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考虑碳交易量自适应决策的输电网两阶段鲁棒规划

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上海交通大学学报 2024年第6期58卷 826-835页

作者：蒋标刘佳曾平良唐早李亚楼杭州电子科技大学自动化学院杭州310018 中国电力科学研究院有限公司北京100192

低碳化是新型电力系统未来发展趋势,在规划层面模拟水平年碳交易量对实现未来电网低碳经济运行具有重要作用.基于此,提出考虑碳交易量自适应决策的输电网鲁棒规划方法.首先,构建基于基准线法的碳配额交易成本计量方法,并考虑碳交易量约... 详细信息

低碳化是新型电力系统未来发展趋势,在规划层面模拟水平年碳交易量对实现未来电网低碳经济运行具有重要作用.基于此,提出考虑碳交易量自适应决策的输电网鲁棒规划方法.首先,构建基于基准线法的碳配额交易成本计量方法,并考虑碳交易量约束,建立考虑风电和负荷不确定性的两阶段鲁棒规划模型.其次,利用松-紧解耦法将子问题按时间解耦为安全可行性检测子问题和低碳可行性检测子问题,并采用列和约束生成算法求解两阶段鲁棒规划模型,根据安全约束与碳配额交易量约束在各不确定场景下反馈的割信息,分析模型可行解空间与碳配额交易量阈值参数设置的映射关系,自适应决策碳交易量上下限.最后,以改进的IEEE-RTS 24节点系统进行算例仿真,分析低碳规划模型、碳配额交易量、碳价对规划结果的影响.结果表明所提模型实现了规划方案在经济性和低碳性方面的协同优化.

关键词：鲁棒优化输电网碳交易碳配额时间解耦

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构网型储能及其应用综述

发电技术 2024年

作者：李亚楼赵飞樊雪君中国电力科学研究院中国电子信息产业集团有限公司第六研究所

【目的】双高电力系统低惯性、低阻尼的特征使电网在频率、电压等稳定问题面临着严峻的挑战。构网型储能(grid-forming energy storage， GFM-ES)具有频率调节和电压控制的能力，是近年的研究和发展热点。本文针对其特性、应用场景和挑... 详细信息

【目的】双高电力系统低惯性、低阻尼的特征使电网在频率、电压等稳定问题面临着严峻的挑战。构网型储能(grid-forming energy storage， GFM-ES)具有频率调节和电压控制的能力，是近年的研究和发展热点。本文针对其特性、应用场景和挑战等方面进行综述。【方法】首先从GFM-ES和跟网型储能的区别以及GFM-ES的控制方法等方面阐述了GFM-ES的主要特点。然后从频率支撑、电压支撑和黑启动等方面介绍了GFM-ES的主要应用场景。【结果】最后从GFM-ES的稳定性、优化配置和实际工程应用等方面提出了研究展望。【结论】构网型变流器的稳定性对储能机组的运行特性具有重要影响，需要进一步关注稳定问题的诱导原因、参数整定、控制和限流策略切换等方面。其次，GFM-ES规划配置中，需要在功能性、复杂性、成本等方面进行权衡，以及构网型和跟网型储能的混合配置有待继续研究。加强GFM-ES机组之间的协调性和运行交互性，完善工程测试规范和标准，推动其在交直流混合电网及高压输电网络的应用。

关键词：构网型储能频率支撑电压支撑优化配置

基于迭代隐式线性化的网状配电网潮流计算及其最优潮流模型

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2197-2207,I0009页

作者：赵飞樊雪君李亚楼张健吴俊玲张文杰中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 中国电子信息产业集团有限公司第六研究所北京市昌平区102209 香港理工大学电机工程学系中国香港特别行政区九龙城区999077

随着分布式能源和储能容量的增加以及电动汽车的普及,配电网的功率流动由单向转变为双向,且网络拓扑由径向转变为复杂的网状结构。为了高效应对网状配电网的潮流(power flow,PF)分析和最优潮流(optimal power flow,OPF)问题,以及进一步... 详细信息

随着分布式能源和储能容量的增加以及电动汽车的普及,配电网的功率流动由单向转变为双向,且网络拓扑由径向转变为复杂的网状结构。为了高效应对网状配电网的潮流(power flow,PF)分析和最优潮流(optimal power flow,OPF)问题,以及进一步提升现有线性化模型的近似精度、完善对网络损耗等元素的线性近似,该文构建迭代隐式线性化潮流(iterative implicit linearization power flow,IIL-PF)模型及其最优潮流模型(IIL-OPF)。该模型将非线性潮流流形M(Manifold)视为节点电压和节点注入功率之间的隐式代数关系,之后利用切平面对M进行局部近似,并迭代更新线性化点以提高线性模型的近似精度。此外,所提模型充分考虑了支路始/末端潮流、支路潮流平方、支路损耗等因素,并对其进行明确的线性化推导。最后,基于修改的IEEE 33系统,分别在径向和网状运行方式下,验证所提模型可快速收敛,并具有较高的近似精度。其中IIL-PF计算结果、IIL-OPF的目标函数和发电机出力等优化结果与MATPOWER的非线性模型相比,误差均在1%以内,因此所提模型可以满足工程规划或日前运行模拟等应用要求。

关键词：配电网网状拓扑潮流计算最优潮流隐式线性化

一种体现构网型控制特征的柔性直流机电暂态改进建模方法

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电网技术 2024年第2期48卷 897-903页

作者：丁平安宁万凯遥李亚楼田鹏飞蔡靖中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

总结柔性直流采用构网型控制呈现的新特性并提出相应的机电暂态建模方法。通过分析,提出构网型控制替代跟网型控制给柔性直流带来的主要变化是:电压源支撑,故障穿越切换措施以及电流限幅方法。相对应的,构网控制型柔性直流机电暂态模型... 详细信息

总结柔性直流采用构网型控制呈现的新特性并提出相应的机电暂态建模方法。通过分析,提出构网型控制替代跟网型控制给柔性直流带来的主要变化是:电压源支撑,故障穿越切换措施以及电流限幅方法。相对应的,构网控制型柔性直流机电暂态模型是对跟网控制型柔性直流模型的改进,包括将换流器与交流网络的接口由传统的一个交流仿真步长内的平均功率改为平均电压;增加故障穿越措施切换逻辑以及增加基于用户自定义的电流限幅措施。通过交直流间接口方法仿真对比,以及机电、电磁暂态模型故障模拟验证所提模型的有效性。该模型能高精度模拟构网控制型柔性直流在交流电网中的动态行为,具有良好的应用价值。

关键词：电压源型换流器构网型控制电压源型接口交流故障穿越切换逻辑电流限幅机电暂态模型

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基于多电气端口频域特性的新能源发电设备控制参数辨识方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：周佩朋孙华东刘涛李亚楼安宁张星电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)

在对含新能源接入的电力系统进行电磁暂态仿真分析时，新能源发电设备型号众多且控制参数难以直接获取。通过对实际设备或厂家封装模型特性的拟合，辨识其中的关键控制参数，是实现精确建模的重要途径。本文研究了全功率变流器型设备和... 详细信息

在对含新能源接入的电力系统进行电磁暂态仿真分析时，新能源发电设备型号众多且控制参数难以直接获取。通过对实际设备或厂家封装模型特性的拟合，辨识其中的关键控制参数，是实现精确建模的重要途径。本文研究了全功率变流器型设备和双馈风电机组(doubly fed induction generator，DFIG)动态调节参数的频域辨识方法，其关键是建立多个电气端口的频域分析模型并进行充分解耦简化，以及明确控制参数的可辨识条件。首先建立了两类设备的多个电气端口频域阻抗模型；其次定义了端口频域特性对控制环节的使能灵敏度，通过分析使能灵敏度和参数灵敏度，明确了各控制参数的可辨识性和辨识顺序；然后建立了简化参数辨识模型并与详细模型进行对比验证，确定了参数辨识流程；最后基于主流厂家封装模型仿真算例，给出了具体参数辨识过程，将最终得到的通用结构仿真模型与厂家封装模型进行频率特性对比，验证了模型结构及辨识方法的有效性。该参数辨识流程不依赖于优化算法，获得的仿真模型可用于研究宽频带振荡等对动态调节参数较敏感的问题。

关键词：参数辨识频域灵敏度阻抗宽频带振荡

考虑充放电策略对储能寿命影响的新型分布式储能优化配置研究

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电测与仪表 2024年第3期61卷 26-32页

作者：丰俊杰曾平良李亚楼代倩朱良管杭州电子科技大学杭州310018 中国电力科学研究院有限公司北京100192

针对储能使用寿命在投资决策中的关键作用及其与充放电策略和放电深度的非线性复杂关系,提出一种考虑充放电策略对储能寿命影响的新型储能规划配置方法。首先,根据放电深度与储能寿命及循环次数的关系建立了储能年等效额定放电量计算方... 详细信息

针对储能使用寿命在投资决策中的关键作用及其与充放电策略和放电深度的非线性复杂关系,提出一种考虑充放电策略对储能寿命影响的新型储能规划配置方法。首先,根据放电深度与储能寿命及循环次数的关系建立了储能年等效额定放电量计算方法。其次,建立考虑充放电策略对储能寿命影响的电池储能优化配置模型,在确保储能设计使用寿命的同时使储能全寿命周期内的收益最大。而且进一步提出了改进的多种群遗传算法进行优化求解,提高了求解速度与收敛性。最后,利用改进的IEEE-39节点风光水系统进行测试,证实了方法的有效性。

关键词：储能寿命放电深度全寿命周期优化配置多种群遗传算法

基于广域支路响应的功角稳定态势区段划分及多级主动防御

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电网技术 2023年第10期47卷 4046-4055页

作者：郑超孙华东李亚楼中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

大扰动冲击后,连续监测系统功角稳定性变化态势,并适时实施主动控制降低失稳威胁或限制扰动波及范围,对保障电网安全稳定运行具有重要意义。该文首先针对功角失稳进程中机组δ-P_(g)和δ-Δf_(g)响应轨迹,分析明确了可表征稳定态势的特... 详细信息

大扰动冲击后,连续监测系统功角稳定性变化态势,并适时实施主动控制降低失稳威胁或限制扰动波及范围,对保障电网安全稳定运行具有重要意义。该文首先针对功角失稳进程中机组δ-P_(g)和δ-Δf_(g)响应轨迹,分析明确了可表征稳定态势的特征状态点,以及机网暂态响应之间的关联关系;在此基础上,提出了基于关键支路Δθ_(k)-P_(k)和Δθ_(k)-Δf_(k)响应轨迹的安全区、警戒区、紧急区和失稳区等4个不同功角稳定水平的区段划分判据,可指导相应主动校正控制、主动追加控制和主动解列控制策略的决策;面向IEEE标准测试系统的仿真结果,验证了功角稳定态势区段划分的正确性和主动控制的有效性。

关键词：功角稳定稳定态势支路暂态输电能力关键支路稳定区段划分主动控制

含高比例电力电子装备电力系统安全稳定分析建模仿真技术

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电力系统自动化 2022年第10期46卷 33-42页

作者：李亚楼张星胡善华穆清中国电力科学研究院有限公司北京市100192

面向高比例电力电子装备接入后的电力系统安全稳定分析需求,首先,梳理了电力电子装备单体建模和集群建模的现状,分析了不同建模方法的技术原理和适用性。其次,介绍了机电暂态、电磁暂态、机电-电磁暂态混合、数模混合等不同仿真技术的... 详细信息

面向高比例电力电子装备接入后的电力系统安全稳定分析需求,首先,梳理了电力电子装备单体建模和集群建模的现状,分析了不同建模方法的技术原理和适用性。其次,介绍了机电暂态、电磁暂态、机电-电磁暂态混合、数模混合等不同仿真技术的原理和应用现状。再次,分析了未来更大规模新能源接入场景的建模和仿真技术挑战。最后,对高比例电力电子电力系统建模及仿真技术的发展趋势进行展望,提出了电源侧和负荷侧精细化建模、大电网全电磁暂态仿真、基于高性能计算的云仿真、多手段协同仿真分析等关键技术研究方向。

关键词：高比例电力电子装备电力系统仿真机电暂态电磁暂态新能源建模负荷建模

知识蒸馏的压缩方法研究及其在车载终端的应用

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知识蒸馏的压缩方法研究及其在车载终端的应用

作者：李亚楼电子科技大学

学位级别：硕士

深层的深度学习模型虽然通常拥有高性能,但计算复杂性和存储需求要求较高,使得这种深层模型在车载终端设备和个人移动设备等资源受限的平台上部署较困难。知识蒸馏作为一种特别的模型压缩方法,采用教师模型传递知识给学生模型的训练方式... 详细信息

深层的深度学习模型虽然通常拥有高性能,但计算复杂性和存储需求要求较高,使得这种深层模型在车载终端设备和个人移动设备等资源受限的平台上部署较困难。知识蒸馏作为一种特别的模型压缩方法,采用教师模型传递知识给学生模型的训练方式,可以将具有较低的推理时延、较弱的算力和较少的存储量的轻量级学生模型的准确率提高到接近教师模型的水平,满足资源受限的平台部署和运行需求。目前知识蒸馏算法普遍存在知识形式差异较大,以及模型的压缩比和蒸馏后的性能还有较大的改进空间等问题。针对这些问题,本论文研究知识蒸馏的新方法,并探讨其在车载终端上应用。本论文主要研究工作如下:(1)提出了自适应损失函数权重的更多粒度知识蒸馏方法。针对分析目前的多粒度知识蒸馏方法的粒度最佳选择和各粒度级别的损失函数收敛速度需要统一的问题,改进了自分析器数量,并引入自分析模块各分支损失函数自适应的权重。在图像分类公开数据集Cifar100和State Farm,以及自采驾驶行为数据集UESTCDriving上的实验表明,该方法能够提高学生模型的学习能力,并且与其它知识蒸馏方法融合后,与原算法相比,具有0.44%～1.07%的准确率提升。(2)提出了软标签熵减少的知识蒸馏方法。针对知识蒸馏中软标签系统信息混乱的问题,采用系统信息熵值来衡量软标签所含信息的混乱程度,并标注信息价值较高的类别作为相干标签,排除非相干标签对软标签造成的混乱影响。将系统信息熵值减少后的软标签用于知识蒸馏训练,有利于提高学生模型对非相干标签的辨别能力,同时也保留了软标签所包含的类间信息。在UESTCDriving和State Farm数据集上的实验表明,该方法最高使学生网络有2.45%的准确率提升。(3)采用服务器端方式和车载终端方式,分别设计并实现了两种部署知识蒸馏后模型的车载系统。服务器端实现方式能够持续性更新深度学习模型库,并且提供给车载终端系统部署模型的参数更新功能;车载终端实现方式在Android平台上部署了经过知识蒸馏训练的轻量级网络模型,提供驾驶行为识别的实时识别。两种实现方式的系统性能测试表明,知识蒸馏后的轻量级模型在资源受限的平台上完成驾驶行为识别的分类识别准确率能达到90.82%,平均运行时间234ms,具有较好的准确率和实时性。

关键词：知识蒸馏模型压缩车载终端分心驾驶