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基于多源气象预报总辐照度修正的光伏功率短期预测

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电力自动化设备 2022年第3期42卷 104-112页

作者：师浩琪郭力刘一欣王成山天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

针对单一气象预报源可能存在的误报和偏差问题,提出一种基于多源气象预报总辐照度修正的光伏功率短期预测方法。根据功率序列特征,采用自组织映射神经网络聚类算法实现历史数据广义天气类型划分。按照晴朗程度实现广义天气类型与公共气... 详细信息

针对单一气象预报源可能存在的误报和偏差问题,提出一种基于多源气象预报总辐照度修正的光伏功率短期预测方法。根据功率序列特征,采用自组织映射神经网络聚类算法实现历史数据广义天气类型划分。按照晴朗程度实现广义天气类型与公共气象服务天气类型预报的匹配对应,并计算不同广义天气类型总辐照度各等级之间的折算系数。在计算各广义天气类型系统误差的基础上,如果预测日数值天气预报广义天气类型分类结果与公共气象服务天气类型预报的一致,则叠加修正总辐照度系统误差;否则,采用树扩展朴素贝叶斯算法计算2种广义天气类型的转移概率,在修正系统误差后利用折算系数计算公共气象服务天气类型预报对应广义天气类型的总辐照度序列,并根据转移概率设定权重系数进一步修正总辐照度序列。建立预测模型,基于遗传算法优化的反向传播神经网络获得光伏功率短期预测结果。利用某光伏电站的实际运行数据和气象预报数据验证了模型的有效性。

关键词：多源气象预报转移概率数值天气预报功率预测短期预测光伏发电

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数字电网的理念、架构与关键技术

中国电机工程学报 2022年第14期42卷 5002-5016页

作者：李鹏习伟蔡田田于浩李鹏王成山南方电网数字电网研究院有限公司广东省广州市510663 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072

随着以数字技术为代表的第四次工业革命的发展与演进,将先进数字技术与电力系统深度融合,建设数字电网是推动实现电网数字化转型的重要路径。围绕数字电网的基本理念,该文详细阐述了数字电网的技术内涵与技术特征,构建了包含传感量测、... 详细信息

随着以数字技术为代表的第四次工业革命的发展与演进,将先进数字技术与电力系统深度融合,建设数字电网是推动实现电网数字化转型的重要路径。围绕数字电网的基本理念,该文详细阐述了数字电网的技术内涵与技术特征,构建了包含传感量测、边缘计算、信息连接、数字平台、跨域智能和系统安全的数字电网技术架构。在此基础上,对数字电网建设所面临的挑战及关键技术进行探讨,并对数字电网的价值体系进行展望,以期为数字电网的发展提供一些思考和借鉴。

关键词：数字电网技术架构边缘计算数据驱动人工智能

基于固态变压器的互联交直流微电网功率互济自主控制

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电网技术 2023年第1期47卷 284-293页

作者：朱介北李峰俞露杰李霞林王成山天津大学电气自动化与信息工程学院天津市南开区300072

为充分发挥固态变压器在微电网中的灵活调节能力,提出一种面向多端口固态变压器互联交直流微电网的功率互济自主控制方法。该方法根据固态变压器多端口互联的交直流独立子网的有功-频率以及有功-直流电压下垂控制特性,通过定义各子网的... 详细信息

为充分发挥固态变压器在微电网中的灵活调节能力,提出一种面向多端口固态变压器互联交直流微电网的功率互济自主控制方法。该方法根据固态变压器多端口互联的交直流独立子网的有功-频率以及有功-直流电压下垂控制特性,通过定义各子网的瞬时有功不平衡归一化变量,来衡量交直流微电网全局功率不平衡程度。基于此,以使各子网瞬时有功不平衡归一化变量相等为目标,设计固态变压器中三级换流器的联合控制策略,实现全局不平衡功率在各子网之间的均衡自主分配,促进各子网之间的功率互济。建立小信号模型,并对所提功率互济自主控制的关键参数进行优化。基于RT-LAB的控制器硬件在环实验验证了所提方法能够自主、灵活地实现互联交直流微电网子网间的功率互济。

关键词：交直流微电网固态变压器功率互济下垂控制

基于深度子领域自适应的需求响应潜力评估方法

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中国电机工程学报 2022年第16期42卷 5786-5797页

作者：孔祥玉刘超王成山李思维陈宋宋智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 北京中电飞华通信有限公司北京市丰台区100071 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着新型电力系统发展,规模化灵活需求侧互动响应资源挖掘成为必然。针对需求响应聚合商缺少聚合用户需求响应历史数据时的潜力分析问题,提出一种基于深度子领域自适应的需求响应潜力评估方法。该方法首先分析影响电力用户参与需求响应... 详细信息

随着新型电力系统发展,规模化灵活需求侧互动响应资源挖掘成为必然。针对需求响应聚合商缺少聚合用户需求响应历史数据时的潜力分析问题,提出一种基于深度子领域自适应的需求响应潜力评估方法。该方法首先分析影响电力用户参与需求响应的关键因素,建立建筑用户典型用电模式下的二次回归参数库;在此基础上,采用基于参数特征相似度的需求响应潜力评估方法,得到用户参与响应的初始估计值;将用户参与响应关键影响因素和参与响应的降负荷率数据应用于训练深度子领域自适应神经网络,并对网络全连接层提取的特征参数进行特征对齐,实现了缺少响应历史数据时潜力评估神经网络的训练。通过算例分析,验证所提方法的有效性。

关键词：特征相似度需求响应潜力评估子领域自适应

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配电系统智能软开关技术及应用

电力系统自动化 2022年第4期46卷 1-14页

作者：王成山季节冀浩然于浩吴建中李鹏智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 卡迪夫大学工程学院卡迪夫CF243AA英国

配电网柔性化是统筹配电系统中各类源荷可调度资源,提升系统整体运行水平的有效解决方案。智能软开关(SOP)是实现柔性配电网的核心装置,近年来已广泛开展SOP运行控制的相关研究并取得了丰富成果。从配电网的柔性化发展态势入手,梳理了SO... 详细信息

配电网柔性化是统筹配电系统中各类源荷可调度资源,提升系统整体运行水平的有效解决方案。智能软开关(SOP)是实现柔性配电网的核心装置,近年来已广泛开展SOP运行控制的相关研究并取得了丰富成果。从配电网的柔性化发展态势入手,梳理了SOP及其衍生的柔性互联理念在多场景下的技术形态与应用形式。在此基础上,针对以SOP为核心的柔性配电网在运行优化、故障自愈、配置规划等不同阶段的关键技术问题,对当前主要的技术方向和研究进展进行了阐述,并对未来SOP的发展方向进行了展望,为SOP技术研究与应用的进一步拓展和深化提供了思路。

关键词：智能软开关柔性配电网形态发展运行优化规划

计及换流器间动态交互的中压直流配电系统控制参数设计

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电力系统自动化 2022年第3期46卷 121-128页

作者：朱琳赵学深郭力李霞林邓占锋王成山智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 天津市智慧能源与信息技术重点实验室天津市300072 全球能源互联网研究院有限公司北京市102209

由于各换流器间存在动态交互作用,使得中压直流(MVDC)配电系统的控制参数设计比单台换流器时困难得多。首先,针对系统中换流器的电流控制环、电压控制环和下垂控制环,依次分别建立了计及换流器间动态交互的开环和闭环传递函数,并且所建... 详细信息

由于各换流器间存在动态交互作用,使得中压直流(MVDC)配电系统的控制参数设计比单台换流器时困难得多。首先,针对系统中换流器的电流控制环、电压控制环和下垂控制环,依次分别建立了计及换流器间动态交互的开环和闭环传递函数,并且所建传递函数零极点的个数与单台换流器独立运行时完全一致。然后,提出了一种计及换流器间动态交互的MVDC配电系统控制参数设计方法,该方法能够从系统动态稳定性的角度定性定量设计控制参数。该设计方法通过部分零极点的相互抵消,利用一对共轭主导极点准确设计系统动态特性,并在较宽频率范围(如10~50 Hz)内均有效。最后,在电力电子仿真软件PLECS中对所提传递函数和控制参数设计方法进行了仿真验证。

关键词：中压直流配电系统动态交互控制参数设计开环传递函数闭环传递函数

基于周期搜索的多端柔性直流输电系统非线性下垂控制

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电力系统自动化 2023年第1期47卷 143-152页

作者：朱介北李峰俞露杰梁纪峰刘娜王成山天津大学电气自动化与信息工程学院天津市300072 国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北省石家庄市050021 国网北京市电力公司北京市100031

当基于电压源换流器的多端柔性直流输电系统采用有功功率-直流电压线性下垂控制策略时,直流网络特性会影响换流站功率分配的准确性。在直流输电网络拓扑未知的情况下,通过建立换流站通用的有功功率-直流电压数学模型,分析了直流网络特... 详细信息

当基于电压源换流器的多端柔性直流输电系统采用有功功率-直流电压线性下垂控制策略时,直流网络特性会影响换流站功率分配的准确性。在直流输电网络拓扑未知的情况下,通过建立换流站通用的有功功率-直流电压数学模型,分析了直流网络特性影响下的换流站有功功率-直流电压下垂特性的非线性特征。基于此,提出一种基于周期搜索的多端柔性直流输电系统非线性下垂控制策略,可在直流输电网络拓扑及参数未知的前提下,利用搜索技术实时获取换流站在可能运行范围内的精确非线性下垂特性曲线,再将该曲线周期性地更新到换流站底层控制中,最终实现多端柔性直流输电系统换流站有功功率的精确控制。通过在MATLAB/Simulink中建立四端环网直流输电系统模型,不仅对换流站有功功率-直流电压下垂特性的非线性分析结论进行了验证,还与传统线性下垂控制进行对比,验证所提控制策略还原换流站非线性下垂特性的准确性以及换流站有功功率精准控制的优越性。

关键词：柔性直流输电电压源换流器多端协调控制功率控制下垂控制周期搜索

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输电网合作投资的费用分摊方法

电力系统自动化 2003年第10期27卷 22-26,44页

作者：王成山吉兴全天津大学电气与自动化工程学院天津市300072

电力系统引入市场机制后 ,输电网的投资具有分散化和多元化的趋势 ,同时由于输电投资具有规模效应 ,且成本回收期长 ,因而投资者之间相互合作将成为降低风险的一种有效方式 ,但如何分摊投资成本仍是一个值得研究的问题。为此 ,文中基于... 详细信息

电力系统引入市场机制后 ,输电网的投资具有分散化和多元化的趋势 ,同时由于输电投资具有规模效应 ,且成本回收期长 ,因而投资者之间相互合作将成为降低风险的一种有效方式 ,但如何分摊投资成本仍是一个值得研究的问题。为此 ,文中基于合作博弈理论 ,提出了一种多主体合作投资的费用分摊方法 ,通过投资收益分析 ,计算各子联盟的特征函数值 ,将超出值作为衡量分摊方案优劣的评价指标 ,并结合遗传算法求得输电合作投资的核子解。

关键词：电力系统输电网费用分摊方法输电规划投资博弈论电力市场电力工业

基于断面信息的多区域互联系统频率响应模型参数估计方法

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电网技术 2022年第11期46卷 4277-4287页

作者：王洵阳李霞林郭力赵梓含王洪达王成山智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 海军勤务学院供应管理系天津市滨海新区300450

针对计及新能源惯量和频率支撑的多区域互联系统等效频率响应模型的参数估计问题,该文提出了一种基于联络线断面信息的简单方法,用以估计各区域等值机组与新能源场站的频率响应特性。首先基于区域内新能源场站至并网点联络线的断面有功... 详细信息

针对计及新能源惯量和频率支撑的多区域互联系统等效频率响应模型的参数估计问题,该文提出了一种基于联络线断面信息的简单方法,用以估计各区域等值机组与新能源场站的频率响应特性。首先基于区域内新能源场站至并网点联络线的断面有功功率与频率信息,估计区域内新能源场站虚拟惯量与有功-频率下垂系数。在此基础上,基于区域间联络线断面在惯量响应和一次调频时间尺度上的频率与传输有功功率数据,估计区域等值机组惯量与一次调频参数。然后结合各区域参数估计结果,构建完整系统频率响应模型。最后通过在PSCAD/EMTDC中搭建标准IEEE 5区68节点算例验证了所提频率响应模型及其参数估计方法的有效性。此外,在含50k W的柴油发电机和50k W基于虚拟同步控制技术的储能变流器的实际微电网系统中,进一步验证了所提估计方法的有效性。

关键词：多区域互联系统频率响应模型同步机组新能源场站惯量估计一次调频参数估计断面信息