华北电力大学学报(自然科学版)


  • 考虑可靠性与源荷双侧不确定性的多目标需求响应模型

    赵冬梅;陶然;马泰屹;王迎辉;王浩翔;

    实现对需求侧资源的调度是建设"源-网-荷"互动电网的关键一环。为研究需求响应对系统经济性和可靠性指标的影响,考虑源荷双侧多重不确定因素,提出机会风险备用的容量配置方法。以失负荷概率为供用电可靠性指标、以线路负载严重度为传输可靠性指标,构造多目标模糊随机机会约束规划调度模型,并采用基于分解的多目标进化算法和熵权法进行求解和决策。通过算例仿真和对比分析,验证了所提模型及求解的有效性。研究结果表明,需求响应可以有效提升系统经济效应,削峰填谷,平抑负荷波动,提升系统可靠性,优化潮流分布。

    2021年05期 v.48;No.213 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1902K]
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  • 基于多故障曲线辨识的负荷模型参数优化策略

    盛四清;朱思宇;马赟婷;余洋;

    建立高准确度负荷模型是电力系统动态数字仿真的基础,但基于总体测辨法的负荷模型参数辨识仅研究辨识结果对辨识曲线的准确度而未探索其对其他故障场景的适用性。为提高负荷模型准确度和多故障场景适用性,提出一种基于多故障曲线辨识的负荷参数优化策略。首先,分析电力系统故障表现,选取三种典型故障,将其曲线作为待辨识曲线并辨识出负荷参数;其次,引入了整体误差、第一摆幅值、振荡频率、阻尼比等仿真准确度评估指标,通过熵权法确定各指标的权重,进而对负荷模型进行参数综合得到优化负荷参数;最后,通过仿真算例,对比该策略和传统单故障曲线辨识方法的参数拟合误差和对其他故障的适用性。结果验证了所提策略的有效性和多故障场景适用性。

    2021年05期 v.48;No.213 15-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2006K]
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  • 基于虚拟电容的高压直流后续换相失败抑制方法

    穆文凯;王涛;刘文轩;顾雪平;

    针对传统高压直流在故障期间存在的后续换相失败问题,首先深掘其产生机理,指出低压限流控制(voltage dependent current order limiter,VDCOL)输出电流指令的大幅剧烈波动是后续换相失败的关键成因。然后,提出一种抑制VDCOL输入电压波动的虚拟电容控制方法,该方法有效地改善了故障后VDCOL输出电流指令的大幅剧烈波动情况,大大减小了后续换相失败的发生几率。最后,通过CIGRE直流标准测试模型实现该方法,并验证了其有效性,与其它方法相比,该控制方法在后续换相失败的抑制作用和系统恢复特性上具有显著优越性。

    2021年05期 v.48;No.213 25-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2654K]
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  • 基于H-mine算法的变电站二次系统故障关联分析

    王鸣誉;徐岩;范文;李铁成;任江波;

    在智能变电站二次系统发生故障时,故障数据存在冗余、丢失、甚至是错误数据等情况会导致二次系统故障诊断不便的问题。基于数据挖掘中的关联分析理论,提出了一种利用H-mine算法的关联分析方法。首先借助二次系统故障历史数据,利用H-mine算法实现了对变电站二次系统故障数据的关联分析,求出故障信息与具体的故障原因的关联规则。其次按照置信度指标选出符合要求的关联规则,然后引入了Kulc和IR两种指标对结果进行分析,确保结果的可靠性,实现故障特征信息与故障原因的快速匹配,以便检修人员制定检修方案。通过算例分析表明,与传统关联分析算法相比,H-mine算法处理速度较快,可以迅速地实现信息匹配,并且Kulc和IR两种指标有效地保证了关联分析结果的准确性。

    2021年05期 v.48;No.213 36-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K]
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  • 基于162台超、特高压变压器的声纹特征预警阈值划定研究

    刘云鹏;王博闻;周旭东;罗世豪;刘嘉硕;

    电力变压器运行中的声音信号包含大量变压器运行状态信息,对内部机械故障及异常状态检测具有重要意义。针对162台超特高压变压器进行声纹采集,并利用幅值相角波动性法去除样本中的风机噪声,然后筛选五项特征值展开特征值的统计分析,挖掘正常运行状态时的声纹数据样本的价值,给出正常运行中的超特高压变压器声纹特征值分布规律,根据该规律分别划定了五项特征值的预警阈值,并进行了三个实例验证,证明了本文预警阈值划定方法的有效性,具有一定的实际应用价值。

    2021年05期 v.48;No.213 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 3371K]
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  • 基于SMOTE-XGBoost的变压器缺陷预测

    王文博;曾小梅;赵引川;张云云;刘达;

    变压器在电力系统中发挥着变换电压、分配电能等重要作用。其故障缺陷将严重危及电力系统的安全运行,从而造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,变压器的缺陷故障诊断对电力系统的安全运行和社会的发展至关重要。现有关于变压器缺陷诊断的研究颇多,但变压器缺陷数据集类别不平衡仍是准确预测变压器缺陷的难点。为了解决这一难题,提出了一种基于SMOTE (Synthetic Minority Oversampling Technique)-XGBoost (Extreme Gradient Boosting)的变压器缺陷预测模型。首先,通过SMOTE算法来处理不平衡数据集,然后构建XGBoost模型预测变压器缺陷。为了表现模型的优越性,研究增加了对比实验。即将原始数据集和经过Up_Sample,CSL和Down_Sample与SMOTE四种方法处理后的数据集分别与决策树(CART)、支持向量机(SVM)、Logistic回归和XGBoost模型四种预测模型两两组合进行预测。实验结果表明,基于SMOTE-XGBoost模型的变压器缺陷预测效果最优。

    2021年05期 v.48;No.213 54-60+71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1026K]
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  • 基于振动信号分析的有载分接开关故障诊断研究综述

    赵书涛;王紫薇;胡经伟;李建坤;饶燕;

    有载分接开关因承担带大电流负载的调压任务,其频发的运行故障严重影响了电网安全稳定。周期性巡视由于耗时耗力已不再满足状态检修需求,基于振动信号的有载分接开关在线故障诊断技术已成为研究热点。围绕振动信号预处理、特征提取和智能故障诊断的三个关键问题,首先简要分析维纳滤波、小波和变分模态分解等去噪算法,指出通过预处理提高振动信号信噪比的必要性,进而详细归纳了振动信号特征提取主流方法,最后对比分析传统机器学习和深度学习智能化故障诊断法优劣,总结了目前OLTC故障诊断研究中存在的技术瓶颈,并指出对信号特征挖掘处理,以及融合多路信号、优化基于小样本数据训练的深度学习算法是提升故障诊断技术实用化的关键。

    2021年05期 v.48;No.213 61-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K]
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  • 综合能源系统电价制定策略研究

    马立荣;王中瑞;夏雨航;王春波;刘瑞琪;

    构建综合能源系统是实现新能源与传统能源多能互补、协调优化的有效途径,但目前对综合能源系统的能源定价策略研究匮乏,因此限制了综合能源技术的推广。为此,首先对分时电价和实时电价两种定价策略对电用户的影响进行研究,并提出用户单位用电成本、负荷转移率等指标评价两种策略对用户的影响程度;然后构建了综合能源系统经济调度优化模型,研究了两种定价策略对综合能源系统运行成本的影响。计算结果表明,采用优化后的实时电价策略时,用户负荷转移率6.32%,相比采用分时电价时7.81%更小,表明实时电价策略对用户用电习惯影响较小,且单位用电成本更低,易于被用户接受;而分时电价策略使综合能源系统的经济收益更高。

    2021年05期 v.48;No.213 72-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 777K]
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  • 基于Fbprophet负荷预测与用户满意度约束的综合能源供能优先调度研究

    李玉凯;韩佳兵;王全;杨蒙;赵钧;李鑫;李新利;

    在综合能源系统中,如何协调好能源供应与用户波动需求之间的关系,是亟待解决的问题。针对居民用户冷、热、电负荷需求不确定性特点,提出了一种基于Fbprophet算法的多元负荷预测与考虑用户满意度约束的综合能源负荷供能优先调度模型。首先采用Fbprophet算法对冷、热、电多元负荷进行预测,并与典型负荷预测方法 ARIMA、LSTM进行对比分析;然后通过构建用户满意度二次效用函数,将用户满意程度融入能源服务商的评价指标;最后设计了综合能源系统优化调度模型和计及用户满意度的供能优先级模型,并基于自适应粒子群算法进行模型优化求解,分析了优化算法的稳定性,实现供能优先调度。通过实际综合能源系统算例仿真,验证了预测算法与调度模型的有效性,为综合能源提供一种兼顾经济效益和用户满意度的决策方案。

    2021年05期 v.48;No.213 81-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1539K]
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  • 基于工况优选的燃烧优化典型样本库的建立

    田伯尧;邓拓宇;

    为了简化燃烧优化参数调整实验及排除人为因素对工况选取的影响,提出一种选取典型工况的方法。利用移动最小二乘法对合法工况的数据进行拟合处理,通过误差计算搜寻适合做参数调整实验的典型工况,并分析了多个参数对典型工况优选的影响。最后利用三次样条插值法建立典型样本库,未涉及的工况参数可通过对比典型样本库的数据进行调整,以此来简化调整实验。为了验证该方法的有效性,将其应用于一次风煤比参数调整实验。结果表明,通过该方法得到的典型样本库中的一次风煤比数据和历史数据接近,两者误差为1.76%;多个参数选取典型工况需计算综合误差,误差最小的工况组合可视为典型工况组合。典型样本库的建立可为参数调整实验节省时间。

    2021年05期 v.48;No.213 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 822K]
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  • 执行机构非线性特性在线补偿方法研究

    孟昊;田亮;

    为了在发电过程中自动补偿执行机构的非线性特性,提出非线性特性的在线补偿方法,并对其中的数据处理与非线性特性模型求取环节所使用的方法进行重点研究。首先提取运行数据进行稳态工况筛选和数据滤波,接下来基于K-means算法的核心思想研究了一种改进的聚类方式,并用其对数据进行规约,然后使用万有引力粒子群混合算法(PSOGSA)求取非线性特性模型,最后求取逆模型进行补偿修正。使用减温水阀的实际运行数据进行仿真,结果表明改进的聚类方式比K-means算法的聚类速度更快,相比粒子群算法(PSO)和万有引力算法(GSA),通过PSOGSA算法获取的非线性特性模型更加准确。在线补偿方法可以自动修正执行机构的非线性,有利于提高控制系统的调节品质。

    2021年05期 v.48;No.213 98-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K]
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  • 神经网络智能串级控制在过热器喷水减温系统中的应用

    马良玉;燕梦;王林;汪裕杰;彭文权;丘鸿;彭春雄;

    某600 MW超超临界机组参与电网一次调频和自动发电控制(AGC),机组负荷频繁变化、经常处于深度快速变负荷工况运行,且锅炉燃煤品种多变,导致机组过热汽温波动大、控制品质差。为此,将人工神经网络(ANN)与传统PID串级控制思想结合,提出一种外环采用神经网络逆控制、内环采用PID控制器的过热器喷水减温智能串级控制策略。首先利用该机组的历史运行数据对各级过热器的汽温特性进行逆建模,在此基础上基于罗克韦尔PLC控制器开发了汽温外挂优化控制系统,经调试后在现场稳定投运。应用结果表明,采用本文的智能控制策略,有效减小了一次调频和AGC深度变负荷过程中机组过热汽温的波动,大大提高了汽温的动态和稳态控制品质,减少了运行人员对汽温设定值的频繁干预,增强了机组对AGC深度调峰的适应能力。

    2021年05期 v.48;No.213 106-112+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2653K]
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  • 基于不同ANN模型对流化床颗粒内循环量的预测研究

    陈鸿伟;梁锦俊;宋杨凡;刘博朝;刘玉强;

    双循环流化床的颗粒内循环量直接决定了副流化床内的传热效果。为了解双流化床在其他工况下的传热效果,采用多种ANN模型对颗粒的内循环量进行预测。以一种新型双流化床冷态实验系统的60组工况运行结果作为数据来源,采用5种不同的人工神经网络(ANN)模型对颗粒内循环量进行预测,并同各个工况下的实验数据进行对比。采用主流化床流化风速、炉膛隔墙高度、主流化床初始床层高度这三个因素作为模型的特征值,将颗粒内循环量作为输出目标,以平均绝对百分比误差和均方根误差作为评价指标。结果显示GA-BP、SVM以及ELM三种模型具有比较理想的预测精度。

    2021年05期 v.48;No.213 113-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2271K]
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  • 基于氙灯阵列-光纤束的高密度能流的3D空间投射

    杨根本;王俊涛;吴钊萱;宋记锋;

    传统太阳模拟器由于其相对固定结构的制约,输出光斑的大小和形状难以调节。在太阳模拟器中使用了柔性光纤束来传输高强度的光流,并通过CCD (电荷耦合器件)相机等设备测量了不同空间布置下模拟器的输出能流密度分布。研究结果表明通过调整光纤束的空间布置和氙灯功率,可获得特定的光斑形状和能流密度分布,从而实现3D空间内对输出光斑的灵活调整。

    2021年05期 v.48;No.213 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1648K]
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