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基于特征选择策略和TCN的电力负荷预测方法

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信息技术 2024年第4期48卷 9-14,21页

作者：袁文辉张仰飞南京工程学院电力工程学院南京211167

电力负荷由于受到多种外部因素影响,具有较大的波动性和随机性,使得高精度的负荷预测十分困难。为有效处理高维特征以提高模型预测精度,提出了一种基于特征选择策略和时间卷积神经网络的电力负荷预测方法。首先,采用基于极端梯度提升树... 详细信息

电力负荷由于受到多种外部因素影响,具有较大的波动性和随机性,使得高精度的负荷预测十分困难。为有效处理高维特征以提高模型预测精度,提出了一种基于特征选择策略和时间卷积神经网络的电力负荷预测方法。首先,采用基于极端梯度提升树的特征选择策略,深度挖掘与负荷关联性强的特征作为预测模型的输入;其次,构建基于时间卷积神经网络(TCN)的电力负荷预测模型,对特征选择后的负荷数据进行预测;最后,采用某市真实负荷数据进行仿真分析。结果表明,文中所提方法与传统预测方法相比,具有更高的预测精度。

关键词：多维特征负荷预测极端梯度提升树特征选择策略时间卷积神经网络

改进单神经元PI的三相PWM整流器电压控制

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电气传动 2024年第5期54卷 20-25页

作者：夏涛刘亮张仰飞刘海涛孟高军南京工程学院电力工程学院江苏南京211167 江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心江苏南京211167

针对三相脉宽调制(PWM)整流器在负载变化时输出电压波动大且恢复时间长的问题,提出一种改进单神经元梯度学习控制策略。由于传统的PI控制器参数在负载变化时适应性差,在电压外环采用单神经元PI控制,利用梯度下降法在线调整权值参数。为... 详细信息

针对三相脉宽调制(PWM)整流器在负载变化时输出电压波动大且恢复时间长的问题,提出一种改进单神经元梯度学习控制策略。由于传统的PI控制器参数在负载变化时适应性差,在电压外环采用单神经元PI控制,利用梯度下降法在线调整权值参数。为了避免求解过程中落入局部最优解,采用带有重启功能的随机梯度下降算法(SGDR),利用余弦退火改变权值的学习速率,提升算法的收敛性能。通过Matlab及半实物仿真实验,比较分析三相PWM整流器电压外环采用不同控制算法下的动态响应性能,结果表明:改进单神经元PI算法控制下的三相PWM整流器在负载变化时具有更小的电压波动、更快的动态响应以及更加稳定的运行状态。

关键词：整流器电压外环单神经元梯度学习余弦退火负载扰动

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考虑电池运行状态的风电场储能容量优化配置

电力系统自动化 2022年第18期46卷 199-207页

作者：张小莲陈冲张仰飞郝思鹏张金华南京工程学院电力工程学院江苏省南京市211167

在电池分组控制平滑风电功率的场景下,针对储能运行中的不平衡状态提出一种考虑电池运行状态的储能容量配置方法。基于反映不平衡状态的衰减指标构建容量配置优化目标,同时兼顾储能寿命、综合成本等影响容量配置的重要因素,构建储能容... 详细信息

在电池分组控制平滑风电功率的场景下,针对储能运行中的不平衡状态提出一种考虑电池运行状态的储能容量配置方法。基于反映不平衡状态的衰减指标构建容量配置优化目标,同时兼顾储能寿命、综合成本等影响容量配置的重要因素,构建储能容量配置的多目标优化模型,包括目标函数、约束条件等,并采用粒子群优化算法对该模型进行求解。通过对比现有储能配置方法,验证了所述方法在优化储能成本、使用寿命、电池不平衡状态等方面的有效性和优越性,并利用风-储实验平台进一步验证了该方法应用于实际系统的合理性及优势。

关键词：储能风电场电池容量配置风电功率平滑电池分组控制不平衡状态

基于网络安全稳定约束的新能源消纳能力评估方法

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太阳能学报 2023年第11期44卷 505-512页

作者：孟高军张峰徐晓轶张仰飞吉宇江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心(南京工程学院) 南京211100 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司南通226006

多直流馈入和新能源高比例渗透的背景下,考虑新能源出力随机性以及系统网络安全约束,准确评估电网新能源最大消纳能力,对促进新能源消纳具有重要意义。因此,该文提出一种基于网络安全稳定约束的新能源最大消纳能力评估方法。综合考虑发... 详细信息

多直流馈入和新能源高比例渗透的背景下,考虑新能源出力随机性以及系统网络安全约束,准确评估电网新能源最大消纳能力,对促进新能源消纳具有重要意义。因此,该文提出一种基于网络安全稳定约束的新能源最大消纳能力评估方法。综合考虑发电机组调节特性、多直流调节功率等因素对新能源最大消纳能力的影响,采用概率分布离散模型描述新能源分布的随机性,建立以电网静态电压稳定和发电机出力等约束的新能源消纳能力计算模型,并通过离散概率运算,实现新能源并网多场景状态模拟,求解新能源最大消纳功率的离散分布,进而计算多场景运行的新能源最大消纳容量。最后,利用改进IEEE 39节点系统进行多场景仿真分析,仿真结果表明,所提方法有效反映多场景运行状态下新能源消纳能力。

关键词：新能源消纳电网稳定静态电压离散概率多场景仿真

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配电网理论线损概率分布函数的计算与分析

中国电机工程学报 2023年

作者：吴涵袁越侯语涵郝思鹏张仰飞河海大学能源与电气学院南京工程学院

线损是是衡量配电系统节能减排和运行效率的重要指标。随着“双碳”目标的提出，大量随机性和间歇性的可再生能源接入配电网，给配电网的线损计算带来了新的挑战。本文从概率角度出发，在基于高斯混合模型的节点注入电流基础上，结合广... 详细信息

线损是是衡量配电系统节能减排和运行效率的重要指标。随着“双碳”目标的提出，大量随机性和间歇性的可再生能源接入配电网，给配电网的线损计算带来了新的挑战。本文从概率角度出发，在基于高斯混合模型的节点注入电流基础上，结合广义非中心卡方分布推导了任意电流分布下配电网理论线损概率分布的解析表达式，并首次给出了配电网理论线损的均值、方差和矩生成函数的准确表达式。考虑到理论线损概率分布难以直接计算，本文提出了一种基于Raphaeli级数的线损概率密度函数和累积概率分布函数的数值计算方法。基于IEEE 33节点系统的算例分析表明，本文提出的线损计算公式能够准确、高效地计算线损均值和概率分布函数。

关键词：线损配电网概率分布解析式

基于Hausdorff距离的电-热-气综合能源系统分布鲁棒优化调度

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电网技术 2022年第12期46卷 4906-4913页

作者：陈光宇张子祥李庆张仰飞郝思鹏吕干云南京工程学院电力工程学院江苏省南京市211167 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区区100192

电-热-气综合能源系统(combined electricity-gas-heat system,CEGHS)的优化调度已成为国内外研究的热点。为进一步分析CEGHS各网间的互补特性及优化调度潜力,提高新能源的消纳能力。首先以热电联产机组、燃气轮机、P2G装置等耦合元件... 详细信息

电-热-气综合能源系统(combined electricity-gas-heat system,CEGHS)的优化调度已成为国内外研究的热点。为进一步分析CEGHS各网间的互补特性及优化调度潜力,提高新能源的消纳能力。首先以热电联产机组、燃气轮机、P2G装置等耦合元件为基础,建立以系统综合成本最优为目标的CEGHS优化调度模型。其次,针对传统鲁棒优化在处理风电不确定性问题上的局限性,基于豪斯多夫(Hausdorff)距离在整体相似性度量上的特性,推导出基于数据驱动的不确定性概率分布集,构建基于Hausdorff距离的CEGHS分布鲁棒优化调度模型。最后,针对模型中非线性方程复杂且求解困难的问题,将CEGHS模型中的非线性方程通过不同的线性化手段进行转换,并采用两阶段分布鲁棒优化提高求解效率。算例采用改进的CEGHS系统进行仿真,结果表明了所提模型的可行性和优化调度方法的优势。

关键词：电-热-气综合能源系统风电 Hausdorff距离数据驱动列与约束生成算法

考虑充放电不平衡的风电功率平滑电池分组控制

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控制理论与应用 2022年第3期39卷 449-458页

作者：张小莲陈冲张仰飞郝思鹏孙啊传武启川南京工程学院电力工程学院江苏南京211167

平滑风电场输出功率能够有效减小风电场并网对电力系统的影响.为改善电池分组控制实现风电功率平滑过程中的电池组充放电能量不平衡问题,本文基于充放电不平衡度和寿命衰减指标,分析得出了电池分组控制充放电不平衡状态与电池寿命衰减... 详细信息

平滑风电场输出功率能够有效减小风电场并网对电力系统的影响.为改善电池分组控制实现风电功率平滑过程中的电池组充放电能量不平衡问题,本文基于充放电不平衡度和寿命衰减指标,分析得出了电池分组控制充放电不平衡状态与电池寿命衰减之间的定量关系.在此基础上,针对充放电不平衡问题提出了一种考虑充放电不平衡的改进控制策略.根据低通滤波算法输出的并网目标功率控制电池组的出力,并依据电池组的不平衡度指标以及荷电状态实时修正滤波时间常数,以维持电池组的平衡状态.最后,通过MATLAB/Simulink仿真和风–储实验平台,验证了所提控制策略在风电功率平滑方面的有效性,并且在改善电池组的不平衡度、充放电深度以及提高电池的使用寿命上具备明显优势.

关键词：风电功率平滑电池分组控制低通滤波充放电不平衡电池寿命衰减程度

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考虑储能荷电状态的风储联合调频控制策略

高电压技术 2023年第10期49卷 4120-4130页

作者：张小莲覃世球张仰飞郝思鹏武启川张金华南京工程学院电力工程学院南京211167

储能配合风电参与调频可以改善一次调频效果,但储能荷电状态(state of charge,SOC)接近上下限值时会出现储能功率不足,此时储能SOC保护与调频效果很难兼顾。综合考虑风速和负荷随机变化的复杂工况下的调频需求,提出一种考虑储能SOC的风... 详细信息

储能配合风电参与调频可以改善一次调频效果,但储能荷电状态(state of charge,SOC)接近上下限值时会出现储能功率不足,此时储能SOC保护与调频效果很难兼顾。综合考虑风速和负荷随机变化的复杂工况下的调频需求,提出一种考虑储能SOC的风储联合调频控制策略,在SOC处于标准值附近时储能以最大下垂系数充放电,在储能SOC偏高或偏低时采用考虑SOC自适应的充放电控制策略保护SOC,同时风电机组通过变下垂控制弥补储能出力不足,以此改善调频效果。最后,通过MATLAB/Simulink仿真及风−储联合调频实验平台进行验证。实验结果表明,相比一次调频和SOC自适应调频方法,本文所提策略的频率偏移度及SOC偏移度均有明显降低,所提控制策略兼顾了调频效果及SOC保护。

关键词：风储系统一次调频储能SOC优化自适应充放电控制源荷功率波动

计及故障场景集的风光储混合系统区域无功储备多目标优化

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电力系统自动化 2022年第17期46卷 194-204页

作者：陈光宇吴文龙戴则梅徐晓春张仰飞郝思鹏南京工程学院电力工程学院江苏省南京市211167 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 国网淮安供电公司江苏省淮安市223400

针对高比例新能源接入背景下电网故障场景的无功储备优化问题,提出一种计及故障场景集的风光储混合系统区域无功储备多目标优化方法。首先,提出一种典型故障场景缩减方法,通过构建电压关联指标筛选有效无功源,并基于降维法和电压稳定指... 详细信息

针对高比例新能源接入背景下电网故障场景的无功储备优化问题,提出一种计及故障场景集的风光储混合系统区域无功储备多目标优化方法。首先,提出一种典型故障场景缩减方法,通过构建电压关联指标筛选有效无功源,并基于降维法和电压稳定指标获得典型故障场景集,实现对故障场景的降维。其次,给出一种基于改进聚类算法的电网分区方法,从空间维度对模型进一步降维。最后,提出一种基于典型故障场景的分区无功储备多目标优化方法,构建多目标优化模型,并给出一种改进多模态多目标进化算法进行求解,提高故障下电网电压稳定裕度。算例采用改进IEEE 39节点系统和真实电网进行仿真,结果表明,所提优化方法可以有效提高故障下系统的电压安全水平,降低系统运行风险。

关键词：无功储备无功优化无功平衡分区多目标优化