考虑灵活性的交直流混联配电网分布鲁棒优化运行

为适应未来配电网交直流混联的配电方式、应对新能源不确定性带来的运行灵活性调节量不足问题,提出一种考虑灵活性的交直流混联配电网两阶段分布鲁棒优化运行模型。首先,在交直流混联配电网架构下,分析其灵活性资源供需关系,定义上调/下调灵活性裕度指标;其次,综合考虑系统中各类约束,构建描述配电网经济性、新能源消纳性与灵活性的优化运行模型,结合数据驱动生成的风光典型场景,采用基于综合范数距离的分布鲁棒优化方法处理风、光出力不确定性,并根据优化变量的出力特性构建两阶段分布鲁棒优化运行模型;最后,对模型进行凸性转化与求解,通过修改的33节点交直流混联配电网算例验证模型的有效性。

含高比例光伏配电网电压安全性数字孪生预警方法

光伏的随机不确定性易引起配电网电压越限,而同时光伏又具有电压主动支撑能力,对电压影响产生一定的自消作用。因而,含高比例光伏的新型配电系统电压安全问题日益复杂。因此提出一种新型配电网数字孪生电压安全分析和预警方法。首先论述了孪生配电网电压安全预警的实现机理和功能方案,并基于运行数据建立配电网源荷随机行为的马尔科夫模型,提出不确定场景下电压越限风险评判指标。然后采用吉布斯算法对源荷马尔科夫模型进行蒙特卡洛随机抽样,根据配电网当前的运行状态,利用孪生配电网超实时计算能力快速仿真配电网未来随机场景,并计算电压风险指标,评判电压安全性。最后应用算例分析验证了所提分析方法的有效性及合理性。

考虑灾前预调度的区域综合能源配电网恢复策略

针对区域综合能源配电网(Regional integrated energy distribution network,RIEDN)故障演变模式复杂、灾害后果严重的问题,基于RIEDN在整个灾害过程中“正常-预防-故障”的运行状态,提出了一种考虑灾前预调度的RIEDN两阶段恢复模型。在预防阶段,以最小化预期恢复成本为目标,利用序惯蒙特卡洛模拟法得到极端灾害条件下RIEDN预想故障集,并将移动应急电源提前调度至候选连接点;在故障恢复阶段,计及耦合元件能源转换特性,通过定义孤岛能效指标对RIEDN进行分区差异化恢复。最后,通过算例对比分析,验证了所提策略能有效提高故障后增援物资运送效率,在提高失电负荷恢复量的同时缩短供电恢复时间。

考虑载荷与网损均匀性的配电网拓扑多目标规划

配电网拓扑结构规划中除经济性外还需考虑配电网拓扑结构可靠性。针对配电网拓扑结构研究中存在特征指标单一、难以对配电网拓扑特征均匀性进行科学评估从而影响规划可靠性的问题,提出一种综合考虑配电线路荷载率和网损率的基于均匀分布系数的配电网拓扑结构均匀规划方法。提出以荷载率拓扑熵和网损率拓扑熵来衡量配电网的网络拓扑结构,并将二者的加权和定义为均匀分布系数指标,用以表征配电网网络拓扑结构的均匀性。在此基础上,建立了以配电网经济成本最小和均匀分布系数最大为目标的配电网多目标规划模型,以提高配电网规划的经济性和可靠性。通过仿真分析验证了所提方案的合理性和优越性。

用电数据驱动的低压配电网负荷随机建模及不平衡评估

户用光伏发电和居民用电等单相设备因运行随机不确定性造成配电网三相不平衡问题日益严重。针对该问题,提出了一种用电数据驱动的低压配电网负荷随机建模方法。该方法利用高斯混合分布和期望最大化算法描述典型居民用电行为状态;通过建立云层覆盖指标划分云层状态,结合Beta分布描述光伏集群出力行为状态;采用马尔可夫链挖掘单相设备集群历史运行数据,建立系统各时刻运行状态转移矩阵,并采用序贯蒙特卡洛模拟方法对行为状态持续时间进行抽样,并建立系统状态随机模型。考虑低压配电网结构特点以及该随机模型,采用拉丁超立方抽样对配电网节点信息进行采样。基于节点支路关联矩阵进行潮流计算,并对三相不平衡问题进行评估。最后,以配电网模型作为仿真测试系统,验证所提方法的合理性与有效性。

考虑可控负荷参与的主动配电网故障分场景恢复策略

为探讨可控负荷参与故障恢复的可行策略并简化恢复决策过程,本文提出一种基于动态情景划分的主动配电网故障恢复决策方法。首先通过定义恢复情景指标函数将配电网划分为三种恢复场景;进一步通过定义拍卖等级指标函数,研究可控负荷参与的配电网故障恢复方案,以及通过定义负荷波动指标函数作为恢复时段划分依据,构建主动配电网多时段、分场景故障恢复决策的双层优化模型。上层模型以各时段配电网负荷切除量、网损和开关设备动作次数等指标最小为目标函数;下层模型对应各时段的三种恢复场景划分,分别以减少网损、最大化可控负荷收益和最小化负荷切除量为目标函数,应用层次分析法和蚁群算法求解双层模型得到整体恢复方案。针对恢复场景二可控负荷参与恢复的决策过程,给出三种维克瑞-克拉克-格罗夫斯拍卖机制改进措施,利用纳什均衡解存在证明机制的可行性,为利用可控负荷快速恢复提供可行决策方法。IEEE 69节点算例仿真验证了所提方法的有效性。

基于鲁棒优化的电-气互联型主动配电网故障恢复方法

电-气互联型主动配电网作为能源利用的重要形式,其故障恢复对于提升系统供电可靠性至关重要。针对电-气互联型主动配电网故障恢复问题,计及系统不确定性采用鲁棒优化理论建立故障恢复方法。模型以风光出力和故障恢复方案分别为自然决策者和系统决策者,令两者进行博弈。其中以最大化失电负荷量为目标函数,计及区间形式不确定性约束建立自然决策者模型。以最小化失电负荷量,计及电气互联约束、电能网络辐射状约束,功率平衡约束、电能网络运行约束建立系统决策者模型。基于两阶段松弛法设计故障恢复鲁棒优化模型的求解步骤。最后通过一个算例验证了所建立模型的有效性。

电力物联网双层网格抗捕获攻击密钥分配算法

针对电力物联网智能终端有限的存储、计算和通信资源,现有运行管理算法大多偏重于降低节点功耗,导致终端安全抗捕获的性能受限。为在保障电力物联网终端节点运行性能的同时提升抗物理捕获攻击能力,提出一种轻量级密钥管理方案。通过集中器节点部署增加管控中央区域,形成了一种新型的双层网格部署模型。基于新结构提出一种双阶段的密钥信息分配算法。各阶段根据各子区域节点数目设置Blom矩阵空间的安全阈值,大幅提高了电力信息网络连通性和抗捕获性能。仿真结果证明,当被捕获终端比例为5.5%时,该方案对应的通信链路失效概率较t-UKP和SPECC方案最大降低63%和68%。

智能配电系统的内涵及其关键技术研究

本文针对智能配电系统的运行现状进行科学化的分析,并简单介绍了智能配电系统的特点,如智能化突出、信息流高度融合等,并进行智能配电系统的内涵及其关键技术的研究,以延长智能配电系统的运行寿命,降低智能配电系统出现大规模运行故障的概率,希望可以给有关人员提供一定的帮助与参考。

燃料与氧化剂用量比对溶液燃烧法制备尖晶石型高熵氧化物结构和储锂性能的影响

以金属硝酸盐为氧化剂、甘氨酸为燃料,采用溶液燃烧法在750℃下制备尖晶石型(K_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))_(3)O_(4)高熵氧化物粉体,并将该粉体用作锂离子电池负极材料,研究了燃料与氧化剂的物质的量比(0.2,0.5,1.0,1.5)对产物结构和储锂性能的影响。结果表明:所制备的高熵氧化物化学成分均匀且具有介孔结构;随着燃料与氧化剂的物质的量比的增加,高熵氧化物的结晶度、晶格常数、晶胞体积、比表面积和孔体积均增大,晶粒尺寸先减小后增大,最可几孔径先减小后增大再减小;当燃料与氧化剂的物质的量比为0.5和1.0时,所制备的粉体具有相似的比表面积和类似的孔结构,但是前者具有更小的晶粒尺寸和最可几孔径。当燃料与氧化剂的物质的量比为0.5时,制备的电极在0.2 A·g^(-1)小电流密度下循环100圈后放电比容量最高(1196 mA·h·g^(-1)),这与此时电极材料具有较小的晶粒尺寸和最可几孔径以及适中的结晶度有关;当燃料与氧化剂的物质的量比为1.0时,电极具有最优的倍率性能,在1.0 A·g^(-1)大电流密度下循环400圈后的放电比容量高达1133 mA·h·g^(-1),在3 A·g^(-1)大电流密度下的比容量保持率仍高达59.4%,这主要与较大的晶胞体积有关。

基于改进降噪自编码器的馈线终端失效率预测

配电网中馈线终端设备由于运行环境恶劣,往往面临意外失效问题。本文针对海量馈线终端装置的失效率预测问题,使用堆叠降噪自编码器实现基于馈线终端的各个关键元件的失效率预测;采用基于Dropout的模型正则化方法防止自编码器训练过程中出现过拟合现象,同时采用Adadelta算法对堆叠自编码器进行优化,在保证预测准确率的同时提高学习速率,实现馈线终端故障失效率的高效准确预测;最后基于馈线终端装置现场数据进行仿真验证。仿真结果验证了本文方法对失效率预测的准确性和泛化能力。

能源化工基地碳捕集利用与封存技术优化研究

针对碳捕集利用方式单一,碳减排规模较小问题,提出一种新的能源化工基地碳捕集利用与封存技术。混合不同特性的有机胺吸收剂,并添加金属离子得到新型吸收剂,应用到添加分相器的碳捕集工艺装置中,采集能源化工基地排放烟气中包含的CO_(2),提出CO_(2)多元利用方式。以最小CO_(2)管道输送费用为目标,构建碳捕集与利用封存供应链模型,求解后得到CO_(2)管道输送超结构,CO_(2)经过输送管道转移到利用节点和封存节点,完成CO_(2)驱油封存方案制定,实现CO_(2)消耗。实验结果表明,所提碳捕集利用与封存技术应用到新疆能源化工基地中120d,碳减排规模达到了15.41×10^(6)t,有效推动了基地的碳中和发展。

基于改进差分进化算法的步进式加热炉能耗预测方法

为了快速寻找到全局最优解,提高加热炉能耗的预测精度,提出基于改进差分进化算法的步进式加热炉能耗预测方法。首先,采用小波包原理对步进式加热炉的历史运行能耗数据展开去噪处理,提高能耗数据精度;其次,采用时间卷积网络建立步进式加热炉能耗预测模型;最后,采用差分进化算法对预测模型进行求解,采用禁忌搜索算法对适应度值排名前10%的优良个体进行进一步的搜索,使差分进化算法的全局最优解寻求能力得到改进提升。实验结果表明,所提出预测方法去噪效果较高,预测结果与实际能耗结果基本一致,并且最长预测耗时不超过2 min。

交直流混合微电网中关于纹波的研究

考虑交流侧电网中谐波与三相不平衡对纹波的影响以及纹波的叠加,对交直流混合微电网中的纹波问题进行研究,提出在k次谐波源三相相位角变化时,其产生的k+1次与k-1次纹波的幅值是此消彼长的关系,对纹波的叠加有影响。证明当同次正序谐波之间、负序谐波之间及相邻次数的正序和负序谐波之间进行叠加时,谐波的初相位差对叠加纹波幅值的影响具有一定的规律性,最后,通过Matlab/Simulink建模对研究进行验证。由仿真结果可知,交直流混合微电网中纹波叠加的幅值与谐波次数及谐波源的初相位差有关。该文研究对混合微电网的电能质量分析和治理具有重大意义。

电力信息物理系统防御资源分配方法研究

为了有效应对电力信息物理系统(CPS)面临的网络攻击风险,提高电力CPS抵御网络攻击的能力,从信息侧和电力侧两方面总结电力CPS的安全防御措施,研究提高系统稳定性和容侵性的防御方法。首先将信息侧和电力侧具体投资的设备、软件和人力统一抽象为防御资源,基于系统的脆弱节点和关键节点,计算损失比例系数合理优化资源,最终提出一种可有效提高电力CPS抵御网络攻击能力的防御资源分配方法,并结合算例验证了其有效性。

基于业务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统

目前研究的电力移动作业异常巡检核查系统核查时间过长,数据安全难以得到保证。针对上述问题,基于业务分析提出了一种新的电力移动作业异常巡检核查系统,对系统的硬件和软件进行设计。通过核查移动作业端数据、核查后台管理端数据及业务系统数据组成系统架构,利用数据分析技术对信息进行采集、处理,实现异常核查,完成软件工作。实验结果表明,基于业务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统能够有效缩短系统核查时间,提高安全系数。

配电自动化省级管控主站建设方案与关键技术研究

探讨配电自动化省级管控主站的建设方案以及建设过程中涉及的关键技术,对地区省级配电自动化新建、改造、升级具有一定的指导意义。

考虑背景波动与量测数据相位缺失的系统侧谐波阻抗估计方法

现有系统侧谐波阻抗估计方法通常基于公共连接点处谐波电压、电流的相量数据进行求解,在谐波电压、电流两者各自的相位信息发生缺失时难以估算。针对这一问题,提出一种基于相关性校验与Tukey稳健回归相结合的系统侧谐波阻抗求解方法,该方法仅需谐波电压、电流幅值及两者相位差数据。分析谐波数据的相关性,根据皮尔逊系数剔除波动数据段以保证系统侧谐波阻抗的求解免受背景波动的影响。基于Tukey稳健回归法在弱化谐波数据相位缺失所导致的潜在异常波动点的同时回归求解系统侧谐波阻抗值,所提方法可以有效弱化背景谐波电压波动与数据相位缺失的影响,进一步提高了估计精度。通过仿真分析和实际数据计算验证,证明了所提方法的有效性和正确性,为相位缺失场景的谐波阻抗求解问题提供了一条新途径。

基于STEP7的加热炉燃烧系统CO_(2)减排技术研究与应用

针对目前CO_(2)减排技术存在的减排效果较差的问题,提出了一种基于STEP7的加热炉燃烧系统CO_(2)减排技术。介绍了加热炉燃烧系统的结构,分析了常规CO_(2)减排流程在变量复杂度方面存在的不足,引入了化学吸收法优化减排效率,并建立了应用有机醇胺的CO_(2)吸收模型。实际测试结果表明:该方法具有较好的减排性能,CO_(2)吸收速率高、减排负荷低、CO_(2)能源再生效果好。

双转子混合励磁电机优化设计和特性分析

提出一种新型双转子混合励磁电机(dual-rotor hybrid excitation motor,DRHEM)拓扑结构,通过单定子—双转子的结构实现了电励磁双凸极电机(doubly salient electromagnetic motor,DSEM)和永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的高效结合。给出了所研究电机的基本结构和工作原理,讨论了DSEM部分和PMSM部分的极槽匹配原则。通过建立电机有限元求解模型,计算和分析了电机内的电磁场,得出最优结构及参数。研究结果表明:新结构混合励磁具有简单、紧凑、无刷励磁、电磁损耗小等特点。通过励磁电流的调节,优化后的混合励磁电机具备良好的调磁性能和宽广的调磁范围,在航空电源启动系统中有重要应用价值。