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深部矿井煤炭−地热协同开采系统研究

煤炭科学技术 2024年第3期52卷 87-94页

作者：刘琪苏伟张瑞瑛李延朋冯绪杨亮中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产... 详细信息

在煤炭资源深部开采趋势下,矿井高温热害问题日益严重,引起矿井高温热害的热源实质为可持续利用的地热能,在进行煤炭开采的同时将深部矿井地热能提取并进行资源化利用,是建设绿色矿山、降低矿井碳排放的创新途径。总结了国内外深部矿产和地热能共采现状,从工艺流程和关键设备方面分析了煤炭−地热协同开采的可行性,最终提出一种煤炭−地热协同开采系统。该系统总体采用闭式循环,包括地面热能利用系统和井下取热系统,通过在预采煤层水平钻孔并布置同轴套管换热器提取煤层地热能,并由地面热泵机组将从井下开采的低品位地热能进行利用。秉承“先采热、后回采”的时间和空间协同原则,预先在回采工作面前向划分采热工作面,提出顺序采热、交替采热2种模式,确保采热过程对采煤过程无干扰。分析了空间协同设计、煤层钻孔、高效采热和智能监控调控等关键技术,对煤炭开采和地热能提取进行井下空间协同设计,提出基于煤层注水的同轴套管换热器布置工艺,使用快捷装配式同轴套管换热器可进行多种组合实现高效采热,构建智能监控调控平台并提出相关优化模型,构建取热量计算模型,提出智能控制采热方式。简化煤系地层传热过程,构建煤层采热传热模型,可根据回采工作面实际情况和出口风流参数对回采工作面采热能力进行计算评估。根据煤层采热传热模型,分析得出煤层初始温度、煤炭运输量、回采工作面出口风流温度、风流含湿量变化量是决定煤层采热量的关键参数。定义回采工作面风流含湿量不变且回采工作面出口风流等效温度不高于28℃时的采热量为煤层最大采热量。系统的应用将会使深部矿井热害资源化,不仅解决了煤炭开采热害问题,而且实现了深部矿井地热能综合利用。

关键词：矿井热害防治地热能利用煤热共采同轴套管换热

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有源配电网精细化负荷预测软件开发与应用

太阳能学报 2024年第5期45卷 380-390页

作者：张瑞雪侯哲帆倪永峰南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 南京211106 北京科东电力控制系统有限责任公司北京100192

研究新型有源配电网背景下的精细化负荷预测方法,基于数值天气预报采用卷积神经网络Resnet预测光伏功率,考虑负荷特性和气象影响因素采用GRU算法预测用电负荷,光伏功率发电分量和用电负荷分量的预测结果累加得到有源负荷的精细化预测结... 详细信息

研究新型有源配电网背景下的精细化负荷预测方法,基于数值天气预报采用卷积神经网络Resnet预测光伏功率,考虑负荷特性和气象影响因素采用GRU算法预测用电负荷,光伏功率发电分量和用电负荷分量的预测结果累加得到有源负荷的精细化预测结果。此外,基于配电云主站设计精细化负荷预测的软件架构和功能模块,开展基于短期负荷预测的配电网动态网络重构研究,考虑负荷时序分段,给出日前24小时的动态优化策略。最后,在某地市配电区域进行算例验证,结果表明:对于含源负荷,精细化负荷预测比直接等值负荷预测结果更准确,基于精细化负荷预测的动态网络重构可降低负荷均衡度并优化光伏消纳。

关键词：光伏发电配电网分布式发电负荷预测功率预测动态网络重构

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中国电力中长期市场交易机制分析与建议

电力系统自动化 2024年第11期48卷 11-23页

作者：张恒基王海宁袁明珠尹旋南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 北京科东电力控制系统有限责任公司北京市100089

中国电力中长期市场经过多年建设取得了良好成效。但随着新型电力系统建设,整体市场形态发生改变,中长期交易在实现市场衔接与融合、支撑新能源入市与消纳等方面面临新的挑战。文中首先梳理了现阶段下中长期市场的建设关键要点。然后,... 详细信息

中国电力中长期市场经过多年建设取得了良好成效。但随着新型电力系统建设,整体市场形态发生改变,中长期交易在实现市场衔接与融合、支撑新能源入市与消纳等方面面临新的挑战。文中首先梳理了现阶段下中长期市场的建设关键要点。然后,从交易规则差异性、与现货市场衔接、两级市场协同以及绿电市场运营4个方面对当前中长期市场的交易机制进行回顾与评述。最后,从市场统一与绿色发展的角度对未来中长期市场的建设方向提出建议。

关键词：中长期交易电力市场交易规则绿电市场

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电网故障处置信息自适应理解框架及关键技术

中国电力 2024年第7期57卷 188-195页

作者：田波张越蒙飞单连飞高海洋田坤乔咏田国网宁夏电力有限公司调度控制中心宁夏银川750001 北京科东电力控制系统有限责任公司北京100192

为了提升电网故障处置响应能力,提出一种故障处置信息自适应理解框架,该框架基于所构建的多任务协同理解模型和故障处置知识图谱识别电网故障告警、运行状态、操作指令等信息,自适应推理生成故障处置操作策略。通过建立故障处置信息理... 详细信息

为了提升电网故障处置响应能力,提出一种故障处置信息自适应理解框架,该框架基于所构建的多任务协同理解模型和故障处置知识图谱识别电网故障告警、运行状态、操作指令等信息,自适应推理生成故障处置操作策略。通过建立故障处置信息理解模型评价指标和试验数据集,验证了故障处置信息理解框架和多任务协同理解模型的有效性。

关键词：故障处置多任务协同知识图谱自适应推理

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融合源荷储深度调峰的现货市场快速出清方法

电力系统及其自动化学报 2024年

作者：李晓嘉谢毅张超申少辉辛洁晴国网山西省电力公司山西电力交易中心北京科东电力控制系统有限责任公司

针对融合源荷储深度调峰后省级现货市场出清模型规模庞大、求解困难的问题，本文拓展多阶段优化原理，提出一种快速出清方法。首先通过预出清确定启动煤机和深度调峰需求；随后将两阶段出清模型转化为两层优化问题，下层优化源荷储深度... 详细信息

针对融合源荷储深度调峰后省级现货市场出清模型规模庞大、求解困难的问题，本文拓展多阶段优化原理，提出一种快速出清方法。首先通过预出清确定启动煤机和深度调峰需求；随后将两阶段出清模型转化为两层优化问题，下层优化源荷储深度调峰方案，上层优化电能量交易，通过耦合约束的罚函数实现两层协调求解。不同于两阶段优化的传统逐次优化算法，上层优化仍计入深度调峰阶段，并据下层优化结果修正储能基准状态，以计入储能在该阶段为满足自身基准负荷而在主能量市场购电的可能性。针对我国某省的算例结果表明，所提方法能在获得最优解的同时显著缩短求解时间，适用于融合源荷储深度调峰的省级现货市场出清。

关键词：现货市场深度调峰出清算法多阶段优化

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永磁同步电机改进型鲁棒模型预测转矩控制

电力系统保护与控制 2024年第4期52卷 155-165页

作者：贺虎成邵贺桂浩亚徐景哲李凯凯西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054 陕西东方航空仪表有限责任公司陕西西安710100

针对永磁同步电机传统模型预测转矩控制策略存在脉动大、抗干扰能力差、权重因子需要反复调试等缺点,提出了一种基于自抗扰控制器的改进型鲁棒模型预测转矩控制策略。首先,通过设计转速环自抗扰控制器,并引入一种连续且平滑的新型fal函... 详细信息

针对永磁同步电机传统模型预测转矩控制策略存在脉动大、抗干扰能力差、权重因子需要反复调试等缺点,提出了一种基于自抗扰控制器的改进型鲁棒模型预测转矩控制策略。首先,通过设计转速环自抗扰控制器,并引入一种连续且平滑的新型fal函数,进一步提高了自抗扰控制的控制性能。然后,设计了一种无权重系数的价值函数,优化系统控制性能的同时简化了设计过程,解决了权重因子调试的问题。最后,采用两步预测降低延时对控制系统的影响,提高了控制精度。仿真和实验结果表明,提出的改进型鲁棒模型预测转矩控制策略有效降低了系统脉动,提高了系统的控制性能和参数鲁棒性。

关键词：永磁同步电机预测转矩控制自抗扰控制价值函数鲁棒性

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煤矸石浆体充填技术应用与展望

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 93-104页

作者：朱磊古文哲袁超峰刘成勇潘浩宋天奇盛奉天中煤能源研究院有限责任公司陕西西安710054 中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 中煤(鄂尔多斯市)能源科技有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017000

为实现煤矸石原位、绿色和规模化处置,煤矸石浆体充填技术作为新兴充填技术近年来得到了快速发展与应用。论文系统回顾和总结了煤矸石浆体充填技术框架提出、浆体充填理论体系形成、工程示范应用及技术迭代创新等不同阶段下浆体充填标... 详细信息

为实现煤矸石原位、绿色和规模化处置,煤矸石浆体充填技术作为新兴充填技术近年来得到了快速发展与应用。论文系统回顾和总结了煤矸石浆体充填技术框架提出、浆体充填理论体系形成、工程示范应用及技术迭代创新等不同阶段下浆体充填标志性成果与关键工艺技术,形成了高位注浆、低位灌浆和邻位注浆3种充填方式,建立了煤矸石浆体采空区垮落带流动的“介入理论”和浆体管道输送的“三度一场”理论,成功开展了国内外首套煤矸石井下浆体充填和地面制浆+井下邻位注浆充填示范工程;阐述了煤矸石浆体充填技术体系,围绕煤矸石浆体充填过程中的煤矸石破碎、成品矸石粉料加水制浆、制备浆体泵送和井下目标区域充填等工艺流程,探讨了煤矸石高效分级破碎、浆体精准制备、浆体管道输送和末端充填等关键技术核心问题,分析了破碎设备、筛分设备、计量设备、搅拌设备和泵送设备等关键设备技术原理与应用场景;以张家峁煤矿小空间、多设备、高能力的煤矸石浆体充填需求为工程背景,创新研发设计了煤矸石浆体充填地面制浆、管道输送、井下充填和智能控制等不同系统的布置,年充填矸石量可达55.4万t,形成了煤矸石浆体充填工程示范,实现了矿井矸石零排放和绿色处置,树立了良好的地区示范效应;未来煤矸石浆体充填技术将围绕设备小型轻量化、系统高度集成化、技术迭代创新化等方向进一步研究发展,为构建煤矿绿色开采技术体系、实现国家“双碳”目标提供技术支撑。

关键词：煤矸石浆体充填煤矸石高级分级破碎绿色开采 “双碳”目标

基于考虑通信延迟改进分布一致性算法的多储能电站快速低寿命损耗功率均衡分配策略

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电力自动化设备 2024年第8期44卷 18-26页

作者：邸鹏宇蔡新雷孟子杰王卜潇余洋广东电网有限责任公司广东广州510620 广东电网有限责任公司电力调度控制中心广东广州510600 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室河北保定071003

针对多电池储能电站(BESS)跟踪快速波动的电网功率指令时存在功率分配速度慢、BESS寿命损耗高、荷电状态(SOC)均衡能力弱的问题,提出了基于考虑通信延迟改进分布一致性算法(IDCA)的多BESS快速低寿命损耗功率均衡分配策略。为了加快功率... 详细信息

针对多电池储能电站(BESS)跟踪快速波动的电网功率指令时存在功率分配速度慢、BESS寿命损耗高、荷电状态(SOC)均衡能力弱的问题,提出了基于考虑通信延迟改进分布一致性算法(IDCA)的多BESS快速低寿命损耗功率均衡分配策略。为了加快功率分配速度,将功率分配加权矩阵引入分布一致性算法(DCA),基于事件驱动的思想改进拉普拉斯矩阵,同时将状态反馈矩阵引入DCA以提升鲁棒性,并基于单值预测控制求取该矩阵以降低占用内存,形成IDCA;设计考虑寿命损耗与SOC均衡的BESS虚拟损耗函数,并基于该虚拟损耗函数计算功率分配加权矩阵;采用IDCA为各BESS分配功率指令,BESS响应各自指令以完成响应。选取广东电网的典型自动发电控制(AGC)指令进行仿真,结果表明:IDCA能保证功率指令快速分配,同时具有较高的鲁棒性和较低的内存占用量;所提功率分配策略有效降低了各BESS寿命损耗,促进了SOC均衡,最终实现了多BESS对AGC指令的快速准确跟踪。

关键词：多电池储能电站寿命损耗荷电状态均衡功率均衡分配分布一致性算法通信延迟

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电力零售公司的信用风险管理体系研究

供用电 2024年第2期41卷 81-88页

作者：何希庆赵尔敏王峰刘博张悦申少辉甘肃电力交易中心有限公司甘肃兰州730000 北京科东电力控制系统有限责任公司北京100092

建立合适的信用评价与风险管理体系是维护电力零售市场秩序,吸引电力用户积极参与竞争性电力零售交易的重要保障。考虑到中国电力零售交易模式尚在转型中,市场主体信用评价体系、评价流程以及相配套的信息获取机制均不完善。结合美国、... 详细信息

建立合适的信用评价与风险管理体系是维护电力零售市场秩序,吸引电力用户积极参与竞争性电力零售交易的重要保障。考虑到中国电力零售交易模式尚在转型中,市场主体信用评价体系、评价流程以及相配套的信息获取机制均不完善。结合美国、英国等成熟电力零售市场建设经验,以及中国现有电力零售市场试点交易管理规则,提出了适用于中国国情的电力零售公司信用风险管理体系建议方案。首先,分析了国外典型电力零售市场的信用担保额度、信用评级等具体措施,梳理了各类管理方法的优劣与适用性;其次,结合中国现货市场现有信用管理体系框架,分析电力零售市场试点交易模式,提出了中国电力零售公司信用风险管理体系建设要求;最后,结合信用管理与风险评估理论,构建了考虑信用额度的多层次信用评价体系,基于主客观权重分析理论提出了信用计算方法,并提出了计及风险量化模型的市场主体保证金额度计算方法。实例分析表明了所提出信用风险管理体系的有效性。

关键词：信用评价风险管理信用额度主客观权重分析保证金额度计算