兼顾节能与经济效益的月度发电计划模型

节能发电调度办法改变了电力系统传统的发电模式和竞价上网的调度模式,在实现节能减排目标的同时,也面临着相应的问题.在对比分析节能调度方式、传统发电方式及竞价上网方式各自特点的基础上,构建了煤耗最低优先兼顾购电成本最低的月度发电计划双目标模型.提出了一种用于求解该模型的启发式算法,既满足了节能调度办法的要求,又尽可能地降低了购电成本.探讨了不同煤耗约束条件下购电成本的变化趋势及其灵敏度,以及网络约束对总煤耗及购电成本的影响,这种分析思路和方法为月度购电决策及电网线路的投资建设提供了参考依据.     

省级电力公司的购电决策模型及其模糊优化算法

采用条件风险价值对省级电力公司的购电组合风险进行度量,对条件风险价值的连续表达式进行推导;构建基于投资组合理论下的省级电力公司购电组合优化模型.将对数型隶属函数引入模型中,采用模糊数学优化理论对多目标模型进行求解,得出最优购电策略.     

利用粒子群算法解决电网优化购入电量

利用粒子群算法对购电优化问题进行了研究,建立了考虑供求约束、发电能力约束和输电容量约束的电网优化购入电量模型.按价格最低原则预先确定供电商,运用粒子群算法解决了当约束中出现非连续变量的问题.提供了一种解决电网优化购入电量问题的方法,节约了购电成本.     

电网企业代理购电风险及其策略优化研究

为进一步推动电力市场化改革,未入市工商业用户由电网企业代理参与电力交易;然而,代理购电用户用电随机性强,在常规中长期交易中易产生较大偏差电量。对此,借鉴售电公司的中长期与现货市场协同交易模式,分析电网企业代理购电与之在决策目标和决策组成方面的差异,并建立代理购电业务的风险体系;在此基础上,提出计及代理购电特性的风险评估指标,以该项指标为目标函数,建立代理购电决策的优化模型,设计改进粒子群算法实现月度市场与日前市场购电量的快速有效分配。根据某区域工商业用户数据验证所提模型的有效性,仿真结果表明,模型通过计及代理购电特有的剩余电量可显著降低条件风险价值,且改进粒子群算法将计算时间缩短近20%。     

电力市场条件下地区电网日购电优化模型与算法研究

在目前厂网分开的电力市场环境下,许多地方小电厂还不具备参与到省级电力市场上竞争的能力,它们一般由所在地区的供电公司进行统一调度。建立了地区电网日购电优化的数学模型,该模型的目标函数为总购电费用最小,约束条件包括电量平衡约束、地区电网供需平衡约束、各电厂出力特性约束和线路安全约束,另外还考虑了不同地点的电源点向系统传输功率而各自产生的网损对总购电费的影响。同时,还提出了具有快速收敛和高计算精度的改进混沌遗传算法,并将其应用于购电优化计算中。最后,将所提出的购电模型与算法应用于某地区的日购电优化中,计算结果表明,在考虑网损时的购电费用相对于其他方法可节省约1.9%。     

兼顾电力市场竞价的区域电网节能发电调度模型

分析了区域电网节能调度和电力市场竞价的目标函数和约束条件,发现两者具有相同的数学模型和相近的目标函数.在此基础上,提出了一种兼顾电力市场竞价的区域电网节能发电调度模型.针对此数学模型,给出了采用先分省排序,然后省阃撮合替换的区域电网发电调度算法.最后通过实例计算进行了不同的模式间的节能情况、购电成本和跨省交易情况比较分析,证明了兼顾市场竞价的区域电网节能发电调度模型具有很好的节能、降低购电成本,优化资源配置的作用.     

基于数据驱动的园区综合能源系统优化调控方法

针对目前园区综合能源系统管理中分布式本地可再生能源利用率低、用户侧购电成本高、源-储-荷协调不充分等现实问题,提出了数据驱动的实时调度决策方法和模型.该混合模型首先基于大量用能数据,应用K-means算法对其特性指标与时间序列特征进行聚类分析,得出具有代表性的用能模式.然后引入参数化模糊推理系统与启发式优化算法,依据代...     

水火混合电力系统发输电设备联合检修计划优化模型及其算法实用研究

建立的发输电检修计划模型,以节能调度为原则,目标函数为检修费用、发电能耗费用以及购电费用之和最小.特别考虑了水火电协调、水电发电量约束、水库调节能力、梯级水电约束、关键线路传输稳定限额、机群最小开机等实用约束条件.在遗传算法框架内,将原优化问题分解为离散变量的检修子问题和连续变量的发电运行子问题.对检修子问题,结合问题的特点设计编码方式和遗传算子.并采用了一种快速的启发式方法求解运行子问题.通过个体适合度的评估对两个子问题进行协调.实际系统算例表明所提出的模型和算法的可行性.     

电力市场中基于模糊负荷的实用有功静态安全域

提出了电力市场环境下基于模糊负荷的有功静态安全域的数学模型及计算方法.在实时平衡市场运营模式下,以系统总购电费用最小为目标函数,利用置信区间的概念求解不同模糊置信度下的显式静态安全域.在保证系统安全的前提下兼顾系统的经济性.给出了基于现代内点法的求解算法,最后以IEEEl4节点系统为算例,说明了该模型的实用性和可行性.     

大用户购电组合决策模型及对比分析

为研究收益和风险并存的大用户购电组合决策问题,分析了均值–方差模型、均值–半方差模型的特点及适用情况,提出了均值–绝对离差购电组合模型,并对3种模型进行了比较和分析。针对求取购电组合的非线性规划问题,提出用模拟退火算法求解3种模型,寻找全局最优解;采用风险弹性、计算耗时和收敛迭代次数作为评定优劣的指标对3种模型进行了对比分析,结合实际数据对3种模型进行了实证分析,为用户选择合适的购电组合策略提供了参考。     

参与气电市场的虚拟电厂内部优化随机模型

虚拟电厂总体降低了不确定因素的影响,但若不考虑其内部的随机性,则会使虚拟电厂在参与电力、天然气市场过程中,因其调度方案的保守性,难以获得最高的经济效益。为了充分挖掘虚拟电厂的经济效益,提出了一种气电市场下计及电价和风光不确定性的电-热-气虚拟电厂随机优化调度模型。模型目标函数为虚拟电厂总效益,即售电售热售气收益与电转气成本、碳捕集成本、碳排放权成本和燃料成本之差。引入超分位数方法将含多随机变量的虚拟电厂总效益最优模型转化为其超分位数随机优化模型,为了便于计算进而处理为其离散化计算模型,并利用空间粒子群算法进行求解。算例分析表明：虚拟电厂通过优化售电和售气方案来获得最优效益,在参与气电市场过程中考虑多种随机变量,使得虚拟电厂规避风险后有更多的机会获得更高的经济效益。     

基于三维有限元的静态连接梅花触头短路暂态电动力分析

针对梅花触头电动稳定性设计与接触失效机理分析,采用三维有限元方法建立了梅花触头电动力计算模型,基于该模型分析计算了短路负荷条件下的梅花触头与导体的电动力暂态变化过程.通过与其它计算方法对比分析,结果表明该计算模型可以克服经验公式法无法准确考虑触指结构的缺点,能够较为准确计算不同触指结构的梅花触头短路电动力分布.基于该模型分析了梅花触头短路电动力的影响因素,分析结果表明短路电动力增大引起的梅花触指接触压力减小是造成梅花触头失效的一个重要原因,增大接触压力对提高梅花触头电动稳定性的作用有限,增加触指片数和减小触指半径是提高梅花触头电动稳定性的有效途径.     

参与气电市场的虚拟电厂内部优化随机模型

虚拟电厂总体降低了不确定因素的影响,但若不考虑其内部的随机性,则会使虚拟电厂在参与电力、天然气市场过程中,因其调度方案的保守性,难以获得最高的经济效益。为了充分挖掘虚拟电厂的经济效益,提出了一种气电市场下计及电价和风光不确定性的电-热-气虚拟电厂随机优化调度模型。模型目标函数为虚拟电厂总效益,即售电售热售气收益与电转气成本、碳捕集成本、碳排放权成本和燃料成本之差。引入超分位数方法将含多随机变量的虚拟电厂总效益最优模型转化为其超分位数随机优化模型,为了便于计算进而处理为其离散化计算模型,并利用空间粒子群算法进行求解。算例分析表明：虚拟电厂通过优化售电和售气方案来获得最优效益,在参与气电市场过程中考虑多种随机变量,使得虚拟电厂规避风险后有更多的机会获得更高的经济效益。     

基于RBF神经网络的气体流量软测量模型研究

流量信号是热工过程中非常重要的一个信号。由于流量信号存在着非线性、随机性和易受干扰的特点，很难建立起一个准确的测量模型，如传统的3种圆管紊流流速分布的近似模型，基于这些模型的传统测量方法很难测量出准确的流量值。该文提出的基于径向基函数（RBF）神经网络的流量测量模型，采用了带有遗忘因子的梯度下降算法来确定隐层基函数中心的位置和输出层权值的大小。计算结果表明这种模型计算量小、精度高，且算法简单实用。实验结果说明，基于这种模型的流量测量精度较以往模型有很大提高。     

基于改进的稳态法获取三相系统谐波阻抗

在三相电力系统,当各相间存在耦合阻抗以及三相系统不对称运行时,应用稳态法和瞬态法不能获取准确的谐波阻抗,本文提出改进的稳态法来获取系统侧谐波阻抗。首先求取相模变换矩阵,将三组可测数据解耦成单变量数据,简化计算过程;其次,在MATLAB/Simulink中建立单相仿真模型,对稳态法和瞬态法进行对比;第三,建立存在耦合阻抗且不对称运行的三相仿真模型,应用稳态法与改进的稳态法计算系统侧谐波阻抗。实验表明稳态法比瞬态法获取阻抗值更加准确,且受干扰因素较少;选择稳态法获取系统侧谐波阻抗,经相模变换改进后,提高了准确率,并简化了计算过程。     

嵌入输入凸神经网络的静态电压稳定控制替代建模方法及其解析算法

电力系统静态电压稳定控制通常依赖于精准的物理建模,可能导致收敛和时效性问题。从数据驱动的角度出发,提出一种嵌入输入凸神经网络(ICNN)的静态电压稳定控制替代建模方法及其解析算法。利用ICNN精准地参数化由运行变量映射的凸非线性电压稳定边界;考虑ICNN的计算实时性和去迭代优势,将ICNN嵌入预防控制模型,替代电压稳定计算的非线性方程迭代过程,规避机理计算的收敛问题,从而生成电压稳定的凸非线性简化控制模型;通过解析ICNN的深度结构表达式推导出ICNN超参数驱动的控制梯度,提出有效耦合内点法的ICNN最速下降求解策略,实现电压稳定控制提效。IEEE 14节点系统和IEEE 118节点系统的测试结果表明,所提ICNN驱动的电压稳定凸非线性控制可有效耦合机理建模和数据模型,相比传统方法能更好地兼顾控制精度和计算效率,具有一定的在线应用潜力。     

含大规模风电场的电力系统线性化最优潮流计算

考虑随机因素的最优潮流(optimal power flow,OPF)计算属于非线性计算,随着系统规模增大,计算难度大大增加,计算效率低,难以满足电力系统在线计算分析要求。针对含大规模风电场的电力系统,首先利用近似简化方法对传统考虑风电不确定性的最优潮流模型进行线性化处理,同时利用拉丁超立方采样进行风电场景生成,基于场景削减技术获得概率测度较大的少数风电场景;然后建立一种新的考虑风电不确定性的线性化最优潮流模型;最后利用简化内点法进行求解。IEEE 300节点、Polish 2 736节点系统的计算结果表明,考虑风电不确定性的线性化最优潮流精度高、计算时间短、适用性强。     

基于混合智能算法的电力变压器故障诊断研究

最小二乘双支持向量机算法(LSTSVM)具有训练样本速度快、二分类效率高的特点,在电力系统电力变压器故障诊断中占有独特优势。单一的智能算法诊断自己片面,很难全面进行故障诊断,因此多采用复合智能算法。在LS-TSVM模型基础上引入蚁群算法,利用蚁群算法强大的搜索能力进行寻优计算,结合二叉树构建的LS-TSVM模型可对变压器故障进行全面诊断。通过实际的算例进行仿真,结果表明,混合智能故障诊断方法不仅准确率高,准确度也比传统ANN模型有所提高,证明了该算法模型的有效性和实用性。     

An optimal design method for efficiency of permanent magnet motors

In optimal design of a permanent magnet (PM) motor, many design variables are required to consider some device properties. These variables are, for example, the shape of core and magnet, the tooth length, the number of turns, and the winding radius. Moreover, many restrictions must be considered in practical PM motor design. These restrictions are, for example, the slot space factor and the cogging torque. However, the optimization problem, which has many design variables by the finite element method (FEM), has not been reported. In this paper, the efficiency of PM motor under the considerations given above is optimized by using FEM and optimization algorithm. In this problem, an objective function has many local minima and it is difficult to calculate its gradient. For these reasons, the genetic algorithm (GA) and simulated annealing method (SA), which are stochastic methods, are used for optimization method, because of the possibility of global range search and because gradient calculation is not required. Adding to both optimization methods, in this paper, SA combined with GA is used for one of the optimization methods. It is found that the solutions optimized by these methods are reasonable from an engineering point of view. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 138(3): 72–79, 2002     

一种改进永磁同步电机双矢量模型预测控制策略

永磁同步电机（PMSM）传统的模型预测控制（MPC）策略在一个控制周期内通过遍历计算,因只施加一个电压矢量,使得控制效果并不理想,并且算法计算量也比较大。针对此问题,在已有的两种MPC方法的基础上,提出一种优化方法,使得在保持良好的动静态性能的同时,开关频率也保持在较低水平。该方法通过扇区判断减少计算量,离散过程采用精度更高的龙格-库塔的离散方式,采用拉格朗日乘子法计算占空比。最后通过搭建模型仿真,与已有的两种双矢量MPC方法相比,验证了所提方法的有效性。