基于分布鲁棒联合机会约束的光储充电站滚动优化调控模型

随着电动汽车的普及和清洁能源装机容量的日益增加,光储充电站展现出广阔的应用前景。针对电动汽车随机接入影响下光储充电站功率难以精准调控的问题,提出基于分布鲁棒联合机会约束(DRJCC)的光储充电站滚动优化调控模型。将基于混合整数规划(MIP)的精确DRJCC模型、基于CVaR-Slim凸松弛的DRJCC模型、基于Bonferroni不等式的DRJCC模型进行对比,通过算例分析验证了所提优化调控模型的有效性。算例分析表明,所提基于CVaR-Slim凸松弛的DRJCC模型能够同时满足更多电动汽车的充电需求。

基准地磁台选定基线值约束方法研究

《地磁站网运行管理技术细则》《电磁学科观测资料质量评比办法》对基准地磁台绝对观测基线值的选定无约束条件或规定,使得观测人员在进行基线值选定时无据可依,容易导致基线值错误,进而导致地磁绝对值错误。通过2种对选定基线值的约束方法,可降低基线值错误率,提高数据质量。2种方法分别为:①直接约束法(选定基线值约束):通过基线值预处理、温漂消除、“2σ”准则等方法,实现对选定基线值的约束和判定,有效率达60%以上;②间接约束法(绝对值约束):通过绝对值预处理、基准线设定、迪克逊准则引入、离群值等概念和算法,实现对异常绝对值的自动判断,进而判定基线值是否正确。

分布式光伏电站接入配电网继电保护整定优化

为了缓解配电网的供电压力,越来越多的分布式光伏电站接入其中,导致配电网结构发生了改变,因此需要重新整定继电保护的定值,否则,当配电网发生故障时,继电器很难有效发挥其保护作用。提出一种分布式光伏电站接入配电网的继电保护整定优化方法。以继电器协同动作时间总和最小值为优化目标,设置4个约束条件,利用微分进化算法求取目标函数的最优解,得出继电器启动电流和时间整定系数的最优整定值。实验结果表明:在接入分布式光伏电站的两相短路故障时,所提整定优化方法的继电器保护总体动作时间更短,验证了该算法的保护整定效果更好,更有利于继电器迅速排除配电网故障,保护配电网安全。

考虑交通流量和用户行为不确定性的加氢站选址优化模型

加氢站是氢能产业发展的重要基础设施,其布局选址对于氢能在交通领域的推广应用至关重要。为此,提出一种加氢站的选址优化方法。首先,分别以运营商追求捕获交通流量最大化、客户追求获得加氢服务可能性最大化为上、下层目标函数构建了双层规划模型,并引入机会约束规划理论处理了交通流量的不确定性。该模型考虑了客户路径选择的行为特性,能够为交通流量不确定性下的加氢站选址提供重要借鉴。其次,利用KKT条件和确定性等价将所提机会约束双层规划模型转化为了单层的混合整数二阶锥规划问题以实现高效求解。最后,为验证该模型的有效性,以长三角地区交通网络为案例进行了仿真分析。

5G基站储能技术在虚拟电厂能量调度中的应用

虚拟电厂能量调度过程中,忽略储能出力的不确定性,使得调度后负荷功率峰谷差值明显。因此,提出5G基站储能技术在虚拟电厂能量调度中的应用。以系统日运行成本最小为目标,建立虚拟电厂能量调度目标模型,根据5G基站储能调度流程,建立电网功率约束,对储能出力进行确定性调节;利用列和约束生成法对调度模型进行求解,得到虚拟电厂能量调度策略。实验结果表明,将5G基站储能技术应用于虚拟电厂能量调度中,能够有效削峰填谷,可达到良好的调度效果。

一种基于数字空间的空间站任务飞控事件规划方法

针对空间站任务飞控事件规划问题,结合资源约束、飞控事件需求数据维度高、事件间互相影响等特点,提出一种基于数字空间的飞控事件规划方法,将飞控事件规划问题转化为数字模型构建、数值计算及飞控事件时序设计问题。结合空间站应用实例,给出了飞控事件规划流程和规划结果分析,验证了方法的有效性,为空间站任务飞控事件规划问题提供了新思路。

考虑出力约束和用电需求的梯级水电站电力负荷分频控制方法

针对现有梯级水电站电力负荷控制方法在应用过程中存在的径流预报不及时、出力预测不准确、负荷控制偏差大、响应不及时以及出力平稳性较差等问题,从考虑出力约束和用电需求的角度出发,对梯级水电站电力负荷分频控制方法开展论证分析。以四川省甘孜州康定市境内大渡河干流猴子岩梯级水电站为例,基于梯级水电站水力调节性能、所处梯级群位置以及所承担任务等工况条件,通过计算梯级水电站的总蓄能数值并以此为基础设置出力约束条件,利用小波变换技术预测梯级水电站的总负荷量,再将电力负荷划分为低频、中频和高频3个区域,最后根据不同区域的有序用电方案和实际用电需求,制定出与之相适应的分频控制方法和执行措施,从而完成对梯级水电站电力负荷的有效调节控制。实验结果表明,考虑出力约束和用电需求前提下的电力负荷分频控制方法,实现了对梯级水电站电力负荷的有效调节和分频控制,所提方法具有效率高、偏差小、风险低以及节能降耗等优点。提高了水电站径流预报效率,降低了水电站出力波动值,减少了水电机组能源损耗以及缩短了电力负荷控制响应时间,为梯级水电站的稳定高效运行提供了坚实保障,具有较高的应用推广价值。

基于复杂约束归一化处理策略的梯级水电调峰方法

随着我国水电的飞速发展,大规模梯级水电短期调度面临繁杂的水力电力约束,复杂约束的非凸、非线性特性使得水电短期优化异常困难,无法在可接受时间内获得满足精度要求的优化结果。提出了一种基于复杂约束归一化处理策略的梯级水电短期调峰调度方法。首先,深入分析约束特征,根据约束输入输出方式的不同,将约束分为5类,总结出各类约束对应的转化方法;接着,将这些约束采用发电流量进行统一转换,运用集合理论对同类约束进行合并,减少整体的约束数量,获得可行的约束边界;最后,采用线性化方法对模型目标函数及一元二元非线性函数进行线性化处理,构建出水电短期优化调度的混合整数线性规划模型(mixed integer linear programming,MILP),降低梯级调峰求解的难度。以我国西南某流域大型水电基地11座梯级水电站为例,进行了所提方法与非线性模型和未约束处理的MILP模型的对比分析。结果表明,线性化方法可以有效降低求解难度,能够缓解非线性模型难以求解大规模水电调度问题的窘况;在线性化的基础上进一步进行约束处理可以明显提高大规模梯级水电调峰调度的求解效率,汛期和枯期11库的求解时间分别减少了12450.28s和6980.87s,表明所提方法在大规模梯级水电调峰方面的实用性。

碳交易机制下光热电站参与的综合能源系统配置与优化运行研究

对于“双碳”背景下光热电站参与的综合能源系统,建立了碳交易机制下考虑源侧出力和荷侧需求不确定性的多能耦合区域综合能源系统两阶段鲁棒优化配置与优化运行模型。模型中针对不确定性调节参数的设定,使运行方案更具灵活性。然后,基于列与约束生成算法和拉格朗日对偶法,将原问题分解为主问题和子问题迭代求解。最后,通过仿真算例验证了所提方法。结果表明本方法能有效减少不确定性因素导致系统容量配置波动大的问题,并能够降低综合调度成本;同时光热电站的参与运行使得系统能够兼顾低碳性和经济性。

含光伏和储氢的电-氢集成化能源站容量配置

为适应车辆低碳清洁化的发展趋势,提出一种含光伏和储氢的电-氢集成化能源站架构。考虑光伏出力及负荷需求的不确定性,以年化成本最小为目标,采用模糊机会约束规划建立电-氢汽车集成化能源站容量配置模型。算例分析表明:能源站能充分利用光伏出力,通过电氢耦合满足电、氢负荷充能需求;置信水平越高,所需设备容量越大,年化成本越高;随着制氢效率的提高和氢储能设备价格的降低,可降低购电成本,提高能源站的经济性。

顾及载体航向约束的单站BDS-3相位测速模型

速度是载体运动状态的重要表征,高精度定速能力是BDS-3系统高性能服务的重要体现。针对传统单站历元间相位差分模型易受误差积累与观测环境影响等问题,本文提出了顾及载体航向约束的单站BDS-3相位测速模型。首先,在传统BDS-3历元间相位差分方程矢量分解的基础上,构建载体位移增量微分表达式,联合非差模型与微分方程综合估计载体速度;其次,利用载体水平面内位移矢量与航向角之间的相关性,建立顾及航向角约束的N与E方向位移参数约束条件;最后,综合3组独立的函数方程进行载体速度分量逐历元解算。通过静态与动态试验表明,静态条件下,BDS-3相位不同方向均可实现mm/s的测速精度,相较于传统历元间差分模型,E与N方向分别提升了62.9%和87.5%,且有效避免了水平方向测速误差的积累效应,但U方向由于缺少约束导致精度提升不显著。动态条件下,BDS-3相位测速在直线运动状态水平面内可获得mm/s级的测速精度,且E与N方向较传统历元间差分模型分别提升了35.2%和21.8%,而转向状态E、N、U方向测速精度分别为2.81、2.03和1.91 cm/s,较传统模型分别提升了41.2%、45.9%和56.2%。因此,本文提出的顾及航向约束的单站相位测速模型可有效地提升BDS-3系统测速性能。

基于风险约束的低空飞行服务站层级选址优化

为保障低空通航飞行服务工作的科学运行,引入服务响应与经济成本的风险约束机制和改进多目标遗传算法(MOGA),研究低空飞行服务站选址优化问题。通过分析低空飞行服务保障体系,确定本场区域和转场通道2类飞行需求,提出独立覆盖、联合覆盖和重复覆盖3种服务方式的覆盖函数;根据低空飞行服务站选址的软硬件条件限制,构建风险约束的层级选址决策机制,得到评价指标;运用覆盖决策理论,建立安全风险与服务成本相互约束的多目标优化数学模型;基于Pareto排序设计适应度转换函数,构建“极小-极大”评价方式的MOGA;以四川盆地25万km 2低空飞行服务站选址为例,分别运用改进的MOGA和传统的动态规划方法进行求解。结果表明:以覆盖决策为基础的改进MOGA的服务效率提高14.5%、重复覆盖率降低21.3%、安全风险降低13.4%和总成本减少13.2%。基于风险约束的低空飞行服务站选址层级机制有助于均衡低空飞行服务站点布局的安全风险、服务效率与选址成本。

中国各气候区屏蔽门地铁站通风空调能耗指标

通过对地铁站的实际调研和参考相关设计标准,建立中国各城市地铁站的通风空调合理能耗指标,包括约束值和引导值,分别对应及格线和优秀线。首先,对车站的客流量、列车运行时刻、站内控制温度等信息进行广泛调研,分析确定研究案例的参数取值,进而采用地铁站通风空调能耗原理模型,对43座城市、36种服务规模、2种合理运行管理水平下共计3096个案例进行大规模计算。模拟结果显示,各城市地铁站通风空调年能耗的约束值在17.6万~85.9万kW·h/(年·站)之间,引导值在17.5万~52.9万kW·h/(年·站)之间。其次,采用线性回归分析通风空调系统合理能耗与气候条件的关系,发现合理能耗指标与当地年平均湿球温度的拟合效果最好,约束值和引导值的拟合R2分别为0.951和0.949。最后,对每个城市地铁站通风空调的合理能耗与客流量、发车对数和隧道长度进行多元线性回归分析,从而给出每个城市的拟合系数表,可为车站运维和管理人员评估地铁站通风空调用能水平提供便捷、有效的工具。

基于储能电站机会约束规划方法的供电可靠性建模分析

为降低传统供电可靠性分析方法的设备故障率,提升供电设备的可靠性,提出基于储能电站机会约束规划方法的供电可靠性建模分析方法。依据储能电站目标函数的经济指标,基于机会约束方法构建出储能电站供电规划模型,根据概率形式获取功率平衡、线路传输和储能单元的约束条件,实现储能电站供电可靠性最大化分析;采用粒子群算法求解供电规划模型,根据算法流程获取模型最优解,完成对储能电站供电的规划,提升供电可靠性。实验结果可知,供电时间为50 h时,实测的维修率均值为4.5%,该文方法的维修率仅为3.8%;供电设备有5种时,实测的故障率均值为7.5%、失效率均值为5.6%,该文方法的供电设备故障率为2.7%、供电设备失效率为2.0%,说明该文方法的供电可靠性最高。

含CVaR及增广ε-约束法的多目标光储充电站容量优化配置

电动汽车充电需求和光伏出力的不确定性使光储充电站的收益存在一定的不确定性。为了量化该不确定性给光储充电站收益带来的影响,即收益的CVaR值,建立了含收益和CVaR的光储充电站多目标容量优化配置模型。模型中CVaR函数为条件风险价值量化的投资商的预期收益,收益期望值函数为考虑充电需求和光伏出力典型场景下的收益与其概率乘积之和,结合增广ε-约束法以收益为主目标,将预期收益CVaR次要目标作为约束。求解模型获得不同风险偏好下收益期望值和预期收益CVaR的pareto前沿以及对应的配置容量,采用熵权-TOPSIS法筛选出客观决策方案。相较于传统风险管理中的线性加权法,增广ε-约束法处理目标后可得到更具分布性以及边界最优性的前沿,能够映射出多目标问题的实际pareto前沿,提供收益期望值和预期收益CVaR划分更细致的投资方案。

双站纯方位空时软约束无迹粒子滤波算法

针对双站纯方位机动目标跟踪中由信息不完全和非结构化测量环境导致的有界混合似然问题,提出空时软约束无迹粒子滤波算法。针对目标先验未知,利用光电经纬仪对极几何约束测量空间点,预测空间曲面中心计算转弯率;为覆盖多域似然,采用无迹变换技术更新目标状态,引入模糊测度调制重要性函数;为保持估计方差维数不变性,根据狄拉克后验采样提取目标状态。仿真结果表明,对于典型的双站经纬仪跟踪空域点目标,相比于Rao-Blackwell多模型粒子滤波,提出算法的计算复杂度与单模型粒子滤波量级相当;相比约束辅助粒子滤波算法,提出算法的滤波精度提高了27%~41%。

西津水电站汛期控制运行水位调整方案研究

为助推能源绿色低碳转型,进一步挖掘西津水电站调节潜力,笔者基于郁江流域防洪体系建设和西津水电站历年调度运行情况,通过预报调度法和预泄能力约束法分析提出汛期控制运行水位调整方案,并对调度方案带来的影响、风险和效益进行分析。结果表明,方案具有可操作性,风险可控,同时有一定发电效益,可为西津水电站汛期精细化调度提供参考。

深圳市燃气场站复合建设的探讨

如何在束缚空间的条件下顺利建成燃气场站,已成为困扰深圳市燃气输配系统发展的难点问题之一。深圳市在燃气场站的复合建设方面进行了长期探索和实践,提出了捆绑模式、附建模式、混合模式、装配模式和合建模式等多维空间复合建设路径。分析了已有的燃气场站建设案例,不仅实现土地资源的集约节约利用,也保证燃气场站的顺利落地,全力保障了深圳市燃气输配系统的构建,以此支持城市的高速发展。这些都为其他大中型城市面对类似的空间束缚问题时,提供有益的案例参考和经验借鉴。

水电站水库优化调度的改进粒子群算法

粒子群优化算法是通过粒子记忆、追随当前最优粒子,并不断更新自己的位置和速度来寻找问题的最优解。为了克服标准粒子群算法存在着早熟收敛、难以处理问题约束条件等缺点,本研究对递减惯性权值进行了改进,将其表示为粒子群进化速度与群体平均适应度方差的函数;给出了适合PSO算法的约束处理机制,提出了一种改进自适应粒子群算法,并将其应用于水库优化调度中。实例计算并与经典方法相比,表明该方法原理简单、易编程实现,能以较快的速度收敛于全局最优解。

基于遗传算法的光电经纬仪布站优化设计

对光电经纬仪的布站优化设计进行了研究。针对原有光电经纬仪布站优化仅进行定性分析、定位精度不高的问题,提出了根据布站几何与定位精度的精确关系建立布站优化模型,并用小生境遗传算法求解的方法。首先分析了光电经纬仪布站几何与定位精度的关系,构造了布站优化的目标函数,然后全面考虑了实际工程应用的约束条件:光测设备性能约束、光测设备与太阳夹角的约束、布站区域约束;在此基础上,用小生境遗传算法对光电经纬仪的布站优化模型进行求解。最后给出了仿真实例,仿真结果表明了该方法的正确性、有效性和稳定性。