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基于生成对抗网络的独立微电网光-储容量分布鲁棒优化配置

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电力系统自动化 2023年第7期47卷 51-62页

作者：李运鸿徐潇源严正电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240

针对微电网中分布式可再生能源的不确定性,可采用机会约束随机规划刻画系统运行风险。现有研究通常基于解析变换或者典型场景处理机会约束问题,但前者依赖于特定的概率分布,而后者中的预设场景与实际场景可能存在偏差,会导致无法满足预... 详细信息

针对微电网中分布式可再生能源的不确定性,可采用机会约束随机规划刻画系统运行风险。现有研究通常基于解析变换或者典型场景处理机会约束问题,但前者依赖于特定的概率分布,而后者中的预设场景与实际场景可能存在偏差,会导致无法满足预设运行风险的难题。对此,提出一种融合数据生成技术的分布鲁棒优化方法解决独立微电网光伏-储能容量配置问题,以平衡电源配置经济性与微电网运行风险。首先,提出基于改进生成对抗网络(GAN)的光伏出力场景生成方法,以提高GAN模型训练和场景生成效率;其次,采用?-散度衡量GAN生成数据与真实数据之间的偏差,采用分布鲁棒机会约束条件刻画相应光伏-储能容量下的微电网运行风险;再次,提出基于变差距离、抽样平均近似原理以及线性化技术的分布鲁棒优化问题求解方法,在充分利用GAN生成场景的同时保证优化问题求解效率;最后,采用33节点和123节点系统进行仿真分析,以验证所提方法的有效性。

关键词：微电网分布鲁棒优化生成对抗网络分布式光伏优化配置不确定性

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多端混合UHVDC单极接地故障的半解析仿真法

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电力系统保护与控制 2022年第14期50卷 142-150页

作者：宋钊刘鸿超芮智严正电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海200240

针对现有特高压直流工程直流故障仿真模型未考虑控制系统以及其纯数值仿真速度慢的问题,提出了一种多端混合特高压直流工程的半解析仿真法。首先,在直流单极接地故障下,建立了考虑控制器动态的常规和柔性直流换流站实用模型。然后,进一... 详细信息

针对现有特高压直流工程直流故障仿真模型未考虑控制系统以及其纯数值仿真速度慢的问题,提出了一种多端混合特高压直流工程的半解析仿真法。首先,在直流单极接地故障下,建立了考虑控制器动态的常规和柔性直流换流站实用模型。然后,进一步建立了典型三端混合特高压直流输电工程的直流单极接地故障仿真模型,并使用多阶段半解析法求解。多阶段半解析法的核心思想是将仿真时段均分成多个子区间,并在每个子区间上求近似解析解。该方法融合了解析方法和数值方法的优势,并有利于开展并行计算。最后,将所得结果与PSCAD/EMTDC、欧拉法和4阶龙格库塔法等常用数值解法进行比较。结果表明,所提方法能得到与PSCAD/EMTDC高度吻合的仿真波形,且速度远快于常用数值解法。

关键词：柔性直流特高压直流多阶段半解析法直流故障

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“人工智能+”时代下的智能电网预测分析

上海交通大学学报 2018年第10期52卷 1206-1219,1266页

作者：吴倩红韩蓓冯琳李国杰江秀臣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

智能电网预测分析是保证智能电网经济、安全运行的基础.借助人工智能的突破性技术以及智能电网的大数据环境,实现基于人工智能的智能电网预测分析对电力系统发展具有重大意义,为此提出了"人工智能+"预测.首先介绍了人工智能与智能电网... 详细信息

智能电网预测分析是保证智能电网经济、安全运行的基础.借助人工智能的突破性技术以及智能电网的大数据环境,实现基于人工智能的智能电网预测分析对电力系统发展具有重大意义,为此提出了"人工智能+"预测.首先介绍了人工智能与智能电网预测分析的背景及所涉及的问题;然后根据应用的不同侧重点,展开人工智能在新能源预测、负荷预测、静态电压稳定预测及其相关预防性措施三个方面的研究综述及研究展望,并对预测中所涉及的其他相关技术(数据样本产生、不平衡样本、特征提取)进行了总结;最后对人工智能局限性及发展进行了讨论,并提出了一些建议与设想.

关键词：智能电网 “人工智能+”预测数据样本产生不平衡样本特征提取

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模块化多电平高压直挂电池储能系统

电力自动化设备 2024年第8期44卷 37-44页

作者：卞凯吴西奇刘畅李睿蔡旭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

基于模块化多电平变换器(MMC)的高压直挂电池储能系统(MMC-BESS)将海量电芯分散到众多功率子模块中进行分割管控,能够克服电芯参数不一致、电池管理系统等对单机容量的限制。分析了MMC-BESS的拓扑结构、工作原理及其子模块直流侧固有的... 详细信息

基于模块化多电平变换器(MMC)的高压直挂电池储能系统(MMC-BESS)将海量电芯分散到众多功率子模块中进行分割管控,能够克服电芯参数不一致、电池管理系统等对单机容量的限制。分析了MMC-BESS的拓扑结构、工作原理及其子模块直流侧固有的脉动电流成分,进而解析出在电池与功率子模块间引入LC无源滤波器参数对电池电流和直流侧电压成分的影响。电池和滤波电感支路接入后使得MMC-BESS相间环流产生的机理不同于传统的MMC,从理论上推导出环流与桥臂电抗和LC无源滤波器之间的耦合关系,进而提出了一种桥臂电抗和LC无源滤波器的参数设计方法。在MATLAB/Simulink中搭建了35 kV/100 MW/100MW·h的MMC-BESS,仿真结果验证了所提关键参数的设计方法及其对环流影响规律的正确性。

关键词：高压直挂模块化多电平变换器电池储能系统 LC无源滤波环流

分布式绿色能源碳交易机制及碳数据管理的挑战

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上海交通大学学报 2022年第8期56卷 977-993页

作者：李幸芝韩蓓李国杰汪可友徐晋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

为了实现“碳达峰、碳中和”双碳目标,需要加快构建以绿色能源为主体的电力系统.随着系统规模增长,基于区块链技术的分布式绿色能源碳交易机制和碳数据管理技术可有效鼓励绿色能源发展,成为低碳电力推行的有效手段.而精确实时的碳计量... 详细信息

为了实现“碳达峰、碳中和”双碳目标,需要加快构建以绿色能源为主体的电力系统.随着系统规模增长,基于区块链技术的分布式绿色能源碳交易机制和碳数据管理技术可有效鼓励绿色能源发展,成为低碳电力推行的有效手段.而精确实时的碳计量将进一步为交易信息的准确性和安全性提供数据支撑.介绍目前绿证交易和碳交易的研究现状,分析区块链技术在绿电追溯、绿证交易、碳交易、绿证与碳资产联合市场4个方向的关键技术适用性;研究当前碳计量方式的具体数学模型,讨论分析适用于区块链架构的碳源追溯计量数据可用性,并对碳计量方式的未来发展提出参考建议.

关键词：绿色电力证书碳数据管理碳计量绿色能源消纳区块链技术

考虑风电场需求的广域水平风速与雷电活动特征分析

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3467-3474页

作者：赵泽洋刘亚坤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

广域水平风速和雷电活动信息是风电场选址与运维的基础数据,基于卫星观测下美国NASA MERRA-2系统和欧洲ECMWF-ERA5系统的广域风速再分析数据,讨论上述两套系统得到的广域平均风速数据的差异。通过2017-2019年三年间的平均数据分析全球... 详细信息

广域水平风速和雷电活动信息是风电场选址与运维的基础数据,基于卫星观测下美国NASA MERRA-2系统和欧洲ECMWF-ERA5系统的广域风速再分析数据,讨论上述两套系统得到的广域平均风速数据的差异。通过2017-2019年三年间的平均数据分析全球水平风速的分布规律与特征;同时,依据全球雷电探测网测得的雷电活动数据,研究全球雷电活动特征及其与水平风速之间的关系。通过分析首次发现广域条件下水平风速和雷电活动的相关性,雷电活动频发在长期平均水平风速为2~5m/s的情况下;水平风速增大时,雷电活动逐渐减弱;水平风速超过15 m/s后,雷电活动明显减少。该文可为风电场选址与运维提供统一测量手段下的大区域风速和雷电活动相关信息,为风能利用提供保障。

关键词：水平风速雷电 MERRA-2 ECMWF-ERA5

光伏-储能-热电联产综合能源系统分解协调优化运行研究

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电工技术学报 2020年第11期35卷 2372-2386页

作者：张雨曼刘学智严正张沛超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

为了实现综合能源系统电热网在各自信息隐私保护情况下达到全局最优,该文研究了光伏-储能-热电联产(CHP)综合能源系统的协调优化运行,探讨了在隐私保护前提下运用分解协调优化方法求解的可行性。该文首先建立电热耦合系统的分解优化运... 详细信息

为了实现综合能源系统电热网在各自信息隐私保护情况下达到全局最优,该文研究了光伏-储能-热电联产(CHP)综合能源系统的协调优化运行,探讨了在隐私保护前提下运用分解协调优化方法求解的可行性。该文首先建立电热耦合系统的分解优化运行模型。其次,利用Benders分解方法对模型进行求解,将模型分解为热力系统主问题和电力系统子问题,通过两个系统之间迭代计算,得出各系统设备的最优出力分配;然后,研究了基于Benders分解法的系统间交互模式,在尽可能保证主、子问题各自信息有效保护隔离的前提下,两个系统之间只需要交换隐私化后的参数及Benders约束,最大程度地保护了电/热系统的信息隐私。最后,利用三个典型场景下的算例对比分析验证了该文方法的合理性。

关键词：综合能源系统 Benders分解信息隐私保护协调优化运行

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计及跟随型和支撑型分布式光伏的广义综合负荷模型及两阶段参数聚合等效方法

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电力自动化设备 2023年第3期43卷 86-93页

作者：陈忠玉徐晋汪可友李国杰吴盼王储君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

为有效聚合等值包含不同控制类型分布式光伏发电系统的配电网,提出一种计及跟随型和支撑型分布式光伏的广义综合负荷模型及两阶段模型参数聚合等效方法。通过将跟随型和支撑型光伏等效模型与传统综合负荷模型并联形成广义综合负荷模型,... 详细信息

为有效聚合等值包含不同控制类型分布式光伏发电系统的配电网,提出一种计及跟随型和支撑型分布式光伏的广义综合负荷模型及两阶段模型参数聚合等效方法。通过将跟随型和支撑型光伏等效模型与传统综合负荷模型并联形成广义综合负荷模型,实现对实际配电网并网特性的有效拟合;基于参数灵敏度分析与改进的微分进化算法,通过两阶段聚合等效确定模型参数,避免模型未知参数过多带来的辨识解分散性大的弊端。基于PSCAD和MATLAB验证了所提模型的自描述能力、泛化能力和参数稳定性。

关键词：广义综合负荷模型跟随型分布式光伏支撑型分布式光伏参数辨识参数灵敏度

基于交流电流下垂特性控制的VSC建模和稳定性分析

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电力自动化设备 2021年第5期41卷 50-55页

作者：赵雨童高飞张博深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

在直流微电网中,下垂控制常被用来实现直流母线电压的稳定和电压源型换流器(VSC)功率的准确分配,已有的下垂控制特性大多基于直流变量,响应速度慢且结构复杂。为此提出了一种基于交流侧电流的Id-V下垂特性,其与单闭环控制VSC结合,系统... 详细信息

在直流微电网中,下垂控制常被用来实现直流母线电压的稳定和电压源型换流器(VSC)功率的准确分配,已有的下垂控制特性大多基于直流变量,响应速度慢且结构复杂。为此提出了一种基于交流侧电流的Id-V下垂特性,其与单闭环控制VSC结合,系统结构简单、成本低、响应速度快,可以实现直流母线电压的快速稳定,并设计了自适应下垂系数以实现准确的功率分配。建立了传统I-V下垂控制系统和Id-V下垂控制系统的状态空间平均模型,并基于建立的模型绘制特征根轨迹分析系统的小信号稳定性。通过仿真验证了稳定性分析结果的正确性。仿真结果表明Id-V下垂控制系统能够实现准确的功率分配和直流母线电压的稳定,且响应速度相比传统I-V下垂控制系统更快。

关键词：直流微电网下垂特性电压源型换流器功率分配状态空间法特征根轨迹响应速度