mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
微网逆变器虚拟柴油发电机组暂态功率均分控制方法

在多源微电网中,各电源暂态特性的一致对提高系统暂态稳定性具有重要效果。针对逆变器与柴油发电机组(diesel generator set,DGS)并联系统中逆变器响应速度过快导致暂态功率无法均分的问题,提出了一种模拟DGS的逆变器控制方法-虚拟柴油发电机组(virtual diesel generator set,VGDS)。考虑DGS中凸极同步发电机的特性,首先在abc三相静止坐标系下推导了凸极同步发电机的数学模型,然后将逆变器物理结构、控制模型分别对凸极同步发电机进行等效形成了虚拟凸极同步发电机的实现方法,进一步建立虚拟柴油发动机控制系统和虚拟励磁控制系统,从而使虚拟凸极同步发电机能够模拟DGS的调节方式使电压频率和幅值达到期望值,由此组成VDGS的实现方法。最后,利用Matlab/Simulink仿真工具验证了所提方法的有效性。
计及多能耦合机组不确定性的综合能源系统运行优化模型研究

随着我国能源领域深层次变革,综合能源系统的开发建设进程加快。由于综合能源系统是一个强耦合系统,特别是起主要作用的多能耦合机组运行产生的相关问题日益显现。研究针对综合能源系统中多能耦合机组的不确定性问题展开优化研究,建立了计及多能耦合机组不确定性的综合能源系统运行优化模型,以日运行成本最低为目标。在引入人工智能算法保障风光出力及负荷的预测精度的基础上,采用混合整数区间线性规划的方法,通过区间值的形式将优化结果进行表征,解决了系统中由于多能耦合机组运行效率偏差引起的系统不确定性问题。算例分析表明,采用所提优化模型及方法后的结果可将系统的机组出力选择控制在优化计算后的确定区间内,从而使得各设备单元的优化调度更科学合理,对系统调度决策具有重要意义。同时定量分析了不确定性所产生的影响,对系统运行成本等经济性指标结果进一步优化明确,提升了系统运行的经济效益。
基于合作博弈论的风储联合参与现货市场优化运行策略

随着我国电力现货市场建设进程的加快,占比快速提高的以风电为代表的新能源参与现货市场竞争是大势所趋。但风电由于出力不确定性和波动性导致市场竞争力较弱,而多个风电场的集群互补效应及风电与具有灵活调节能力的抽水蓄能电站联合能减少风电实时出力偏差,减少其实时平衡成本。因此,针对多风场与抽水蓄能电站联合参与现货市场的日前竞标策略及由此带来的收益合理分配问题开展研究。采取多风电与抽水蓄能电站联合参与日前和实时平衡市场的市场模式,着重考虑风电实时出力不确定性的平衡成本,提出兼顾实时平衡收益风险的多风电与储能联盟的日前最优竞标策略;对联合后获得的收益,分别利用合作博弈论中的Shapley值和核仁解给出风电场与抽水蓄能电站间以及多风电场间的收益分配方法。最后,通过算例分析验证所提联合运行策略的优越性以及收益分配模型的合理性。
计及能源品位差异的园区多能源系统综合能效评估

针对当前在园区多能源系统综合能源利用效率评估中未能实现各能源子系统及其各能源环节能效的细化分解且缺乏对可再生能源利用与能源品位差异的有效度量等问题,提出了一种基于能质系数的综合能效评估方法。首先,考虑能源品位的差异、多能间的互补以及可再生能源的利用,构建了含储能装置的多能源系统综合能效的评估模型;其次,将园区多能源系统细化分解成电/气/热/冷等供能子系统和若干能源转换设备,并提出各供能子系统和各能源转换设备的能效评估模型;再次,结合多种不同品位能源统一折算方法的对比分析,提出了基于㶲分析的能质系数折算方法,并给出了各能源能质系数的计算方法;最后,通过广东惠州某工业园区的实例分析,验证了所提方法的有效性和实用性。
辅助服务市场中集成商的资源集成投标策略

集成商组织需求侧资源参与辅助服务市场,既需要根据市场情况决策投标容量,又需要根据不同需求侧资源的技术经济特性优化组合。为发挥需求侧资源组合灵活的优势,在分析了需求侧资源技术经济特点的基础上,提出了集成商的资源集成投标策略。该策略一方面考虑了参加不同类型辅助服务市场投标容量的决策;另一方面考虑不同性能的需求侧资源的集成成本对投标决策的影响,引入条件概率约束,实现高可用性等效资源的最优组合。最后,通过某集成商对冬夏两季日前24小时的3种备用服务的投标决策算例,验证了该模型的有效性。
双馈式可变速抽水蓄能机组无功特性分析

分析双馈式可变速抽水蓄能机组的无功输出特性,对于提高机组并网运行能力及电力系统电压稳定性具有重要意义。提出了一种基于V形曲线分析机组定子侧无功特性及调节机理的方法。建立双馈电机等效电路及数学模型,分析不同运行工况下双馈电机各电气量的相量关系,得到定子电流随转子电压变化的V形曲线。研究了不同运行工况下V形曲线变化情况,重点分析了有功功率、转差率对V形曲线变化影响。基于Matlab/Simulink平台分别进行稳态和动态仿真验证,仿真结果表明双馈异步电机具备类似于同步电机的无功调节特性,证明了V形曲线法对于系统无功特性分析结果的正确性和有效性。
基于虚拟线路阻抗的MMC-HVDC输电系统单端故障测距方法

直流故障测距是保障新能源远距离跨区输送的关键技术,对于提高系统运行的经济性和可靠性具有重要意义。根据MMC-HVDC输电系统发生单极接地故障后不控整流运行方式下的谐波特征,提出基于频变参数模型的单端故障测距方法。综合使用直流侧输电线路沿线电压和电流中的直流和谐波分量,定义虚拟线路阻抗,通过对虚拟线路阻抗分析得知其仅在故障点处为恒定常数。因此通过对沿线电压、电流数据组进行一元线性回归分析,利用故障点处残差和函数最小的特点进行故障测距。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建双端柔性直流输电系统模型,大量的仿真结果验证了该测距方法的有效性,以及在采样频率、测距精度和抗过渡电阻能力等方面的优势。
直流控保设备互感器数据异常快速识别策略

直流互感器在应用中故障率和误差率都高于交流电磁式互感器,现场中曾出现由于直流互感器数据错误导致的保护控制设备误动作事件。提出了一种应用于配网换流站的基于因果网络的直流互感器数据异常识别策略。根据换流站拓扑结构搭建电流电压互感器配置矩阵,在单套控保设备中应用多源冗余信息形成初始诊断证据库。在因果网络诊断关系式中补充证据的权重系数,避免在直接利用证据分析事件的过程中,因针对“起因”的“结果”的不同数量影响诊断结果。挖掘数据集里所隐藏的关联关系,充分利用证据的正结果和反结果信息,准确区分互感器工作异常、系统扰动和站内系统故障。该方法在直流控制保护中增加预配置的互感器工作状态检测判据,实时计算量小,具备实用性。针对配网换流站互感器进行的异常状态仿真,证明了该诊断方法的有效性和可行性。
基于配网节点电价的产消者日前优化调度

随着产消者资源在配电网中的渗透率不断提高,其灵活的可调度能力成为影响配电网出现正反向负荷尖峰的重要因素。为解决由此造成的配网双向阻塞问题,对配网节点电价方法进行了扩展,提出了基于迭代方法的配电网节点电价的产消者分布式日前优化调度策略。电网公司(distribution system operator,DSO)利用拉格朗日对偶分解原理采用次梯度法分别确定购、售电阻塞价格引导负荷聚合商(aggregator,Agg)下的产消者资源进行充放电功率调整达到缓解配网阻塞的协同效果。DSO与Agg之间通过“功率-价格”信息的交互实现分布式迭代求解,达到了保护Agg下层用户用电隐私信息的目的。最后,通过修改的IEEE 33节点算例证明了该策略的合理性和有效性。
提高弱电网下并网逆变器电流质量的自适应控制方法

配电网特别是其末端电网弱电网特性明显,具有较大的线路阻抗并且电网电压畸变较为严重。当电网阻抗大范围变化时,为了提高并网逆变器的鲁棒稳定性,往往会牺牲对电网电压畸变的抑制能力,导致并网电流质量下降。针对这一问题,首先建立了弱电网下并网逆变器的鲁棒模型,分析了电网阻抗及电网电压畸变对并网逆变器稳定性及并网电流质量的影响机理。在此基础上,提出了一种自适应鲁棒H_∞控制方案,该方案无需对电网阻抗进行在线测量,控制参数不随电网阻抗的变化而变化,实现了系统在电网阻抗大范围变化时的鲁棒稳定性,并且对电网电压畸变具有最优的抑制作用,提高了并网电流质量。然后介绍了各参考量的计算方法,以及控制参数的设计方法。最后通过实验验证了理论分析和所提控制方法的正确性和有效性。
电力现货市场下计及售电商长期收益的需求侧响应

在电力现货市场下,为实现售电商长期收益最大化,提出采用强化学习的需求响应动态优化方案。首先建立售电商和用户的需求响应模型,通过建立用户舒适成本函数的前后联系,构建出售电商动态优化收益函数;利用用户的需求响应收益函数确定其响应负荷,并将售电商当前需求响应的收益函数转化为立即奖励函数;然后采用BP神经网络构建强化学习的Q函数,采用迭代方法训练BP神经网络直到Q函数收敛。最后,通过1个售电商和5个工业用户的仿真算例结果表明所提方法的有效性。
电力差价合约机制设计与应用

电力现货市场的建设下,分时、分位置的现货价格容易产生价格波动风险,因此有必要设计有效的规避风险工具。差价合约作为中长期市场中最为常见的金融工具,既可以给市场主体提供一种价格波动的避险工具,又可以被政府用于实现搁浅成本回收、市场力控制、可再生能源消纳等目的。首先提出了差价合约设计相关的基本概念,包括合约主体、合约时段和合约设计参数等。接着根据国内外相关经验总结出差价合约的设计要素及方法,着重讨论了合约数量、合约价格及基准价格等设计参数的选取方法。然后具体介绍英国、加拿大、新加坡、澳大利亚等国家典型差价合约的设计,并对其应用进行讨论分析。最后结合了当前国内电力市场现状,提出对我国电力市场建设中有关差价合约机制设计的启示和建议。
适应可再生能源配额制的电力市场交易体系研究

为适应我国出台的可再生能源配额制,设计了适应可再生能源配额制的电力市场体系。提出了基于曲线的可再生能源交易实施方式,解决了我国当前的可再生能源配额制方案只考虑消纳量、不评估用户对可再生能源发电友好性的问题,激励市场成员主动消纳可再生能源完成自身配额。设计的电力市场体系包括可再生能源中长期市场、可再生能源日前市场、日前电力交易市场、实时电力交易市场、消纳量二级交易市场和绿证申购市场。在常规能源的配合下优先消纳可再生能源,并通过消纳量二级交易市场对超额完成配额的用户予以奖励。探究了可再生能源价格随供求关系在常规能源价格和消纳量(绿证)价格之和下方波动的动态均衡过程,论证了所提出电力市场体系能够有效促进可再生能源消纳。
美国加州辅助服务市场发展解析及其对我国电力市场的启示

当前我国正处于新一轮电力体制改革的关键时期,完善的辅助服务市场是电力系统稳定运行的机制保障,解析国外电力市场辅助服务的发展历程对我国电力市场建设具有重要的借鉴意义。首先介绍了加州辅助服务市场发展历史及其辅助服务的种类,然后对比分析了两种辅助服务的出清方法:分离顺序法和协同优化法及其各自的优缺点;并结合加州新能源发展,介绍了应对新能源发电出力不确定性的新型辅助服务产品--灵活爬坡产品;最后分析了美国加州辅助服务市场对于中国现货市场的可借鉴性并提出了建议。
光伏直流并网系统控保协同故障区段辨识方法

光伏柔性直流并网系统多馈线式的汇集支路,发生直流故障时冲击电流上升速度快,闭锁时间短,可供保护使用的数据信息极短,给保护带来挑战。提出了一种基于控保协同的故障定位方法,通过对DC/DC升压变换器故障控制器的设计,使其具有闭锁后向故障点提供低幅值、稳定可控的故障电流的能力,通过对电流方向的辨识,实现了馈线式线路单端量的保护。仿真证明该保护方法在故障发生后5ms内就可以完成故障区域定位,具有很高的可靠性和较高耐受过渡电阻、噪声和分布式电容能力。该方法为现有直流系统设计及保护原理提供了新的解决方案,且具有一定的工程应用价值。
双馈风电机组限功率运行下频率稳定的变系数控制策略

双馈风力发电机的转子转速与系统频率相互解耦,风电大规模并网将导致系统调频能力下降。这就要求风电场具备功率调节和频率调整能力,附加的虚拟惯性环节能提供短暂的频率支撑,下垂控制环节能改善系统的稳态频率偏差。提出在限功率控制下适应不同风速进行相应的减载控制,保留部分功率备用,高风速时通过桨距角控制留有备用功率,在满足调频备用的同时,尽可能减少弃风。整定了调差系数,改善了系统的下垂控制特性,在传统方法的基础上对虚拟惯性系数进行了分析,通过不同风速下的参数分析制定了适应变风速下的变系数控制方法,使风电机组更充分的参与系统一次频率调整,最后通过变风速下仿真验证了所提控制策略的有效性。
跨区域现货市场下多主体购售能主从博弈模型

建设(跨区域)现货市场与培养综合型售能公司是当前我国电力市场发展主要方向。在设计区域电力现货市场交易机制基础上,提出一种考虑多个从方均衡的主从博弈模型,模拟多类型售电主体参与下的市场行为,其中,主方为公益型系统运营主体(independent system operator,ISO),从方为单一售电公司和拥有有机朗肯循环、生物质能热电联供(combined heat and power,CHP)设备单元的综合能源公司。为此,分别构建电价出清模型以及售电(能)公司购售电决策模型,同时考虑设备全寿命周期成本以及土地和能源补贴的不确定性因素。采用基于满意度的交互式约束变尺度算法对该非线性多目标主从博弈问题进行求解。结果表明,跨区域市场能够实现区域间电价耦合,改善区域内电能短缺或过剩的情况;综合能源公司抗市场波动能力较强且利润较为稳定,但计及设备成本后,其经济性与单一售电公司相比并不具有明显优势。
考虑用户贡献度的售电商购售电策略

随着中国电力市场改革的不断推进,售电公司的数量以及参与市场交易的形式不断增加,差异化的服务与竞争策略对售电商提升市场竞争力具有重要意义。针对用户负荷的响应特性,基于售电商与用户的双边用电合同,分析越限惩罚机制和需求响应(demand response,DR)合同对用户效用的影响,建立用户效用优化模型;基于购电市场的不同特性,建立售电商购售电利润优化模型;基于售电商与拓展目标用户前后的单位产出投入比,分析目标用户对售电商的贡献度,建立考虑用户贡献度的售电商购售电决策优化模型,求解考虑用户贡献度的购售电方案。最后通过算例验证所提方法在售电商竞争用户方面的有效性。
基于鲁棒容积卡尔曼滤波的同步发电机实时动态状态估计方法

同步发电机动态状态估计对电力系统的分析与控制具有重要意义。然而,基于卡尔曼滤波的动态状态估计算法计算量大,易受不良数据干扰。建立考虑励磁和调速的同步发电系统模型,进行初值优化。使用隐式梯形积分方法对机电暂态过程离散化,针对CKF算法特点,提出雅可比矩阵重用策略,提高算法效率,满足实时性要求。通过假设检验,辨识输入-输出不良数据,并进行修正,增强鲁棒性。IEEE 9节点系统和华东电网某台实际运行机组算例证明了算法的有效性。
机组运行约束对机组节点边际电价的影响分析

推导了考虑系统备用情况下的机组节点边际电价与机组运行约束影子价格、系统备用约束影子价格的关系公式。分析了机组功率上下限约束、机组爬坡滑坡约束对节点边际电价及系统电能价格分量、阻塞价格分量的影响,可为节点边际电价的形成原因及影响因素剖析提供一种分析工具,有助于市场成员就自身机组物理参数对收益的影响做参考评估。基于5节点算例验证了上述节点边际电价计算方法与传统计算方法结果的一致性,计算并分析了多案例中机组运行约束对节点边际电价及系统电能价格、阻塞价格的影响。
高比例新能源接入下电网灵活性爬坡能力市场化获取机制现状分析及思考

高比例新能源接入下电网灵活性爬坡能力不足不仅会影响系统运行可靠性,同时在市场环境下将产生经济性问题,因此需通过市场化方式获取电网灵活性爬坡能力。首先对比分析了电网灵活性爬坡能力同调频、备用等传统调节能力的区别,说明其市场化获取的必要性;然后详细介绍了美国爬坡能力产品的市场设计,分析其实施效果;拓展介绍英国、德国的相关机制,对比各类灵活性爬坡能力的获取方式;综述电网灵活性爬坡能力的模型建立、市场化获取与市场运营效果等方面的研究,展望未来研究趋势;最后,结合中国的市场发展现状,从灵活性产品多样、灵活性资源多元、市场化定价机制、分阶段市场化构建等方面对我国电网灵活性爬坡能力的获取方式进行了深入思考。
基于条件风险价值的微电网现货市场两阶段调度

现货市场环境下并网微电网作为售电主体需要面临价格波动风险,其运行调度变得更加复杂。针对广东省现货市场交易机制,利用条件风险价值作为风险度量工具,建立微电网作为售电主体参与现货日前市场与实时市场两阶段风险调度模型。在此基础上,探讨日前与实时风险偏好系数对调度结果的影响,分析偏差价差收益转移结算机制对微电网收益的影响,以及储能参与程度对结果的影响。以模拟日前与实时电价场景数据来反映价格的不确定性,算例结果表明了该模型的正确性,可为微电网售电主体在现货市场下运行调度内部资源时提供理论依据。
考虑不确定性的风储电站参与电力现货市场竞价策略

针对风储电站参与电力现货市场竞价与运行计划制定的问题,考虑到风电出力和电力现货市场价格的不确定性建立模型。所建立的模型采用两阶段优化方式,其中第一阶段优化计及风储电站收益以及运维成本和不平衡功率惩罚费用,以风储电站利润最大化建立其目标函数,考虑系统功率平衡约束,储能运行相关约束等约束条件,采用随机机会约束规划理论建立其模型,得到风储电站竞价策略以及基于该策略的期望运行计划。第二阶段基于中标信息,采用相同原理对风储电站日前运行计划进行制定。针对模型的不确定性,采用不确定函数模拟来计算概率形式目标函数和约束条件的置信度,并采用混沌粒子群算法对所建立的模型设计求解流程。最后通过算例验证所建立模型的正确性和有效性。
电力现货市场下不平衡费用构成及分摊机制研究

电力现货市场结算规则设计的难点在于如何通过平衡市场参与者的权益,保障市场的竞争活力与电网的安全稳定,这其中的关键问题是不平衡费用的处理,包括不平衡费用如何构成与如何分摊。基于此,重点研究了国内外电力现货市场不平衡费用的处理方法,立足于我国电力市场特点,分析了各类不平衡费用的产生机理,并梳理形成了适应我国目前发展现状的不平衡费用的构成及分摊机制,可为电力现货市场结算规则及市场机制设计提供参考。
基于动态解耦的软件众包任务分解算法

综合考虑任务粒度与解耦水平,提出一种改进的软件众包任务分解算法。基于任务网络内的依赖关系计算任务粒度,根据各子任务在设计结构矩阵中的分布情况衡量解耦水平,并通过动态解耦进行软件众包任务分解。实验结果表明,与基于独立水平和传播成本的任务分解算法相比,该算法风险判定值和缺陷密度分别提升0.244 0、 0.362 6、0.014 6、0.319 4,可保证软件众包任务完成质量。
单相并网逆变器多频阻抗模型及其在谐振环流分析中的应用

逆变器并联并网系统中存在带宽频率以外的谐振环流,不利于逆变器的安全运行。为分析并联系统中谐振环流特性,首先充分计及数字控制及脉宽调制非线性环节的影响,基于一维频谱分析法研究了调制波存在扰动时的逆变器输出电压谐波成分,提出了适用于单相逆变器并联并网系统的多频阻抗模型。基于该模型,采用广义奈奎斯特稳定判据明晰了控制载波相位对并联系统稳定性的影响,鉴别了逆变器间谐振环流所处的频率范围,指出逆变器输出阻抗模值的提升有助于谐振环流的抑制。实验结果表明,所提出的多频阻抗模型的正确性及其在并联并网逆变器谐振环流分析时的有效性。
大用户直购电中鲁宾斯坦恩模型贴现因子的泛化分析

传统的鲁宾斯坦恩模型是无期限的一对一谈判模型。但是,电力市场中的大用户直购电这类大宗交易问题存在谈判双方各有多个谈判代理以及谈判存在截止日期等特点,故其本质上是多对多谈判问题。针对该特点,文中对传统贴现因子进行泛化,并形成谈判中的报价策略;进而以电力市场中大用户直购电为对象进行建模与模拟仿真,设置贴现因子随谈判轮次、己方集团完成度和己方成交价格等因素改变而改变。仿真结果表明,泛化贴现因子可以更好地模拟大用户直购电的谈判过程。
虚拟电容控制下并网型直流微网VSC多约束稳定运行边界

与传统交流电网相比,直流微电网不存在频率、相位同步及三相不平衡等问题,但其直流母线电压易受间歇性新能源及负荷的影响而失稳。端口换流器采用虚拟电容控制方法可以在控制层面为该问题的解决提供一种方案,且虚拟电容值大小可调,更增强了该控制方法的灵活可控性,但在该控制策略下虚拟电容在灵活调节时需满足多种约束条件以保证系统的稳定运行。据此,在研究电压源型换流器(VSC)灵活虚拟电容控制策略的基础上,分析影响虚拟电容调节的关键指标,考虑系统稳定性、动态特性、实际运行需求及可实现性约束条件,构建满足VSC多约束的稳定运行指标集,并给出了多指标约束下的稳定运行边界计算方法,以合理限制虚拟电容控制的灵活调节能力,使该控制方法在满足多项约束的基础上,尽可能地发挥其优势,为直流电网提供惯性支撑。最后,搭建了控制器级的硬件在环测试平台,验证了换流器灵活虚拟电容控制的有效性及多指标约束稳定运行边界的正确性。
基于序列数据异常趋势识别的故障诊断方法

在专家诊断经验中经常会采用序列数据的变化趋势作为诊断依据。由于重大设备诊断缺乏故障样本,多以专家经验为依据,使一般的定性趋势分析方法不易在智能诊断系统中直接应用。因此,提出了一种融合专家经验的序列数据趋势识别方法。该方法基于专家对趋势特征的描述,以模糊矢量形式描述序列数据的变化趋势。然后通过趋势识别决策树,实时判断数据趋势类型。将该方法应用于汽轮机故障案例中,验证了该方法提取的趋势特征可有效提高汽轮机故障诊断模型的准确度。
电力市场中配电网的空调群调控策略

为了减少电力市场下售电公司的实际执行与交易结果的考核偏差,提出一种基于变频空调负荷模型的直接控制策略来跟踪馈线负荷计划值。该策略利用离散傅里叶变换和比例-积分(PI)控制求出变频空调群的调度需求量,通过改变变频空调温度设定值来实现调度需求。仿真结果表明,该策略以较低的动作次数和温度变化度便能实现馈线首端实际负荷对计划负荷曲线的跟踪,降低售电公司的考核电量,不仅改善了配电网功率平衡问题,同时也提高了售电公司的收益。
高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整策略

考虑负荷波动、风电有功输出的随机性,针对电力系统对大规模风电并网时电能质量、经济性、负荷支撑和快速响应等多方面的需求,提出了一种高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整的多时间尺度协调优化策略。根据变速风电机组运行特性,制定不同风速工况下风电机组的减载控制,并在不同时间尺度对机组间的调频出力进行协调,使惯性与一次调频相结合,实现频率调整优化。结果表明该策略下变速风电机组不仅能够有效地为系统提供惯性支撑,并且具备灵活、可控的静态频率响应特性。
工业园区参与调峰的电池储能-需求响应联合规划

工业园区理论上具备很大的调峰潜力,但由于峰谷分布不规律、多方利益交互、规划与运行高度耦合等因素导致难以实现有效规划。文中旨在探索工业园区主动参与调峰的经济性与可行性,提出运用电池储能和需求响应作为两类主要调峰手段,构建了兼顾考虑设备配置与运行调度优化的双层规划优化模型。在经济性方面,对工业园区参与调峰过程中的各种成本效益进行量化建模,并分析了与电网公司、政府之间的利益交互。在不确定性处理方面,联合运用蒙特卡洛模拟法与K-means聚类法生成多个调峰场景以提高规划结果准确性。选取广东省某工业园区作为算例,验证了所提方法的可行性与有效性。
大规模双馈风电机组参与调频的电网自适应低频减载策略

大规模风电参与惯性控制和一次调频会对电网频率特性产生显著影响,而现有的低频减载方法尚未考虑该影响,可能引起频率轨迹失真和负荷切除不合理问题。鉴于此,以双馈型风电机组为例,研究将风电虚拟惯性响应时变特性参数和一次调频响应系统模型融入低频减载过程的方法,提出了改进低频减载策略和负荷切除决策模型。首先,通过求解含风电虚拟惯性响应的电网等效惯量(具有时变特性)、检测频率变化率,计算低频减载首轮起动时刻的实时功率缺额。然后,定量表征风电一次调频及负荷调节效应先抵消部分的实时功率缺额,剩余功率缺额则由自适应低频减载策略分批切除。最后,理论研究及算例分析结果表明,所提低频减载改进策略和模型能更客观地反映电网频率特性,负荷切除量明显更小,体现了大规模风电参与调频对低频减载的有益影响。
风力发电对系统频率影响及虚拟惯量综合控制

针对大规模风电接入引起系统等效转动惯量下降、系统频率稳定风险上升的问题,在分析电力系统调频过程与风电常规虚拟惯量调频的基础上,建立了含风电的电力系统频率动态响应模型,研究了风电及调频参数对系统频率动态特性的影响及变化规律。提出了基于选择函数的风电机组新型虚拟惯量综合控制方法,利用有限风电机组转子动能,有效增加了系统等效转动惯量,同时避免了传统控制所造成的功率二次跌落。在MATLAB/Simulink中建立了系统仿真模型,仿真验证了控制策略有效性及对频率动态特性的改善作用。
弱电网下无功控制对并网变流器稳定性影响分析

可再生能源经变流器接入弱电网时,变流器向电网输出无功功率有利于提高并网点的电压质量,但是无功控制的动态特性对变流器系统的稳定性有重要的影响。为分析此影响,文中建立了采用定无功功率控制策略下变流器的阻抗模型,通过分析无功控制外环动态改变所引起的各元素阻抗特性变化,判断无功控制外环动态对系统稳定性的影响,并采用广义奈奎斯特判据验证上述分析结论。其次,采用特征根轨迹法,分析了无功控制外环比例参数及电网强度的变化对系统稳定性的影响,结果表明弱电网下无功控制外环可能引发中高频振荡问题。最后,基于RT-LAB进行在环仿真验证理论分析结果。
计及频率耦合和汇集网络的风电场序阻抗模型等值方法

近年来,中国河北沽源、新疆哈密等风电基地频繁发生电网振荡问题,呈现次、超同步频率振荡分量强耦合现象。频域小信号阻抗方法是建模和分析这类由电力电子并网装置引起的控制不稳定和振荡问题的有效方法。目前针对单个逆变器或风电机组频率耦合阻抗模型已有研究基础,文中基于此提出一种考虑频率耦合和汇集网络的风电场序阻抗模型等值方法,建立的风电场等值阻抗与单个逆变器或风电机组的模型定义和形式统一,能够用于分析次、超同步频率耦合的振荡问题。以直驱风电场并入弱电网系统为例,对所提出的模型应用于系统稳定性分析及振荡频率预测的准确性进行了仿真验证。
基于STATCOM的风电场SSCI附加阻尼抑制策略

针对双馈型风力发电机经含固定串补的线路接入系统后发生的次同步控制互作用(SSCI)现象,文中提出一种基于静止同步补偿器(STATCOM)的附加阻尼控制器(SDC),推导了计及SDC时STATCOM的导纳模型,分析了其等效导纳的特点。结果表明,SDC增大了STATCOM在谐振频率处的等效导纳,使得STATCOM能够吸收系统中的振荡能量,增加了系统的阻尼。研究了SDC参数对阻尼特性的影响,包括移相角和比例增益,同时,给出了SDC反馈信号和STATCOM安装位置优化、选择的方案。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真验证表明,基于STATCOM的SDC可以有效地抑制次同步控制相互作用,提高系统的稳定裕量。
新能源同步机并网系统的阻尼特性

针对高比例新能源电网存在的低惯性和弱阻尼问题,提出新能源通过驱动同步电动机-同步发电机(MGP)后并网的新方式;阐述了MGP系统小干扰稳定的建模方法,通过小干扰模型研究了MGP的阻尼特性,推导了质量块相同的MGP和单个发电机阻尼比的定量关系;在5 kW实验系统中设计了质量块相同的MGP和单个发电机两种工作模式,对比了相同负载扰动下MGP和单个发电机的频率响应曲线,通过拟合小扰动后的频率响应曲线,分别确定了相同质量块的MGP和单个发电机的阻尼比,对比二者的关系验证了理论推导的结果,证明了相同质量块的MGP相比单个发电机能提供更大的阻尼,为提高高比例新能源电网的稳定性提供了新的解决方案。
非同步机电源接入电网后的谐振问题分析及抑制

随着非同步机电源在电网中的占比越来越大,有别于传统功角振荡的电网谐振不稳定问题逐渐显现。为此,文中提出了一种基于s域节点导纳矩阵的网络谐振分析方法,用以分析及抑制含非同步机电源电力系统的谐振问题。首先,介绍了两种非同步机电源的s域阻抗建模方法--小干扰线性化法和测试信号法,重点考虑了内环控制器和锁相环的影响。然后,给出了一套基于s域节点导纳矩阵的网络谐振结构分析方法,并提出了两个描述谐振模式的特征指标,用以确定其主要影响区域和敏感元件参数。最后,以某风电场并网系统为例,对该系统的谐振结构进行了分析,并针对其存在的谐振问题提出了相应的改善措施。分析表明,由于电力电子装置的负电阻效应,含非同步机电源的电力系统确实存在谐振不稳定的风险,需要加以抑制。
计及需求响应与火电深度调峰的含风电系统优化调度

随着风电等新能源接入比例的不断上升,对电力系统运行灵活性提出了更高的要求。基于此背景,从源荷灵活性提升入手,在需求侧通过分时电价及可中断负荷手段引导用户主动优化负荷曲线,以缓解风电的反调峰给系统带来的调峰压力;基于目前的火电机组深度调峰技术,提出了考虑机组低荷疲劳寿命损失及投油成本的深度调峰出力模型;建立了计及需求响应与火电机组深度调峰的含风电系统优化调度模型。以改进的IEEE 118节点系统为例,进行了多种场景的仿真计算分析,结果表明需求侧资源与火电机组深度调峰手段能够有效提升系统的新能源消纳能力,验证了该模型的有效性。
基于风电消纳能力态势划分的源荷储系统分阶段优化策略

仿照电力系统在不同运行条件下有着不同的运行状态,提出解决风电消纳的三态划分法。根据弃风量的多少及其变化趋势,将包含储热、电储能和柔性负荷的热电联产系统划分为正常状态、警戒状态和紧急状态。已知系统运行状态,建立不同状态下的源荷储分阶段优化调度模型,并采用粒子群优化算法对模型进行求解。算例分析表明,正常状态下由于柔性负荷和储热装置的参与,减小了系统的调峰压力,降低了运行成本;警戒状态下电储能设备与风电场建立了一种能量互补关系,实现了平抑风电功率波动的目标,有利于系统的安全稳定运行;紧急状态下储热系统将弃风电能转化为热能,在满足用户热需求的同时,将多余热量储存起来,实现能量的高效利用。
考虑可再生能源随机性和需求响应的电力系统日前经济调度

当前中国电力系统中可再生能源的占比不断提高,区别于传统能源,可再生能源需要在经济调度中考虑其出力的随机性。文中通过最小化社会成本,建立了含常规机组、可再生能源发电站并考虑负荷聚合商需求响应的电力系统日前经济调度模型。采用截断通用分布模型准确描述可再生能源随机性,并利用其闭合解析的累积分布函数提高算法求解效率。通过交替方向乘子法进行求解,在保证负荷聚合商隐私的前提下通过分布式求解得到日前经济调度结果。算例计算结果表明,所提出的日前经济调度方法能有效考虑可再生能源的出力随机性,并在鼓励可再生能源发电商在改进预测技术的同时降低社会成本;所提出的基于交替方向乘子法的求解算法具备良好的收敛性,可保证较高的求解效率。
计及新能源出力不确定性的电气综合能源系统协同优化

随着波动性强的新能源大规模接入配电网,主网下网功率波动增强,危及主网运行安全。为了有效降低新能源消纳对配电网的不利影响,建立了考虑新能源出力不确定性的电气综合能源系统协同优化模型。其中,动态场景方法被用来刻画新能源出力的不确定性,优化目标为最小化全系统运行成本和主网下网功率波动量。模型中考虑了温控负荷调节能力及配电网交流潮流和天然气网潮流等约束。利用分段线性化和二阶锥松弛方法,将模型转化为混合整数二阶锥规划问题。最后,在IEEE 33节点配电网和23节点气网构成的电气综合能源系统进行夏季和冬季算例仿真,验证了利用惯性更大的气网平抑主网下网功率波动的有效性。同时,仿真结果表明利用温控负荷调节能力可降低系统成本,且确保系统运行的安全。
基于相依关系的新能源功率预测场景生成及调度应用

新能源日前功率预测对指导电网计划编制具有重要意义,但目前预测水平制约了预测结果的充分应用,为此文中提出新能源功率预测的场景生成方法和预测结果纳入调度计划编制的思路。首先,通过对比分析新能源发电功率和预测功率的边缘分布,建立了揭示二者相依结构的Copula模型,并提出了基于相依关系的多预测场景建模方法。随后,通过分析预测偏差对供电平衡的影响,利用多场景下不同时段预测偏差的规律,提出了将预测可信度纳入省级电网调度计划编制的方法。相关成果已经在国家电网公司西北电力调控分中心得到实际应用,在新能源纳入备用的基础上,采取优化常规电源运行方式、合理组织交易互济等措施,2017年增发新能源电量为4.7 TW·h,降低了3%的受阻率,为新能源纳入电网调度计划编制提供了依据。
基于信息熵原理的区域用水结构时空演变特征研究

用水结构是社会经济发展对水资源需求差异的集中体现。选取广东省1980~2015年用水数据,运用信息熵理论研究该区域用水结构时空演变特征,并采用重心模型进行验证。研究结果表明:(1)1980~2015年间,广东省用水结构信息熵总体呈上升趋势,用水系统的稳定性和均衡性增强;(2)用水结构空间演变呈现显著的区域性差异,用水结构信息熵重心逐步向珠三角地区转移。农业用水重心逐步向粤北地区转移,工业用水、生活用水和城镇公共用水重心逐步向珠三角地区转移。
基于代谢理论的城市化一水资源系统协同演化研究

城市代谢是物质、能量投入并且产生经济、环境产出的过程,能够有效解析城市化一水资源系统之间复杂的耦合交互作用。基于城市代谢理论,将城市化一水资源系统代谢过程分解为同化过程和异化过程,并采用DEA模型研究了珠江三角洲近15年来城市化一水资源系统同化、异化效率,对珠江三角洲城市化一水资源系统协同演化情况进行分析,指出其发展中存在的问题及未来发展的方向。研究表明:(1)对比同化效率,近15年来珠江三角洲异化效率保持在较高水平,城市化对水资源系统的输出扰动作用明显。(2)珠江三角洲城镇化率,经济水平和消费水平在提高水资源利用效率的前提下还有很大的提高空间。在未来发展过程中,珠江三角洲的城市化发展应该从提高技术水平方面去入手,而非一味地增加资源投入。
2019年4月大气环流和天气分析

2019年4月大气环流的主要特征是北半球极涡呈偶极型分布;中高纬环流呈不典型3波型,我国基本为正距平;西太平洋副热带高压与南支槽强度均偏强。全国平均气温为12.7℃,较常年同期(11.0℃)偏高1.7℃,全国平均降水量为49.0 mm,较常年同期(44.7 mm)偏多9.6%。月内共出现2次较强冷空气过程;全国范围内共发生8次大范围强降雨天气过程,同时出现9次强对流过程,多地遭受风雹袭击,局部地区受灾较重;而内蒙古东北部、东北地区发生干旱。此外,北方地区出现4次沙尘天气过程。
云南丽江观测井水温趋势上升原因分析

针对云南丽江观测井水温自2012年来处于趋势上升状态这一现象,分析了该井的水文变化过程,利用Piper图、Schoeller图和氢氧同位素等方法,对其地下水化学特征及与周围水体的水力联系进行定量分析,讨论了该井水温上升变化原因.结果认为:该井断流时受深部地下水径流补给,地下水类型为HCO_3-Na型,自流时受大气降水直接补给,地下水类型为HCO_3,-Ca型;该井水-岩反应程度较弱,与周围水体有明显的水力联系,受地表水影响较大,所携带的深部信息较少.该井2012年断流后,水温受深部热水上升影响表现为持续上升状态;受雨季降雨量影响,水温随水位变化表现出一定程度的年变形态,分析认为该吋期的前兆特征不明显。
基于GPU-OpenACC的气候模式加速优化研究

为使数值模式适应异构架构在高性能计算领域的快速发展趋势,本文基于OpenACC语言,对气候模式BCC_AGCM3.0中动力框架三段程序段进行GPU加速优化试验。通过异步执行设置、循环内移、数据管理及向量参数化配置等方式,对模式中计算密集部分程序段进行GPU加速并行化,并进行了优化运行效率对比及正确性验证。试验结果表明,BCC_AGCM3.0模式中三段程序段GPU加速后效率提升均在3倍以上,BCC_AGCM气候模式全球涡度均方根相对误差控制在一定范围之内。加速方法及策略对于数值天气气候模式在异构环境下的移植与优化具有一定参考价值。
几种格点化温度滚动订正预报方案对比研究

为了快速获得更为精准的格点温度预报产品,使用国家信息中心高分辨率、高频次的温度格点多元融合产品和欧洲中期天气预报中心全球模式2 m温度预报场资料,采用8种误差订正方案进行滚动订正预报试验。选择2017年1月1日至2月28日和6月1日至7月31日两个时间段进行两次回报模拟试验,并对订正前后的预报结果进行格点和站点检验分析,结果表明:8种方案对模式直接输出的预报场有正技巧订作用,全格点滑动误差回归模型订正和全格点滑动双因子回归模型订正效果最优,两种方案都能使订正场的格点平均绝对误差在2℃以下,3、6和9 h的格点准确率均在0.9以上。全格点滑动误差回归模型的检验评分略微好于全格点滑动双因子回归模型,表明作为预报模型因子的起报时刻误差场比数值模式因子在短期订正中扮演着更为重要的角色。
基于CloudSat卫星观测资料的辽宁省不同天气系统影响下云系垂直结构特征

为区分不同天气系统影响下云垂直结构的差异,从而为人工增雨作业提供参考,对2004-2014年辽宁省进行人工增雨作业期间,500、850 hPa以及地面的天气形势进行了统计,利用CloudSat卫星观测资料对筛选的出现频率≥2次·a~(-1)的系统配置下的云垂直结构进行分析,并研究了典型系统影响下的作业云系垂直结构特征。根据系统配置差异,2004-2014年间影响辽宁省的共有225次过程,可划分为17种配置类型,其中典型天气系统四种,分别为西风槽-切变线-冷锋(CF型)、西风槽-低涡-蒙古气旋(MCW型)、西风槽-低涡-南方气旋(SC型)和低涡-低涡-蒙古气旋型(MCV型)。对四种典型天气系统影响下的云垂直结构分析发现,不同天气系统影响下云层均以单层云为主。SC影响下的云层发展较为旺盛,云底较低而云顶较高,云层深厚。MCW影响下的云层云底高度较高,云层较薄。不同天气系统影响下的云夹层厚度大多(>50%)在1 km以下,而且随着云层数目增加,低于1 km的云夹层所占的比例增加。将云底高度≤ 2 km且云厚≥ 2 km视为作业云系,发现有云条件下,SC型符合条件的作业云系最多(59.7%),而MCW型影响下最少(14.5%)。作业云系以单层低冷云为主,单层低冷云的云底高度低于1 km且云顶高度可达7 km以上,作业云系的云夹层厚度对降水云催化效果影响较小。
集合预报产品在江苏省暴雨预报中的应用评估

利用2011-2015年6-8月TIGGE(THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)数据集中欧洲中期天气预报中心(ECMWF,以下简称EC)的集合降水预报数据和江苏省70个基本站逐日24 h(20时至次日20时)降水数据,通过大量暴雨样本系统检验和评估了EC集合预报及多种后处理释用产品对江苏暴雨的预报能力。结果表明:作为集合预报的初级产品,集合平均对暴雨的预报存在明显的漏报率,TS预报评分尚不及EC确定性预报;集合预报不同成员间对暴雨的预报技巧差异大,其最优成员组合的预报能力显著优于EC确定性预报,表明集合预报具有较大的应用潜力;在多种集合预报后处理释用技术中,最大值、最优百分位、降水偏差订正频率匹配法、概率预报、集合异常预报法和杜-周排序法(最大值法)的平均TS评分均较高,超过10%,其次90%分位数、融合、融合-概率匹配和杜-周排序法(集合平均或中位值法)的预报效果也均优于EC确定性预报。集合中位值、概率匹配方法对江苏暴雨的预报评分低于集合平均预报,在暴雨预报上的参考价值相对较低。该评估结果进一步加深了对各集合预报产品区域暴雨预报能力的认识,为预报员更直接快速地选取有效的集合预报产品提供参考。
基于血清代谢组学的龟龄集改善大鼠肾阳虚证作用研究

分析龟龄集(Guilingji,GLJ)对氢化可的松致肾阳虚证大鼠血清内源性代谢物紊乱的调控作用,明确其发挥药效的代谢调控通路。以大剂量注射氢化可的松复制大鼠肾阳虚证模型。将大鼠随机分为对照组、模型组、阳性药(金匮肾气丸)组和龟龄集低、中、高剂量组,连续给药30天。利用传统药效学指标(体质量、行为学、生化指标)评价龟龄集药效。动物实验获得山西大学伦理委员会的批准。采用基于UHPLC-Q Exactive Orbitrap-MS代谢组学方法研究血清的整体代谢轮廓,分析龟龄集改善肾阳虚证的代谢调控机制。结果显示,龟龄集可显著改善肾阳虚证;通路分析显示亮氨酸-异亮氨酸代谢、醚酯代谢、胆汁酸代谢为其改善肾阳虚证的主要途径;龟龄集对肾阳虚证改善作用的主要效应机制涉及其对能量平衡、肠道稳态和免疫功能的调节作用。
反向传播神经网络在隐框玻璃幕墙脱胶损伤识别中的应用

引入反向传播(BP)神经网络法,首先择取玻璃面板关键部位的25种动力响应参数、动力特性参数以及隐框玻璃幕墙尺寸以归类神经网络数据库。采用非线性弹簧单元模拟结构胶本构行为及其组合局部脱胶状态,采用有限元方法对不同脱胶状态的隐框玻璃幕墙单元进行了拉压状态下的参数化分析,量化描述了12 545种工况下各脱胶状态,并建立训练数据库。采用反向传播神经网络方法训练检验了数值模拟样本并校验预测精度。结果显示采用本方法可以较好预测隐框玻璃幕墙的组合脱胶状态。
MnO_x改性活性炭用于模拟烟气中Hg~0的脱除

采用浸渍法制备了MnO_x改性活性炭(MnO_x/AC),用于模拟煤燃烧烟气中的元素态汞的脱除。实验研究了吸附剂的Mn负载量、吸附温度和烟气组分对所制备的改性活性炭的脱汞性能的影响,以及SO_2对活性炭脱汞的抑制作用机理。研究结果表明,当模拟烟气中含有5%(体积) O_2,Mn负载量为14%(质量),吸附温度为150℃时,改性活性炭的平均脱汞效率为97.0%(3 h)。模拟烟气中少量的O_2和微量的HCl、NO均对汞的脱除起促进作用,而微量的SO_2则对汞的脱除有抑制作用。通过吸附后的MnO_x改性活性炭的TG/DTG、XPS和Hg-TPD分析,推测SO_2对改性活性炭脱汞的抑制作用是由于其消耗MnO_x中的晶格氧,形成的硫酸盐占据了14Mn/AC表面上的活性位点所致。模拟烟气中微量的NO可以有效降低SO_2对脱汞的抑制作用。
高分压水蒸气对石灰石脱硫过程的影响作用

针对水煤浆循环流化床锅炉水蒸气浓度高的特点,在较宽的水蒸气浓度内采用固定床反应器对石灰石脱硫过程的煅烧和硫化阶段分别开展机理研究,并利用低温氮吸附法、真密度计和扫描电子显微镜分析煅烧产物和硫化产物的孔结构特征、表观形貌。研究表明水蒸气促进煅烧产物的烧结,减小了煅烧产物的孔隙率和比表面积,增大了大孔份额,使产物氧化钙失去活性;水蒸气对硫化反应的作用呈非单调性,随着水蒸气浓度提高,同一时刻的钙转化率表现为先促进后抑制,在水蒸气浓度10%左右时钙转化率最高。其原因可以归结为水蒸气一方面促进硫化产物固态离子扩散,另一方面促进未反应氧化钙烧结成块。
新型镍基镁渣催化重整松木热解挥发分焦油析出特性研究

采用过量浸渍法制备了镍基镁渣催化剂,并在小型气流床气化炉上开展了松木热解挥发分的催化重整研究。评估了煅烧/催化温度、镍含量和水碳比对焦油组分的影响,同时在不同煅烧/催化温度下与Ni/γ-Al_2O_3催化剂进行了裂解焦油性能的对比。采用比表面积测试(BET)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征。结果表明,当镍含量为3%,煅烧/催化温度为800℃,水碳比为0.5时,镍基镁渣催化剂表现出最优异的催化裂解焦油能力:大幅度降低了重质多环芳烃的相对含量,并且焦油转化率达到95.69%,同时焦油露点温度降至40.2℃。XRD结果表明,Ni、Fe、Ca、Mg相互作用可以形成多种活性中心,进而协同提高催化剂活性。
干湿循环下花岗岩残积土抗剪强度及边坡稳定性分析

为研究干湿循环对花岗岩残积土抗剪强度特性和抗剪强度参数的影响,分析花岗岩残积土边坡的稳定性,改进了常规的单元试验方法.以整个花岗岩残积土边坡为试验对象进行干湿循环模拟,在每次循环后直接在边坡坡面上切取花岗岩残积土试样进行直剪试验.在此基础上,利用有限元软件ABAQUS对一实际边坡进行了干湿循环的数值模拟,在每次循环模拟前对上一次模拟结果进行分析,将等效塑性应变较大区域的土体强度进行适当折减,分析每次循环后花岗岩残积土边坡的应力应变、稳定性以及塑性变形.试验结果表明:花岗岩残积土的抗剪强度随干湿循环次数、循环幅度的增加而减小,其中黏聚力值衰减明显,内摩擦角的变化相对较小,在3~5次干湿循环后抗剪强度趋于稳定;通过数据分析得到干湿循环的黏聚力公式,进一步得到了干湿循环条件下花岗岩残积土的抗剪强度公式;干湿循环作用导致边坡稳定性降低,安全系数减小,且第一次干湿循环后安全系数的降幅最大.
用湿筛分测定猪颗粒饲料、肠道食糜及粪便粒径的研究

旨在探讨湿筛分过程中用水量、上样量及筛分时间对猪颗粒饲料、肠道食糜及粪便平均粒径测定的影响,为猪颗粒饲料、肠道食糜及粪便粒径的测定提供参考。本研究选用标准筛孔径分别为2.0、1.0、0.5、0.25、 0.106和0.072mm套筛进行湿筛分测定平均粒径。采用3×2×2三因素完全随机设计,筛分过程中用水量设1、1.25或1.5L;上样量分别为颗粒料7.5或10g,回肠食糜15或30g,粪便10或20g;筛分时间分别为4或5min。每种类型样品共12个处理。结果表明:1)在各层筛上物质量占比中,随用水量的增加,颗粒料、回肠食糜及粪便中1mm以上颗粒质量占比显著下降(P<0.05),可溶物质量占比显著上升(P<0.05);随上样量的增加,1mm以上颗粒质量占比显著上升(P<0.05),可溶物或0.072mm以下颗粒质量占比显著下降(P<0.05);而筛分时间对各层筛筛上物质量的占比均没有显著影响。2)用水量、上样量对颗粒料、回肠食糜及粪便平均粒径的测定均有极显著影响(P<0.01),筛分时间仅对食糜测定结果有显著影响(P<0.05),但仅相差4μm。用水量为1L时测定的平均粒径均显著高于1.25和1.5L(P<0.05),而1.25和1.5L仅在粪便的测定结果有显著差异(P<0.05),在颗粒料和回肠食糜的测定结果无显著差异。颗粒饲料上样量7.5~10g,食糜上样量15~ 30g,粪便上样量10~20g时,粒径测定结果的差异均在12μm以内。综上,在测定猪颗粒饲料、食糜及粪便的粒径时,颗粒饲料上样量7.5~10g,食糜上样量15~30g,粪便上样量10~20g,用水量1.25L,筛分时间4min获得的测定结果相对稳定。
等离子体射流处理对聚全氟乙丙烯薄膜沿面绝缘特性的影响研究

闪络现象严重制约电气设备的设计制造和安全稳定运行,而绝缘材料的表面状态及特性对闪络有着重要影响。为探索聚合物材料表面带电特性对真空闪络的影响规律,利用大气压等离子体射流对聚全氟乙丙烯薄膜进行表面处理,研究不同处理条件对材料表面绝缘特性的影响规律。对处理前后材料的表面化学组成、表面陷阱能级分布及空间电荷分布进行测量和分析。结果表明:表面处理在材料表面引入了含Si的无机基团,并使材料表面陷阱能级轻微变浅,材料表面陷阱密度明显增加,且陷阱密度增加趋势与空间电荷分布呈现出一定的正相关性。开展了处理前后薄膜材料的真空沿面闪络实验,实验结果表明:材料的真空沿面耐压随陷阱密度的增加出现先增加后降低的现象。研究结果表明,大气压等离子体表面处理能够在一定范围内调控材料表面陷阱参数,适当增加材料表面陷阱密度,有助于提高材料真空沿面耐压。
基于二次型价值函数的双电机转矩同步系统有限集模型预测控制

在多电机系统有限集模型预测控制(finite control set model predictive control,FCS-MPC)中,随着电机数量的增加,加权求和型价值函数中权重系数的数量也随之增加,整定变得困难。对此,在对双电机转矩同步系统进行统一建模的基础上,通过构造二次型价值函数,将3个权重系数的整定问题转化为1个权重系数矩阵的求解问题。在二次型价值函数中应用由离线求解算法得到的权重系数矩阵能够保证系统的李雅普诺夫稳定性,从而可在连续控制周期内保证各误差收敛。在齿轮传动双电机转矩同步控制系统实验平台上对该算法进行实验验证,结果表明:将离线自整定后的权重系数矩阵用于二次型价值函数中,能使FCS-MPC控制下电机的跟踪误差和同步误差具有良好的收敛性。从理论和实验上证明了基于二次型价值函数的FCS-MPC算法能保证各电机较好的跟踪性能和转矩同步性能,同时该控制策略为拓展到多电机系统提供了可能。
基于WCVaR模型的分布式发电系统供需互动能量管理研究

为提高新能源发电利用水平以及衡量其发电不确定性带来的风险,该文以分布式发电系统供需协调互动作为提升系统运行经济性与消纳可再生能源的手段,并针对系统内可再生分布式电源出力的波动性,引入最差条件风险价值(worst-case conditional value-at-risk,WCVaR)理论,构建了包含分布式电源运行成本、需求侧互动成本和交互收益的能量管理风险模型,量化其发电不确定性对系统进行能量交易时产生的收益风险,将风险水平限制在可接受的前提下,追求系统收益最大。在随机变量服从离散界约束分布的条件下,运用拉格朗日对偶理论将复杂的min-max结构转化为确定性半定规划进行求解。仿真算例表明,在随机变量概率分布信息部分已知的情况下,该模型能有效规避新能源发电出力不确定性造成的收益波动风险,对可再生能源发电接入系统的能量管理研究问题提供了理论指导。
考虑不匹配线阻的分布式储能单元荷电状态均衡研究

孤岛直流微电网中,分布式储能单元利用充放电以保证分布式能源出力和负荷波动时的电压稳定和能量平衡。然而,由于线路阻抗不匹配,导致各分布式储能单元必然会出现荷电状态差异,造成蓄电池过充电或过放电,缩短储能单元的使用寿命。为此,提出一种考虑不匹配线路阻抗的储能单元荷电状态均衡的改进下垂控制策略。该方法在传统下垂控制的基础上引入电流和荷电状态信息,利用中央控制器发出的同步信号触发采样保持器,根据采样周期自动修改下垂特性曲线的参考电压,从而可以克服线路阻抗对电流负荷分配的影响,同时能实现电流负荷在储能单元的合理分配,避免过充过放。最后,通过RTDS实验验证了所提控制策略的有效性和正确性。
基于SWLSTM算法的超短期风向预测

风向预测是提高风能转化率、保障偏航系统运行安全的基础。为了建立高精度风向预测算法,提出一种基于自校正小波长短时记忆网络(self-tuning wavelet long-short term memory neural network,SWLSTM)算法。首先,利用互信息法选取时间序列特征的长度;然后,经过小波分解进一步提取风向序列的时域信息和频域信息;在此基础上,选择长短时记忆递归神经网络(long-short term memory neural network,LSTM)进行建模;最后,设计误差自校正策略,进一步提升预测精度。为了验证该文算法的适应性与预测精度,选择风电场实际风向数据分别进行实验。实验结果表明,SWLSTM算法优于常见数据建模方法,风向预测误差小于1.73%,满足风电场的生产要求。
深冷液化空气储能系统的优化与方案设计

根据深冷液化空气储能系统各个环节的数学模型,对系统各个环节进行热力学分析和参数的优化研究,选择4级压缩机组和4级膨胀机组分别作为系统的储能环节和释能环节,并由液化环节确定了系统的最佳储能压力和释能压力分别为1.5×10~4kPa和7.1×10~3kPa。根据优化分析结果建立了10MW深冷液化空气储能系统设计方案,并对该设计系统进行热力学研究,分析结果表明,系统压缩机组和膨胀机组的绝热效率每增加5%,循环效率平均增加5.5%,空气流量平均减少0.99kg/s,由此可以得出,在保持深冷液化空气储能系统额定功率不变的条件下的,随着机组绝热效率的增加,系统的循环效率逐渐提高,膨胀做功的空气流量逐渐减少,更加有利于系统利用更少的空气存储更多的电能。
基于人工神经网络的架空柔性直流电网故障检测方法

快速可靠的故障保护方案是架空柔直电网在发展过程中所面临的一大技术挑战。针对现有故障检测方法存在阈值选取困难、对高阻故障不灵敏、故障选极等功能不完善、检测时间长的问题,提出基于人工神经网络(artificial neural network,ANN)的架空柔直电网快速故障检测方法。首先,通过快速傅里叶变换分析暂态电压的频率特性,并利用小波变换和相模变换提取故障特征量,得到ANN的输入数据;然后,通过大量离线仿真数据对ANN的隐藏层单元进行训练;从而根据ANN的输出结果实现母线故障与线路故障的检测,并给直流断路器下发开断指令。最后,在PSCAD/EMTDC平台下搭建了四端MMC直流电网的电磁暂态模型,通过大量仿真,验证所提方法在故障识别、故障选极方面的有效性。
基于最大熵原理的电–气综合能源系统概率能量流分析

随着电力系统与天然气系统间耦合程度的日益增强,能源系统间的不确定性因素对电–气综合能源系统(integrated energy systems,IES)运行状态的影响日趋显著,需在其能量流分析中予以考虑。为此,提出一种基于最大熵原理的电–气综合能源系统概率能量流计算方法。首先,考虑燃气机组和电驱动压缩机作为耦合元件,构建电力系统和天然气系统的稳态能量流模型,并提出对应的顺序求解方法;然后,基于风电和不同系统负荷的不确定性模型,提出输出状态变量半不变量的计算方法;在此基础上,基于最大熵原理法计算得到不同系统中节点和支路状态量的概率密度;最后,采用IES 118-20节点和IES 2383-60节点综合能源测试系统对所提算法的准确性和有效性进行分析验证,结果表明,所提算法可实现电–气综合能源系统概率能量流的快速准确计算。
多机系统全局相轨线的暂态稳定性分析

为了进一步研究电力系统功角暂态稳定的结构特征,该文提出计及无穷远奇点的稳定域定性分析方法,给出相平面上全局相轨线(global phase portraits)的结构分布。首先,给出稳定域和无穷远奇点的理论基础,利用微分流形中子流形同胚变换的不变性,将系统状态轨线映射到Poincare球面,借助微分方程定性理论求出系统无穷远奇点,分析系统轨线在无穷远处的形态。其次,根据同调性对多机电力系统进行分群与等值处理,通过分析闭轨线、鞍点分界线和无穷远奇点的稳定性,给出全局相平面上的暂态功角稳定域,讨论阻尼系数以及不同故障切除情况对稳定域边界的影响。最后,通过实验验证该方法在电力系统暂态功角稳定域分析中的有效性。
一种抑制后续换相失败的自适应电流偏差控制方法

为了降低高压直流输电系统发生换相失败的概率,该文结合直流输电系统的电流偏差控制的特性,提出一种抑制后续换相失败的自适应电流偏差控制方法。通过理论分析,发现电流偏差控制中斜坡函数的斜率较大时有利于换流阀的换相过程而不利于传输功率的恢复,较小时有利于传输功率的恢复但不利于换相。基于此结论提出的自适应电流偏差控制器能根据交流故障严重程度动态调整关断角增量,从而提高后续换相失败的免疫力,然后,在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建CIGRE标准测试模型,并实现了所提控制方法。仿真结果表明,所提自适应电流偏差控制器可在一定程度上抑制HVDC系统的后续换相失败,从而有效地改善高压直流输电系统的运行特性。
高压直流断路器中能量吸收支路设计方法综述

高压直流断路器(high voltage direct current circuit breaker,HVDC CB)是构建直流电网的核心元件。能量吸收支路(energy absorption path,EAP)因具有吸收剩余能量,抑制过电压等作用,成为HVDC CB中必不可少的部分。以EAP所处HVDC CB类型的不同为依据,对国内外已有研究进行归纳整理,进而探究EAP能量吸收的特性;并对3种不同类型HVDC CB中EAP的能量吸收过程进行仿真分析和横向对比。同时,针对EAP设计中吸能元件具备的辅助功能,即限压、限流功能和时序控制功能,分别进行阐述,并验证其有效性。最后,以直流电网为应用场景,介绍了2类不同形态HVDC CB中的EAP设计。在总结现有EAP的设计方法的基础上,指出设计发展的瓶颈,并对未来研究趋势进行展望。
基于最优电流矢量的无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法

由于逆变器母线电压、绕组电感及电势因素的影响,无刷直流电机的换相转矩脉动严重影响其在高精度场合的应用。为此,提出一种基于最优电流矢量的无刷直流电机驱动方法。首先,在两相静止坐标系下分析方波驱动方式的换相过程,并从矢量的角度给出电机高速、低速换相转矩脉动的产生原因;然后,推导出最优电流矢量表达式,该矢量可同时满足瞬时功率恒定和电流矢量幅值最小。该方法将电流矢量作为控制对象,通过保证电流矢量的幅值和角度等于给定量,实现电机的无换相转矩脉动运行。与方波驱动方法相比,该方法不区分正常导通区间和换相区间,简化了调制方式,提高了控制方法的可靠性。通过实验验证了所提驱动方法的可行性和有效性。
单相单柱旁轭变压器空负载工况下的直流偏磁关键性能测试

为深入研究中性点直流电流引起的变压器直流偏磁问题,开展110kV单相单柱旁轭变压器直流偏磁下的关键性能测试和分析。电压电流波形显示,励磁电流峰值和损耗均随直流电流的增加呈线性增加规律,负载偏磁下的损耗增加量与空载偏磁状态一致。谐波分析结果表明,负载偏磁下负载侧的电流畸变主要来源于电压波形畸变,励磁侧电流波形中除了负载电流的折算部分,更多的是直流电流导致的励磁电流畸变,其峰值的增加规律与空载偏磁状态基本一致。其次,直流偏磁下变压器噪声呈现先快速增加、后逐渐饱和的趋势,注入直流36A的声压级较未偏磁状态增加约20dB,额定负载偏磁下的噪声均比空载偏磁状态大2dB左右。直流电流造成铁心和油箱表面振动加速度明显增加,未发现铁心结构件压紧力失效的特征信号。最后,直流电流导致变压器绕组和结构件温升均显著增大,注入直流电流36A的绕组和拉板热点温升均超过90K,同时油中出现碳氢气体。测试结果为变压器直流偏磁耐受能力评估提供关键依据。