基于改进生成式对抗网络的电网异常数据辨识方法

基于数据驱动的电网异常数据辨识方法已成为电网安全领域研究的重点,由于实际电力发电统计数据中异常数据样本数极少,给通过数据挖掘方法辨识异常数据情况带来了极大困难。文章提出了一种基于Wasserstein生成式对抗网络(Wasserstein generative adversarial networks, WGAN)和孤立森林算法(isolation forest,iForest)的发电统计异常数据辨识方法。首先,利用WGAN交替训练生成器和判别器学习发电统计数据的分布特性并生成样本,用生成异常样本对原始异常样本进行增强,根据异常数据辨识精度确定异常样本的扩充比例;然后,在扩充后得到的平衡数据集上利用孤立森林算法实现异常数据辨识;最后,通过扩充样本前后模型的准确率、查全率以及查准率来比较模型异常数据的辨识效果。算例结果表明,文章提出的异常样本增强方法能够有效地改善辨识模型对于多数类的分类偏好问题,提升整体辨识精度。     

基于数据-物理融合的直流系统后续换相失败预测方法

换相失败是高压直流输电系统最常见的故障之一,对换相失败的有效预测有利于交直流系统的安全稳定。但是,与首次换相失败相比,后续换相失败机理较为不明,影响因素更加复杂,当前研究尚难以实现对后续换相失败的有效预测。因此,文章提出了一种基于数据-物理融合模型的后续换相失败预测方法。基于对换相过程的机理分析,首先将电力系统固有响应形式进行时域-频域转换,得到考虑电压谐波的换相电压预测值。然后,基于叠加定理计算直流电流,从而实现对熄弧角的预测。为进一步提高预测精度,将与熄弧角相关的电气量作为输入特征,建立基于数据驱动的预测误差修正模型,对机理分析得到的熄弧角预测值进行校正。最后,在电磁暂态仿真软件中搭建测试系统,结果验证了文章所提方法的有效性。     

考虑广域稳态量测时延的全网同时断面生成

互联大电网运行方式复杂多变,广域稳态量测数据采集不同步将引入较大的量测误差。为提高稳态量测数据时标一致性,提出一种基于统一时钟的全网同时断面生成方法。首先,基于广域稳态量测数据时序特征,提出一种固定时间间隔的数据滚动存储及循环更新方法,解决断面数据对齐问题。然后,采用电气介数法识别关键节点,在保证关键节点量测数据实时性的基础上,基于量测量的时空关联特性修正未更新量测数据,从而确保整合后全网同时断面数据的时效性和准确性。最后,基于标准算例和实际电网算例仿真结果,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于深度强化学习的居民实时自治最优能量管理策略

随着居民分布式资源的普及,如何考虑用户多类型设备的运行特性,满足实时自治能量管理需求以达到用户侧经济性最优成为亟待解决的课题。传统基于模型的最优化方法在模型精准构建和应对多重不确定性等方面存在局限性,为此提出一种无模型的基于深度强化学习的实时自治能量管理优化方法。首先,对用户设备进行分类,采用统一的三元组描述其运行特性,并确定相应的能量管理动作;接着,采用长短期记忆神经网络提取环境状态中多源时序数据的未来走势;进而,基于近端策略优化算法,赋能在多维连续-离散混合的动作空间中高效学习最优能量管理策略,在最小化用电成本的同时提升策略对不确定性的适应性;最后,通过实际情境对比现有方法的优化决策效果,验证所提方法的有效性。     

面向分频海上风电系统的模块化多电平矩阵变换器混合建模与控制

分频输电(fractional frequency transmission system,FFTS)结合高压交流和高压直流输电的优势,是极具发展前景的大规模、中远海风电输送方案。模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter,M~3C)以其控制性能好、易于冗余扩展等优点,在海上风电FFTS中备受关注。然而,M~3C-FFTS中不同频率的输入和输出直接耦合,给系统建模与控制带来了挑战。为解决此问题,该文提出一种适用于M~3C的混合建模方法及相应的控制策略。对各子换流器的3个桥臂进行差模–共模分解,实现输入–输出解耦;对各子换流器桥臂功率进行αβ0建模,并分析桥臂功率低频分量与差模电流基波分量的约束关系。在此基础上,提出一种新型的M~3C-FFTS系统控制策略,通过构造差模电流的基波正序有功、负序有功和无功分量实现子模块电容电压平衡控制。所构造差模电流仅包含输入工频分量,显著降低控制策略的复杂度。最后,在220k V/400MW M~3C-FFTS中验证所提建模方法与控制策略的有效性。     

基于自编码器与长短期记忆网络的宽频振荡广域定位方法

高比例新能源与高比例电力电子设备引发的宽频振荡问题日益凸显,而现有基于同步相量数据的振荡监测方法受到现有通信带宽的限制,难以对频率在数赫兹至数百赫兹范围内的宽频振荡进行全局化监测。为此,提出一种基于自编码器信号压缩与长短期记忆(LSTM)网络的宽频振荡广域定位方法。该方法利用自编码器的数据压缩与解码还原能力实现宽频振荡信号的广域监测分析。首先,在子站对电力系统量测信号进行编码压缩,在现有带宽下实现宽频振荡信号的传输,并有效降低振荡数据的冗余度。然后,在主站侧,可直接基于压缩数据生成特征矩阵,利用LSTM网络定位振荡源。此外,主站还能解码子站上传的压缩数据,并根据需求利用压缩数据或解码还原数据,从而进行宽频振荡的分析与控制。最后,全面考虑次同步、超同步以及中高频段的宽频振荡,并计及负荷变动和随机噪声进行仿真,所得结果表明该方法具有较高的还原与定位精度以及较好的抗噪性能。     

特约主编寄语

面向新型电力系统的信息物理系统分析与控制     

储能电站并网测试技术研究与实现

随着储能技术及大型储能电站建设的不断发展,亟待对储能电站进行并网测试以保证其并网后安全运行。首先根据储能电站构成,分析了并网测试指标及具体测试方法;其次,在保证被测储能系统完整性的前提下,研制开发了储能电站并网一体化测试平台,并详细介绍了该平台的软硬件开发及功能设计方案;最后,基于测试平台工程应用场景,介绍了测试装置现场接线方式,提出了储能电站并网测试实施方案。实际工程应用表明了所提出的测试平台及测试方案的可行性。     

多倍频感应耐压测试装置

<正>多倍频感应耐压测试装置将A/D技术、逆变技术、滤波技术等综合应用，采样SPWM调制方式，输出端加上滤波，能得到质量很好的正弦波。根据数字输入量改变引起装置输出电压的变化，以及系统的响应时间，结合特定的自动升压PID控制算法，较理想地实现了试验中的平稳升压和稳压。装置测量电压精度高、电压线性及重复性好，可以实现自动测试过程。装置为电压互感进行耐压试验而设计，由于其输出频率及输出电压均可调节，因此也适用于其他需要变频电源的试验场合。     

基于动态分区的大电网紧急状态控制辅助决策

针对当前状态和预想故障情况下的电网紧急状态,提出多区域多类型紧急状态时的动态分区方案自动搜索算法,为调度员制定调控措施和运行方式提供合理化辅助决策建议。首先,引入了以线路投切为手段动态调整电网分区结构的动态分区技术;然后,针对设备过载、电压越限等紧急状态,分别给出了单一紧急状态和多种紧急状态时的动态分区自动搜索算法;最后,提出了综合考虑安全性、经济性和可靠性的动态分区方案量化评价指标,该指标可用于确定最优动态分区方案。算例以实际电网中同时出现多种紧急状态为例,分析了动态分区方案制定过程。仿真结果表明,所提方法能够给出正确的辅助决策建议,有效消除电网的紧急状态。