灌区多水源联合利用的模拟-优化耦合模型研究

【目的】构建灌区多水源联合利用的模拟-优化耦合模型,实现灌区多水源的合理配置。【方法】以不同水源的引水比例为决策变量,以用水成本最小、用水效率最高以及在约束范围内地下水位抬升幅度最大为目标,基于半分布式水量平衡模型与Pareto遗传算法构建灌区多水源联合利用的模拟-优化耦合模型,并对东北三江平原水稻灌区典型区域进行典型年与长时间序列的多水源优化配置。【结果】本研究构建的模拟-优化耦合模型得出的典型年内配水方案可以很好地处理目标函数间的复杂关系,得出倾向于不同目标的多水源配置方案;长时间序列多水源优化配置可实现灌区年际间的水资源调控,在控制用水成本与提高用水效率的同时,对地下水位进行长期调控,实现地下水采补动态平衡;通过调整目标函数,模型可以根据地下水位恢复时间的快慢制定出多水源配置方案;与现有配水方案相比,常规灌溉与控制灌溉条件下优化方案的用水效率基本保持不变,但用水成本分别降低4.3%与23.8%,净地下水补给量分别增加0.52×105 m3/hm2和1.73×105 m3/hm2。【结论】在综合考虑用水效率、用水成本的前提下,本研究建立的灌区多水源联合利用的模拟-优化耦合模型可得出有利于灌区地下水可持续发展的多水源配水方案,为灌区多水源配水技术提供理论支持。

一种非正态分布随机序列建模和模拟的新方法

本文提出了一种非正态分布随机序列建模和模拟的新方法。该方法的基本思想是将ARMA模型产生的正态分布的相关序列直接通过Johnson分布转换式得到需要的非正态分布序列,而转换前后的序列的自相关函数基本一致。该方法克服了Davies方法中存在的一些问题,尤其适用于二维非正态分布序列的建模和模拟。实际加工表面轮廓的模拟结果和给定偏斜度和驼峰度的二维时序模型的模拟结果证实了该方法的有效性。

沸腾床内液相的返混特性

在直径0.3 m、总高7.2 m的沸腾床反应器内采用脉冲示踪法研究液相的返混特性。实验中分别以空气和水作为气相和液相,气体操作速度从0.26 cm·s-1变至12.97 cm·s^(-1),液体表观速度固定为0.86 cm·s^(-1)。采用三氧化二铝颗粒作为固相,其中固体颗粒的平均粒径为0.4 mm,床层固体含量(体积分数)从0变至42.9%。实验结果表明,在所有考察条件下每组响应曲线均存在明显的长拖尾现象,沸腾床内存在剧烈的液体返混现象。尝试采用带回流的多釜串联模型拟合实验数据,结果表明模型预测值与实验数据吻合得非常好,其中拟合得到的全混釜个数N为8,回流比k从1.320至4.218不等,方差预测值与实验值之间的最大误差不超过+18%。

基于分子动力学模拟的近临界区CO2折射率异常波动分析

为揭示近临界区CO2折射率的异常波动现象,利用分子动力学模拟技术对CO2在近临界区的微观分子结构及密度时间序列曲线的混沌特征进行了分析。结果表明:从微观层面上看,近临界区CO2是单分子和团簇体的多元混合状态,团簇种类复杂,密度不一且随时变化,进而影响光对最短路径的找寻,光屏上会出现无规则的长条纹,难以通过光斑条纹的特性获取近临界区CO2的折射率;近临界区系统密度剧烈波动,根据Lorentz-Lorenz公式,密度的波动会直接引起线性或非线性折射率的剧烈波动,导致无法直接获得近临界区CO2的折射率。

农村有源配电网自动化终端布局规划方法

针对农村配电网接入微电网使配电自动化终端优化进一步复杂化的问题,提出了1种含微电网配电系统终端布局规划方法。首先用蒙特卡洛时序模拟各元件状态、分布式电源出力和时变负荷,采用递归搜索算法按照含微网搜索原则计算各负荷点的停电时间。然后计算配电系统平均供电可用率和年停电损失费用。最后以终端初期投资、终端年运行维护和系统停电损失等费用的总和最小为目标函数,以给定的配电系统平均供电可用率为约束条件,采用遗传算法对终端布局进行优化。通过改进的IEEE RBTS Bus6-F4算例计算,验证了该方法的有效性和有无微电网时终端优化配置的合理性。

基于集中控制的分布式潮流控制器策略研究

作为解决柔性交流输电系统(FACTS)装置可靠性低、维护成本高等问题的可靠手段,分布式柔性交流输电技术(D-FACTS)以其灵活快速的特点成为FACTS研究的热点方向。文中从分布式串联电抗器(DSR)和分布式静止串联补偿器(DSSC)的结构和原理出发,将DSSC和DSR的工作方式相结合,得到分布式潮流控制器(DPFC)方案。该DPFC子控制单元使得阻抗调节兼具连续性和分级性的特点,在系统层面以集中控制的方式进行子单元整体投切和连续控制。文中提出了基于该方案的“DSSC+”集中控制、分布安装的DPFC系统架构,具体研究了基于在线负反馈的系统控制策略,并通过实时数字仿真算例验证了该策略的有效性,为该方案的工程应用提供理论支撑。

基于年时序仿真的增量配电网投资效益评估及敏感性分析

新电改政策提出有序放开增量配电业务,鼓励社会资本投资增量配电网。是否具有投资效益是社会资本进行投资决策的关键,目前尚无针对增量配电网项目投资效益的评估计算方法,且分布式电源和负荷的时序波动性以及增量配电网运营模式的多变性给效益评估带来诸多困难。为此,分析了增量配电网的运营模式,建立了增量配电网投资效益评估模型,通过净现值、动态投资回收期、净现值率等指标进行经济性评估。采用年时序仿真法对项目的成本和收益进行详细仿真计算,并针对负荷密度、分布式电源补贴费用、不同类型负荷比例等关键参数进行了敏感性分析。最后,结合算例,分场景讨论分析,验证了所提方法的有效性。

基于HBase的配用电海量时序数据存取研究

针对配用电海量时间序列数据,目前南方电网普遍采用关系型数据库进行存储,在技术上使用分库、分区、分表、联合索引等方式进行优化,灵活性、可扩展性、存储量等方面都存在问题。为满足配用电海量时间序列数据的存储要求,分析了关系型数据库优缺点,提出采用分布式数据库HBase构建电力系统数据中心以提高系统性能,并重点分析了HBase数据存储机制及实现方法,最后通过仿真实验进行对比。实验结果表明,基于HBase的配用电海量时间序列数据存取技术在存储及查询操作上具有较大的性能优势。

基于时序生产模拟的光伏接入容量研究

随着城市电网中光伏容量不断攀升,其容量规划问题的研究也迫在眉睫。该文考虑光伏出力与城市负荷的时序关系,结合火电机组的调频限制,利用混合整数线性规划法建立一种基于时序生产模拟的光伏容量规划模型。规划目标为在满足负荷需求下综合发电成本最低,包括火电机组调频成本和弃光成本。最后,以中国某地区实测数据为例,验证了该方法的有效性,同时分析了光伏接入容量与负荷类型的关系,为城市电网光伏容量规划提供了参考。

基于时序运行模拟的贵州省新能源消纳能力分析

新能源发电受到了越来越多的关注,然而新能源出力的不确定性、电网负荷的不可控性以及电网跨区传输等因素的限制,新能源难以完全消纳。传统分析方法不利于提高新能源消纳能力。该文以贵州省为例,基于时序运行模拟法对电力系统新能源消纳能力进行分析。首先分析了贵州省新能源资源分布情况、出力特性以及在时间和空间上的分布特点,并研究了风电、光伏的波动特性;其次,在研究系统短期运行的过程中,建立了考虑新能源不确定性的电力系统时序运行模拟模型。由于存在预测误差,考虑了新能源出力的不确定性,并根据系统的运行模式量化了新能源消纳能力;最后,基于贵州省新能源出力、负荷情况等规划数据进行了算例分析,并对所提模型进行了验证。

基于时序生产模拟的配电网光伏装机容量规划

基于时序生产模拟方法,对含风电与光伏的配电网,建立光伏发电装机容量规划模型,针对不同的弃风弃光率场景对光伏最优装机容量的影响,优化配电网最大光伏接入容量。仿真表明,通过允许一定水平的弃风弃光率,本研究所提规划方法能够在保证风电/光伏合理收益的前提下,最大化接入光伏发电,提高新能源发电利用水平。

辐射时间序列法中射入室内的太阳辐射分配算法对辐射供冷房间负荷计算适宜性的探讨

针对西安地区典型公共建筑,采用Energy Plus软件对辐射供冷房间负荷特性进行模拟,研究了不同的射入室内的太阳辐射分配算法对辐射供冷房间负荷计算结果准确性的影响,对辐射时间序列法中太阳辐射分配算法准确性的影响因素进行了敏感性分析,探讨了该方法中的太阳辐射分配算法用于辐射供冷房间负荷计算的适宜性。研究结果表明辐射时间序列法中的太阳辐射分配算法对地板辐射供冷房间峰值冷负荷有过高估计倾向;在该算法下,地板辐射供冷房间冷负荷计算结果的准确性对于地板对太阳辐射的吸收率最为敏感,对于窗墙比比较敏感,对于外窗朝向不敏感。对于顶板辐射供冷房间,辐射时间序列法中的太阳辐射分配算法对负荷计算结果准确性的影响较小,可直接应用。