基于RSMA的无线光通信中预编码与功率分配研究

【目的】针对无线光通信(OWC)系统中应用速率分拆接入(RSMA)技术的资源分配问题,提出一种基于线性逼近的联合预编码矩阵和速率分配算法,以提高系统的可靠性和性能。【方法】采用变量转换和线性逼近的方法将非凸分阶函数转化为凸函数。通过联合预编码矩阵和速率分配算法,有效地分配系统资源,提高系统性能。为了求解最优解,采用连续迭代算法进行优化。【结果】仿真结果表明,文章所提出的联合优化方案显著降低了系统中断概率,并具有快速的收敛速率。这意味着所提方案能够在基于RSMA的OWC(RSMA⁃OWC)系统中提供更可靠和高效的通信性能。【结论】文章所提方案为OWC系统中的RSMA技术提供了有效的资源分配方法,提高了系统的可靠性和性能。进一步的研究应聚焦于RSMA⁃OWC系统的中断概率问题以及资源分配、预编码设计和应用扩展等方面的挑战。该研究为推动RSMA技术在OWC领域的应用和发展提供了有价值的参考。

基于开放市场环境的多微电网系统优化调度方法

在开放的市场环境下,微电网不仅可与配电系统进行电能交易,微电网之间也可以进行电能交易。本文首先给出了含多微电网的配电系统电能交易规则,在此基础上提出了开放市场环境下的多微电网系统双层调度方法。下层是以各微电网自身收益最大化为目标的优化问题,对微电网内部各可控电源制定调度计划;上层通过配电调度机构对下层优化问题可能引发的交易冲突进行协调。经算例验证,该方法可有效解决多微电网系统优化调度问题,提升微电网的收益,有助于推动分布式能源和微电网的有序发展。

考虑右半平面极点的三相并网变换器小干扰稳定性分析

电力电子设备渗透率的不断提高使得电力系统转动惯量和阻尼水平下降,对新型电力系统安全稳定运行带来不可忽略的影响。目前并网变换器系统判稳方法常采用奈奎斯特判据和广义奈奎斯特判据,但这两种判据均适用于阻抗比中不含右半平面(right half plane, RHP)极点的场景。针对上述问题,基于考虑正负序耦合和源荷之间耦合的等效单输入单输出(single-input single-output, SISO)系统阻抗模型,提出了考虑RHP极点的三相变换器并网系统判稳方法。首先,对研究系统的RHP极点个数及奈奎斯特曲线包围点(-1, j0)的次数进行估算。然后,在奈奎斯特判据的基础上,利用SISO系统阻抗伯德图进行分析,在系统存在RHP极点的情况下对系统的稳定性进行判断。最后,基于Matlab/Simulink中搭建电磁暂态仿真模型,验证了在有无RHP极点的不同场景下,所提判稳方法均能对三相变换器并网系统的小干扰稳定性进行有效分析。

油浸电力变压器过载能力核算模型参数敏感性研究

传统的变压器过载能力研究中,缺乏核算模型参数的敏感性及量化分析,使得参数的选取导致计算结果的不精确,因此,本文研究了过载能力影响因素及参数的敏感性,分析各个参数对过载能力的影响,为过载能力核算提供科学的参数选择依据。首先,研究环境温度、起始负荷率与各类过载关系,分析表明,环境温度的增加导致变压器短期急救负载过载时间的非线性减少,导致长期急救负载的过载倍数近似线性减少;起始负荷率的增加导致变压器短期急救负载过载时间的减少。其次,通过对比计算模型中各个参数的敏感程度,表明额定负载下顶层油温升、油指数、冷却方式参数值的可靠程度与核算模型计算结果的准确性息息相关。最后,结合算例对本文研究进行验证,数据结果充分证明了本文结论。

电力系统厂站接线图拓扑关系检测技术

厂站接线图中电气元件的拓扑关系是厂站接线图自动生成技术所需的核心数据。目前,已知的厂站接线图自动生成技术仍然依靠人工获取图中的拓扑关系。通过利用基于深度学习的目标检测技术与传统的计算机图像处理技术相结合的方式,能够实现厂站接线图拓扑关系检测。首先,利用基于深度学习的目标检测方法对电气元件进行识别,并利用计算机图像处理技术对标量格式接线图进行预处理,完成电气元件与连接线的分割。然后,利用轮廓跟踪算法对连接线连通区域进行检测标记。最后,根据获取的电气元件信息与连接线信息获取图纸的拓扑关系。采用国家电网有限公司提供的数据集,并设计了对比实验,验证了所提方法的有效性。

计及用户不满意度的家庭能量管理调度优化研究

针对家庭能量管理调度优化问题,本文建立了计及用户不满意度的家庭能量管理调度优化模型,综合考虑用户用电成本、用户对用电时间的不满意度和对温度的不满意度3个目标,采用多目标粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)对模型进行求解,并结合信息熵法对最优解进行选取,从而完成对各家用电器的优化调度。同时,对不同情景下的用电模式进行算例仿真。仿真结果表明,采用计及用户不满意度的家庭能量管理调度优化模型对家用电器进行调度,可以在降低用户用电成本的同时,兼顾用户用电的舒适度,验证了模型的有效性。该研究对智能家居的调度和用户的智能用电具有重要的理论和指导意义。

电力系统主动解列优化断面的实用化快速搜索方法

本文提出一种电力系统主动解列断面的优化搜索方法,以多层图分割理论为框架,通过粗化、初始分区和还原优化3个阶段实现解列断面的快速搜索。结合粗化阶段信息,在还原优化阶段提出一种基于寻优和校验的优化搜索策略,依次进行寻求目标最优解和连通性校验两个过程,借此替代含复杂逻辑约束0-1规划问题的求解,在提高求解效率的同时具有更高的可靠性和可扩展性。为提高拓扑连通性校验效率,提出一种最小化校验子图的构造方法。最后通过两个算例验证了本文方法的有效性。

浅析调度自动化设备的检修与管理

随着电力调度自动化系统不断应用发现,对电网的运行管理模式产生了深远的影响。电网运行过程中运行方式逐渐趋于复杂化和大规模化,电网调度自动化设备在电力系统中的重要地位逐渐体现出来。但在应用电力调度自动化系统保证电网系统安全可靠的运行,为电网调度业务保驾护护航的同时,还需要有先进的技术和设备作者后续支撑。电力调度自动化系统是一个结构十分复杂的运行系统,需要供电企业做好系统日常设备的维修和管理工作,确保系统中的各种设备能够健康稳定的运行下去。本文主要结合实际情况,就电力调度自动化系统存在的问题进行了分析,然后论述了调度自动化设备检修和管理对策,希望通过本次研究对提升电力调度自动化系统运行效率,保证电网运行安全有一定助益。

基于QCQP的含线损交直流混联电网经济调度模型研究

为提升交直流混联电网运行效益,精细化考虑线损对发电机组调度计划的影响,提出了一种基于二次约束二次规划模型(QCQP)的含线损交直流混联电网经济调度模型。含线损的交直流混联电网经济调度模型在数学上属于非确定性难题,传统的数学规划方法难以对其准确高效求解。通过对线损项进行泰勒展开,并忽略其高次项,可将线损项转化为各变量二次幂组合的表示形式。在此基础上,利用系统潮流计算动态调整电压幅值,即可将交直流混联电网非确定性难题转化为QCQP问题,利用现有规划软件包直接求解。最后,基于改进的IEEE-30节点系统构造算例表明,所提出方法误差不超过仅6%,而其求解时间仅为传统规划方法的10%,能在保证精度的前提下提升求解效率。

激励风电场提升功率预测精度的机制设计

提高风电预测精度是减少弃风、降低新能源消纳成本的重要手段之一。如何从机制设计入手,提高电网消纳新能源能力,降低全社会消纳新能源成本,成为亟待解决的问题。设计一种激励风电场提升功率预测精度、进而促进新能源消纳的机制,提出了支撑该机制运行的相应模型与方法。采用区间数方法精细量化为消纳新能源而增加的系统运行成本,并设计其在各风电场之间公平、非线性化分摊的机制。该机制满足激励相容原理,能够促使风电场提高日前上报预测出力精度,优化运行管理。基于IEEE 30节点系统的计算验证了该机制与方法的有效性。

山西电网设备信息共享机制研究与应用

通过分析电网信息管理及共享方面存在的共性及个性问题,提出了设备运维单位设备(资产)运维精益管理系统与调度运行单位调度管理应用系统数据共享和业务协同的机制,创新提出一种智能化设备组织方式,开发了数据交换接口及电系铭牌交互界面,为数据共享与业务协同提供可靠平台,可有效提升电网信息的智能化水平。

电网调控操作智能防误技术研究与应用

随着社会经济的发展,电网规模高速增长,电网结构日趋复杂,传统的依靠调度员经验的调控操作防误校验模式已经不能满足日常工作需要。本文将拓扑分析算法和五防规则充分结合,提出了一种以网络分析为基础,涵盖间隔层、设备层、电网层的三级智能防误体系;并基于此研究,开发实现了一体化的电网调控操作智能防误系统。该系统集调控防误、潮流校核等功能于一体,为调度员科学地分析电网变化带来了理论依据,有效地提高了系统安全性和供电可靠性。

基于蚁群优化算法的配电网重构

配电网重构是一个非线性、离散的组合优化问题。提出一种基于超立方体(Hyper-Cube,HC)框架的蚁群优化算法,并以网络损耗最小为目标对配电网进行重构。HC框架通过信息更新规则的变化限制了信息值的改变,避免了求解过程中搜索容易陷入局部最优的缺点,提高了算法的鲁棒性。最后对69节点的配电网进行算例分析,验证了算法的有效性。配电网重构提高了配电网的经济性、可靠性和电能质量。

10kV架空导线单相触树接地故障模型及其检测方法

针对现有的高阻故障模型难以描述导线触树故障的过渡电阻缓变特征的问题,在分析导线触树故障物理机理的基础上,建立了基于实际物理过程的等效模型。试验结果表明,该模型能够良好模拟不同尺寸接地树木下过渡电阻的短时非线性特性及长时缓变特性。以模型为基础,提出基于故障分量幅值的长时变化趋势进行故障判断的方法。仿真结果表明,该方法的耐过渡电阻能力可达17kΩ以上,在实际线路试验中,导线触树故障检出时过渡电阻约51kΩ。

基于深度学习和图匹配的接线图检测与校核

传统的厂站一次接线图的绘制和管理主要依靠电网运行人员,费时费力且缺乏科学可校核的参考标准。提出了一种基于深度神经网络和数字图像处理相结合的厂站一次接线图的自动检测、识别和校核算法。首先,使用目标检测Faster R-CNN模型检测厂站接线图中的电器元件,并达到92%的检测准确率,同时使用端到端的文字检测识别模型识别厂站接线图中的文字信息,并达到94.2%的文字检测准确率和92%的文字识别准确率;然后,使用数字图像处理技术进行厂站接线图连接线、拓扑关系识别;最后,使用改进的VF2算法进行厂站一次接线图和人工维护的厂站一次接线图拓扑关系匹配校核,将拓扑数据抽象为无向图,通过轮廓序号得到元件的相对位置信息,根据改进的VF2算法得到2张图的匹配率,并通过匹配率与设定好的阈值来帮助核验,相比于节点遍历的匹配方法,核验准确率提高了37.5%。基于某供电公司提供的部分变电站的厂站一次接线图标注了接线图电器元件,贡献了一个小型接线图数据集。

计及网络谐振结构的双馈风电场次同步振荡问题分析及抑制

针对双馈风电场经串补送出时的振荡问题,致力于从电力网络谐振的角度分析其振荡机理,并提出相关抑制措施。首先结合双馈风机的基本结构,对其交流侧受扰动时的响应特性进行了分析,建立起双馈风机的端口阻抗模型。在此基础上,采用s域节点导纳矩阵法分析了不同运行工况下双馈风电场经串补送出系统的网络谐振结构,并确定了不稳定谐振模式的主要影响区域。最后,针对最不稳定的谐振模式提出了基于旁路阻尼滤波器的谐振抑制措施,并通过电磁暂态仿真对其有效性进行了验证。算例分析表明,在高串补度、低运行转速下,系统在次同步频段内确实存在一定的谐振风险;通过合理设计旁路阻尼滤波器参数,可以有效提高系统的谐振稳定性。

交直流混联系统暂态功角稳定评估及特征量可解释性分析

相较传统电力系统,含新能源的交直流混联系统结构更加复杂,其稳定评估难度更大,且稳定影响因素的甄别和解释性较差。针对上述问题,首先选择新能源和直流特征量作为稳定评估模型的输入,并由sigmoid函数得到样本预测值与稳定结果之间的关系,提出一种基于极致梯度提升树(extreme gradient Boosting,XGBoost)的交直流混联系统暂态功角稳定评估方法;为进一步分析特征量对系统暂态功角稳定的影响,提出基于SHAP(Shapley additive explanations)的特征量可解释分析方法,从全局说明新能源和直流特征量的重要性,并从全部样本的角度反映各特征量值本身的大小与稳定结果的促进和抑制关系,再从局部得到特征量对单个样本稳定结果的影响;最后在某500 kV实际交直流混联系统上进行仿真验证,证实了该评估方法的准确率较高且SHAP能有效解释新能源和直流特征量对交直流混联系统暂态功角稳定的影响。