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基于时域二端口模型的综合能源系统气网动态仿真算法

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3093-3104,I0013页

作者：李咏秋徐晋汪可友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) 上海市闵行区200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市闵行区200240

为实现能源多梯度利用并减少环境污染,气-电耦合的综合能源系统(integrated energy system,IES)逐渐占据全球能源结构的重要部分。为明晰系统运行特性并充分挖掘能源子网调度潜力,综合能源系统动态仿真研究逐渐深入。天然气网中,管道传... 详细信息

为实现能源多梯度利用并减少环境污染,气-电耦合的综合能源系统(integrated energy system,IES)逐渐占据全球能源结构的重要部分。为明晰系统运行特性并充分挖掘能源子网调度潜力,综合能源系统动态仿真研究逐渐深入。天然气网中,管道传输过程深刻影响着其动态过程。然而现有管道传输过程时域仿真算法存在着精度与效率的两难。为解决上述问题,提出一种基于时域二端口模型的综合能源系统气网动态仿真算法。首先基于特征线法,构建气网源荷节点关系矩阵,进一步给出时域二端口模型;随后参考特征线法数值格式,构建状态量空间分布矩阵,用于获取气网状态量分布,并提出基于时域二端口模型和分布矩阵的气网动态仿真算法。算例结果表明,所提出的方法具有高效率和高精度两大优势,适合于气-电耦合的综合能源系统的较长时间仿真。

关键词：综合能源系统天然气网络特征线法时域二端口模型状态量分布矩阵

大规模变频空调的可信聚合优化与自适应分散协调方法

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电力系统自动化 2024年第16期48卷 109-122页

作者：董联鑫范帅王治华郏琨琪何光宇电力传输与功率变换教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市200240 国网上海市电力公司电力调度控制中心上海市200122 国网上海市区供电公司上海市200080

变频空调(IAC)可观的调节潜力使其成为电力系统的重要灵活性资源,但其海量、异质和隐私敏感的特点使得集中式调控实施性不佳。现有的弱中心化方法较为关注计算效率的提高,对结果的可行性和解聚合的自适应性考虑不足,极易导致实际负荷分... 详细信息

变频空调(IAC)可观的调节潜力使其成为电力系统的重要灵活性资源,但其海量、异质和隐私敏感的特点使得集中式调控实施性不佳。现有的弱中心化方法较为关注计算效率的提高,对结果的可行性和解聚合的自适应性考虑不足,极易导致实际负荷分配越界且收敛困难。因此,首先基于IAC物理模型,通过构建保守能量场景得到个体可信边界,以保证集群调度曲线始终处于可调范围内。然后,为了敏捷地分配负荷,提出基于分层分散式架构的自适应解聚合策略,使集群在各时段精确跟踪调度目标并最小化效用损失。其控制过程轻量、无参数化,且仅需极少迭代即可快速得到可行次优解;数据经分层汇总后实现降维,避免了个体隐私泄露,更具实施性。最后,为进一步挖掘实时调节潜力,利用IAC集群进行三相负载均衡,开创了应用场景,并通过“迭代即调整”方式平抑负荷与光伏波动,实现能量优化、分配、平衡的完整统一。算例结果验证了所提方法的高效性,为海量IAC的灵活性挖掘提供了新思路。

关键词：变频空调负荷集群聚合优化自适应分散控制需求响应虚拟电厂

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共享型虚拟电厂风险调度与电能共享机制

电力系统自动化 2024年第18期48卷 104-114页

作者：马雨彤张春雁窦真兰王玲玲蒋传文王素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 国网上海市电力公司上海市200023

随着需求侧资源开发力度持续加大和电力市场机制不断完善,需求侧分散的灵活性资源将在电力调度与交易中扮演更重要的角色。虚拟电厂的建设为需求侧资源管理和利用提供了新思路,同时,电能共享因其能够促进区域电力平衡和提升电力系统灵... 详细信息

随着需求侧资源开发力度持续加大和电力市场机制不断完善,需求侧分散的灵活性资源将在电力调度与交易中扮演更重要的角色。虚拟电厂的建设为需求侧资源管理和利用提供了新思路,同时,电能共享因其能够促进区域电力平衡和提升电力系统灵活性而备受关注。为此,文中对基于虚拟电厂的电能共享交易机制进行了研究。首先,提出了共享型虚拟电厂概念,并建立其与新能源场站的电能共享框架;其次,考虑新能源出力不确定性,基于最小-最大后悔值法建立共享联盟风险调度模型;然后,基于一致性理论推导出共享电能价格机制;最后,基于改进的IEEE 33节点系统进行算例分析。结果表明,所提调度方法与交易机制能够提高用户侧资源利用效率、促进新能源消纳与电网区域供需平衡。

关键词：电能共享虚拟电厂最小-最大后悔值法一致性算法

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分布式光伏集群功率短期预测的空间互补特性初探

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 42-50页

作者：阮呈隆李康平李正辉黄淳驿上海交通大学智慧能源创新学院上海市200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市200240 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 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

随着分布式光伏装机容量的快速增长,分布式光伏集群功率预测对电网调度的影响日益增强。分布式光伏集群功率预测存在“先累加后预测”“先预测后累加”以及“先聚类再预测”3种技术路线。通过在含600多个分布式光伏站点实测功率数据集... 详细信息

随着分布式光伏装机容量的快速增长,分布式光伏集群功率预测对电网调度的影响日益增强。分布式光伏集群功率预测存在“先累加后预测”“先预测后累加”以及“先聚类再预测”3种技术路线。通过在含600多个分布式光伏站点实测功率数据集上的实验发现,分布式光伏集群功率预测存在“空间互补”现象,即3类集群预测路线得到的预测误差相比于单个场站的平均预测误差都有所降低。为了探究空间互补现象的产生机理及影响因素,首先从机理分析的角度将其归纳为“出力曲线互补”和“预测误差互补”两类空间互补特性。然后,提出了“空间互补系数”这一概念,对互补效果进行量化评估。最后,探究了集群规模、分布范围、天气类型和聚类簇数4种因素对空间互补特性的影响。结果表明,两类空间互补特性对分布式光伏集群短期功率预测精度提升效果显著,且预测误差互补在精度上优于出力曲线互补。研究结果可为分布式光伏集群划分提供依据,有助于实现更加高效且准确的功率预测。

关键词：分布式光伏功率预测集群空间互补误差

适应新型电力系统的电力互替品市场——(一)理念与构想

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 54-66页

作者：何光宇范帅李祖毅肖居承孟琰严正电力传输与功率变换教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市200240 浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

新型电力系统重塑了能源生产消费结构,电力市场机制也需随之改变。首先,分析指出提升系统调节能力是新型电力系统下市场机制设计的首要目标;围绕该目标给出了市场机制应具备的特点,包括利于激发调节动力、释放调节能力、接纳各种新型调... 详细信息

新型电力系统重塑了能源生产消费结构,电力市场机制也需随之改变。首先,分析指出提升系统调节能力是新型电力系统下市场机制设计的首要目标;围绕该目标给出了市场机制应具备的特点,包括利于激发调节动力、释放调节能力、接纳各种新型调节资源等。其次,对世界各国现货市场普遍采用的分时交易机制进行了分析,指出其与新型电力系统存在诸多不适应之处,包括市场主体调节贡献无法被量化表征,市场主体连续运行特性与分时交易机制相矛盾、调节能力难以完全释放,以及难以满足海量柔性资源直接参与电力市场的需求等。为此,文中舍弃分时交易的方式,转而提出整体交易机制与电力互替品概念,介绍了形成与交易电力互替品的主要思路,并以电力互替品为核心构想了新型市场机制。该机制可通过调节责任划分量化各主体调节贡献,激发市场主体的调节动力;同时,也能促进市场主体主动优化自身运行方式,释放调节能力;具有易于扩展的优势,可轻松接纳新型电力系统下层出不穷的各类新型主体。

关键词：新型电力系统电力市场新能源消纳电力互替品分时交易整体交易机制

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唐山地区主要断裂应力状态

大地测量与地球动力学 2024年第9期44卷 910-918页

作者：张苏祥上海市地震局上海市200062 上海佘山地球物理国家野外科学观测研究站上海市200062

利用唐山地区断层位置、速度结构和292个震源机制解数据,对断裂段进行应力场反演空间网格划分,采用网格搜索法反演唐山地区整体及主要断裂应力场。研究发现:1)2011年日本东北M_W9.0地震发生前后,唐山地区整体区域构造应力场发生较小的... 详细信息

利用唐山地区断层位置、速度结构和292个震源机制解数据,对断裂段进行应力场反演空间网格划分,采用网格搜索法反演唐山地区整体及主要断裂应力场。研究发现:1)2011年日本东北M_W9.0地震发生前后,唐山地区整体区域构造应力场发生较小的顺时针旋转,且由走滑型应力状态变为正走滑型应力状态,该变化可能主要由震源机制解空间位置变化引起。2)日本东北地震使唐山部分地区σ_(1)轴倾伏角由陡倾斜变为水平,且应力场发生较小的顺时针旋转。3)当前唐山地区整体区域应力场特征为σ_(1)轴NEE-SWW向,σ_(3)轴近NS向,R值为0,与前人研究结果一致。表明唐山地区应力场已调整至1976年唐山M_W7.8地震前的状态,且应力状态偏张性性质。4)当前巍山-丰南、陡河、滦县-乐亭断裂段6~20 km、陡河断裂段11~20 km为走滑型应力状态;陡河断裂段0~10 km为正走滑型应力状态;雷庄、陈官屯和卢龙断裂段6~20 km、巍山-丰南断裂段0~5 km为正断型应力状态。以上断裂σ_(1)轴方向与该区域主应变方向和剪切波分裂的快波偏振方向等结果一致。5)唐山地区整体处于一个相对统一的NNW-SSE向的拉张作用控制,但古冶、滦县地区处于NEE-SWW向的挤压作用控制。

关键词：唐山地区应力状态应力偏转活动断裂区域应力场

基于多保真度模型的高比例新能源配电网潮流不确定性表征方法

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 2965-2977,I0003页

作者：胡喆王晗严正徐潇源陈玥许少伦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) 上海市闵行区200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市闵行区200240 香港中文大学机械与自动化工程系中国香港特别行政区999077

在能源生产和消费低碳化转型的背景下,如何量化源-荷不确定性的影响,高效、准确地实现配电网潮流不确定性表征,对配电网的安全、可靠运行具有重要意义。该文从计算效率和准确性两方面出发,将现有基于概率潮流的不确定性表征方法分为高... 详细信息

在能源生产和消费低碳化转型的背景下,如何量化源-荷不确定性的影响,高效、准确地实现配电网潮流不确定性表征,对配电网的安全、可靠运行具有重要意义。该文从计算效率和准确性两方面出发,将现有基于概率潮流的不确定性表征方法分为高、低保真度模型两类,综合分析了两种方法存在的问题。在此基础上,提出一种基于多保真度模型的高比例新能源配电网潮流不确定性表征方法,以实现潮流状态变量矩信息的高精度估计与概率分布函数的刻画。在矩信息估计方面,提出结合高、低保真度模型特点的最优输入样本数量分配方法,在给定总计算负担下实现了输出变量矩信息的无偏估计。在概率分布函数刻画方面,提出基于综合启动函数的概率分布函数刻画方法,利用多保真度模型提供的先验信息,提升概率分布函数拟合的准确性。通过118节点配电网的仿真计算,验证所提方法的有效性。

关键词：不确定性表征概率潮流多保真度模型统计矩概率分布函数

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档案库房鞘翅目害虫DNA条形码鉴定研究

档案学研究 2024年第4期 120-127页

作者：丁双玫陈菲荆秀昆国家档案局档案科学技术研究所北京100050

鞘翅目害虫是目前档案库房中最常见的有害生物之一,害虫严重爆发时,被蛀食的档案纸张被大面积毁损且无法修复,所以档案虫情监测和预防极为重要。由于库房中害虫成虫采集难度大、害虫形态虫态差别大、发生规律各异、专业人员紧缺等,档案... 详细信息

鞘翅目害虫是目前档案库房中最常见的有害生物之一,害虫严重爆发时,被蛀食的档案纸张被大面积毁损且无法修复,所以档案虫情监测和预防极为重要。由于库房中害虫成虫采集难度大、害虫形态虫态差别大、发生规律各异、专业人员紧缺等,档案库房鞘翅目害虫的快速准确鉴定成为一个难点。为了更好地解决这个问题,本研究利用DNA条形码鉴定技术将采集到的样本进行分子鉴定,利用线粒体基因组的COI基因片段,建立了档案鞘翅目害虫DNA条形码数据库。除此之外,本研究还利用分子数据将三种害虫的成、幼虫进行配对,为解决幼虫形态鉴定困难的问题提供了新的思路。最后,本研究讨论了如何更好地结合形态数据和DNA条形码数据进行物种鉴定,说明了DNA条形码技术能利用最少的取样实现快速高效鉴定档案鞘翅目害虫常见种类各虫态样本的目标。

关键词：档案害虫 DNA条形码 COI基因

基于在线高斯过程回归的短期风电功率概率预测

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电力系统自动化 2024年第11期48卷 197-207页

作者：王耀健顾洁温洪林金之俭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

预测未来几个小时的风电出力对于电力系统的安全经济运行以及风电参与电力市场至关重要。由于风电功率序列具有强随机性与非平稳性,需要对其不确定性进行刻画建模。同时,考虑到机组设备老化、叶片污染及风电场环境变化等因素会影响风电... 详细信息

预测未来几个小时的风电出力对于电力系统的安全经济运行以及风电参与电力市场至关重要。由于风电功率序列具有强随机性与非平稳性,需要对其不确定性进行刻画建模。同时,考虑到机组设备老化、叶片污染及风电场环境变化等因素会影响风电机组的出力特性,从而使得风电功率预测模型参数存在时变,增大了风电功率预测难度。文中提出了一种基于在线高斯过程的短期风电概率预测方法:首先,利用高斯过程回归模型对风电功率预测问题进行建模;然后,结合结构化内核插值与Woodbury恒等式,降低高斯过程计算复杂度,实现高斯过程的快速求解;最后,采用分块缓存与更新的方法实现高斯过程模型参数与超参数实时在线更新。经2014年全球能源预测大赛发布的风力发电数据验证,结果表明所提算法具有较好的预测性能,同时具有自适应性,可以有效应对模型参数时变问题。

关键词：风电功率预测概率预测时变参数高斯过程在线学习不确定性估计