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考虑电价激励需求响应下多主体微电网电源容量优化

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电力自动化设备 2019年第5期39卷 96-102,108页

作者：马国龙蔡泽祥刘平华南理工大学电力学院广东广州510640

考虑多主体微电网中用户在电价激励需求响应的基础上,实现微电网风-光-柴-储的容量优化配置。在电力市场环境下,通过考虑微电网内多元主体的不同职能,建立两阶段优化模型:阶段1建立微电网运营商与消费者之间的完全信息博弈互动模型,在... 详细信息

考虑多主体微电网中用户在电价激励需求响应的基础上,实现微电网风-光-柴-储的容量优化配置。在电力市场环境下,通过考虑微电网内多元主体的不同职能,建立两阶段优化模型:阶段1建立微电网运营商与消费者之间的完全信息博弈互动模型,在保障售电商利益的前提下,以消费者盈余最大为优化目标,得到微电网内的最优峰谷分时电价策略,进而得到消费者在电价激励下的需求响应曲线;阶段2通过微电网电源投资商与微电网运营商之间的博弈互动,以微电网电源投资商的利益最大化为优化目标,得到微电网内不同分布式电源容量的最优化配置策略。结合某一地区的历史数据信息进行仿真算例分析,验证所提模型的有效性。

关键词：微电网容量优化配置博弈互动需求响应两阶段优化模型电价激励

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煤矿瓦斯智能抽采关键技术研究进展及展望

煤炭科学技术 2021年第5期49卷 27-34页

作者：赵旭生马国龙瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为了推动智能瓦斯抽采技术发展,提高煤矿安全保障能力,从瓦斯抽采全过程少人化或无人化角度,阐述了智能瓦斯抽采的精准感知、自决策、自执行、自适应、自学习等5个方面特征,提出了包含功能和技术2个维度的智能瓦斯抽采体系结构,功能维... 详细信息

为了推动智能瓦斯抽采技术发展,提高煤矿安全保障能力,从瓦斯抽采全过程少人化或无人化角度,阐述了智能瓦斯抽采的精准感知、自决策、自执行、自适应、自学习等5个方面特征,提出了包含功能和技术2个维度的智能瓦斯抽采体系结构,功能维度上涵盖瓦斯抽采所有环节,技术维度上包含单机智能、机组智能和集成智能3个层次,体现了智能瓦斯抽采技术的发展迭代过程;设计了智能瓦斯抽采总体架构,由感知控制层、传输层、数据层、应用层等4个层面和信息标准、信息安全等2个体系构成;最后,从动态透明瓦斯地质、抽采钻孔智能设计、打钻-增透-封孔机器人、抽采系统智能调控与诊断、抽采达标自动评判等5个方面对智能瓦斯抽采关键支撑技术进行了探讨,分析了关键技术向精准、高效、智能方向发展的趋势,提出了抽采钻孔差异化智能设计和抽采达标多层递进动态评判等解决策略,并给出了谢桥煤矿“三人五台一组”自动钻机集中控制协同作业、霍尔辛赫煤矿抽采管网自动调控、新元煤矿抽采达标在线评判等典型应用案例,为煤矿智能瓦斯抽采技术研究和建设实践提供了有益参考。

关键词：智能瓦斯抽采透明瓦斯地质差异化设计自主调节自动评判一体化机器人

单/双光束激光焊接熔池行为及焊缝成形特性比较

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中国激光 2017年第2期44卷 219-227页

作者：马国龙李俐群陈彦宾哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

以不锈钢为研究对象,对比研究了单、双光束激光焊接过程中的熔池形态和焊缝形貌,建立了二者之间的相关性。结果表明,单、双光束激光焊接具有不同的熔池形态演变过程,光斑间距会影响双光束激光焊接熔池尺寸及焊缝形貌。双光束焊接过程中... 详细信息

以不锈钢为研究对象,对比研究了单、双光束激光焊接过程中的熔池形态和焊缝形貌,建立了二者之间的相关性。结果表明,单、双光束激光焊接具有不同的熔池形态演变过程,光斑间距会影响双光束激光焊接熔池尺寸及焊缝形貌。双光束焊接过程中匙孔之间的相互作用垂直于双光斑连线方向,形成强烈的熔体流动,而单光束焊接熔体向匙孔周围均匀流动。熔体流动方式的不同是导致单、双光束焊缝形貌差异的关键。

关键词：激光技术双光束激光焊接熔池行为焊缝形貌

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基于防突预测特征的地质异常智能判识方法

工矿自动化 2020年第7期46卷 49-56页

作者：马国龙瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

针对煤矿现有物探、钻探手段超前探测小型地质构造和煤层赋存变化等地质异常效果不好,以及防突预测数据隐含信息发掘不够、利用不足等问题,提出了根据防突预测特征与地质异常之间的相关性进行地质异常智能判识的思路;从单次防突预测事... 详细信息

针对煤矿现有物探、钻探手段超前探测小型地质构造和煤层赋存变化等地质异常效果不好,以及防突预测数据隐含信息发掘不够、利用不足等问题,提出了根据防突预测特征与地质异常之间的相关性进行地质异常智能判识的思路;从单次防突预测事件数据分布和前后连续防突预测事件数据变化2个层面,构建了10个防突预测特征指标,形成了防突预测特征指标体系;采用关联分析方法,提出了基于防突预测特征的地质异常智能判识方法,并对特征指标二元属性转换、关联规则分析、有效规则提取、判识准则建立、地质异常可能性等级划分等关键环节进行了重点阐述;采用B/S架构,设计、开发了基于防突预测特征的地质异常智能判识系统,实现了防突预测信息在线采集、防突预测特征自动分析、地质异常超前动态判识,以及判识结果网站和移动终端等多渠道联动发布。现场试验结果表明,该系统能够自主构建地质异常判识准则,地质异常判识总准确率达到了87.63%,为煤矿超前掌握地质异常提供了有效手段,实现了防突预测数据隐含价值的拓展应用。

关键词：煤与瓦斯突出防突预测地质异常智能判识特征指标关联分析

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基于数据挖掘的电力设备运维与决策分析方法

华南理工大学学报（自然科学版） 2019年第6期47卷 57-64,71页

作者：蔡泽祥马国龙孙宇嫣黄昱翰华南理工大学电力学院

电力设备的运维管理主要包括设备的故障分析、主动预警和差异化运维.在面对电网运行过程中多时间尺度、多时空维度的海量数据背景下,文中将数据挖掘技术应用到电力设备的运行管理上.文中利用K-means聚类算法挖掘历史运行数据信息,进行... 详细信息

电力设备的运维管理主要包括设备的故障分析、主动预警和差异化运维.在面对电网运行过程中多时间尺度、多时空维度的海量数据背景下,文中将数据挖掘技术应用到电力设备的运行管理上.文中利用K-means聚类算法挖掘历史运行数据信息,进行单维状态量故障特征提取;利用Apriori算法挖掘不同故障模式下关联规则,建立关键性能矩阵,借助高维随机矩阵理论分析设备故障的时空特性;利用D-S证据理论对单维与多维诊断结果进行信息合成,获得设备故障的诊断判据.同时,综合考虑系统运行状态和电力用户差异性,建立设备健康度指数以及重要度指数,显著降低设备运维决策风险.仿真案例证明了本文方法的有效性.

关键词：电力设备数据挖掘关联规则挖掘运维管理决策分析

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能量比对双光束激光焊接特性的影响

中国激光 2017年第3期44卷 69-75页

作者：马国龙李俐群陈彦宾哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

系统研究了双光束焊接过程中能量比对焊缝成形以及能量利用率的影响,采用高速摄像技术实时观察了不同能量比下的熔池行为,分析了能量比对双光束焊接特性的影响机制。结果表明,随着能量比增大,双光束焊缝熔深先减小后增大,熔宽变化规律... 详细信息

系统研究了双光束焊接过程中能量比对焊缝成形以及能量利用率的影响,采用高速摄像技术实时观察了不同能量比下的熔池行为,分析了能量比对双光束焊接特性的影响机制。结果表明,随着能量比增大,双光束焊缝熔深先减小后增大,熔宽变化规律与之相反,并在能量比为50/50时获得最小熔深和最大熔宽。不同能量比下能量利用率差别较大,能量比为20/80和50/50时分别获得最大值32.7%和最小值27.8%。熔池尺寸同样受能量比的影响,随着能量比增大,熔池长度先增大后减小,而宽度一直减小。能量比对双光束焊接特性的影响主要归因于焊接过程中匙孔状态以及熔池流动方式的改变。

关键词：激光技术激光加工能量比双光束激光焊接焊接特性

潘三矿B11-2煤掘进面瓦斯突出预测指标研究

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潘三矿B11-2煤掘进面瓦斯突出预测指标研究

作者：马国龙河南理工大学

学位级别：硕士

煤与瓦斯突出是突出矿井采掘(特别是煤巷掘进)过程中经常发生的重大自然灾害,严重威胁煤矿安全生产,制约矿井的采掘速度,影响煤矿的经济效益。煤巷掘进工作面瓦斯突出预测敏感指标及合理临界值确定是解决上述问题的重要途径之一。对淮... 详细信息

煤与瓦斯突出是突出矿井采掘(特别是煤巷掘进)过程中经常发生的重大自然灾害,严重威胁煤矿安全生产,制约矿井的采掘速度,影响煤矿的经济效益。煤巷掘进工作面瓦斯突出预测敏感指标及合理临界值确定是解决上述问题的重要途径之一。对淮南矿业集团潘三矿B煤层煤巷掘进工作面瓦斯突出预测敏感指标及合理临界值确定,能够加快B煤层的采掘速度,保证主采煤层C煤的顺利解放和安全、高效回采,对提高矿井经济效益和社会效益具有重要意义。为了确定潘三矿B煤层煤巷掘进工作面瓦斯突出预测敏感指标及合理临界值,本文对目前我国工作面瓦斯突出预测方法及相应的指标体系进行了介绍和分析;结合潘三井田地质演化史和地质构造特征,研究了潘三矿B煤层的瓦斯赋存规律和瓦斯突出特征,并对B煤层进行了突出区域划分;通过采集潘三矿B煤层不同破坏类型的煤样,在试验室进行了瓦斯放散动力学特征试验研究;在B煤层7个煤巷掘进工作面进行了跟踪考察,并对跟踪考察结果进行了分析。以瓦斯突出综合作用假说和敏感指标意义及性质为基础,依据潘三矿B煤层瓦斯突出规律、预测指标意义、预测指标跟踪考察结果,对预测指标的敏感性进行了定性分析;利用“三率”统计法和主成分分析法对预测指标敏感性进行了定量分析;根据定性、定量分析结果确定了潘三矿B煤层煤巷掘进工作面瓦斯突出预测敏感指标;在对敏感指标临界值含义进行分析的基础上建立了利用“三率”法确定敏感指标临界值的原则,据此对敏感指标的临界值进行了确定。

关键词：潘三矿B11-2煤煤与瓦斯突出敏感指标临界值

计及不确定性与负荷需求管理的孤岛微电网电源容量优化

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计及不确定性与负荷需求管理的孤岛微电网电源容量优化

作者：马国龙华南理工大学

学位级别：硕士

微电网是指由分布式能源、能量变换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统,是实现系统“发-配-变-用”安全稳定运行、高效消纳新能源的重要技术手段。由于分布式可再生电源(如风电、光伏等)、电力负荷及市场行为存在强... 详细信息

微电网是指由分布式能源、能量变换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统,是实现系统“发-配-变-用”安全稳定运行、高效消纳新能源的重要技术手段。由于分布式可再生电源(如风电、光伏等)、电力负荷及市场行为存在强不确定性,此外,在不同市场机制引导下负荷侧需求管理等要素影响下,传统微电网系统容量优化方法面临挑战,亟待建立一套充分考虑不确定性特性和负荷需求管理作用下的微电网系统容量规划与运行策略优化新理论框架。本文聚焦受多种不确定性因素约束以及负荷侧激励管理下的微电网系统容量规划与运行策略优化问题,全面考虑微电网内各要素多尺度不确定性耦合的影响,同时在运行层面,计及负荷需求管理的影响,针对不同时间尺度不确定性分别从电量约束以及功率平衡等层面进行研究分析。具体来说,针对长时间尺度容量规划问题中源-荷呈现的随机不确定性特点,利用随机能量网络演算理论刻画微电网系统的能量平衡能力,并采用鲁棒协调思想处理电量平衡约束问题,用于保证孤岛微电网系统内电量平衡能力;针对短时间尺度微电网系统优化运行问题中源-荷呈现的预测误差不确定性特点,采用蒙特卡洛模拟多场景的方式对其进行表征,并引入负荷需求管理,通过对可中断负荷、可平移负荷的控制建模,优化负荷特性,解决微电网系统内优化运行问题。同时,本文结合具体问题将微电网规划-运行双层耦合问题转化为混合整数规划模型,利用CPLEX调用内部优化求解器YALMIP完成系统高效求解,实现微电网系统容量协调优化问题求解的效率与精度统一;最后,针对多微网系统的运行策略问题,引入基于不同微电网边际成本效应的日前电价定价方法,用于指导不同微电网运营商内部的日前优化调度策略,同时,为了解决多微电网系统调度问题,本文建立了一个包括"预调度-协调优化-再调度-参与意愿分析”的多阶段多过程的能源管理和调度模型,利用多代理决策架构实现多微电网系统内部能量的协调优化与管理。本文旨在构建充分考虑不确定性本质和市场激励管理下负荷需求参与调度的微电网系统容量规划与协调运行优化的新理论框架,具有一定的学术价值和工程意义。主要工作包括:第一章绪论,阐述了本文研究的目的和意义,结合不确定性环境与负荷管理影响下微电网规划与运行优化问题的特点,具体从微电网不确定性分析方法、负荷需求管理策略与分析方法、微电网系统电源容量优化配置三个方面介绍了国内外的研究现状,并有针对性的提出了本论文的主要研究内容。第二章主要解决微电网内不同时间尺度不确定性与需求响应对源-荷功率预测问题的影响。首先对微电网系统内源-荷功率特性进行分析,并分别从不同时间尺度不确定性问题以及需求管理影响问题进行了分析,并结合具体算例对源-荷功率预测特性进行了分析与说明,为微电网电源容量优化问题进行了模型初期的准备。第三章在充分考虑多主体参与微电网下用户在电价激励需求响应的基础上,建立了微电网风-光-柴-储两阶段容量优化配置模型。阶段1建立微电网运营商与消费者之间的完全信息博弈互动模型,在保障售电商利益的前提下,以消费者盈余最大为优化目标,得到微电网内的最优峰谷分时电价策略,进而得到消费者在电价激励下的需求响应曲线;阶段2通过微电网电源投资商与微电网运营商之间的博弈互动,以微电网电源投资商的利益最大化为优化目标,得到微电网内不同分布式电源容量的最优化配置策略。第四章针对孤岛微电网容量优化问题,建立了多尺度不确定性耦合背景下计及负荷需求管理的容量优化模型。模型全面考虑多尺度不确定性耦合的影响:长时间尺度下对于源、荷不确定性采用随机能量网络理论处理电量平衡问题;短时间尺度下,在功率平衡层面考虑源、荷预测误差不确定性,并引入负荷需求管理,通过对可中断负荷、可平移负荷的控制建模,达到优化负荷特性的目的,在运行层面降低成本并提高系统稳定性。本章建立的双层优化模型分别从电量约束以及功率平衡等层面进行研究分析,以投资成本最小为目标,对所建立的模型进行求解。第五章针对分布式多微网系统(MMG)的能源管理和调度问题,采用分布式多代理系统(MAS)建立了多阶段,多过程的“预调度-协调优化-再调度-参与意愿分析”的能源管理和调度控制模型。该模型的建立以最大化微电网(MG)的个人收益和区域运行实体的综合收益为基础,以实现博弈均衡为目的,解决多微电网系统内以及系统间的能量最优化调度与交易,实现区域整体利益的最大化。同时,该模型充分考虑了MG的独特性能以及其与其他MG进行电力交易的意愿,实现了MMG的分布式最优控制。本文得到广东省自然科学基金(2017A030313288)的资助,结合在中国工程院重大咨询项目和南方电网实际工程项目中的应用,取得了良好的技术和经济效益。

关键词：微电网容量优化不确定性负荷需求管理规划-运行双层优化

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顺层瓦斯抽采钻孔施工偏差研究

煤矿安全 2017年第3期48卷 147-151页

作者：马国龙瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室重庆400037 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

为了掌握顺层瓦斯抽采钻孔施工偏差规律,对钻孔成孔轨迹与设计轨迹之间的偏差进行了理论分析,提出"开孔偏差"和"孔形偏差"构成了"钻孔偏差"。基于YCSZ(A)型回转钻进随钻轨迹测量系统,对煤矿现场顺层钻孔轨迹进行了测定和分析。结果表明:... 详细信息

为了掌握顺层瓦斯抽采钻孔施工偏差规律,对钻孔成孔轨迹与设计轨迹之间的偏差进行了理论分析,提出"开孔偏差"和"孔形偏差"构成了"钻孔偏差"。基于YCSZ(A)型回转钻进随钻轨迹测量系统,对煤矿现场顺层钻孔轨迹进行了测定和分析。结果表明:"开孔偏差"和"孔形偏差"的大小在水平方向和竖直方向均随着钻孔深度的增加而增大,且偏离方向具有随机性;"开孔偏差"、"孔形偏差"和"钻孔偏差",在水平方向均大于竖直方向;水平方向钻孔偏差构成以"开孔偏差"为主,竖直方向钻孔偏差构成对比不明显。根据试验分析结果,提出了钻孔施工偏差的控制对策。

关键词：瓦斯抽采顺层钻孔钻孔轨迹施工偏差控制措施