基于启发式分段试算法的蓄水工程宽浅型优化调度

鉴于蓄水工程优化调度是解决水资源供需矛盾的有效技术手段,根据蓄水工程宽浅型优化调度模型的特点,提出了启发式分段试算法,该方法将水量平衡约束引入目标函数,构造拉格朗日辅助函数,推导出"理想"最优解;再逐步引入供水量、需水量和蓄水量等约束条件,迭代试算求解,分段逼近"理想"最优解。实例应用结果表明,启发式分段试算法与动态规划法计算结果一致,但启发式分段试算法所需计算时间不足动态规划法的1%,可见启发式分段试算法具有合理性和较高的时效性。     

重型燃气轮机分段线性化状态空间模型的建立

基于西门子V64.3重型燃气轮机非线性动态模型,建立了该重型燃机的分段线性化状态空间模型。介绍了重型燃机模型的线性化方法,对燃机不同功率稳态工作点进行线性化,得到该工况下的燃机状态空间模型,选取燃机功率为参数建立燃机分段线性化状态空间模型。通过对重型燃机稳态工作点小扰动和加载过程的线性化模型和非线性模型仿真结果对比,表明了本文所建立的分段线性化状态空间模型的准确性。     

基于Fisher最优分割法的汽轮机组稳态运行数据提取方法研究及应用

针对采用静态数学模型在线计算、分析汽轮机组性能时,模型输入需要选取稳态运行时间段内数据的工程实际问题,提出了一种基于Fisher最优分割法的汽轮机组稳态运行数据提取方法,首先根据误差函数E随给定的有限个分段数k变化的曲线,将原始样本划分为若干子样本。然后在每一个子样本中,分段数k由2开始逐步递增,根据稳态运行最短持续时长、参数波动范围等条件确定最优分段数,从而获取符合要求的稳态运行数据。实例验证了方法的有效性。     

超超临界机组模型的非线性分析及控制

为了实现大型超超临界机组的大范围变负荷稳定运行,引用了间隙测度概念,分析了某3输入3输出的1 000MW超超临界机组模型的非线性特性,结合(K均值)聚类算法实现了机组负荷的划分和典型工况点的选定。采用小偏差线性化的方法得到每个典型工况点下的线性化模型,然后基于H∞回路成形设计出每个线性化模型对应的鲁棒控制器,最后结合模糊监督控制给出了模糊多模型监督控制设计方案。实验仿真结果表明:该控制器设计方案实现了超超临界机组负荷的快速跟踪,为非线性系统的控制问题提供了一个新方法。     

基于LINGO对参数不确定蒸汽动力系统的优化运行研究

首先将蒸汽动力系统的不确定性参数在其可行域内进行离散化,把不确定性问题转化为确定性问题;然后建立参数不确定条件下的蒸汽动力系统的混合整数线性规划模型(MILP),该模型综合考虑了设备的启停费用,并将锅炉和汽轮机的模型根据实际运行情况进行合理的线性化,这样既保证了系统运行优化求解精度,又避免了非线性模型求解困难。结合工程实例,采用提出的问题处理策略,利用优化软件LINGO求解,得到了经济性和可操作性都较好的运行方案,证明了模型的可行性和合理性,为企业运行计划人员提供了计划调度指导。     

基妻相似理论估算PFBC—CC燃气轮机变工况性能

文章基于相似理论方法分析燃气轮机变工况性能,提出采用一流量修正系数修正参考工况点的无因次准则数,用来模拟燃气轮机共同工作线,并对一增压流化床联合循环电站的燃气轮机机组由于环境状况和负荷要求变化引起的变工况分别作了示例计算,结果表明本方法可以用作缺乏设备详细性能特性时,燃气轮机变工况性能的近似估算。     

联供系统设备配置与运行策略集成优化研究

对一联供系统的设备配置与运行策略集成优化进行了分析.该系统主要由燃气轮机机组、燃气锅炉、单效吸收制冷机和电制冷机组成.考虑燃气轮机最小负荷率和主要设备性能以及分时能源价格等参数,在满足应用场合冷热电负荷需求条件下,以年总费用为优化目标,建立了联供系统的混合整型非线性规划模型.将非线性项线性化后,采用障碍算法结合分枝定界法对该模型进行了求解,得到了系统的最优配置和运行策略.应用该模型对一实例进行了分析,结果表明,集成优化可以取得较好的经济和节能效果.     

企业冷热电联产系统的多周期优化运行

以蒸汽动力系统为研究对象,建立一个综合考虑设备启停费用、折旧维护费用以及设备模型的合理线性化的混合整数线性模型,利用优化软件LINGO,应用实例得到了冷热电联产系统在不同周期内的最优的计划调度方案,求解出不同周期内的最小运行费用,节省大量运行成本。     

风电交直流通道互联电力系统暂态稳定线性变参数鲁棒反馈控制

针对交直流系统中影响暂态稳定电磁转矩和机械转矩平衡控制问题变参数特性,结合大规模风电功率的不确定性,提出了将直流通道功率控制与互联系统内机械功率作为控制目标的互联系统暂态稳定的线性变参数鲁棒反馈控制方法,以提高经交直流风电通道互联的系统的暂态稳定性。针对互联系统暂态过程的强非线性特性,建立了线性变参数模型;根据暂态过程系统出现的功率差额和风电出力不确定度,将系统暂态过程设计为变参数的线性化模型。对线性变参数模型设计H∞鲁棒输出反馈控制器及其在线求解算法。根据线性变参数设计点和鲁棒控制器,提出了互联系统暂态稳定控制策略拓扑及传递函数。应用交直流联络线互联形成的4个等值电网互联系统进行数字仿真,结果表明,文章所提出线性变参数鲁棒反馈控制模型,具有较好的响应特性和暂态稳定控制效果。     

风力发电系统大范围功率可调控制研究

为了从机械侧和电气侧深度管理负荷,分析了现有变速变桨风力发电系统(WTGS)的运行特性,提出在额定风速以下,通过桨距角控制和发电机控制联合调节进行限功率跟踪,给出了变速变桨等多自由度运行模式下的解耦协调控制策略;考虑限功率跟踪与最大功率跟踪的兼容性,建立了WTGS全工况下大范围功率可调的整体控制策略;采用PID增益调度技术,结合非线性测度指标减少工况点划分数量,基于T-S模糊逻辑定义增益调度算法,完成WTGS全工况控制系统的设计.针对2MW容量WTGS的一般非线性模型,在额定风速以下完成了功率跟踪仿真实验.结果表明:该大范围功率可调控制系统能够实现对功率调度值的良好跟踪,使WTGS具备了全面的负荷管理能力.     

THERMOFLEX变工况计算应用于热力设备性能诊断

为了准确判断热力发电厂出现运行参数偏离设计工况的异常状态的原因是由于系统变工况,还是设备故障所致。基于在役核电厂汽水分离再热器(MSR)设计参数,采用THERMOFLEX软件构建热力设备计算模型,实现软件变工况计算并与电厂实际运行数据对比。结果表明,热力设备计算建模的变工况计算结果与实际运行数据的误差在1%以内,能较快地确定运行参数偏离设计的根本原因,实现了对MSR设备运行异常的快速诊断,该方法也可拓展应用于其他热力设备的变工况计算与性能诊断。     

含风电的电力系统区间调度问题求解

在含风电的电力系统中,风电功率的预测结果和实际值之间的误差影响了电力系统的优化调度及实用性。文章研究了含风电的电力系统的区间调度问题,并利用辅助模型将区间调度转化为一般调度,求解得出决策变量的区间解和相应的目标函数区间值,并将场景削减方法应用到区间调度中。最后,算例仿真辅助模型证明文章所提出的区间调度的实用性,场景削减方法对调度区间具有良好效果。     

基于能量可实现的多源电力系统短期优化调度

针对风电出力的不确定性和波动性在电力系统调度中引起的能量不平衡,在离散时间平均模型的基础上,考虑调度计划的可实现性,引入积分约束,同时将需求侧响应和储能技术纳入,建立以弃风量最小为目标的能量可实现短期联合优化调度模型。并将含积分约束的调度模型转化为线性目标函数和非线性约束的凸规划问题进行求解。实际算例的结果表明,该文提出的优化调度模型在考虑能量可实现的基础上增加电力系统对风电的消纳能力,凸规划的求解方法能快速获得全局最优解。     

基于分布式内点法的输配协同优化调度

随着配电网中可再生能源渗透率的提高,加剧了输、配电网间的相互影响。文章提出一种基于分布式内点法的全局优化策略,利用输配电网的有限联络母线和边界节点信息,实现输配电网的分布式求解。该算法建立了输配协同动态经济调度全局模型,利用内点法求解最优条件方程,基于矩阵分裂技术完成分布式求解,其解和集中式方法一致结果。算例结果验证了所提调度方案的合理性,联合调度模型能够有效提升分布式光伏发电的利用率,分布式算法能够迅速收敛。     

分段模糊变桨距控制系统的设计与仿真

针对传统PID控制器应用的局限性,风电机组自身特性以及模糊控制的非线性行为和独立于系统模型的特点,提出了分段模糊变桨距控制系统.在大误差范围内,运用二维模糊控制器来提高系统的响应速度.小误差范围内,切入以表达式形式给出模糊规则的三维模糊变桨距控制器,以提高系统的控制精度.Simulink仿真结果表明,分段模糊变桨距控制系统表现出很好的控制品质,具有良好的鲁棒性.     

基于并联泵组全生命周期的多目标能效优化控制模型

目前国内对于并联泵组大多采用单目标控制模型，在使用过程中只注重运行工况的能效优化和运行成本，无法根据泵组在全生命周期中的综合能效状态来自适应调整泵组实时工况下的运行策略。为此，提出一种可在全生命周期中根据当前泵组的能效状态，自主调节3个目标函数权重系数的多目标泵组能效优化控制模型，从而提高泵组在全生命周期中的能效并延长泵组的使用周期，并利用理想点数值和距离偏差法确定目标函数，借助于LINGO求解多目标理想点模型，得到最高系统总效率、最低泵组比能耗和最高系统可靠性的最优解。试验结果表明，改进后的多目标理想点模型能根据泵组实时状态调整目标权重组合，从而调整泵组实时控制策略。     

考虑弃水电量机会损失的水火电短期联合优化调度

针对传统大型水火电系统联合优化模型成本计算单一问题,考虑水电因弃水导致的机会损失,并考虑水火电爬坡约束、水电振动区约束等多种复杂约束,构建以火电运行成本与水电弃水电量机会损失之和最小为目标的水火电短期优化调度模型。将模型中非线性约束转化为线性化约束,并使用商业优化软件CPLEX中内置的分支定界法进行求解。算例仿真表明,按此优化准则下的最优策略运行,虽然火电运行成本有所增加,但弃水电量大大减小,水电能源利用率明显提升,计算结果更加符合实际情况。     

基于卷积自编码器的风电机组变桨轴承故障预警与定位

以变桨轴承为研究对象,文章提出了一种基于卷积自编码器的变桨轴承故障预警与定位方法。首先,在分析不同风速工况下风电机组变桨控制运行特性的基础上,选取恒功率阶段运行数据进行分析;其次,建立卷积自编码网络（CAE）模型对多个相关特征变量进行编码和解码重构,实现对不同特征变量间内在相关性的建模与特征挖掘,进一步通过余弦相似性函数和差异性函数分析特征变量重构残差的变化来检测和定位故障;最后,基于某风电场风电机组SCADA数据进行验证分析。相较于传统主成分分析和自编码器网络以及全工况监测,文章所提方法能够更早预警故障的发生,且误报率低,能够实现故障准确定位。     

WTGS非线性动态模型的T-S模糊线性化

针对变速变桨风力发电系统(WTGS)的非线性动态模型,采用Takagi-Sugneo(T-S)模糊建模理论处理其非线性,以得到高精度的线性形式控制设计模型.首先,提取代表WTGS变工况特性的外部参量作为变化参数,并理论抽象出一类仿射非线性参数变化(ANPV)模型,给出其齐次线性T-S模糊线性化步骤并得到线性参数变化(LPV)T-S模糊模型.然后,将上述方法应用于WTGS非线性动态模型的T-S模糊线性化.最后,针对WTGS的LPV T-S模糊模型对其非线性特性的逼近性能进行仿真验证.结果表明:通过改变T-S模糊模型前提变量输入空间的划分精度,可以有效调节LPV T-S模糊模型对WTGS非线性特性的逼近性能.     

燃气-串级超临界CO2联合循环变工况策略研究

为优化燃气-串级超临界二氧化碳（GT-CSCO2）联合循环的变工况运行特性,建立以5.67 MW燃气轮机为原动机的GT-CSCO2联合循环模型。分别确定各设备的变工况运行方法,提出联合循环变工况运行策略,进而分析GT-CSCO2联合循环的变工况特性。研究表明：进口导叶达到最小全速角前后燃气轮机排气温度和流量随负荷变化的特性有较大改变,燃气轮机排气温度对底循环的影响大于排气压力;变工况中为维持压缩机入口温度与最终排气温度,底循环流量的减少幅度大于排气流量;负荷在100%~30%之间,GT-CSCO2联合循环热效率由54.80%降低到43.91%,净输出功率与效率约为燃气轮机单机的2倍;与简单回热结构相比,CSCO2循环具有更高的效率,是一种具有良好变工况性能的发电技术。