伏出力具有很强的随机性。为准确评估轨道交通基础设施分布式光伏发电的光伏出力特性,提出一种基于改进K-means聚类算法的轨道交通基础设施分布式光伏发电典型场景生成方法,并基于此进行光伏出力特性分析。首先,基于分布式光伏发电设施以及气象数据,利用PVsyst软件模拟光伏发电出力数据。然后,针对基本K-means聚类算法聚类参数和初始聚类中心盲目性高的问题,结合聚类有效性指标(Density based index,DBI)和层次聚类对其进行改进并利用改进K-means聚类算法生成光伏典型日出力场景。最后,基于华中地区某地轨道交通基础设施分布式光伏系统对所提方法的有效性和优越性进行验证,并通过定性和定量分析各典型场景的出力特性揭示轨道交通基础设施分布式光伏出力的规律和特点。

铁路5G-R系统不同MIMO基站工程应用分析

为分析5G-R系统不同多输入多输出(MIMO)基站在工程中的应用情况,实现5G-R系统基站的谱系化,对5G在2.1 GHz频段频分双工制式8T8R基站及终端产业链的发展情况进行调研,分析MIMO多天线阵列技术,从4个方面简明扼要地概括MIMO多天线阵列带来的增益。针对铁路正线及站场两类典型场景,提出不同MIMO基站的选择建议。对于铁路正线开阔区段,从设备安装方式、基站间距、无线组网方式、设备价格、既有GSM-R站址的重复利用、工程造价等方面,对不同MIMO基站进行对比分析;对于铁路正线隧道区段,从不同MIMO基站的覆盖能力、安装附件、安装空间等方面进行分析和对比。提出的8T8R基站与4T4R基站在新建线、既有线、隧道区段、站场等不同场景下的运用建议,对于促进5G-R系统基站的统型具有参考意义,并可为后续5G-R系统现场试验及工程部署提供借鉴。

清洁能源典型场景构建原则及方法

以东部某省电网为例,针对清洁能源出力特性,提出了清洁能源典型场景的构建原则和方法,即基于K-means聚类分析的方法得到该地区的4个光伏日出力典型场景,同时对该省电网风电、光伏在不同时间尺度(年、月、日)下的出力特性进行分析,并分别筛选出4类典型日出力曲线。

基于深度Q网络的风光柴储微电网能量管理策略

微电网能量管理对保障微电网安全、经济运行具有至关重要的作用。综合考虑可再生能源出力及用户负荷需求,提出了一种基于深度Q网络的微电网能量管理策略。针对日前调度中光伏功率的随机特性,利用随机规划生成不同概率下的光伏出力场景。将其与风电功率、负荷功率、市场电价和蓄电池荷电状态等一同构成环境信息,并通过深度Q网络与环境信息的交互优化微电网运行指标。仿真结果表明,所提出的能量管理策略能够降低设备的安全指标成本,并提高可再生能源的利用率。在光伏出力随机性较强的场景中,证实了基于随机规划的深度Q网络管理策略具备突出的适应能力。

基于皮尔逊相关系数融合密度峰值和熵权法典型场景研究

新能源出力的波动性、随机性使得新型电力系统在规划以及运行分析时,如何获得典型出力场景是亟须解决的关键问题之一。提出了基于皮尔逊相关系数融合密度峰值和熵权法的典型场景聚类中心确定方法。首先,采用密度峰值方法选取初始聚类中心;然后,基于熵权法选取后续聚类中心;接着,采用后向场景缩减方法获得最终典型场景,以该方法为核心,构建了确定新能源典型出力场景的整体方案;最后,以2021年华北某地风电与光伏的日出力场景进行算例分析及对比验证,验证所提方法的准确性和有效性。研究成果将为电力系统规划与运行提供更为准确的数据支撑。

计及深度信念网络场景生成的风/光/储协同优化规划方法

新能源出力具有随机波动性,考虑具有随机性的新能源出力场景对新能源与储能规划具有重要意义。现有基于随机抽样的场景生成方法难以考虑新能源波动性和出力时序性。基于此,首先提出一种基于深度信念网络的新能源出力时间序列场景生成方法,以充分挖掘新能源出力特性。其次,综合考虑系统经济性和环保性,建立了基于中长期时序电力平衡的风/光/储协同规划模型。为充分计及新能源出力随机性,采用多组风/光出力模拟序列作为规划模型输入,以所有场景期望结果作为最终规划结果,并对规划结果进行可靠性校核。最后,以我国某省级电网为例进行算例分析,研究不同随机场景和参数灵敏度下的风/光/储容量规划方案,为考虑新能源出力随机性的电源规划问题提供解决方案。

基于出力场景库的梯级水库群短期优化调度研究

随着各大流域梯级水库群的建成投运,梯级水库群短期优化调度问题的研究也越来越受到人们的关注,但该优化问题包含的变量多、约束复杂,其模型建模与求解难度随着水库群规模的扩大也越来越大。虽然传统优化方法或智能优化方法能够得到满足相关目标与约束的最优解,但往往优化算法下的结果太过于偏重目标值的大小,结果波动性、随机性大,难以满足实际调度需求。鉴于此,从历史已发生的调度结果出发,基于历史的详细调度数据,采用聚类分析等数据挖掘方法,考虑调度时期、业务类型、调度期长度、调度对象等场景要素,提出了电站出力场景构建技术,通过挖掘基于长系列历史运行数据的典型出力场景,形成出力场景库,并在此基础上提出了基于出力场景库的梯级水库群短期优化调度方法。以沙溪梯级水库群为例进行实例分析,结果表明,相比于传统优化调度方法,所提方法不仅能够得到满足实际调度要求的出力过程,而且计算时间也相对大大缩短,验证了该方法的可行性与实用性,研究成果对其他流域梯级水库群短期优化调度具有很好的参考借鉴意义。

基于补偿新能源出力预测曲线偏差的储能控制模型

为了判断补偿新能源出力预测偏差分布情况,控制储能过程,进而优化新能源系统储能效果,设计基于补偿新能源出力预测曲线偏差的储能控制模型。构建风、光、水新能源互补分布式能源系统,基于其风、光、水新能源发电原理及能源互补模式,补偿新能源出力情况,因补偿后新能源出力存在随机性,利用预测箱采集补偿新能源出力历史信息,构建预测偏差分布概率模型,分析新能源出力预测偏差分布情况,根据递归估计协方差矩阵,解析新能源出力时间相关性,结合变分自编码器生成补偿新能源出力预测曲线偏差场景,在该场景内,采用集中、分散装置构成的储能装置方式,完成新能源系统的储能控制。实验结果证明,该模型能够精准获取不同天气状况下补偿新能源出力预测偏差分布情况,且储能控制性能优秀,可为新能源系统提供储能保障。

基于LHS和Cholesky分解的风电出力场景生成研究

为了有效表征和分析风电出力的不确定性,获得代表性场景,基于风电不同时刻的功率误差,提出了基于拉丁超立方抽样(LHS)和Cholesky分解的场景生成方法。以湖北电网日风电出力为例的研究结果表明,初始抽样结果经过Cholesky分解后,Pearson相关系数方均根降低了39.08%~41.01%,Spearman相关系数的方均根降低了37.68%~40.01%,提高了样本代表性,降低了原始场景之间的相关性,同时验证了方法的合理性和有效性,生成的风电场景可用于后续电网的规划设计与运行调度。

基于多运行场景的主动配电网态势感知及优化调度

针对传统主动配电网态势感知在系统损耗值方面存在不达标的问题,考虑多运行场景对主动配电网态势感知及优化调度问题进行研究,并提出基于多运行场景的主动配电网态势感知及优化调度方法。针对主动配电网构建供电能力模型作为态势感知依据,搭建态势感知构架,对主动配电网实施态势感知。分别制定不同时间段下的优化调度策略并使其互相配合,达到主动配电网各单元的运行优化以及负荷的削峰填谷。改进IEEE33标准节点网络后实现主动配电网的模拟,在波动平抑场景与典型运行场景下对该方法的系统损耗值进行测试。测试结果证明,该方法无论在波动平抑场景下还是在典型运行场景下,其系统损耗值都更低,相较现有研究成果存在显著优势。

含风力发电的电力系统电压越限概率评估

针对以往含风力发电随机潮流计算的研究中存在的局限性,提出了一种适应于不同风季风速分布的电力系统电压越限概率评估方法。基于对风电机组输出功率概率空间的划分,给出了含多风电机组的系统风电功率输出场景划分方法;通过对系统各场景下的随机潮流计算得到既定场景下节点电压越限概率,从而计算出节点电压越限概率、系统电压越限概率指标和节点群电压越限概率指标。以含风电场的IEEE30系统为算例,给出了四种不同风季条件下,系统电压越限概率指标的仿真计算结果,验证了方法的有效性。

整体迁移模式下承接产业与本土产业融合互动的情景分析——以河北承接北京八大产业转移为例

本文将承接产业作为一个独立的产业部门纳入承接地产业间投入产出体系,确定承接产业与本土产业间的投入产出关系,进而推导整体迁移模式下,承接产业与本土间融合互动关系式,并运用情景分析方法,模拟承接各产业后河北省本土产业以及所承接产业在不同时间的规模扩张情况。结果显示:短期内,承接不同产业会给河北省产业结构带来不同的变化,但是各产业规模变动不会因情景设定的不同而不同。综合来看,受产业转移影响河北省制造业规模扩张最大,水利、环境和公共设施管理业等居民服务业规模扩张较小;中期来看,通过选择不同承接产业调整河北产业结构的作用减弱,但同一承接产业的产业结构调整作用增强,且各产业产出规模变动在不同情景下存在差异;长期来看,产业转移技术溢出效应的发挥有利于河北省通过承接产业转移促进产业结构升级。较基准情景而言,当前的投资消费政策虽然能够促进承接产业转移的产业扩张作用的有效发挥,但是其促进河北省第三产业发展的作用更为微弱。

张掖地区水资源承载力多目标情景决策

本文以黑河流域中游张掖地区为例,基于水-生态环境-社会经济耦合系统的原理建立了水资源承载力的动态整合模型—投入产出多目标情景决策分析模型,对开放系统环境下的水资源承载力及与之相关的土地资源开发利用、虚拟水贸易与社会经济问题进行了深入分析,就产业结构调整、人口和城市化发展、节水技术进步、生态环境保护、分水、虚拟水战略等政策情景对水资源承载力的影响进行了定量分析评价。

计及分布式电源无功出力的ISFLA算法配电网无功优化

针对含分布式电源的配电网无功优化的特点,将分布式电源的无功调节能力和传统无功调压手段相结合,研究了考虑分布式电源无功调节能力的配电网无功优化模型和算法。针对分布式电源出力的随机性,采用场景概率的决策方法计算分布式电源的出力情况和对应无功功率极限,以网损最小和节点电压越限惩罚作为目标函数。提出了基于免疫蛙跳算法(ISFLA)的无功优化算法,该算法通过在混合蛙跳算法(SFLA)的算法框架中引入克隆选择算法(CSA),在蛙群混合后选择较优解进行克隆、变异和选择,克服了SFLA局部搜索能力弱的特点。利用改进IEEE33节点系统作为算例仿真分析,结果验证了模型及算法的有效性。

中国能源需求和能源强度预测的情景分析模型及其应用

介绍了应用投入产出法和情景分析法进行能源需求和能源强度预测的基本原理,并给出了基于投入产出的能源需求和能源强度情景分析模型的总体框架。针对该模型,围绕影响能源需求和能源强度变化的各种社会经济因素,以逐层叠加的方式建立其情景分析模型。运用1997年的数据,针对全面实现小康社会目标的各种情景,定量地分析了社会经济发展因素对能源需求和能源强度的影响,得到了有关结论,并提出了有关政策建议。

战争分析仿真环境中的输入输出机制研究

针对分析仿真对数据需求的特殊性,提出了参数化可变想定、运行、数据元素、装置等一系列适用于分析类仿真的概念;并在战争分析仿真运行系统的三种运行模式基础上,对输入、输出数据进行了研究,提出了数据模块划分的规范;最后提出基于组件技术设计数据访问组件,并对仿真输入输出接口进行了描述,旨在为研制战争分析仿真系统提供支持。

基于工业总产值发展目标的城市生态承载力情景分析——以佛山市为例

本文以佛山市为例 ,在分析该市社会经济发展与资源、环境因素之间相关关系的基础上 ,以其产业发展规划中的工业总产值发展目标为基准和情景平台 ,通过单一目标、多因素、多途径下的情景分析 ,来模拟工业经济高速发展所可能出现的城市人口变化、对资源的要求、污染物排放量变化 ,评价城市发展对城市生态承载力的要求及其满足程度 ,找出制约当地经济发展的生态承载力限值因子 ,并根据分析结果对城市发展模式提出了建设性意见。