华北电力大学学报(自然科学版)


  • 基于动态分时电价的含电动汽车电网无功优化策略

    赵冬梅;马泰屹;

    电动汽车大规模无序充电会导致电压下降、网损增加、变压器寿命下降等问题,传统无功补偿设备往往灵活性较差,不能主动适应电动汽车带来的随机性、波动性。因此,提出了一种基于动态分时电价的含电动汽车电网无功优化策略,该策略首先根据预测无功负荷值制定动态分时电价,结合消费者心理学原理量化车主对电价刺激的响应,通过改变充电装置的运行模式,使处于占位期的车辆配合无功补偿元件共同协调参与无功优化,最后构建以减小电压偏差、降低网损为目标的无功优化模型,并采用二阶锥混合整数规划法进行求解。算例通过蒙特卡洛舍选抽样法模拟用户出行及充电需求,在电动汽车无序充电及有序充电模式下分别求解无功优化问题。仿真结果验证了所提方法能够在减小电动汽车接入节点的电压偏差、降低网损的同时,减轻传统无功补偿设备的运行压力。

    2022年01期 v.49;No.215 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K]
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  • 有源配电网具有容错性的快速故障区段定位方法

    郑涛;马龙;张波;

    针对矩阵算法与优化算法在应用于有源配电网故障定位过程中存在容错性较差、易陷入局部最优等问题,提出了一种有源配电网具有容错性的快速故障区段定位方法。该方法首先利用矩阵算法快速筛选疑似故障区段,其次通过对优化算法开关数学模型进行改进以适应多个分布式电源投切,然后基于矩阵算法定位结果穷举所有可能存在的馈线区段状态,将其作为初始种群代入优化算法数学模型进行求解实现故障区段的精确定位。最后,基于MATLAB 2018a以14节点和IEEE 33节点的含DG配电网模型为例,分别针对单重、多重故障以及信息畸变情况进行仿真,仿真结果表明,该方法收敛速度快、容错性好。

    2022年01期 v.49;No.215 12-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1346K]
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  • 微网系统电源动态特性差异导致的交互振荡与稳定性控制方法

    郑凯元;王海风;

    微电网中不同类型分布式电源间动态特性差异导致电源间交互振荡,会降低微网系统的小干扰稳定性。针对含逆变器类电源和同步机类电源的微网系统,首先建立了微电网的状态空间模型,基于简化降阶的方法分析了不同类型电源动态差异导致交互振荡的机理。发现微电源有功下垂控制动态环节间的交互作用是诱发微网低频主导振荡模式的原因。其次,基于特征值分析的方法研究了微网中存在的振荡模式,以及系统关键参数对振荡模式的影响。然后,针对动态特性差异导致的振荡问题,提出了一种相角锁定控制方法,以抑制微电网中电源间交互振荡导致的低频失稳问题。最后,采用自治微网和多微网算例系统,通过模式计算和时域仿真分析,验证了前述分析的正确性与所提控制方法的有效性。

    2022年01期 v.49;No.215 22-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 3036K]
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  • 高弹性电网下考虑不确定性的负荷调控两阶段优化模型

    盛建雄;张云峰;叶韵;虞思城;黄绍模;孙毅;李泽坤;

    需求侧负荷资源海量唤醒和协调控制是高弹性电网的重点建设内容之一。而不确定性会对负荷调控与响应效果造成一定的偏差,影响电网整体运行平衡。为降低不确定性对电网供需平衡的波动影响,提高电网弹性,首先从时间角度分析负荷实际调控中的不确定性影响;进而构造基于概率约束的不确定集,实现对不确定性因素的数学描述;最后以鲁棒性与经济性为电热水器负荷调控的优化目标,构建具有基于概率约束的不确定集的两阶段优化模型,并转换成混合整数规划模型进行求解。仿真实验表明,具有基于概率约束不确定集的两阶段优化模型通过选择合适的置信度,能有效降低不确定性因素的影响,实现新能源精准消纳,促进电网供需平衡,进一步提升电网弹性。

    2022年01期 v.49;No.215 37-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1432K]
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  • 基于移相变压器的灵活合环控制装置及控制策略研究

    杨用春;唐健雄;牛超群;赵成勇;

    随着产业升级和人民生活水平的不断提高,电力用户对供电可靠性要求越来越高,对停电甚至是短时停电都非常敏感,配电网合环不停电转供成为研究热点,但电网在实际运行中往往不满足合环条件,因此高效安全的不停电负荷转供需要研究新的合环控制装置技术。针对现场实际的合环应用需求,提出了一种基于移相变压器的灵活合环控制装置,能够应用于幅值、相位相差较大的极端条件下合环转供场景。首先分析了基于移相变的合环控制装置工作原理,并针对合环控制场景进行了移相变的幅值、相位的灵活化改造,其次针对所提的合环控制装置提出了一种幅相自适应解耦调节控制策略,最后基于10kV配电网合环转供应用场景,在PSCAD/EMTDC环境中进行仿真分析,验证了所提出的基于移相变的合环控制装置及幅相自适应解耦调节控制策略的正确性和有效性。

    2022年01期 v.49;No.215 48-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2168K]
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  • 光伏经新能源同步机并网小干扰模型及次同步振荡抑制作用

    管飞;黄永章;杨鑫;付文启;武倩羽;李晨阳;

    针对光伏并网换流器弱阻尼引发的次同步振荡问题,提出了光伏采用新能源同步机(Motor-Generator Pair, MGP)来抑制振荡的新思路。阐述了MGP的结构和阻尼特性;通过研究光伏与MGP的电气连接关系推导了光伏经MGP并网的小干扰模型;通过特征值分析了换流器电压外环与电流内环控制参数对光伏直接并网和采用MGP并网振荡模态的影响特性,并进行了仿真验证。结果表明:光伏采用MGP并网后系统振荡形式由电力电子器件主导的电磁振荡过渡为同步机主导的机电振荡,MGP可有效提升系统正阻尼且对换流器控制参数的响应更为灵敏,参数同条件调节后,配置MGP的光伏系统可更快速的过渡至稳定区域。

    2022年01期 v.49;No.215 58-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2492K]
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  • 含地源热泵与混合储能的区域能源系统协同调度

    孟明;薛宛辰;商聪;

    充分调用系统内可再生资源、合理配置系统内各机组容量、利用储能设备解耦各能量之间的耦合关系是降低系统运行成本的重要手段。利用场景分析法,建立了可再生能源出力及负荷不确定性模型,在此基础上,将地源热泵及混合储能系统引入区域综合能源系统,以地源热泵系统解耦CCHP机组"以热定电"约束,并制定合理的长、短期储能协调运行方案,以系统运行成本最小为目标建立了包含能量转换、存储设备在内的区域综合能源系统日前调度模型。运用Yalmip、Matpower工具箱,利用Cplex求解器在Matlab环境下对IEEE39节点系统进行仿真分析,求得夏、冬季典型日运行成本最低情况下的各机组出力情况与组合模式。仿真算例表明,合理调用区域系统内风、光、地热能,并采用长、短期储能相结合的混合储能协调调度形式,能够实现能量的季节性转移,为区域综合能源系统运行带来经济优势,提高能源利用率。

    2022年01期 v.49;No.215 68-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1779K]
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  • 基于多层架构的油中溶解气体数据清洗与异常识别方法研究

    刘云鹏;王权;许自强;刘一瑾;和家慧;韩帅;

    油色谱在线监测对于电力变压器的运行维护、健康状态分析具有重要意义,然而受监测设备异常、外界环境干扰、运行状态变化等因素影响,监测数据中难免存在不同类型的异常数据。为此,提出了一种基于多层架构的油中溶解气体数据清洗与异常识别方法。首先利用变分模态分解去除时间序列中的趋势项,结合3σ准则对时序数据中的噪声值、缺失值、暂时性迁移数据等进行异常识别;然后根据关联分析结果对可清洗的异常数据利用长短期记忆神经网络进行重构清洗;并结合时间序列分段以及改进SAX算法实现对时序数据中的趋势性异常状态检测。最后,结合实例分析表明本文所提方法能够实现异常数据的有效清洗以及对趋势异常状态的准确识别。

    2022年01期 v.49;No.215 81-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1888K]
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  • 直流充电桩测试用变参数混合有源负载

    胡嘉;杜旭浩;李秉宇;张志芳;张进滨;

    电动汽车和直流充电设施的快速发展和大量建设,直流充电桩长期运行状态下的充电互通性、安全性等问题逐步凸显,直流充电设施检测技术的研究受到了很大关注,而灵活可控的模拟负载是检测中不可或缺的组成部分。针对目前直流充电桩测试用负载通常采用的纯电阻、电池组和电子模拟装置存在的不足,提出了一种可变参数的混合有源充电桩模拟负载的主电路拓扑,由PWM整流器串联电池组构成,不但可以完成直流充电桩不同类型和功能的测试目标全覆盖,还能实现直流充电桩测试能量与电网间的再生循环、提高系统效率。研究分析了混合有源模拟负载主电路拓扑及不同充电电压、运行工况条件下的控制策略,仿真及实验结果验证了所提主电路及控制策略的有效性。

    2022年01期 v.49;No.215 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2870K]
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  • 660MW超超临界机组增设外置蒸汽冷却器变工况分析

    马一博;刘鑫屏;

    超超临界机组再热汽温高于过热汽温导致4级抽汽呈现温度高、压力低的特点,增设四号高加外置蒸汽冷却器可提升锅炉最终给水温度,减少1级抽汽,提升机组热效率。建立660 MW超超临界机组回热系统模型,分析不同运行工况下外置蒸汽冷却器对机组热效率的影响。结果表明:机组设计工况和电厂实际工况下增设外置蒸汽冷却器分别可以提高锅炉最终给水温度大约4.2℃和3.7℃,各工况下机组热耗平均降低约19 kJ/kW·h,机组发电标准煤耗降低约0.698 g/kW·h,汽轮机效率提高约0.11%;外置蒸汽冷却器所带来的降耗效果随着机组负荷的增加呈"V"型变化,而且机组负荷越低,外置蒸汽冷却器的效果就越显著。研究结果可以为机组的变工况运行或者同类机组增设外置蒸汽冷却器的技术改造提供技术支持。

    2022年01期 v.49;No.215 98-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1978K]
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  • 基于改进FCM的脱硫系统优化运行策略

    谷小兵;李建强;孟智超;王勐;陶君;

    为了降低火电厂脱硫系统能耗,确定运行参数基准值,提出一种基于模糊聚类方法的优化运行策略,以较低脱硫成本为目标选取决策样本,采用麻雀搜索算法优化的模糊C均值聚类方法求解脱硫系统可调参数的基准值,将聚类中心作为优化变量,模糊C均值聚类算法的目标函数作为麻雀搜索算法的适应度函数,迭代计算得到全局最优解。分析了某660 MW机组脱硫系统的历史运行数据,以某一典型工况:入口烟气流量为1 600~1 800 kNm~3/h,入口SO_2浓度为1 500~1 700 mg/Nm~3为例,得到其最优可调参数:浆液pH值为5.54、浆液密度为1 168.22 kg/m~3以及循环浆液量为23 980.97 m~3/h,脱硫综合成本可降低427.97元/h,从而提高系统运行效率。与传统的模糊C均值聚类算法对比,优化后的算法可解决其对初值敏感,易陷入局部的缺点,计算结果具有更高的聚类准确率。结果表明,该运行优化策略可用于搭建脱硫系统工况库,提供优化指导。

    2022年01期 v.49;No.215 105-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1856K]
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  • 基于PSO-Lasso算法的电站湿法脱硫出口SO_2浓度预测

    郑茗友;王伟;赵文杰;王建峰;郄英杰;

    为了能够简便地研究机组运行中的过程参数与脱硫效率的关系,提出了一种基于套索(Lasso, Least absolute shrinkage and selection operator)算法的预测方法。结合脱硫系统现场的实际数据,通过相关性分析筛选影响脱硫出口的主要因素。相比于传统的回归算法,创新性的使用粒子群算法(PSO)确定提取出的主要参数的函数形式,最后使用Lasso算法确定最终的预测模型,该模型在简化运算复杂度的同时保证了预测精度。训练数据的选取使用正交化法则,保证训练数据的丰富性与有效性。测试结果表明,模型预测误差为2.23 mg/m~3,能够反映在工况变化下脱硫出口浓度的对应关系也有助于脱硫系统的优化控制,具有一定的研究与应用价值。

    2022年01期 v.49;No.215 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K]
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  • 基于二次分解的风机齿轮箱油温预测模型

    杨少梅;王廉茹;

    齿轮箱作为风机的重要部件,其故障占风电机组停机故障的80%。风机齿轮箱油温预测研究是为了实现风电机组齿轮箱状态的实时检测,提高其故障预测准确度可有效减少维修费用,提高风机系统运行可靠性。风电机组的监控与采集系统的众多参数具有高维度、非线性等特性。为解决上述问题,提出了一种基于二次分解、样本熵计算、序列重构和LSTM预测相结合的方法,首先利用EEMD对原始油温度数据进行预处理,得到多个子序列。然后计算各个子序列的样本熵,将样本熵最高的子序列用VMD进行二次分解。最后,利用LSTM对分解后的序列进行预测,得到最终的预测结果。通过对比不同分解方法、不同预测模型的预测结果与真实值之间的误差,证明了所提出分解方法与模型预测结果的可靠性。

    2022年01期 v.49;No.215 118-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 2974K]
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