昆明理工大学电力工程学院简介

昆明理工大学电力工程学院始于国务院1974年6月4日批准成立的云南工学院水电系。目前学院下设电气工程和水利水电工程两个系。现有电气工程及其自动化、水利水电工程、水文与水资源工程3个本科专业,其中水利水电工程、电气工程及其自动化两个专业是国家级“双万”专业,水文与水资源工程是省级“双万”专业,3个专业都已通过教育部工程教育专业认证。

基于生成对抗Transformer的电力负荷数据异常检测

电力负荷异常数据将给电力系统规划、负荷预测以及用能分析等带来较大的负面影响,因此亟须对负荷数据异常进行检测与识别。首先,针对电力负荷数据异常分类、原因及其特征开展分析。其次,改进传统Transformer编码器结构,采用多头注意力层代替掩码多头注意力层,同时移除前馈网络,以提高模型对负荷时序序列的全局注意力。基于生成对抗网络(generative adversarial networks,GAN)生成器与判别器的博弈结构,提出一种改进的GAN-Transformer模型,以更好地捕捉趋势性特征并加速模型收敛。然后,引入多阶段映射与训练方法,综合焦点分数打分机制,通过分阶段负荷序列重构帮助模型更好地提取负荷数据异常特征。最后,算例分析结果表明,GAN-Transformer模型在负荷数据异常检测精确率、召回率、F_(1)值以及训练时间方面均具有更优的性能,验证了所提方法的有效性和优越性。文中研究工作为基于深度学习进一步实现电力负荷数据异常分类与数据修复提供了有益参考。

基于节点碳势需求响应的电力系统双层优化调度

为实现电力系统低碳排放、助力经济提升,在建立碳势引导多元柔性负荷模型的基础上,提出一种基于节点碳势需求响应的双层优化调度策略。首先,利用比例共享原则追踪碳排放流,搭建碳排放流模型,从时空维度感知各节点的碳势变化规律。其次,将碳流分析纳入负荷侧需求响应机制中,利用节点碳势建立负荷聚合商需求响应碳排放模型,并厘清不同碳势强度下负荷聚合商调度差异,构建基于节点碳势需求响应的电力系统双层优化调度模型。模型上层为电网运营商最优经济调度,模型下层为负荷聚合商需求响应经济调度。最后,以改进IEEE 30节点系统为例,验证了所提方法的有效性。

坚持面向行业办学理念 培养适应电力工程需求的应用型人才

南京工程学院电气工程及其自动化专业具有悠久的办学历史,在办学过程中,它始终坚持面向电力行业的办学理念,紧随社会的发展适时调整人才培养方案和知识结构,重点抓好七个环节,尤其在实践教学方面构建了多层次的实践教学体系,为培养应用型本科人才探索出一条自己的路子。

带有指令滤波的电力弹簧系统反步控制

针对新能源发电系统因间接性和不确定性导致的电压波动问题,文中首次将反步控制策略应用于电力弹簧(electric spring,ES)系统,并提出一种带有指令滤波的ES反步控制策略。根据ES的数学模型利用反步法设计控制器,并加入指令滤波器,以解决ES反步控制中的计算膨胀问题,同时设计误差补偿信号,并利用Lyapunov稳定性理论验证系统稳定性。通过仿真模拟新能源发电系统网侧电压波动时,ES对关键负载(critical load,CL)电压稳定的效果,以及不同系统参数对文中控制策略的敏感性分析。与传统的比例积分(proportional-integral,PI)控制对比,CL电压动态响应速度提高0.07 s,CL电压畸变率降低31%,参数敏感性分析中CL电压最大偏差率为0.318%,能承受的最大电压幅值波动范围提高52.9 V。仿真结果验证了文中所提出的控制策略具有响应速度快、谐波含量低、抗干扰能力强的优势。

电力电子变压器参与配电网调压调频的应用研究

为提升配电网的稳定性,该文提出利用配电网电力电子变压器对配电网的电压和频率进行调节。通过电力电子变压器输入级进行配电网无功功率调节,利用母线电压下垂特性提出无功调节方法,并引入无功电流反馈以提高配电网电压质量和稳定性;同时,通过电力电子变压器输出级控制负载电压以调节配网有功功率,作为一次调频储备负载,从而在频率暂态期间减小频率偏差。通过对基于配电网电力电子变压器的调压调频控制方法进行实验验证,所提控制策略能改善配电网电压和频率质量,有效提升配电网的稳定性。

考虑电力-交通耦合网动态协调的EV集群灵活性挖掘与优化调度

电动汽车(EV)作为兼具交通与能量双重属性的跨域主体,发挥其时空灵活性将助力电力-交通耦合网的协调运行。为此,文中考虑电力-交通耦合网综合效益,提出了EV集群调控策略。首先,基于弧阻抗函数构建了动态交通网络加载模型。其次,考虑EV用户的各特征参数存在的差异性与耦合性,构建了单体EV灵活运行域模型,并采用基于zonotope线性近似的闵可夫斯基和算法对其聚合,得到EV集群的时变灵活运行域。在此基础上,提出了动态交通流最优分配下EV集群灵活性调控的双层模型,迭代求解得到上下两层耦合变量构成的瞬时单位流量出行成本,从而引导EV的出行与充放电行为。最后,通过与最短路径引导策略进行比较,验证了所提EV集群调控策略的有效性。

基于WRLS-ARMAX系统辨识的新能源电力系统惯量评估

随着高比例新能源机组并入电网,电力系统低惯量特性愈加显著,严重影响了系统运行稳定性。为了准确估计新能源电网实际运行状态下的惯量大小,提出了一种基于加权递推最小二乘(WRLS)-受控自回归滑动平均(ARMAX)系统辨识的新能源电力系统等效惯量评估方法。首先,以发电机为对象,建立不同扰动情况下发电机功频响应特性的通用惯量解析模型;其次,以发电机并网母线有功功率和频率扰动作为输入和输出,建立ARMAX模型,考虑到实际电网运行过程中受大、小扰动共同影响,实际测量数据具有异方差性,采用WRLS求解模型中的待辨识参数;然后,提取辨识模型中包含惯量响应的传递函数模型,利用阶跃响应计算惯量源的惯性时间常数,进而计算得到系统等效惯量大小;最后,通过Matlab/Simulink仿真算例验证了所提方法的准确性和实用性。

基于绿电和自愿减排量交易的园区低碳电力运营优化

为保证园区电力运营经济性,提高清洁电能的使用比例,文章提出了一种基于绿电和自愿减排量交易的园区低碳电力运营优化模型。该模型综合考虑了绿电和火电的购电成本、光伏发电成本及自愿减排量收益,以总运营成本最小为目标函数,结合随机概率约束,分中长期、日前和实时三阶段对绿电、火电电量以及光伏发电量进行优化。以南京市某企业园区的数据为基础,在自愿减排量价格合理的前提下,该优化模型可小幅降低园区总运营成本,并且显著提高了清洁电能的使用比例和园区应对扰动的能力。另外,就自愿减排量价格以及置信度取值对优化结果的影响进行了分析。

结合实际探讨电力工程教学改进

电力工程课程是一门理论与实践结合紧密、实用性较强的专业课程。就目前存在的教材更新较滞后、教学形式较单一、学习效果不理想问题,探讨在丰富教学内容、突破教学方法、加强实践环节方面的改进措施。

新时期《电力工程信号处理及应用》特色立体化教材的建设

如今,信号处理技术在电力工程中的应用越显广泛。介绍了立体化教材的概念、背景,分析了国家级精品课程特色教材《电力工程信号处理及应用》课程立体化教材的建设及其特色。

基于二次型迭代逼近法的电力系统电压鞍结分岔点识别

为实现负荷增长过程中电力系统鞍结分岔点(SNB)的快速准确识别,提出一种直接计算电力系统电压崩溃点的二次型迭代逼近方法,基于系统中PQ节点输出的PV曲线为近似二次型的特点,在节点功率平衡方程中引入负荷增长参数,运用复合函数求导法则就功率方程进行两次求导,理论推导节点电压对负荷参数的一阶、二阶导数表达式,由此确定PV曲线二项式,依靠顶点坐标确定电力系统鞍结分岔点的初始位置,经多次迭代收敛逼近电压崩溃点。所提方法避免了连续潮流法的多次潮流计算,可显著降低计算量。以IEEE 14,IEEE 118节点系统进行仿真验证,证明了该方法的有效性,相较增补P’Q节点法及戴维南等值法,二次型迭代逼近法具有较高的计算效率和鲁棒性。

水利水电工程专业课程思政建设策略研究

通过系统研究水利水电工程专业课程思政建设策略,以期提高水电专业学生的思想政治素养和综合素质。研究方法包括教学设计和教学方法、教学案例和实践教学、教材编写和资料建设研究,进而开展效果评价和学生发展的跟踪研究。研究结果表明,合理的教学设计和教学方法可促进思想政治教育与水电专业知识的深度融合。案例研究和实践教学帮助学生更好地理解和思考与思政教育相关的问题,教材编写与资料建设的改进为学生提供多样化的思政学习资源。水利水电工程专业课程思政建设的实践研究有利于提高水电专业学生思想政治素养和综合素质水平。

融合电磁场的“电气工程CAD”实践教改

为了使“电气工程CAD”实践课程与实际电力工程更好地相结合,提出将“工程电磁场”的理论分析融入电气工程CAD的教学。以接地系统工程为例,建立了接地体的数学仿真模型,设计了工程模拟施工与模拟验收平台。授课表明,对具有较强工程性的实践课程,融合电磁场理论的电气工程CAD实践教改,促进了学生快速融入工程规范,产学研的转化得到协同发展。

基于特征选择策略和TCN的电力负荷预测方法

电力负荷由于受到多种外部因素影响,具有较大的波动性和随机性,使得高精度的负荷预测十分困难。为有效处理高维特征以提高模型预测精度,提出了一种基于特征选择策略和时间卷积神经网络的电力负荷预测方法。首先,采用基于极端梯度提升树的特征选择策略,深度挖掘与负荷关联性强的特征作为预测模型的输入;其次,构建基于时间卷积神经网络(TCN)的电力负荷预测模型,对特征选择后的负荷数据进行预测;最后,采用某市真实负荷数据进行仿真分析。结果表明,文中所提方法与传统预测方法相比,具有更高的预测精度。

基于LC-GAN的电力碳排放数据异常检测方法

针对目前电力碳排放数据存在的坏数据虚假注入问题,提出一种基于生成对抗网络的电力碳排放数据异常检测方法。首先构建面向时序数据的改进生成对抗网络,引入双层长短期记忆网络,深入挖掘时序数据的内在联系;再通过生成对抗网络改进模型的生成器和判别器的共同打分,判别电力碳排放数据异常值;最后在华东某省碳排放监测平台进行电力碳排放数据测试。结果表明,基于生成对抗网络改进模型的电力碳排放数据异常检测方法对抗训练稳定、损失函数收敛速度快,检出率为87.5%,针对电力碳排放时序异常数据检测的准确度较高。

“电力系统自动装置”教学改革与实践

立足“电力系统自动装置”的教学培养目标和课程特点,分析了该课程教学改革的需求和方向,从课程内容、课程实施、课程考核评价三个方面提出改革措施,推动以工程应用为导向、以学生发展为中心的“理实一体化”教学改革,以期提高工程应用型人才培养质量。该教学改革方案在南京工程学院进行了试点应用,重点对实践环节进行了创新改革,研制出一套自主设计开发实验平台供学生训练实践,有效提升了教学效果。

电气工程及其自动化的智能化技术应用研究

随着智能化技术的快速发展,人工智能、大数据和机器学习等技术在电气工程中得到广泛应用。本文从不同角度对智能化技术在电气工程中的应用进行了深入研究和分析,探讨了智能化技术在电力系统、控制系统、生产系统和安全监测等领域的具体应用。同时,还分析了智能化技术在电气工程中所面临的技术挑战。

补水工程对湖泊水质提升效果影响研究

为研究补水工程对湖泊水质提升效果,以异龙湖为例,利用MIKE21建立异龙湖二维水动力水质模型,模拟分析城河、大水河不同入湖流量、入湖水质下湖内COD、TN浓度变化情况。结果表明,增加入湖流量、改善入湖水质均对湖内COD、TN浓度有一定改善效果,其浓度分布规律为湖西<湖中<湖东;Ⅱ类水在各补水流量下削减率最好,但该类水源宝贵;当水源为Ⅲ类、Ⅳ类水时,在1.5和2m^(3)/s下,各污染物的削减率差异很小,其次在补水4个月水源为Ⅲ类水和补水8个月水源为Ⅳ类水时,同一流量下各污染物浓度的削减效率基本一致。考虑到各类水质、水资源稀缺性,短期补水流量为1.5m^(3)/s、入湖水质为Ⅲ类水更具有可行性。

德国与英国电力市场平衡机制对比分析及启示

随着新能源大规模并网,电力系统电力电量平衡面临新的挑战,迫切需要优化市场结构,建立新型电力系统平衡机制。鉴于德国和英国电力市场的成功经验,文中从平衡单元构成、平衡责任方权限、现货市场时序和范围、平衡市场、不平衡结算以及市场透明度6个方面对德国和英国电力市场平衡机制进行了介绍和对比分析。最后,针对中国电力电量平衡现状,从市场化平衡模式、新平衡主体培育、平衡主体的责权利、精细化的现货市场和不平衡结算等方面提出了中国构建新的电力电量平衡机制的相关建议。