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基于门控循环单元编解码器的锂离子电池荷电状态估计

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电网技术 2024年第5期48卷 2161-2169页

作者：刘康康龙云岳睿谢缔华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室广东省广州市510640

锂离子电池荷电状态(state of charge,SOC)估计技术是电池管理系统(battery management system,BMS)里的关键性技术之一,其精度要求随着锂离子电池应用领域的不断拓宽而越来越高。由此,该文提出一种基于门控循环单元(gated recurrent un... 详细信息

锂离子电池荷电状态(state of charge,SOC)估计技术是电池管理系统(battery management system,BMS)里的关键性技术之一,其精度要求随着锂离子电池应用领域的不断拓宽而越来越高。由此,该文提出一种基于门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)编解码器(encoder decoder,ED)的估计方法;在编解码器框架下,首先利用双向GRU网络对可测量变量序列双向捕获依赖关系并将相关信息编码成语境向量,然后使用单向GRU网络完成对语境向量的解码。相比之前提出的循环神经网络,此类端到端模型可以从输入序列中更完整地学习到序列信息以建立出更精确的非线性SOC估计模型。实验数据验证表明,相较于3种双向循环神经网络,该文提出的门控循环单元编解码器(gated recurrent unit encoderdecoder,GRU-ED)模型在固定环境温度下取得了最佳的SOC估计效果;同时还在变温环境下实现了小误差的SOC估计,得到的平均绝对误差(meanabsoluteerror,MAE)与最大误差(maximum error,MAX)分别为0.92%与4.96%。

关键词：锂离子电池荷电状态估计门控循环单元编解码器

基于供冷/热系统质-量调节的区域综合能源系统动态最优能流计算

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电网技术 2024年第3期48卷 1008-1018页

作者：梁炜焜林舜江刘明波盛煊潘越华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室广东省广州市510630

区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的最优能流计算是求解RIES的设备配置、优化调度、故障分析等问题的基础。考虑供冷/热和供气管道传输能量的动态特性,建立RIES动态最优能流计算模型,其中基于特征线法获得了供... 详细信息

区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)的最优能流计算是求解RIES的设备配置、优化调度、故障分析等问题的基础。考虑供冷/热和供气管道传输能量的动态特性,建立RIES动态最优能流计算模型,其中基于特征线法获得了供冷/热管道和供气管道动态偏微分方程的代数解析解。针对基于供冷/热系统质–量调节模式下管道能量传输时滞变量造成RIES的动态能流计算模型难以求解的问题,提出采用分段插值法获得供冷/热管道两端节点温度之间关系的近似表达式并加入动态最优能流计算模型中。此外,针对优化模型中供冷/热系统的流量与温度相乘的双线性项,提出一种能够缩紧松弛间隙的分段凸包络松弛方法将原混合整数非线性优化模型转化为混合整数二次约束规划模型,能够在保证计算精度的同时实现高效求解。最后以某个RIES算例进行分析,验证了所提方法的计算准确性和高效性,并与常用的质调节模式相比,表明在供冷/热系统质–量调节模式下能找到经济性更优的RIES运行点。

关键词：区域综合能源系统动态最优能流质–量调节偏微分方程特征线法分段凸包络松弛

新能源电力系统不确定优化调度方法研究现状及展望

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电力系统自动化 2024年第10期48卷 20-41页

作者：林舜江冯祥勇梁炜焜杨悦荣刘明波华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省绿色能源技术重点实验室广东省广州市510630

风电场和光伏电站出力的不确定性给电力系统优化调度带来很大技术挑战。文中主要介绍了考虑新能源不确定性的电力系统优化调度方法的研究现状及后续研究方向展望。首先,重点论述了各种不确定优化调度(UOD)方法,包括随机优化方法、鲁棒... 详细信息

风电场和光伏电站出力的不确定性给电力系统优化调度带来很大技术挑战。文中主要介绍了考虑新能源不确定性的电力系统优化调度方法的研究现状及后续研究方向展望。首先,重点论述了各种不确定优化调度(UOD)方法,包括随机优化方法、鲁棒优化方法、随机鲁棒优化结合方法和基于人工智能技术的方法。其中,随机优化方法包括场景法、机会约束规划法和近似动态规划法;鲁棒优化方法包括传统鲁棒优化法和分布鲁棒优化法;随机鲁棒优化结合方法包括采样鲁棒优化法和分布鲁棒机会约束规划法。然后,介绍了每一种方法的优化模型形式、模型的转化和求解原理及其优缺点。最后,对UOD的后续重点研究方向进行展望,包括兼顾多个目标的UOD问题及多目标不确定优化方法、输配系统UOD问题及分布式不确定优化方法、考虑稳定性约束的UOD问题及含常微分方程约束的不确定优化方法、考虑管道传输动态的综合能源系统UOD问题及含偏微分方程约束的不确定优化方法。

关键词：新能源电力系统不确定优化调度随机优化鲁棒优化近似动态规划

支撑新型配电网数字化规划的图形⁃模型⁃数据融合关键技术

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电力系统自动化 2024年第6期48卷 139-153页

作者：余涛王梓耀孙立明曹华珍吴亚雄吴毓峰华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广州水沐青华科技有限公司广东省广州市510898 广东电网有限责任公司电网规划研究中心广东省广州市510080

配电网规划领域期盼实现智能规划,其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下,新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图形-模型-数据融合的角度提出三大关键技术:基于电气图... 详细信息

配电网规划领域期盼实现智能规划,其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下,新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图形-模型-数据融合的角度提出三大关键技术:基于电气图纸识别和拓扑智能分析的图形-模型融合技术、基于知识驱动的负荷/新能源推演分析和智能决策的模型-数据融合技术、基于多模态数据融合和多时空数据联动的图形-数据融合技术,尝试打破理论研究与数字化工程的壁垒。最后,对未来新型配电网数字化规划的发展进行思考和展望,为实现“以机为主,人机协同”的大闭环模式提供借鉴。

关键词：图形-模型-数据融合配电网数字化规划知识驱动图计算

不同锁相环对LCC-HVDC控制回路稳定性的影响

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电网技术 2024年第3期48卷 1202-1213页

作者：刘俊涛汪娟娟叶运铭王泽昊华南理工大学电力学院广东省广州市510641 广东电网有限责任公司广州供电局广东省广州市510620

该文研究了电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统逆变侧采用不同锁相环时,锁相环控制回路比例–积分(proportional integral,PI)参数变化对直流控制回路稳定性的影响。首先... 详细信息

该文研究了电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统逆变侧采用不同锁相环时,锁相环控制回路比例–积分(proportional integral,PI)参数变化对直流控制回路稳定性的影响。首先,分别建立了逆变侧锁相环采用滑动平均滤波(mo ving average filter,MAF)和级联延时消去滤波(cascaded delayed signal cancellation,CDSC)的LCC-HVDC小干扰动态模型,并通过电磁暂态仿真验证了该模型的正确性。其次,基于拉普拉斯变换获得系统定电压控制回路的传递函数,利用奈奎斯特稳定判据以及稳定裕度指标分析不同锁相环对定电压控制回路稳定性的影响,并进行了机理分析,同时在PSCAD/EMTDC的电磁暂态模型上进行了验证。最后,进一步在LCC-HVDC工程模型上对该文所得结论的普适性进行了仿真验证。

关键词：高压直流输电锁相环稳定裕度小干扰动态模型

含跨省区输电价格及网损率的区域电力现货市场出清模型

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电力系统自动化 2024年第4期48卷 57-65页

作者：唐翀陈梓煜梁彦杰周保荣程兰芬禤培正南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663 中国南方电网电力调度控制中心广东省广州市510670

为了解决区域电力现货市场协调跨省区送受电优先计划和跨省区中长期交易体系等难题,使区域电力现货市场出清结果可真实反映事先核定的跨省区输电价格和网损率,提出了一种含跨省区输电网损偏差修正的区域电力现货市场出清模型。首先,以... 详细信息

为了解决区域电力现货市场协调跨省区送受电优先计划和跨省区中长期交易体系等难题,使区域电力现货市场出清结果可真实反映事先核定的跨省区输电价格和网损率,提出了一种含跨省区输电网损偏差修正的区域电力现货市场出清模型。首先,以中国南方区域电力市场为例,分析了跨省区送受电交易主体和交易体系。其次,提出了一种同时考虑交易成分和物理潮流的网损偏差修正方法,并基于该方法构造了跨省区送受电物理潮流与交易成分相耦合的区域电力现货市场出清模型。最后,采用9节点系统和中国南方电网模拟系统开展仿真验证。仿真结果表明,采用所提的网损偏差修正方法和区域电力现货市场出清模型,可确保在满足系统安全运行约束的前提下,将跨省区输电价格和网损率反映在现货市场出清电价中,有效协调了跨省区送受电优先计划和跨省区中长期交易体系。

关键词：区域电力现货市场跨省区输电市场出清物理潮流网损

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计及背靠背柔直运行灵活性的机组组合建模优化方法

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电网技术 2024年第6期48卷 2660-2669,I0120,I0121页

作者：翟鹤峰李豹马骞王子强刘春晓周保荣周鑫南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663 中国南方电网电力调度控制中心广东省广州市510663

背靠背柔性直流(后文简称柔直)因其具有降低短路电流、实现潮流快速翻转等优势正逐步应用于实际电力系统问题中,然而,背靠背柔直嵌入的电力系统优化调度问题的研究仍旧十分有限。为充分挖掘背靠背柔直运行灵活性的特性,紧密结合实际工... 详细信息

背靠背柔性直流(后文简称柔直)因其具有降低短路电流、实现潮流快速翻转等优势正逐步应用于实际电力系统问题中,然而,背靠背柔直嵌入的电力系统优化调度问题的研究仍旧十分有限。为充分挖掘背靠背柔直运行灵活性的特性,紧密结合实际工程背景需求,以电力系统典型的机组组合问题为例,提出了一种计及背靠背柔直运行灵活性的机组组合建模优化方法。首先,介绍了基于等值虚拟机建模思路的背靠背柔直优化模型,该模型考虑了背靠背柔直运行时功率调整的各项控制需求,包括功率调节方向、调节次数、功率翻转控制要求以及送电模式关联约束等,既避免了设备频繁动作可能带来的使用寿命缩短的问题,同时又保证了模型优化结果在现场的实际可执行性;其次,结合所构建的背靠背柔直模型提出了一种计及其灵活性的机组组合模型,并给出了该模型相应的转化求解方法。最后,通过对修改的IEEE 14节点、118节点系统的测试分析以及国内某实际电网的应用测试情况,验证了将所提柔直模型纳入机组组合问题进行联合优化的有效性,同时可以在保证系统运行安全性的前提下提升运行的经济性。

关键词：背靠背柔直机组组合功率翻转电力市场等值虚拟机

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融合路网-电网信息的电动汽车充放电行为引导与调控策略

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电力系统自动化 2024年第7期48卷 169-180页

作者：玉少华杜兆斌陈丽丹陈南星李家乐华南理工大学电力学院广东省广州市510641 广州航海学院轮机工程学院广东省广州市510725

在智慧城市理念快速发展的背景下,电动汽车(EV)无引导的出行与无序的充放电行为影响着电力-交通耦合网络的安全高效运行。针对此问题,提出一种融合路网-电网信息的EV充放电行为引导与调控两阶段优化策略。首先,分析电力-交通耦合网络的... 详细信息

在智慧城市理念快速发展的背景下,电动汽车(EV)无引导的出行与无序的充放电行为影响着电力-交通耦合网络的安全高效运行。针对此问题,提出一种融合路网-电网信息的EV充放电行为引导与调控两阶段优化策略。首先,分析电力-交通耦合网络的交互影响因素和方式,提出EV充放电出行路径引导和调控架构;其次,提出融合路网-电网信息的EV充放电出行决策电价动态更新策略,并建立计及用户时间-经济成本的EV充放电出行路径决策优化模型;然后,兼顾多方主体利益,建立EV充放电调控模型;最后,仿真结果表明,所提策略能够综合考虑路网和电网实时运行状态,充分挖掘EV在路径引导与充放电调控过程中的可调潜力,实现系统协调运行和多方共赢。

关键词：电动汽车路网电力-交通耦合网络优化引导与调控动态电价多利益主体行为决策

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基于实际触发角响应的连续换相失败抑制方法

电网技术 2024年第6期48卷 2632-2641,I0115-I0117页

作者：王玉麟李晓华李书勇郭亚勋汪娟娟汪旭辉华南理工大学电力学院广东省广州市510641 中国南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663 中国南方电网能源发展研究院有限责任公司广东省广州市510530

针对逆变侧交流故障下高压直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)输电系统易引发连续换相失败问题,该文分阶段分析了连续换相失败的产生机理。明确了当产生触发角偏差后,直流电流调节效果与实际触发角... 详细信息

针对逆变侧交流故障下高压直流(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)输电系统易引发连续换相失败问题,该文分阶段分析了连续换相失败的产生机理。明确了当产生触发角偏差后,直流电流调节效果与实际触发角不匹配是连续换相失败的重要诱因。同时不对称故障后,负序分量通过极控、阀控两级控制系统对实际触发角造成的影响,增加连续换相失败的风险。因此提出了一种基于实际触发角响应的连续换相失败抑制方法,通过实际触发角修正整流侧电流指令值。与此同时,该方法通过陷波器降低负序电流对极控层触发角指令值的影响,通过相序解耦控制器和换相电压相位补偿降低负序电压对阀控层触发角实际值的影响。该方法能实现动态、自适应的电流指令值调整,提升恢复过程中直流电流与实际触发角的匹配度,提升直流系统抵御连续换相失败能力。在CIGRE标准测试模型和实际工程模型中,验证了理论分析的正确性和优化方法的有效性。

关键词：连续换相失败实际触发角低压限流控制锁相环负序分量

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