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基于分层有向图与动态时空相关性的小区域光伏超短期预测方法

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电网技术 2024年第6期48卷 2458-2468,I0055页

作者：欧阳永健缪希仁林蔚青黄燕帼福州大学电气工程与自动化学院福建省福州市350108 国网福建省电力有限公司龙岩供电公司福建省龙岩市364000

小区域光伏发电功率准确预测,已成为高渗透多台区系统精准调控运行的技术瓶颈。目前光伏发电功率的预测方法缺乏对台区小区域内光伏集群效应的考虑,忽略了输入变量的内在因果关系以及动态相关性。针对于上述问题,提出一种基于分层有向... 详细信息

小区域光伏发电功率准确预测,已成为高渗透多台区系统精准调控运行的技术瓶颈。目前光伏发电功率的预测方法缺乏对台区小区域内光伏集群效应的考虑,忽略了输入变量的内在因果关系以及动态相关性。针对于上述问题,提出一种基于分层有向图以及动态图卷积循环网络(dynamic graph convolutional recurrent network,DGCRN)的小区域光伏预测方法。首先,考虑出力数据与数值天气预报(numerical weather prediction,NWP)单向关系,生成具有因果联系的分层有向图。其次,依据节点属性在每个时间步生成动态图,与预先定义的静态图有机结合,以捕捉节点之间的动态时空相关性。最后,将具有动态时空相关性的图结构用于模型训练。以某个小区域台区29个光伏节点加以预测建模,实验结果表明,DGCRN模型具备捕获多参量间的因果规律和提取光伏功率的短期动态特征的能力,其在小区域多节点的光伏发电功率预测性能优越。

关键词：分层有向图动态相关性图卷积网络区域台区光伏预测

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综合能源系统建模与能流计算方法研究综述

高电压技术 2024年第4期50卷 1376-1391页

作者：陈飞雄颜熙颖邵振国李壹民郑翔昊张河数字能源福建省高校重点实验室(福州大学) 福州350108 国网福建省电力有限公司泉州供电公司泉州362000

围绕综合能源系统的能流计算问题,从网络模型及求解、不确定性能流分析方法2个层面综述了各类能流计算方法。首先,在综合能源系统网络特性建模方面,讨论了偏微分方程模型、动态特性模型和稳态特性模型及其求解方法。其次,归纳了应对系... 详细信息

围绕综合能源系统的能流计算问题,从网络模型及求解、不确定性能流分析方法2个层面综述了各类能流计算方法。首先,在综合能源系统网络特性建模方面,讨论了偏微分方程模型、动态特性模型和稳态特性模型及其求解方法。其次,归纳了应对系统外部输入不确定性的概率和区间2类传统能流分析方法,以及概率-区间混合不确定性能流分析方法。最后,从工程应用角度分析当前综合能源系统能流计算的难点与热点,进而对其发展方向进行展望。

关键词：综合能源系统网络特性模型能流计算不确定性分析方法概率-区间方法

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含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 31-40页

作者：刘妍胡志坚陈锦鹏翁菖宏高明鑫刘盛辉武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 国网漳州供电公司福建省漳州市363000 国网福州供电公司福建省福州市350009

随着中国“碳达峰·碳中和”战略的不断推进,综合能源系统的绿色低碳转型迫在眉睫。针对传统碳捕集电厂灵活性较差、风电并网难以消纳等问题,提出一种含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,引入储液罐对传... 详细信息

随着中国“碳达峰·碳中和”战略的不断推进,综合能源系统的绿色低碳转型迫在眉睫。针对传统碳捕集电厂灵活性较差、风电并网难以消纳等问题,提出一种含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,引入储液罐对传统碳捕集电厂进行改造,提高电厂应对风电波动的运行灵活性;其次,构建含两段式电转气、氢燃料电池、储氢罐和掺氢热电联产在内的氢能多元利用结构,以充分挖掘氢能利用与碳捕集电厂的协同运行潜力。在此基础上,引入阶梯碳交易机制,建立以碳交易、碳封存、燃煤及购气成本之和最小为优化目标的低碳经济调度模型。算例结果表明,文中模型能够有效提高系统的风电消纳水平和能源利用效率,具有显著的低碳经济效益。此外,碳交易基准价格的合理设定能够引导系统提高碳捕集水平。

关键词：碳捕集电厂氢能碳交易低碳经济调度综合能源系统

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基于数据挖掘的双模式组合光伏功率日前预测

武汉大学学报(工学版) 2024年

作者：刘丽桑郭凯琪徐哲壮郭琳国网福建省供电有限公司永春县供电公司福州大学电气工程与自动化学院工业自动化福建省高校工程研究中心福建理工大学

为了提高光伏发电功率的预测精度，本文在数据挖掘分析基础上提出双模式组合的日前光伏预测方法。首先，利用波动量分析建立输出功率与天气类型之间更精确的匹配模型，划分为简单天气类型与复杂天气类型两种。其次对于简单天气类型采用K... 详细信息

为了提高光伏发电功率的预测精度，本文在数据挖掘分析基础上提出双模式组合的日前光伏预测方法。首先，利用波动量分析建立输出功率与天气类型之间更精确的匹配模型，划分为简单天气类型与复杂天气类型两种。其次对于简单天气类型采用K-means聚类分析选取最相似日和XGBoost回归组合的预测模型，实现对简单天气类型的光伏功率预测；对于复杂天气类型，提出基于变分模态分解(variational modal decomposition，VMD)、利用麻雀算法(sparrow search algorithm，SSA)优化极限学习机(extreme learning machine，ELM)的日前光伏预测模型。最后，选用DKASC Alice Spring光伏电站数据集对所提两种模型进行验证，并进行了仿真实验。结果显示，使用双模式组合方法构建的光伏发电功率预测模型预测精度显著提高。在春季和夏季的两个不同数据集下，R2分别达到96.44%和96.61%，比其他四种仿真模型具有更高的预测精度。

关键词：光伏功率日前预测双模式组合模型波动量分析变分模态分解极限学习机麻雀优化算法

基于电气特性-物理参数耦合的交流电弧炉模型

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1643-1655页

作者：徐云聪张逸林才华刘必杰福州大学电气工程与自动化学院福州350108 国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350007 国网福建省电力有限公司宁德供电公司宁德352100

现有电弧炉模型主要关注电弧内部与外部特性的联系,割裂了电弧内部微观下电气与物理的耦合影响,难以体现电弧的电热物理本质,导致仿真精度有所欠缺。针对上述问题,该文提出一种改进的新型交流电弧炉模型。首先,在电子连续性方程的基础上... 详细信息

现有电弧炉模型主要关注电弧内部与外部特性的联系,割裂了电弧内部微观下电气与物理的耦合影响,难以体现电弧的电热物理本质,导致仿真精度有所欠缺。针对上述问题,该文提出一种改进的新型交流电弧炉模型。首先,在电子连续性方程的基础上,构建电弧的电气特性模型;其次,根据弧柱磁压缩力平衡方程和瞬时能量平衡方程分别构建电弧的压强、温度等物理参数模型,推导得到电弧内部的电气特性与物理参数之间的耦合机理,得到两者的耦合模型;然后,基于电弧炉变压器二次侧额定电流和最大电弧温度之间的关系,利用麻雀搜索算法对电弧温度曲线进行辨识,确定物理模型的各个参数;最后,依据50 t、55 t炼钢交流电弧炉的现场实测数据,在Matlab/Simulink平台上搭建模型并验证模型的正确性。仿真结果表明,所提模型更符合交流电弧炉实际运行过程中的物理本质,能更精确地反映其谐波、电压波动特性。

关键词：交流电弧炉电弧温度麻雀算法电气特性物理参数

基于P-Box和CVaR并考虑灵活性的配电网区间优化方法

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高电压技术 2024年第4期50卷 1478-1487,I0028-I0030页

作者：徐韩伟刘丽军黄惠钰谢锋张林垚陈飞雄福州大学电气工程与自动化学院福州350108 国网福建省电力有限公司龙岩供电公司龙岩364000 国网福建省电力有限公司经济技术研究院福州350011

为实现高比例可再生能源配电系统的安全经济调度,提出了一种计及风电、光伏出力与负荷预测误差的不确定性和配电网灵活性调用能力的日前区间优化调度方法。为避免传统方法在描述不确定性时的信息丢失问题、传统区间方法的保守性以及区... 详细信息

为实现高比例可再生能源配电系统的安全经济调度,提出了一种计及风电、光伏出力与负荷预测误差的不确定性和配电网灵活性调用能力的日前区间优化调度方法。为避免传统方法在描述不确定性时的信息丢失问题、传统区间方法的保守性以及区间截断方法的冒进性,该文基于概率盒理论与条件风险价值方法计算不确定性因素的区间边界。随后,基于灵活性资源的实时调整能力,建立调度计划的灵活性时段耦合约束,并建立线路传输灵活性越限约束,以提高所提方法在调度过程的适应性。以配电网综合运行成本最小为优化目标,采用遗传算法进行求解。最后,基于IEEE-33节点配电系统、某地区实际配电网以及美国PG&E 69节点的算例分析表明,所提出的区间提取方法及调度模型能在保证配电网满足传输容量约束的同时达到系统运行成本最优。

关键词：分布式发电概率盒条件风险价值配网灵活性日前调度

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面向新型配电网的能观性分析与精细化协同规划方法

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电力自动化设备 2024年第2期44卷 42-49页

作者：方逸航王承民谢宁郑孝杰上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240 国网福建省电力有限公司罗源县供电公司福建福州350100

现代控制理论和电力系统状态估计中的能观性定义难以满足配电网态势感知的需求,配电网规划模型中也缺乏对能观指标的考虑,为此,提出面向新型配电网的能观性分析与精细化协同规划方法。对配电网的变量与状态空间模型进行定义,并根据传统... 详细信息

现代控制理论和电力系统状态估计中的能观性定义难以满足配电网态势感知的需求,配电网规划模型中也缺乏对能观指标的考虑,为此,提出面向新型配电网的能观性分析与精细化协同规划方法。对配电网的变量与状态空间模型进行定义,并根据传统能观性定义对配电网中的传统/新型变量进行能观性分析;基于传统能观性定义的缺陷提出新的配电网能观性和能观指标定义,并建立考虑能观性的配电网精细化协同规划模型。算例分析结果表明,所提规划方法考虑了实际量测误差的影响,实现了一次网架规划和二次态势感知设备配置的综合最优,达到了经济性和能观性的平衡。

关键词：新型配电网态势感知设备量测误差能观性协同规划

计及电动汽车充电方式与多能耦合的综合能源系统低碳经济优化运行

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上海交通大学学报 2024年第5期58卷 669-681页

作者：张程匡宇陈文兴郑杨福建理工大学电子电气与物理学院福州350118 智能电网仿真分析与综合控制福建省高校工程研究中心福州350118 国网福建省电力有限公司宁德供电公司福建宁德352100

为使多能耦合的综合能源系统(IES)在低碳经济运行下可满足负荷多样性的需求,提出一种在电动汽车(EV)不同充电方式下多能耦合的IES低碳经济运行双层优化配置方法.首先,搭建涵盖冷-热-电-气耦合的IES模型.然后,在日内调度运行阶段考虑阶... 详细信息

为使多能耦合的综合能源系统(IES)在低碳经济运行下可满足负荷多样性的需求,提出一种在电动汽车(EV)不同充电方式下多能耦合的IES低碳经济运行双层优化配置方法.首先,搭建涵盖冷-热-电-气耦合的IES模型.然后,在日内调度运行阶段考虑阶梯碳交易机制以及EV不同充电方式等因素,实现日调度成本最低;在配置规划阶段以设备投资成本与年运行费用总和最低为目标配置设备容量.最后,利用Cplex求解上述两阶段目标函数并通过相互迭代得到最优配置方案与调度结果.结果表明:考虑剩余电量的EV充电方式与碳交易机制能显著降低碳排放量与系统运行成本,所提配置方法可实现多能耦合的IES低碳经济运行.

关键词：综合能源系统电动汽车双层优化配置低碳调度

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基于多源数据的配变低压侧谐波估计方法

中国电机工程学报 2024年

作者：张逸林楠刘必杰欧杰宇黄雁福州大学电气工程与自动化学院国网福建省电力有限公司龙岩供电公司国网福建省电力有限公司宁德供电公司

针对配变低压侧缺乏谐波量测的问题，本文结合短时测试数据和长期功率数据，提出一种基于深度学习的配变低压侧谐波估计方法。首先，采用Fisher最优分割法和导数动态时间弯曲算法相结合的方法对谐波主导用户进行识别；其次，提出一种变... 详细信息

针对配变低压侧缺乏谐波量测的问题，本文结合短时测试数据和长期功率数据，提出一种基于深度学习的配变低压侧谐波估计方法。首先，采用Fisher最优分割法和导数动态时间弯曲算法相结合的方法对谐波主导用户进行识别；其次，提出一种变分模态分解和格拉姆角场相结合的电气数据转化方法，将谐波主导用户的功率信号和配变低压侧谐波信号转化为伪彩色格拉姆功率图像和灰色格拉姆谐波图像；最后，将两种图像输入到改进的PSRGAN(Pix2pix-Super-resolution generative adversarial network，pix2pix-srgan)模型中训练学习，学习谐波源用户功率数据与配变低压侧谐波数据间的映射关系，迁移生成配变低压侧谐波长期监测数据。通过仿真模型与实测算例验证了本文所提方法的准确性，且所需数据易于获取，具有工程实用性。

关键词：多源数据变分模态分解格拉姆变换改进生成对抗模型谐波估计