mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
Level Densities and Entropy of Sn Isotopes

Energy level density plays an important role in the study of kinetic and thermodynamic properties of nuclear physics. In this paper, shell model and the truncation algorithm are used to calculate the lowest 10 000 states of Sn isotopes. The number of holes and the number of particles in the ~(116)Sn isotope of Sn is 8, and the energy level is the most complex. According to the ~(116)Sn energy level density, the relationship between energy level density and angular momentum and the microcanonical entropy of the system are studied. It is found that the lowest average energy level under even parity has an obvious oddeven effect of angular momentum, which can be reasonably explained by Pauli exclusion principle. Furthermore, the properties of different Sn isotopes are studied and a similiar conclusion is obtained. The microcanonical entropy of ~(116)Sn is fluctuated by odd parity in the low energy band, which is related to the fracture of neutron pairs.
基于磁通门磁力计的油气管道多缺陷智能识别分类方法研究

为保障管道的正常运行并及时对管道缺陷进行防治,本文基于金属磁记忆检测技术的原理,利用磁通门磁力计采集了管道漏磁信号,计算并选取多种特征量,包括磁感应强度峰峰值、最大值、最小值、平均值、能量、面积、梯度最大值、梯度平均值、小波包能量。使用协同表示分类方法、传统支持向量机方法和改进支持向量机方法建立了多种管道缺陷分类模型,其中最优模型缺陷的识别率达到了99.513 0%,模型训练加识别时间仅3.55 s。结果表明:模型对管道腐蚀缺陷、弯管应力集中缺陷以及焊缝应力集中缺陷的识别是有效的。本研究可应用于实际油田管道分类,并为缺陷分类领域的研究提供一定的参考。
面向多类型工业用户的分散式共享储能配置及投资效益分析

针对传统一体化式共享储能存在的灵活性较差且无法兼顾多类型用户的差异性用电需求等问题,提出一种分散式共享储能系统优化配置与调度方法;针对用户通过储能补贴政策漏洞骗取补贴收益的问题,在已出台政府补贴政策的基础上,提出一种改进分时补贴策略。首先,以工业园区为应用背景,深入分析了分散式共享储能系统与多个工业用户的能量交互机理;然后,以多用户整体净收益最大化为目标构建了基于合作博弈的月前、日前两阶段优化调度模型,并采用Shapley值法对合作收益进行分配;接着,设计了以储能全寿命周期净收益、动态投资回收期、投资回报率为指标的储能投资评估方法;最后,通过对比一体化式共享储能和分散式共享储能的配置成本、运行经济性,对所提方法的有效性进行了验证。算例结果表明:所提分散式共享储能配置方法在降低工业用户初期投资成本、用电成本方面具有一定的先进性,所提改进分时补贴策略在防止用户投机骗补方面具有一定的有效性,对推动用户侧储能多元化发展具有理论指导意义。
“双碳”目标下面向新能源消纳场景的共享储能综合评价

在“双碳”目标的驱动下,共享储能作为结合储能技术与共享经济理念的一类新型商业模式,有潜力在新能源消纳场景中发挥重要的作用。但是,如何评价共享储能商业模式的发展运营状况,目前仍缺少统一的评价标准与方法。为此,首先分析了新能源消纳场景中共享储能商业模式的基本要素,设计了共享储能综合评价指标体系,并详细概述了指标体系中各指标的定义与内涵;然后,利用模糊层次分析法进行指标赋权,通过设计目标方案,采用改进逼近理想解排序法,实现了不同评价方案间的横向对比评价以及评价方案与目标方案间的纵向对比评价;最后,以某共享储能交易试点的实际数据为算例,分析验证了所设计指标体系能够有效反映共享储能的运营状况以及存在的问题和变化趋势。
计及SOC的电池储能系统一次调频自适应综合控制策略

考虑电池储能系统自身容量限制下提升一次频率响应的自适应性,提出一种计及荷电状态(SOC)的电池储能系统一次调频综合控制策略。建立电池储能系统一次调频动态模型,对比分析了虚拟惯性与虚拟下垂控制对电网频率偏差的调节特性。设计考虑SOC的电池储能系统一次调频自适应综合控制策略,并引入一种由综合考虑频率偏差及其变化率的输入系数与计及电池储能系统SOC的反馈系数相结合的自适应因子,输入系数由模糊逻辑控制器自适应调节,反馈系数通过回归函数自适应调节。最后搭建仿真模型进行阶跃和连续负荷扰动工况下不同控制策略对比分析,仿真结果验证了所提控制策略能自适应控制电池储能系统出力,有效提升一次调频效果。
提高风能利用水平的风电场群储能系统控制策略

由于风电具有间歇性、波动性等特性,同时风电装机比重显著增长,电网接纳风电的能力受到各种因素制约。为了提高风能利用水平,从风电场群角度出发提出一种储能系统的充放电策略以消纳风电。首先,基于风速实时数据和4 h风速预测曲线以及负荷预测曲线,采用超前控制确定储能系统在一天内各时刻的充放电状态;然后,考虑储能系统的实时荷电状态和风电上网分时电价,以储能系统效益最大为目标,基于模糊控制确定储能系统的充放电功率,避免储能系统过充过放;最后,综合考虑储能系统消纳风电产生的电量效益、环境效益、调峰效益以及储能系统自身的设备投资成本和维护成本,以储能系统年净收益率和弃风消纳率为指标对所提策略进行评估。以东北某省的风电场群实际数据为例进行仿真分析,验证了所提策略的有效性。
考虑点对点电能共享的智能楼宇群分布式优化调度

针对兼具电能生产和消费能力的智能楼宇,基于能源与信息双向流动的特性,提出一种以点对点(P2P)电能共享为核心的智能楼宇群能量管理框架。对智能楼宇内部资源进行量化建模,同时针对楼宇内部的供冷特性,考虑用冰蓄冷储能系统满足楼宇冷却需求,利用P2P电能共享机制提升系统运行灵活性和经济性,并建立智能楼宇群日前经济调度优化模型;通过快速交替方向乘子法对所提模型进行分布式求解,得到智能楼宇群P2P电能共享的最优策略。算例结果表明,所提模型可以有效降低楼宇群对外部能源的依赖,在保证楼宇内用户舒适性的同时,提高系统运行的整体经济性以及对新能源的消纳水平。
基于区块链的共享储能联合调频分散交易机制设计

充分利用现有调频资源提高电力系统弹性是扩展系统可再生能源消纳能力的有效途径之一。提出分布式储能以共享储能形式与火电联合调频的商业模式,基于此设计一种计及分布式储能和火电机组偏好的联合调频分散交易机制。结合分散交易机制去中心化的特点,构建包含共识机制、智能合约的联盟链架构,并提出考虑交易主体隐私的交易信息分类管理方法。算例结果验证了所提分散交易机制实现资源优化配置的有效性,且多次市场模拟后的交易量和总社会效益稳定,与未考虑交易主体偏好的集中交易模式相近。
计及储能SOC恢复的孤岛直流外送AGC模型预测控制

在交直流并联运行电网中,送端孤岛直流外送系统可避免直流闭锁故障所导致的直流潮流向交流通道大范围转移的问题,但孤岛系统缺乏大电网支撑,系统惯量小,调频能力有限,大规模新能源的随机性出力会给其频率稳定带来严重的影响。针对直流送端孤岛运行状态易于建模预测的特点,提出了计及储能荷电状态(SOC)恢复的孤岛直流外送自动发电控制模型预测控制方法。依据电网等效思路将孤岛电网等效为单一机网模型用于预测电网的未来行为动态;根据多步预测计算区域控制偏差预测值,构造目标函数使得预测值较大时储能系统和火电机组共同参与调频,预测值较小时对储能系统SOC进行恢复;在PSCAD/EMTDC中进行仿真分析,验证所提控制方法的有效性。
含储能型虚拟同步发电机的直驱风机并网系统自适应协调阻尼控制策略

储能型虚拟同步发电机(VSG)的灵活控制特性能够为风电并网系统提供有效的频率和电压支撑,然而系统振荡特性会受到一定程度的影响,同时风电时变出力特性导致的运行点变化也将使得定参数阻尼控制表现出适应性不足的问题。为此,提出了适应风电出力时变特性的自适应协调阻尼控制策略。首先,在风电并网系统状态空间模型的基础上推导线性变参数模型,以直驱风机的有功功率为调度变量,根据稳定域确定运行空间范围;然后,利用间隙度量对运行空间进行划分,确定各子运行空间的典型运行点并将其作为多胞形顶点,建立调度增益与系统运行工况以及控制器的映射关系;最后,针对不同频率振荡模式协调设计自适应控制器。测试系统的仿真结果表明,所设计的自适应协调阻尼控制器不仅能够同时阻尼含储能型VSG并网系统中的次同步振荡和低频振荡,也能在风电出力大范围时变工况下保持良好的阻尼水平。
考虑多重分时电价和效益潜力的电力储能系统调度策略

电力储能系统接入电网在保证电力系统安全稳定运行方面具有诸多优势,执行储能系统调度策略能够实现削峰填谷,并从中获得经济效益。在不同的分时电价下,储能系统调度策略获得的经济效益往往具有差异性,因此定量研究不同分时电价下储能系统调度策略的效益潜力,对提高电力系统的整体经济效益具有重要意义。建立了考虑多重分时电价的储能系统调度策略效益潜力评估模型,量化储能系统调度策略在多重分时电价下的经济效益。以2018年某地的实际负荷数据为分析对象,采用改进粒子群优化算法验证所提储能系统调度策略的有效性,分析结果表明,所提储能系统调度策略效益潜力评估模型对提高电力系统的经济效益具有实用价值。
大储能容量超导磁储能系统的拓扑结构及控制策略

随着可再生能源规模化发展,电网对大功率等级储能系统的需求日益增长,因此研究应用于大功率等级场合的超导磁储能(SMES)系统拓扑结构及运行控制策略具有重要的理论意义。提出了一种基于模块化多电平换流器(MMC)的SMES系统拓扑结构,设计了允许多个超导磁体同时接入以成倍数提升系统整体储能容量的新型斩波器。该新型斩波器采用模块化设计,由多个子模块串联构成,可随MMC扩展至多种电压等级和功率等级,且能够均衡各子模块的电容电压和磁体电流。针对新型斩波器的旁路子模块数量难以确定的问题,提出了新型斩波器旁路子模块数量的计算方法。基于线性自抗扰控制设计了MMC双闭环控制器和新型斩波器的直流电压控制器,利用复频域分析法整定了线性自抗扰控制器参数。通过仿真验证了所提拓扑结构和控制策略的正确性和有效性。
计及电转氢和燃料电池的电热微网日前经济协调调度模型

随着微能源网中风电与光伏占比不断提高,发展多元化的储能技术将会缓解因风光能源波动给能量调度带来的压力。为此,提出将电转氢(P2H)与燃料电池(FC)相结合,作为电热微网的灵活性资源,参与微网的能量调度。在此背景下,构建了包含风电、光伏、P2H、FC、燃气轮机、电锅炉的电热微网日前经济协调调度模型,以微网日运行成本最低为目标函数,综合考虑各设备的出力约束条件,分别分析了P2H与FC在离网运行和并网运行2种模式下对调度所起的作用。采用CPLEX求解器对模型进行求解,算例分析结果验证了所建调度模型的合理性。
计及光伏出力不确定性的氢能综合能源系统经济运行策略

针对分布式光伏出力的不确定性特征对系统运行经济性的影响,提出了一种计及光伏出力不确定性的氢能综合能源系统经济运行策略。首先,搭建氢燃料电池的热电输出控制模型和氢能综合能源系统的热力系统模型;然后,在光伏出力预测数据的基础上,通过分析光照强度变化的不确定性以修正光伏出力预测曲线;最后,以最小化系统日运行成本为目标函数,建立包含光伏、氢燃料电池、热电联产机组的氢能综合能源系统的运行优化模型。算例分析结果表明,考虑光伏出力不确定性对氢燃料电池输出的影响,可使系统设备的出力更加合理,对降低运行成本、提高氢能综合能源系统的运行可靠性具有积极作用。
含P2G和混合电储能的矿山综合能源系统多目标优化调度

为了提高分布式光伏消纳能力、优化矿山能源利用效率,提出一种基于电转气(P2G)技术和煤层气发电技术的光-储-气-废弃矿井抽蓄多能耦合矿山综合能源系统(MIES),该系统将弃光电量通过电解水制CH_4作为煤层气发电的补充,并采用混合电储能平抑光伏出力波动。在对多能耦合MIES进行分析的基础上,构建矿山电、气、热、冷不同能源转换装置的数学模型,并以总运行成本和弃光电量最小为目标,建立MIES协调优化调度模型。不同运行场景下的调度结果表明,所提模型能实现协调调度,提高弃光电量的消纳,降低总运行成本。对不同储能模式下P2G和混合电储能装置之间互补协调能力的分析结果表明,所提模型能提升系统运行灵活性,实现能源最优经济利用。
计及多种储能协调运行的数据中心实时能量管理

随着互联网+、云计算的发展,数据中心能耗迅速增加,高能耗和高电费问题日益突出,对数据中心进行能量管理和优化是运营商提升市场竞争力的重要手段。但由于数据负荷、电网电价和新能源出力的不确定性,如何在实时运行时保证数据中心的运行经济性是亟待解决的问题。针对以上问题,考虑数据负荷调度、服务器休眠、多种储能协调运行、与电网交互等因素,建立了数据中心的实时能量管理模型。由于模型中多类型储能和批处理负荷各自的时段间耦合约束都会影响系统全局最优决策,需要分别对其进行解耦,故提出一种基于多维分段线性函数近似值函数的近似动态规划(PLF-ADP)算法的数据中心实时能量管理策略。仿真算例表明,所提多维PLF-ADP算法能够在随机环境下考虑数据中心中多类型储能和批处理负荷的协调运行,得到近似全局最优的实时能量管理策略,保证数据中心运行的经济性。
基于深度强化学习的光储充电站储能系统优化运行

优化储能充放电策略有利于提升光储充电站运行经济性,但是现有模型驱动的随机优化方法无法全面考虑储能系统的复杂运行特性以及光伏发电功率、电动汽车充电负荷的不确定性。因此,提出一种基于深度强化学习的光储充电站储能系统全寿命周期优化运行方法。首先对储能运行效率模型和容量衰减模型进行精细化建模。然后考虑电动汽车充电需求、光伏出力和电价的不确定性,在满足电动汽车充电需求和光伏消纳的条件下,以光储充电站收益最大化为目标,建立了基于强化学习的储能优化运行问题。考虑到储能充放电决策动作的连续性,采用双延迟深度确定性策略梯度算法进行求解。采用实际历史数据对模型进行训练,根据当前时段状态对储能充放电策略进行实时优化。最后,对所提方法及模型进行测试,并将所提出的方法与传统模型驱动方法进行对比,结果验证了所提方法及模型的有效性。
计及循环寿命的储能优化配置与运营策略

针对储能在寿命和经济性方面的不足,建立了一种新型储能循环寿命测算模型,并在此基础上提出了计及循环寿命的储能配置与运营两阶段优化策略。第一阶段以投资额度为约束对储能的容量进行优化配置;第二阶段充分模拟储能在寿命周期内参与能量市场与调频市场的运营情况,并嵌入所提的储能循环寿命测算模型以考虑储能在每次充放电过程中的循环寿命折损。通过2个阶段的联合优化,实现储能配置与运营效益综合最优。考虑到所提模型是一个两阶段的混合整数随机非线性规划问题,常规方法难以处理,采用交替方向乘子法对其进行阶段解耦与迭代求解,降低了问题的求解难度。算例仿真结果验证了所提方法的有效性。
共享电动汽车混合充换电站选址优化

在未来城市中更换电池这种便捷、高效的方式将成为共享电动汽车补充电能的主要方式。为了建立效率高、成本低、电网友好型的混合充换电站,首先根据共享电动汽车的租赁规律以及功率、时间等充电数据,利用蒙特卡洛模拟方法预测共享电动汽车的充电负荷;然后,以共享电动汽车充换电站对用户捕获程度最大、配电系统网络损耗最小和配电系统电压偏移最小为目标,建立共享电动汽车混合充换电站最优规划的多目标模型;最后,采用改进带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对多目标模型进行求解,得到Pareto最优解集。以25节点交通网络和IEEE 33节点配电系统为例,验证了所建模型的可行性,可为共享电动汽车混合充换电站的建设提供可行性经验。
多微电网共享储能的优化配置及其成本分摊

为解决多微电网中共享储能优化配置及其成本的公平分摊问题,提出多微电网共享储能的多目标优化配置及其成本的改进Shapley值法公平分摊方法。该方法包括2个阶段:在阶段1,提出多微电网共享储能多目标优化配置模型,将共享储能用于平抑多微电网净负荷功率波动,以共享储能成本最小和多微电网净负荷方差最小为目标建立优化模型,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求出其Pareto前沿面,再利用模糊隶属度函数筛选Pareto前沿面的最优折中解,获得共享储能优化充放电功率和对应的优化配置容量及其成本;在阶段2,提出基于线路功率损耗的改进Shapley值法,并采用该方法在多微电网之间分摊共享储能配置所产生的节省成本。算例结果验证了所提方法的有效性。
高风电渗透率下考虑电网频率支撑需求的储能系统配置方法

提出了一种高风电渗透率下考虑电网频率支撑需求的储能系统配置方法。以频率变化率和频率偏差为限制条件,建立新能源系统所能承受的最大功率增量与等效惯性常数、调差系数以及风电渗透率等已知参数的联系。通过对3阶虚拟同步机控制策略下的储能系统容量与控制参数进行量化配置,提高不同风电渗透率系统对不平衡功率的消纳能力。以储能配置在频率支撑中贡献的等效单位调节功率为参考,对不同功率增量下储能系统的频率响应贡献、调频出力占比以及输出功率特性进行刻画与分析。仿真验证了该配置方法下的储能系统可控性强,能够较为精准地提供电网所需的有功调节量,有效改善风电并网环境。
计及灵活性辅助服务费用的配电网灵活型资源优化配置

针对高渗透率可再生能源配电网短时间大幅功率波动造成的灵活性调节能力不足问题,为了减少配电网对上级电网灵活性供给的依赖,提出了计及上级电网灵活性辅助服务费用的灵活型资源优化配置方法。定义了表征配电网灵活性水平的关口功率波动程度评价指标,基于Copula理论制定了配电网灵活性评估方法,给出了基于节点功率对关口功率波动影响指标排序的灵活型资源安装位置选择方法;进而面向未来电力市场场景,基于配电网对上级电网灵活性需求和上级电网灵活性供给能力之间的平衡博弈,结合各类型灵活型资源设备灵活性供给约束,构建了计及上级电网灵活性辅助服务费用的灵活型资源优化配置模型。配电网算例仿真结果表明,所提出的灵活型资源配置方法能够有效降低配电网年总运行费用,提高可再生能源消纳量和系统供电可靠性,削弱关口功率波动程度,从而减轻可再生能源和随机性负荷波动对上级电网造成的冲击影响。
基于分布鲁棒的风-氢混合系统氢储能容量优化配置

氢储能系统受地理、气候条件限制较小,在构建面向高比例新能源电力系统的风-储混合系统中极具发展潜力。然而,由于风电场的出力具有不确定性,氢储能系统需要在储能、释能、热备用等工况下频繁切换,内部热能供需平衡也呈现出不确定性,进而影响其响应速度甚至实际可用容量。为此,设计了考虑热平衡的风-氢混合系统,构建了考虑电解槽、燃料电池间歇工作模式热平衡的氢储能系统模型;在此基础上,综合考虑风电场功率的不确定性和氢储能系统的投资成本,提出了考虑热平衡不确定性的风-氢混合系统氢储能容量优化配置方法。采用分布鲁棒方法对风电场功率的不确定性进行建模,并将其转化为一组线性风险机会约束进行求解。基于实际风电场数据构建算例,对所提模型和方法进行验证和分析。结果表明,氢储能系统中电解槽和燃料电池的散热系数对系统实际可用容量具有重要的影响,在风-氢混合系统的氢储能容量配置中考虑热平衡约束可以有效提升氢储能系统的实际可用容量和混合系统的经济性。
考虑大规模风电接入的电力系统混合储能容量优化配置

不同储能技术在响应特性、经济成本、容量规模等方面各具特色,适用于不同的应用场景。由2种或多种储能装置耦合形成的混合储能系统往往能够综合各方技术经济特性,显现出更加优异的性能。针对现有电网受可再生能源出力波动性的影响日益严重、促进消纳存在技术瓶颈、调峰压力大等问题,提出了一种由全钒液流电池和先进绝热压缩空气储能组成的混合储能系统,建立了考虑大规模风电接入的系统容量优化配置模型。首先,分析了风电出力的频谱特性,提出了一种基于经验模态分解的风电功率分配策略;然后,基于该策略,构建了混合储能系统的双层容量优化配置模型,上层以规划期内总经济投入最小为目标决策混合储能系统的配置容量,下层以系统运行成本最低为目标决策其日前发电计划;最后,基于某实际电网典型日的风电及负荷数据对所提模型进行了仿真分析与验证。算例结果表明:所提混合储能系统的容量优化配置模型不仅可以满足电网的多性能需求,还能有效提升系统的经济性。
考虑产出随机的采购策略选择与供应链协调

新冠肺炎疫情或地震、洪涝灾害发生后,紧急提供相关物资或物料的供应商在交易中可处于主导地位,即使其供应数量在客户允许的范围内波动,客户也可接受。订单式生产模式下,针对由制造商与供应商构成的二级供应链,考虑各企业产出具有随机性,分别基于灵活采购策略及固定采购策略构建集中及分散情形下的优化模型,分析不同采购策略下订购/投产量决策及绩效的差异性,针对灵活采购策略提出了收益共享、风险共担及产出不足惩罚协调机制,针对固定采购策略提出了批发价折扣、收益共享及风险共担协调机制。研究表明,制造商的最优订购量在灵活采购策略/集中情形下最大,固定采购策略/集中情形下次之,两种采购策略/分散情形下最小且相等;相比于固定采购策略,灵活采购策略下供应商最优投产量更接近制造商订购量。从绩效角度分析,灵活采购策略更有利于供应链整体及供应商,而固定采购策略更有利于制造商。最后,给出了选择不同采购策略的内外部条件,且从加强信息共享、提高战略互信及防止道德风险等方面提出了改善措施。
增材制造自适应螺旋加工路径规划方法

为避免增材制造传统加工路径生成方法存在的尖角过多、路径相交、间距不均匀性等问题,提出一种自适应螺旋曲线加工路径生成方法。首先,通过放样方法获得螺旋曲线生成的初始控制点;然后根据路径曲率变化情况,在曲率较大的位置自适应插入控制点;最后根据控制点拟合B样条曲线,获得连续光顺且间距均匀的螺旋加工路径。通过模拟仿真路径和路径三维可视化证明了所提方法的可行性和有效性,所产生的螺旋加工路径不仅能够较大地提高加工速度和加工效率,还能够避免增材制造过程材料填充过度或不足的问题,提高加工质量。
融合多时段SCADA数据的风电机组风险态势预测

针对传统风电机组静态评估较难准确反映出整机状态的问题,在缺乏历史故障数据支撑的场景下,综合考虑风电机组数据采集与监控(SCADA)系统的历史记录、当前状态以及运行趋势等多时段信息,基于风险的思想开展风电机组态势预测。采用长短期记忆网络构建有功功率短期预测模型,以有功功率预测残差量化风险状态严重度;利用模糊C均值算法构建机组风险状态严重度离群点模型,划分风险状态严重度等级;在此基础上,基于马尔科夫链的状态转移模型,预测机组当前风险状态严重度等级和潜在趋势。以新疆某风场的2MW风电机组为例,验证所提方法的合理性与有效性。
考虑拆分策略的智能仓库订单拣选优化问题

智能仓库中用智能拣货车和拣货机器人代替了传统的拣货员,从而能实行更加有效的拣货方案。针对以最小化总延误时间为目标的智能仓库的订单拣选问题,考虑订单可以被拆分的情形,提出订单拆分策略,并建立了相应的非线性0-1整数规划模型。为高效求解智能仓库订单拣选优化问题,将问题的模型分解为订单分批阶段和批次分配阶段,并分别设计订单分批算法和智能果蝇优化算法。数值实验结果表明,拆分策略能明显减小智能仓库中订单拣选的总延误时间;通过与同类型算法的比较发现,所提出的智能果蝇优化算法具有更优越的性能。
基于数字孪生的生产车间运行状态在线预测

针对数字孪生车间的在线预测难题,提出一种实时数据驱动的数字孪生车间运行状态在线预测方法。分析了车间数字孪生体的内涵和运行机制,构建了基于车间数字孪生体的仿真预测框架,阐述了基于事件调度法的仿真运行逻辑,建立了数字孪生车间输入特性、样本生成、事件处理逻辑之间的关系,融合实时数据实现了基于持续瞬态仿真的车间在线预测。设计并开发了面向数字孪生车间的运行状态在线仿真系统,通过实例验证了该方法的可行性和有效性。
多障碍环境下机械臂避障路径规划

为提高协作机器人在多障碍环境下的避障路径规划的成功率和效率,针对机械臂和障碍物提出碰撞检测方法,并提出低振荡人工势场-自适应快速扩展随机树(ARRT)混合算法进行路径规划,机械臂先采用低振荡人工势场法进行搜索,当遇到局部极小、碰撞等情况时切换成ARRT进行逃离,直至到达目标点。另外,为了在每个步长都取得最优的逆运动学关节角,保证前后步长对应关节角度值变化的连续性,提出最短行程逆解算法。为了提高规划后的路径质量,提出一种冗余路径节点删除策略,并使用四次贝塞尔曲线对路径进行拟合。经过仿真分析,机械臂在多障碍环境下对于环境复杂度的适应性强,路径搜索成功率高于经典算法,其平均路径搜索时间相比于经典RRT算法从26.1s下降到3.6s,算法搜索成功率和效率都得到显著改善。
基于数字孪生的综采工作面工业虚拟服务系统

针对传统虚拟综采工作面数字化程度低、工艺规划周期长、装备运行状态监测困难等问题,设计了基于数字孪生的综采工作面生产系统。围绕综采工作面运行规律及特点,构建了物理综采工作面、虚拟综采工作面、综采虚拟软件服务系统和综采孪生数据系统,研究了系统间的数据交互流程和驱动优化方法。提出虚拟综采工作面元素模型的系统性构建方法,完成了多种类煤层及综采装备建模;基于综采虚拟软件服务系统对综采生产过程进行虚拟仿真,实现了采煤机截割路径规划和不同综采工艺的预演评价;利用相关传感器及软件技术实现了综采装备运行姿态在虚拟环境中的实时映射,在此基础上,建立了分布式局域网协同模型,借助一致性哈希算法实现了多装备监测任务的动态优化分配。经应用测试,该综采虚拟软件服务系统能有效为数字孪生和综采工作面的深度融合及终端装备的生产、规划、监测等问题提供服务。
考虑碳排放的精馏-膜分离集成优化研究

针对共沸物系分离,提出了基于遗传规划(GP)的精馏-膜分离集成过程综合策略,根据我国二氧化碳排放权政策及标准,以异丙醇-水共沸物系和Pervap ®2510膜作为计算实例,在前期研究的基础上将二氧化碳排放指标引入到算法目标函数中,以目前国内碳交易市场均价为基准,选取几种典型碳交易价格为变量,探讨在不同进料组成下二氧化碳交易价格对节能型精馏-膜分离集成过程的影响,进而分析了二氧化碳排放权发放政策对化工企业生产成本影响。文中研究内容为各类化工企业在更好地响应国家节能减排政策下,进行最优的精馏-膜分离节能型集成工艺设计提供可靠依据。
叶尔羌河流域斑重唇鱼寄生单式指环虫的空间分布

为了解单式指环虫在斑重唇鱼(Diptychus maculates)鳃部寄生的空间分布特点,于2019年5月至2020年6月对新疆叶尔羌河流域斑重唇鱼进行了3次取样调查,运用统计学方法对斑重唇鱼鳃部寄生单式指环虫(Dactylogyrus simplex)的感染情况及空间分布特点进行分析。结果显示,在检查的325尾斑重唇鱼中,共检出3994只单式指环虫,总感染率和平均感染丰度分别为67.7%和12.3±1.2;左鳃及右鳃的感染率分别为59.4%和57.2%,两者之间的感染丰度无显著差异(P>0.05);在各鳃片中,鳃Ⅰ(最靠近鳃盖的鳃片)、鳃Ⅱ的平均感染丰度显著高于鳃Ⅳ(P<0.01);单式指环虫随着宿主的生长,其感染率、感染丰度和强度先上升,后下降,在13~18 cm体长组达到最高,但是各体长组间的感染没有显著差异(P>0.05)。结果表明,单式指环虫对宿主左右鳃和年龄没有选择偏好性,但在鳃片分布上更偏好寄生于鳃Ⅰ和鳃Ⅱ,单式指环虫在宿主种群中的分布类型为聚集分布。
基于光谱变换与SPA-SVR的玉米SPAD值高光谱估测

叶绿素含量快速、无损监测是评估玉米生长状态有效方式之一。以抽雄期玉米为研究对象,研究原始光谱、普通一阶导数光谱、间隙一阶导数光谱、开平方根光谱以及连续统去除光谱的特征波段以及5个传统植被指数与玉米叶绿素含量之间关系。对比分析不同模型(单因素回归模型、结合连续投影与多元线性回归、支持向量回归模型)对抽雄期玉米叶绿素含量预测能力。结果表明,光谱变换可增强特征波段与SPAD值相关性,同时还增加敏感波段数量、提升建模精度;连续投影算法对特征降维效果明显,各类多元模型最优光谱参数为5~9个;各类型光谱下均为多因素模型精度优于单因素模型。其中,基于普通一阶导数光谱的支持向量回归模型为最优模型,其建模R2与验证R2分别达到0.92与0.90。光谱变换在反演玉米叶绿素方面有较大潜力,连续投影与支持向量回归结合可产生较好建模效果。
锌氮互作对糯玉米籽粒营养品质及锌含量的影响

锌(Zn)是人体必需微量营养元素,缺锌引起“隐形饥饿”引发疾病,通过锌氮互作提高糯玉米(Zea mays L.)籽粒锌含量是改善人类锌营养有效措施。试验采用二因素裂区设计,比较“晋单糯41号”在4个供氮水平和5个供锌水平下营养品质及籽粒锌含量。结果表明,糯玉米籽粒赖氨酸、可溶性糖、蔗糖、淀粉及锌含量均在锌氮互作N2Zn3(氮肥240 kg·hm~(-2)、锌肥9 kg·hm~(-2))处理最高,分别较对照显著提高67.58%、317.81%、78.28%、 12.42%、55.65%。锌氮互作下糯玉米籽粒脂肪含量变化规律不明显,以N1Zn0(氮肥180 kg·hm~(-2)、锌肥0 kg·hm~(-2))处理最高,较对照显著提高31.35%。锌氮互作显著提高糯玉米籽粒锌含量,在N2Zn3(氮肥240 kg·hm~(-2)、锌肥9 kg·hm~(-2))处理达到40.12 mg·kg~(-1),达到玉米籽粒锌强化目标值。单施氮肥、单施锌肥及互作对籽粒锌含量影响存在显著差异,各因素对总变异贡献表现为锌肥>锌氮互作>氮肥。综合建议考虑营养品质及锌含量,以氮肥240 kg·hm~(-2)、锌肥9 kg·hm~(-2)配施为宜。
凡纳滨对虾不同品系繁育性状的比较分析

为了评估不同品系凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)雌虾繁殖性能和后代幼体发育情况,在相同养殖条件下,选取野生群体雌虾90尾, P品系雌虾166尾, S品系雌虾115尾,构建了103个家系。其中,野生群体家系56个, P家系28个, S家系19个。本研究共进行30 d,记录了整个生产周期内每尾雌虾的繁殖参数及后代幼体的发育数据。结果显示,与P品系和S品系相比,野生群体雌虾在交配率和孵化率方面具有显著优越性。在雌虾产卵性能方面, P品系雌虾产卵量极显著低于另外两个品系(P<0.01),产卵周期极显著高于另外两种品系(P<0.01)。关于幼体发育,无论是在幼体存活率还是变态时长方面,野生群体都表现出一定的优越性。分析凡纳滨对虾各繁殖性状间相关关系,发现在3个品系中均可以观察到体重与产卵量呈显著正相关(P<0.05),野生群体、P品系和S品系体重与产卵量的相关系数分别为0.364、0.278和0.553。凡纳滨对虾的受精卵孵化率与幼体变态(ZⅠ→P1)发育时长呈显著负相关(P<0.05),相关系数为-0.211,这表明凡纳滨对虾受精卵孵化率越高,其幼体变态发育时长越短。研究表明,凡纳滨对虾雌虾不同品系间的繁育性能具有较大选择潜力,在筛选高繁育性能亲虾品系的过程中可以根据雌虾繁殖力高低及后代幼体发育情况综合进行选择。
17α-甲基睾酮对大口黑鲈生长及性腺发育的影响

为探索建立大口黑鲈(Micropterus salmoides)生理雄鱼诱导技术,以出膜后15 d体长(15.1±0.09) mm的大口黑鲈为研究对象,分别使用含有17α-甲基睾酮(MT)的日粮饲喂60 d。饲料MT添加量分别为0 mg/kg (MT0)、 50 mg/kg (MT50)和100 mg/kg (MT100),分析其对大口黑鲈生长、性别分化、性类固醇激素含量及性腺发育相关基因表达水平的影响。结果表明, MT50和MT100组大口黑鲈的体长和体重均显著低于MT0组(P<0.05), MT50和MT100组的雄性率均为100%,显著高于MT0组(45%);性腺组织切片显示, MT诱导获得的生理雄鱼性腺结构与MT0组雄鱼相似。性类固醇激素测定结果显示, MT50和MT100组生理雄鱼血清中雌二醇的含量均显著低于MT0组雌鱼(P<0.05), MT50组生理雄鱼睾酮的含量显著高于MT100组(P<0.05),与MT0组雌鱼无显著差异(P<0.05)。此外,与MT0组雌鱼相比, MT50和MT100组生理雄鱼性腺中Dmrt1和Gsdf基因的表达水平显著上调(P<0.05),而Foxl2和Cyp19a1a基因的表达水平显著下调(P<0.05)。研究结果表明, MT添加投喂能有效诱导出膜后15 d的雌性大口黑鲈转为生理雄性个体,适宜添加量为50~100 mg/kg。本研究为大口黑鲈全雌品种培育奠定了基础。
不同发育期鸡呼吸道相关淋巴组织中IL-2和IFN-γmRNA表达水平的变化规律

为了解鸡呼吸道相关性淋巴组织(RALT)免疫功能的建立情况并反映鸡在此阶段呼吸道的免疫状态,本试验通过实时荧光定量PCR方法,检测鸡在胚胎时期和出壳后初期RALT中IL-2基因和IFN-γ基因mRNA的表达水平。结果显示,胚胎时期以及出壳后1,4日龄时,RALT中细胞因子IL-2和IFN-γmRNA的表达水平极低。随着日龄的增长,IL-2和IFN-γmRNA表达水平逐渐增加,并且在14日龄时迅速增加至较高水平,并在21日龄时基本达到峰值。各时期同一RALT中IFN-γ的表达水平都远高于IL-2。此外,对同时期喉、气管和肺脏3种器官中IL-2和IFN-γmRNA表达水平的比较发现,肺脏的表达水平远高于其他器官。结果表明,随着生长发育RALT的细胞免疫功能逐渐增强,并且在出壳初期的第2周内增加尤为显著,并且在21日龄时基本达到成熟水平。
脂肪间充质干细胞分泌蛋白对小型猪腹腔镜肝IRI合并肝部分切除肝细胞自噬损伤的影响

为探究脂肪间充质干细胞分泌蛋白(adipose-derived mesenchymal stem cells-secretome,ADSCs-secretome)对小型猪腹腔镜肝缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury,IRI)合并肝部分切除术肝细胞自噬损伤修复的影响,本试验选取24头健康小型猪,随机分为4组(n=6),分别为IRI组、DMEM组、ADSCs组和ADSCs-sec组。各组分别于术前、术后3d、术后7d通过腹腔镜技术采取肝脏组织样本。结果显示,术后3d,DMEM组与IRI组相比,自噬相关基因(Beclin-1、ATG5、ATG12、p62)与蛋白(Beclin-1、LC3Ⅱ、p62),自噬通路相关基因(PI3K、Akt、mTOR)与蛋白比值(p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR)表达水平无显著性差异(P >0.05);ADSCs-sec组与DMEM组相比,Beclin-1、ATG5、ATG12mRNA与Beclin-1、LC3Ⅱ蛋白表达水平显著性降低(P<0.01),p62mRNA与蛋白表达水平显著性升高(P<0.01),PI3K、Akt、mTOR mRNA与p-Akt/Akt、p-mTOR/mTOR比值表达水平显著性升高(P<0.01)。术后7d,各组之间数据无显著性差异(P>0.05)。免疫组化结果显示,检测LC3Ⅱ蛋白结果与Western blot结果相一致。结果表明,ADSCs-secretome能够促进肝IRI合并肝部分切除肝细胞过度自噬损伤修复,且可能是通过激活自噬负调控通路PI3K/Akt/mTOR进行调节的。
海藻提取物对围产后期母牛和初生犊牛血液生化指标及抗氧化力的影响

旨在研究围产期饲粮添加海藻提取物对围产后期母牛和初生犊牛血液生化指标及抗氧化力的影响。将12头预产期、胎次和体质量接近、健康状况良好的围产期母牛(湘西黄牛×安格斯杂交牛)随机分为2组,每组6头,试验组饲粮中添加海藻提取物,每天添加量为50 g/头;对照组饲喂基础饲粮,不添加海藻提取物。试验记录母牛采食量和犊牛初生体质量,分别在母牛产后0,7,14d,犊牛喂饮初乳前(0h)和喂饮初乳后(24h)采血进行指标测定。结果显示,母牛精补料、粗料平均日采食量和犊牛初生体质量试验组及对照组差异均不显著(P>0.05);试验组产后7d母牛血液中葡萄糖含量和总抗氧力显著低于对照组(P<0.05),产后14d试验组母牛血磷含量显著高于对照组(P<0.05);试验组初生犊牛喂饮初乳0h血液中丙二醛含量显著低于对照组(P<0.05),而谷胱甘肽过氧化物酶含量显著高于对照组(P<0.05)。结果表明,在饲粮中添加海藻提取物会影响围产后期母牛血液中葡萄糖、总抗氧化力和血磷含量及初生犊牛血液中丙二醛和谷胱甘肽过氧化物酶含量,从而调节动物血糖、矿物质及抗氧化功能。
基于风险-收益分析的用户侧储能容量经济配置研究

针对用户侧储能经济容量优化配置问题,充分考虑用户侧储能可参与并获利的市场以及可能面临的风险,构建了基于投资组合理论的储能两阶段经济优化配置模型。第一阶段以储能应用的效益和风险值最优为目标,利用投资组合理论决定储能各时段在不同市场中的容量优化分配。第二阶段以储能净效益最大为目标确定储能最优经济配置容量,由计及储能实际运行寿命测算的全寿命周期成本及运行效益决定。通过对多种情景进行对比分析,结果表明,所提模型在保证储能配置效益的同时有效减小了储能应用可能面临的风险,为用户侧储能经济容量优化配置及运行提供了一定的参考。
考虑分期规划与设备替换的园区型综合能源系统最优配置方法

综合能源系统作为能源互联网的重要物理载体,对于提高区域综合能效、保障用能安全以及实现节能减排具有重要意义。建立一种基于全生命周期的园区型综合能源系统分期协同规划模型。首先,根据综合能源设备的安装容量是否连续,将设备分为离散和连续设备,分别对其配置和运行约束进行提炼和统一化表示;然后,以整个项目周期为优化时间尺度,通过引入设备选型和运行决策变量,对设备安装年份与当前剩余寿命之间的关系进行数学建模;最后,考虑名义利率与通货膨胀率等因素的影响,构建以经济性最优为目标,计及投资成本、运行成本与设备残值收入的目标函数。采用混合整数线性规划技术对模型进行求解。4种场景的测试结果表明:相比传统的单阶段规划,考虑设备替换的分期协同规划可以减少14.76%的设备投资。在引入储热装置和弃热约束后,热电耦合系统运行成本可以进一步减少11.78%。
单工质低温余热发电循环性能分析

为了提高能源利用的高效性和经济性,推进有机朗肯循环系统在低温余热发电领域的应用。通过建立热力学模型,并用Matlab软件进行编程,调用NIST Refprop数据库,选取六氟丙烷作为循环工质,模拟分析有机朗肯循环系统各方面性能。在采用循环输出功率、㶲效率和热效率等热力学指标研究系统热力性能的基础上,分别采用换热面积和CO_2年减排量作为评价系统经济性能和环保性能的指标。研究结果表明:单变量时,在冷凝压力为150 kPa时能保证系统性能达到最佳。多变量时,热源温度提高会使经济性能大幅度降低,而系统的热力性能和环保性能有所提高,综合考虑可取热源温度为155 ℃~185 ℃;当系统各性能分别保证最佳时,蒸发压力随热源温度呈现不同形式的变化,但始终不超过3 350 kPa。
考虑可再生能源消纳责任的售电公司购电决策分析

作为电力交易的主要参与者之一,售电公司须积极承担消纳可再生能源的责任。为分析可再生能源消纳责任考核对售电公司的影响,建立购电组合投资模型。模型采用场景法描述现货电价、可再生能源出力等因素的不确定性,以考虑条件风险价值的交易成本最小化为目标制定售电公司最优购电策略,并引入消纳责任考核的惩罚机制,实现对考核力度作用的评估。模型采用MATLAB中YALMIP工具箱进行线性规划的求解。采用算例仿真分析风险偏好程度、消纳责任指标、可再生能源预测准确度、监管部门惩罚力度等因素对售电公司最优购电策略的影响,验证了模型的有效性。
兼顾区域自律和消纳品质的配电网新能源消纳能力分析方法

为降低新能源发电随机不确定性导致配电网对主电网的强烈功率扰动,提高电力系统新能源多层次有序消纳能力,提出新能源配电网利用可控资源实施区内自律管控的输配协调消纳策略,研究在配电网资源给定条件下满足区域自律特性和消纳品质的新能源合理消纳能力分析方法。首先,阐述配电网自律运行实施策略,提出描述自律运行能力的性能指标;构建配电网新能源消纳容量优化配置模型,建立基于储能、柔性负荷和网络重构手段的配电网满足自律约束的运行行为模型,并采用遗传算法进行求解;提出考虑法纳品质的新能源消纳能力评估指标,并采用年时序仿真手段分析配置方案综合性能。最后,以某城市经济技术开发区为算例进行分析,验证了该方法的有效性及合理性。
分布式储能电池运行工况及性能检测分析

储能系统运行工况及电池性能是储能技术研究的重点。基于风电场跟踪计划出力模式下储能电池的实际运行曲线,提出一种基于因子分析法和聚类分析法的储能电池工况重构方法。深入研究储能电池的荷电状态(state of charge,SOC),提出将扩展卡尔曼粒子滤波(extended kalman particle filter,EKPF)算法用于电池性能检测。实验结果表明:采用因子分析法和聚类分析法可有效辨识出特征参数向量并构建储能电池工况,提出的EKPF算法能正确估算储能电池SOC,为储能电池运行工况的构建和储能电池的性能测试提供参考依据。
考虑特征瞬变的导线微风振动在线监测及预警技术

针对现有导线振动监测以秒平均振幅和秒平均频率衡量导线微风振动程度带来的误差,提出了一种考虑振动特征瞬变的导线微风振动在线监测及预警技术。根据压电材料的正压电效应设计一种振动监测传感器,测量距悬垂线夹89 mm处的加速度时程曲线。以获得瞬时幅值和瞬时频率为目标,采用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)结合相关性判断得到符合原始信号振动机制的特征模态函数(intrinsic mode function,IMF),经希尔伯特变换(hilbert transform,HT)提取瞬时参数,并利用瞬时幅值和瞬时频率计算导线对应动弯应力下各单元损伤参数,通过数值方法证明其有效性。经振动台试验对比分析,导线在有效损伤频段0~60 Hz内,该方法得出的各项疲劳损伤参数与计算值的吻合度均在86.77%以上,且主要疲劳损伤参数最大试验误差为8.02%,平均试验误差为0.92%,说明该方法可以作为振动导线疲劳寿命预警的有效依据。
基于数据拟合的继保设备失效率调整因子模型

分析继保设备检修行为对其失效率的影响,有助于继保设备检修计划制定和实现电网长期稳定可靠运行。基于某地区继电保护设备故障数据,采用Matlab工具箱对分段数据进行失效率函数拟合,然后利用遗传算法对失效率调整因子进行计算,建立基于数据拟合的失效率调整因子模型,并使用多地区的设备故障数据对该模型和德尔菲法的模型进行评估。研究结果表明:基于德尔菲法的失效率调整因子模型低估了检修行为对设备失效率的下调能力,文中模型较基于德尔菲法模型累计残差更小,能够更为准确地反映检修行为对继保设备失效率的影响。
计及灵活性基于时序的"十四五"储能需求分析

"十四五"期间,随着风电、光伏装机规模增加,系统净负荷波动增强,对储能等灵活性资源的需求不断增强。同时,储能技术不断发展成熟,成本不断下降,逐步应用于电力系统的各个环节,因此有必要建立计及系统灵活性需求的储能优化规划模型,以更加科学的方法评估中国未来五年储能的发展需求。首先给出了计及电力系统灵活性基于时序曲线的运行模拟模型方法和储能需求分析流程,以系统总成本最低为优化目标,考虑了投资决策约束和运行约束,可统筹优化系统目标水平年的储能结构及容量。其次,基于以上模型方法,优化计算了2025年中国七大区域电网协议送电模式下的储能容量,并分析了配置储能的原因,开展了灵活调节模式下的储能容量对比分析。最后,基于以上分析,总结了"十四五"期间,中国电力系统储能容量、新能源发电量、弃风和弃光率及综合用电成本等结论,为储能未来五年的规划提供技术支撑。
混合多馈入直流作用下江苏受端电网安全稳定性评估及改善

混合馈入直流系统一般指电网换相换流器(line commutated converter,LCC)和模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)混合馈入的直流系统。目前,含有多个直流落点的混合多馈入直流系统已在受端电网规划中得到采用,但其对系统安全稳定性的影响尚未明确。为了对混合多馈入直流作用下受端电网的安全稳定性进行量化评估,首先总结了7种评估指标,并形成了一套评估方法。然后,以江苏电网为例进行了分析,说明江苏受端电网的安全稳定性不足,直流系统换相失败是最严重的问题。针对现存问题,先后提出了将彬长直流逆变侧改用MMC的方案1,以及进一步构建受端以MMC为主的多端直流系统的方案2。最后,对2种方案应用效果进行了定量评估,结果说明采用MMC换流站并构建多端直流系统将提升受端电网安全稳定性,也验证了所提评估方法的有效性。
支撑碳中和目标的电力系统源-网-储灵活性资源优化规划

2020年9月,中国提出将努力争取2060年前实现碳中和。大力发展风电、光伏高比例并网的新能源电力系统,是实现碳中和目标的重要途径。由于新能源发电具有波动性和随机性,因此需要提升系统灵活性以保障高比例新能源电力系统的安全、可靠和经济运行。以实现2060年碳中和目标为边界,采用内嵌全年8 760 h全景时序生产模拟的电力规划模型与方法,考虑各类灵活性资源约束,从不同时间和空间尺度统筹优化新能源电源、储能及电网互联容量,为实现碳中和目标提供可行方案。在此基础上,开展系统弃电率、新能源电源装机、储能配置及电网互联容量灵敏度分析,进一步论证模型方法的有效性,并量化分析高比例新能源电力系统源-网-储协同规划的效益。
基于区间直觉模糊群决策的分布式光伏运维综合评估

针对分布式光伏电站运维管理评估指标体系不完善和信息缺失的现状,基于区间直觉模糊群决策对分布式光伏电站运维管理进行综合评估研究。在分析影响分布式光伏电站智能运维管理的关键要素的基础上,综合考虑经济性、社会性、技术性等因素,提出了光伏电站智能运维管理的多维度评价指标体及各指标的计算方法。鉴于所建立指标的类型多、涉及面广、接触人员多以及由此带来的数据的复杂性和不完备性,为了减少信息丢失或失真以及正确刻画群决策专家的决策信息,采用区间直觉模糊群决策法对光伏电站智能运维管理服务进行了综合评价。仿真算例验证了所提方法在光伏电站运维信息缺失和信息不完备性条件下能够获得有效的评价结果,对分布式光伏电站的实际运维服务具有可行性。
基于改进蜂群算法的独立二次一体化中心优化选址策略

针对城市变电站土地建设成本高及配电网供电可靠性要求不断提高的情况,提出一种实现变电站紧凑化和提升配电网保护控制性能的独立二次一体化中心的概念。为解决保护形态变迁后该中心与站间能够正常实现保护功能等问题,独立二次一体化中心的选址尤其重要,须综合考虑多种因素。结合传统变电站选址方案和独立二次一体化中心的特定需求搭建适用于该中心的优化选址模型,该模型主要考虑信息时延、居民影响及负荷分布3种因素,以某市区内变电站拓扑作为仿真实例,通过改进蜂群算法快速计算出最优解的可能区间,然后经精确计算得出最适合该中心的选址节点,最后通过分析最优节点的各项指标,充分说明所提模型的实际工程意义及方法的优越性。
配置高抗站的海上风电长距离海缆送出继电保护分析

目前中国长距离海上风电主要采用高压交流送出方式,并增设中端补偿高压电抗补偿站。为解决配置海上高抗站的海上风电长距离海缆送出相关保护配置问题,选取典型案例,分析继电保护配置方案与动作特性,对海缆范围故障保护可靠性进行研究,分析海上高抗取不同测点电压对电容电流补偿计算的影响,并通过仿真验证线路保护采集海上高抗侧电压计算差动补偿电流的必要性。仿真结果表明:当发生区内线路故障时,与采集高抗侧实际电压相比,取线路侧电压代替高抗电压对保护装置计算的补偿电流具有一定影响。为减少差动补偿电流计算误差,纵联差动保护应采集海上高抗站电压来计算差动补偿电流,再计算经补偿后的差动电流,实现对电容和电抗电流的修正。
聚合相同分布式电源对直流微电网高频振荡稳定性的影响

构建直流微网有助于新能源的就近消纳,但是微网中电力电子设备的增加可能会导致高频振荡等现象,这要求规划时要对小干扰稳定性进行评估。评估过程中,微电源(distributed generators,DGs)接入的数量与系统状态矩阵的维数呈现近似正比关系,大量微电源接入给模态计算带来了挑战。需要提出一种降阶计算方法以满足直流微电网小干扰稳定性分析的要求。面向高频振荡的微电源聚合降阶模型可降低微电网模态分析过程中的数值计算工作量,有助于更好地在规划阶段对微电网进行评估。针对不同微电源接入数量、不同微电网拓扑结构问题进行仿真验证。仿真结果表明,该方法可以有效评估直流微网的高频振荡风险,降低计算工作的难度。
基于SVR数据驱动的发电机进相极限最优化求解方法

针对发电机进相限制条件中多变量间复杂非线性强耦合关系导致的机理建模难题,提出一种基于支持向量回归(SVR)数据驱动的发电机进相极限最优化求解方法。该方法将发电机进相极限求解问题转化为计及多个进相限制因素约束下的无功功率最小值问题。基于发电机功角方程推导建立无功功率的目标函数方程;基于SVR驱动模型建立约束变量与目标函数自变量的非线性映射关系,形成约束方程模型;采用改进的二阶振荡粒子群算法对优化模型进行求解。算例分析表明,所提方法建模简单,具有较高的精度和较强的泛化能力,可实现对任意已知有功出力工况下的发电机进相极限的快速计算,适用于发电机进相裕度在线建模和监测。
高压大功率IGBT器件温度系数校准方法研究

结温的准确测量对于功率IGBT器件状态监测和可靠性评估具有重要意义,小电流下饱和压降法作为使用最广泛的结温测量方法被各类测试标准推荐使用,温度系数校准是使用该方法的第一步,也是结温测量的基础。传统的温度系数校准方法对于高压大功率IGBT器件存在适用性和准确性的问题。首先,深入讨论和对比了目前常用的2种温度系数校准系统的精度,并提出了一种基于电磁加热方式的温度系数校准系统,并对其精度进行了验证;其次,对温度系数校准曲线的非线性进行了讨论和分析,指出了全温度范围校准和多项式拟合的必要性,进一步补充了温度系数校准方法,为高压大功率IGBT器件的温度系数校准提供方法指导。
基于迁移学习的配电网内部过电压识别方法

数据驱动方式作为解决配电网内部过电压识别的一种方法,因过电压样本数量较少而在实际应用中受到限制。为此,提出了一种基于迁移学习的深度卷积神经网络(D-CNN)配电网内部过电压识别算法。首先,通过仿真和连续小波变换(CWT)的方法构造了6种10 kV配电网内部过电压二维时频图。然后,分别利用Alexnet、Vgg-16、Googlenet、Resnet50等4种网络模型搭建了基于迁移学习的D-CNN网络模型。最后,将二维时频图带入改造后的D-CNN训练。经对实验结果比较分析发现,新搭建的VGG-16网络识别准确率最高且达到了99.07%,实现了在数据稀缺的情况下过电压故障的准确分类。
基于谐波发射水平的工业用户电力设备分类识别方法

随着电力物联网的快速发展,明确用户负荷状况对改善供电服务质量、电价决策、需求侧响应、有偿精准服务等方面起着重要作用。基于非侵入式方法进行工业电力设备的分类识别,存在工业负荷先验知识较少、用电采集系统数据采样频率低等问题。应用工业大用户的电能质量监测数据,提出一种基于谐波发射水平的工业用户电力设备分类识别方法。首先,提出基于双边累计和算法的工业设备投入/切除事件检测方法。其次,提取各次事件的典型特性,构建工业用户设备特征矩阵,提出高贡献率特征筛选方法,减少特征数量。提出基于k-means聚类算法和轮廓系数的工业用户电力设备分类识别方法。应用上海地区10 kV电压等级下某轧机用户14天的电能质量监测数据,验证了所提方法对于设备情况未知的工业用户设备分类具有较高的准确性,具有一定的实用价值和推广意义。
多馈入系统直流间耦合程度量化表征方法

目前多回超/特高压直流馈入华东电网,交直流系统之间交互作用及耦合复杂。为了量化表征多馈入直流间耦合程度,提出了多馈入直流系统的交流电压畸变耦合系数。通过计算一回直流内部故障引起其余直流逆变站换流母线交流电压的畸变程度,得到多直流间耦合系数。该耦合系数包含了直流输送容量对交流系统的影响、不同技术路线直流控制系统内部控制环节响应特性差异以及直流逆变站之间交流电网的阻抗特性等因素的综合评估。利用耦合系数提出耦合区域的概念,可用于评估多回直流同时换相失败的风险。以华东电网多馈入系统为例进行了仿真验证,结果表明所提出的耦合系数以及耦合区域表征形态与实际运行中的情况基本相符,该系数能为直流的规划和运行提供重要的技术参考。
孤网失稳状态下频率和暂态谐波分析方法

针对孤网失稳状态下频率和谐波快速宽频变化导致的傅立叶谐波分析频谱泄漏问题,提出了一种基于自适应变带宽周期滑动滤波的频率和暂态谐波分析方法。首先通过基于周期滑动滤波原理的预处理系统消除非平稳信号的高频周期干扰,并剔除直流分量;然后对预处理后的序列采用零交法进行实时锁相,自适应调整周期滑动滤波器的带宽;最后根据计算的非平稳信号实时频率,利用DFT算法对非平稳信号进行谐波分析,准确得到每一个谐波成分的暂态信息。仿真结果及现场实测数据表明,该方法在多种非平稳状态下均具有较高的谐波测量精度,能够有效地对孤网失稳状态下频率和暂态谐波进行测量。
基于SAPF的电网多节点电压谐波优化补偿方法

随着局域配电网中非线性负载的分布式接入,以谐波就地补偿为目标的并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)传统配置方式需要接入大量治理设备,存在治理效率低、成本高问题。因此,出现了面向局域配电网谐波全局综合抑制的SAPF优化配置问题。首先利用诺顿等效法建立局域配电网谐波电压优化补偿目标函数;其次,结合非线性规划原理和几何辅助分析法对优化问题进行求解,确定SAPF在系统中的安装位置和最优配置容量,提出一种基于SAPF的电网谐波电压优化综合抑制算法;最后,通过搭建IEEE-18节点仿真模型,对所提出的算法进行验证。在网络非线性负载的不同分布情况下,配置结果都具有良好的治理效果,可通过更少数量、容量的SAPF实现配电网整体谐波畸变的高效抑制。
电缆化配电系统高频谐振频移方法

为解决电缆化配电网高频谐振问题,提出了一种基于配电网阻抗重构的高频谐振频移方法。首先,分析了电缆化配电网高次谐波源与高频谐振的产生机理。其次,给出了电缆化配电网阻抗重构的高频谐振频移方法,并比较不同无源阻抗重构后的频移及谐振峰抑制效果。然后,结合实际工程案例,利用系统函数绘出伯德图与根轨迹评价该方法对高频谐振治理效果以及系统稳定性的影响,验证了基于电缆化配电网阻抗重构的高频谐振频移方法的有效性,最后研究了无源阻抗参数变化对配电网高频谐振的影响。
道路网络抗震韧性评价模型及其应用研究

以建立道路网络的抗震韧性评价方法为研究目标,以图论理论和韧性城乡理念为基础,研究道路网络抗震韧性影响因素及其定量计算方法,确定各因素之间的逻辑关系并综合建立道路网络抗震韧性评价方法。该方法可实现既有网络、重建网络和新建网络的抗震韧性计算,以此提出网络的优化、改造、布置等方案。网络抗震韧性评价分为节点和路径两个层次。节点间不共享任一链路的独立路径性能是网络抗震韧性的关键。整体网络的抗震韧性表示为节点重要度与从本节点出发到网络中其他节点间可靠独立路径平均数量的乘积之和。道路网络抗震韧性的计算通过开发MATLAB程序实现。使用所建立的抗震韧性评价方法和程序对重庆市渝北区主干道路网络进行计算,提出韧性提升策略。
区域降雨诱发滑坡阈值特征分析

本文运用全国加密气象站降雨观测数据对数千起滑坡灾害的致灾降雨因子展开了系统性分析,通过改进致灾降雨场次划分方法,确定本场致灾降雨过程。在静态临界阈值模型算法基础上,考虑前期降雨对滑坡发生的重要影响,以百分位法对前期降雨条件进行区分,将前期有效雨量作为阈值模型的前端输入标准,建立动态的降雨致灾临界阈值模型,并利用评价指标对阈值模型过程进行了验证回算。研究结果表明:(1)致灾降雨因子的量级分布较为集中,在致灾过程中存在明显的优势区间,近90%的致灾本场降雨历时和强度分别在48h以下和10 mm·h~(–1)以下,近80%的致灾本场降雨的前15日有效雨量在100 mm以下。(2)前期降雨对本场降雨的影响主要体现在历时上,极端的前期降雨条件下,本场降雨的强度和历时都明显减小,本场降雨过程在致灾过程中不占主导地位。(3)短时降雨过程的致灾平均雨强分布较为离散,降雨过程持续时间越长,平均雨强的离散程度越小。(4)平均雨强-降雨历时-前期有效雨量阈值模型对诱发滑坡的降雨过程有一定的识别能力,准确率和召回率分别达到0.6以上和0.8以上。