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输电检修与机组组合联合的区间鲁棒优化决策

中国电机工程学报 2018年第20期38卷 6001-6011页

作者：李本新韩学山王士柏电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250003

在设备实施状态检修背景下,输电设备检修与机组组合容易产生矛盾,尤其是风电等可再生能源接入所产生的剧烈不确定性使这一矛盾更加突出。为此,该文以区间不确定集描述电网各母线上负荷或风电的不确定性,建立了输电设备检修与机组组合联... 详细信息

在设备实施状态检修背景下,输电设备检修与机组组合容易产生矛盾,尤其是风电等可再生能源接入所产生的剧烈不确定性使这一矛盾更加突出。为此,该文以区间不确定集描述电网各母线上负荷或风电的不确定性,建立了输电设备检修与机组组合联合的区间鲁棒优化决策模型。从该模型出发,提出了以奔德斯（Benders）分解协调为核心的求解框架,其中以输电设备检修和机组组合联合决策为主问题,依据电网潮流可行性和电网潮流最优性的条件,引入奔德斯可行割和最优割,借助拉格朗日松弛技术（Lagrangian relaxation technique）使分解协调迭代格式得以有效进行,最终驱使主问题趋向潮流可行到最优,完成优化决策。其中,为提升优化算法计算效率,引入主问题中设备检修和机组启停变动情景下的发电与负荷平衡（单母线模型）的经济调度最小运行成本以减小主问题目标与子问题目标衔接的间隙,并促使其以最小的迭代次数趋向最优解;其次,针对电网潮流可行性及最优性校验遭遇的max-min复杂模型,提出一定主问题解条件下,依据对偶原理和区间不确定集特点使其转换为易于求解的混合整数线性规划模型的方法,并给出应用模式识别加速这一校验过程的基本流程。最后,以简单6节点和IEEE118节点算例系统验证了该文模型和方法的有效性。

关键词：输电设备检修机组组合联合决策鲁棒优化

不确定运行条件下电力系统鲁棒调度的基础研究

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中国电机工程学报 2011年第S1期31卷 100-107页

作者：杨明韩学山王士柏查浩山东大学电气工程学院山东省济南市250100 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

提出采用鲁棒调度解决不确定运行条件下电力系统调度决策问题的新思路。文中通过对鲁棒调度的定义指出鲁棒调度的特点在于能够根据当前已有信息做出对系统运行中不确定因素具有一定免疫力的调度决策;通过鲁棒调度一般模型的构建,指出场... 详细信息

提出采用鲁棒调度解决不确定运行条件下电力系统调度决策问题的新思路。文中通过对鲁棒调度的定义指出鲁棒调度的特点在于能够根据当前已有信息做出对系统运行中不确定因素具有一定免疫力的调度决策;通过鲁棒调度一般模型的构建,指出场景束约束(scenario bundle constraint)使鲁棒调度区别于确定性调度方式的组合,使系统各种可能存在的运行场景之间存在了联系;通过提出鲁棒调度3个层面的关键性问题,为研究的进一步开展明确了攻坚方向。最后,文中通过对计及电力系统等效负荷不确定性超前调度问题的建模与算例分析,验证了鲁棒调度方法的有效性。

关键词：电力系统不确定性鲁棒调度场景分析场景束约束超前调度

计及不确定性的等备用边际效用约束的电力系统经济调度

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中国电机工程学报 2015年第5期35卷 1143-1152页

作者：王士柏韩学山杨明顾世龙电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061 济南市电力公司电力调度控制中心山东省济南市250012

在电力系统经济调度中,由于不确定性呈现多元化特征,即决策量和被决策量都存在不确定性,这给调度中备用的决策带来困难。对此,在对备用特性、功效深入分析的前提下,提出一种使备用配置更有效的经济调度方法。该方法的核心体现在:结合主... 详细信息

在电力系统经济调度中,由于不确定性呈现多元化特征,即决策量和被决策量都存在不确定性,这给调度中备用的决策带来困难。对此,在对备用特性、功效深入分析的前提下,提出一种使备用配置更有效的经济调度方法。该方法的核心体现在:结合主动量与被动量的概念,依据其不确定性的特性,分别设置备用,并以期望能量得不到应用为指标表达备用的效用。在此基础上,以主动量为纯火电机组和被动量为负荷及可再生能源发电,推演对应主动量与被动量配置备用效用以及备用边际效用的解析表达,从而构成主动量与被动量的等备用边际效用的新约束条件,促进电力系统经济调度模型的发展。以此为基础,建立主动量与被动量等备用边际效用约束下的经济调度模型,并给出求解方法,该方法可实现主动量与被动量备用的最优匹配。最后,结合78机系统算例分析,验证所提方法的正确性和有效性。

关键词：经济调度不确定性备用边际效用备用效用

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计及间歇性特征的电力系统区间经济调度

中国电机工程学报 2016年第11期36卷 2966-2977页

作者：王士柏韩学山杨明李本新朱星旭电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061

针对可再生能源发电中不可预知的变动引起发电功率不均衡,使调度必须要考虑这一变动的问题,通过对不确定量变化波动不确定性和间歇不确定性两类不同属性的特征进行分析,以探寻负荷及可再生能源发电变化苛刻情景范围为线索,在被动量区间... 详细信息

针对可再生能源发电中不可预知的变动引起发电功率不均衡,使调度必须要考虑这一变动的问题,通过对不确定量变化波动不确定性和间歇不确定性两类不同属性的特征进行分析,以探寻负荷及可再生能源发电变化苛刻情景范围为线索,在被动量区间满足度约束基础上,提出被动量功率变化速度的概念和对应满足度约束新表达,建立计及间歇性的电力系统区间经济调度模型。该研究使得电力系统经济调度在应对与接纳可再生能源发电的决策中能够有效兼顾不确定性的量与度的要求,有效提高了调度解的鲁棒性。最后,结合10机系统的仿真,验证了所提模型与方法的正确性和有效性。

关键词：区间经济调度波动不确定性间歇不确定性区间分布苛刻情景范围

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主动配电网分层的时变优化追踪算法

中国电机工程学报 2019年第24期39卷 7093-7106页

作者：朱星旭韩学山杨明许易经王士柏李本新电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250003 东北电力大学吉林省吉林市132012

针对主动配电网多层信息分布式存储和快速优化的需求,提出一种分层的时变优化追踪算法。首先,各级配电系统对时变优化问题的复杂约束进行线性化处理。进一步,各级配电系统根据其相互之间的级联规律,通过内部计算和边界信息的交换,快速... 详细信息

针对主动配电网多层信息分布式存储和快速优化的需求,提出一种分层的时变优化追踪算法。首先,各级配电系统对时变优化问题的复杂约束进行线性化处理。进一步,各级配电系统根据其相互之间的级联规律,通过内部计算和边界信息的交换,快速形成其在寻优计算过程中相互牵制的耦合灵敏度。据此,结合各级配电系统内部的灵敏度计算可形成整体的寻优计算结果,并通过计算结果与配电网反馈信息的不断互动,最终实现整体趋优的时变优化追踪效果。该算法仅需各级配电系统边界信息的交换即可实现,且可达到与集中计算相同的优化结果。通过IEEE 123-101节点中-低压配电网算例分析,验证了所提出算法用于多层主动配电网优化的有效性和优越性。

关键词：主动配电网分层时变优化逆变器量测通信

一种计及光伏发电功率不确定性的实时调度方法

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电力建设 2019年第10期40卷 1-8页

作者：周瑜杨明王飞王士柏朱毅电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 济南市250061 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北省保定市071003 国网山东省电力公司电力科学研究院济南市250002 国网山东省电力公司经济技术研究院济南市250021

大规模光伏发电注入电力系统,其功率的不确定性给实时调度带来了挑战,进而对光伏发电功率和负荷预测的精度提出了更高的要求。针对此问题,文章提出一种计及光伏发电功率不确定性的实时调度方法。首先,基于实时调度的有效稳态安全区域法... 详细信息

大规模光伏发电注入电力系统,其功率的不确定性给实时调度带来了挑战,进而对光伏发电功率和负荷预测的精度提出了更高的要求。针对此问题,文章提出一种计及光伏发电功率不确定性的实时调度方法。首先,基于实时调度的有效稳态安全区域法和线性潮流模型,提出一种计及电压幅值的实时调度模型;其次,通过鲁棒优化等方式将原问题转化为确定性的线性规划问题求解;然后,根据所提方法,分析光伏发电功率和负荷预测精度对于电力系统实时调度安全性和经济性的影响;最后,通过改进IEEE 9节点系统和IEEE 118节点系统进行算例分析,说明所提方法的有效性和高效性。

关键词：光伏发电功率预测电压幅值实时调度安全性经济性

含分布式光伏与储能配电网时变最优潮流追踪的分布式算法

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中国电机工程学报 2019年第9期39卷 2644-2658页

在量测、通信技术具备的前提下,在常规控制设施给定条件下,针对快速电力电子化技术中,大量逆变或整流控制点设定与控制点设定的优化在速度上难以跟随的问题,提出含分布式光储配电网时变最优潮流追踪的模型和分布式在线的算法。在建立时... 详细信息

在量测、通信技术具备的前提下,在常规控制设施给定条件下,针对快速电力电子化技术中,大量逆变或整流控制点设定与控制点设定的优化在速度上难以跟随的问题,提出含分布式光储配电网时变最优潮流追踪的模型和分布式在线的算法。在建立时变优化模型和分析在线优化原理的基础上,就已有算法存在信息统一获取和集中计算这一弊端,将其改进为在配电网各区域仅局部及边界信息可知条件下,实现对配电网时变最优潮流分布式的追踪求解。首先,基于配电网开环运行的辐射状结构特点将配电网划分为若干区域,并对时变最优潮流的追踪求解在区域之间进行解耦。进一步,各区域可完全基于局部及边界信息,分布式的优化计算各自内部分布式光储的控制设定点,在设定点不断下发执行的过程中,实现对时变最优潮流快速分布式的追踪求解。文中对提出算法的收敛性进行了证明,并通过IEEE 123节点配电网算例分析验证了这一算法的有效性。

关键词：配电网逆变器时变最优潮流分布式在线优化

基于转置Transformer模型的电化学储能自适应SOH估计方法

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高电压技术 2024年

作者：李鹏葛儒哲董存孙树敏张元欣王士柏华北电力大学电气与电子工程学院国家电力调度控制中心国网山东省电力公司电力科学研究院

为了保障锂离子电池运行的可靠性和安全性，及时监测其健康状况，在Autoformer模型和iTransformer模型的基础上，结合线性回归模型，提出了一种基于转置Transformer的自适应特征感知电池健康状态融合估计模型。首先，从充电曲线中提取... 详细信息

为了保障锂离子电池运行的可靠性和安全性，及时监测其健康状况，在Autoformer模型和iTransformer模型的基础上，结合线性回归模型，提出了一种基于转置Transformer的自适应特征感知电池健康状态融合估计模型。首先，从充电曲线中提取健康因子。其次，将容量退化分解为退化趋势部分和容量再生部分，利用线性回归模型预测电池容量的退化趋势，利用转置Transformer模型估计电池容量再生部分，两部分组合以获得电池容量退化的估计结果。最后利用注意力权重对模型赋予可解释性。研究结果表明：此方法在NASA锂电池老化数据集上的仿真实验中，预测误差明显小于其他时序预测模型，验证了所提方法的预测精确性与可靠性。论文为电池健康状态精确估计的进一步深入研究提供了参考。

关键词：锂离子电池健康状态深度学习注意力机制转置Transformer模型可解释性

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双馈风机定子侧串阻抗的阻值优化

电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 137-147页

作者：梁财豪朱永强张远欣殷康夏瑞华关逸飞王士柏华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 国网山东省电力公司山东济南250002

当电网受到大扰动导致电压骤降时,双馈风机需配合硬件改造措施以实现机组的低电压穿越。针对双馈风机采用定子侧串联阻抗的低电压穿越策略中存在的阻值整定问题,首先推导了双馈风机的转子暂态电流和开路电动势表达式,再以故障期间换流... 详细信息

当电网受到大扰动导致电压骤降时,双馈风机需配合硬件改造措施以实现机组的低电压穿越。针对双馈风机采用定子侧串联阻抗的低电压穿越策略中存在的阻值整定问题,首先推导了双馈风机的转子暂态电流和开路电动势表达式,再以故障期间换流器的运行限制分析其有功无功耦合特性,最后结合上述分析提出了一种基于无功最优定子侧串阻抗的阻值优化方法。通过转子暂态电流约束和转子开路电动势约束确定阻抗选取范围,以暂态期间最大无功出力为目标,优选串联的阻抗值。仿真结果表明,所提方法优选出的阻抗值不仅能够有效抑制双馈风机所受到的暂态冲击,还能保证机组在故障期间提供无功功率,为电网电压提供支撑,提升机组故障运行能力。

关键词：双馈风力发电机低电压穿越有功无功耦合特性分析定子侧串联阻抗阻值优化

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