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考虑电-气-热耦合和需求响应的虚拟电厂优化调度策略

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中国电力 2024年第1期57卷 101-114页

作者：王世杰冯天波孙宁何可李嘉文杨程崔昊杨上海电力大学电子与信息工程学院上海201306 国网上海市电力公司信息通信公司上海200122 国网上海市电力公司培训中心上海200438

热电联产机组以热定电的工作方式无法同时满足冬季供暖效率最大化和电力调峰需求,存在发电出力调节能力不足的问题。针对上述问题,提出了考虑电、气、热能源耦合特性以及需求响应的虚拟电厂优化调度策略。首先,为提升热电联产机组向下... 详细信息

热电联产机组以热定电的工作方式无法同时满足冬季供暖效率最大化和电力调峰需求,存在发电出力调节能力不足的问题。针对上述问题,提出了考虑电、气、热能源耦合特性以及需求响应的虚拟电厂优化调度策略。首先,为提升热电联产机组向下调峰能力,引入电制气设备和碳捕集技术,构建新型的热电联产耦合模型。其次,为提升系统运行的灵活性,考虑峰谷分时电价、热价,建立综合需求响应机制。然后,为减少系统发电成本,引入电、热储能装置,以系统总成本和电、热储能运行成本最小化为目标建立虚拟电厂双层优化模型,并根据下层优化模型的KKT(Karush-Kuhn-Tucher,KKT)条件将双层模型转为单层并线性化处理进行求解。结果表明,所提方法的碳排放、运行成本以及新能源消纳率达到最优,提升了热电机组向下调峰能力,满足了系统低碳性、经济性的需求。

关键词：热电耦合电、热储能需求响应双层优化虚拟电厂

基于LEAP模型的临港新片区中长期碳排放预测及减排潜力分析

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环境科学 2024年第2期45卷 721-731页

作者：吴琼马昊任洪波郭明星陈鹏李琦芬上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 国网上海市电力公司经济技术研究院上海200120

基于上海临港新片区现有统计数据,结合其未来社会经济发展、产业结构和技术进步等,构建了LEAP-临港模型,分析了基准情景、低碳情景和强化低碳情景下新片区的能源需求和碳排放演化趋势.为增强模型的预测精准度,采用Logistic人口生长模型... 详细信息

基于上海临港新片区现有统计数据,结合其未来社会经济发展、产业结构和技术进步等,构建了LEAP-临港模型,分析了基准情景、低碳情景和强化低碳情景下新片区的能源需求和碳排放演化趋势.为增强模型的预测精准度,采用Logistic人口生长模型对临港未来人口数据进行预测,并利用学习曲线模型模拟相关减碳技术的成本发展趋势.同时,构建了碳减排技术的经济性评价模型,通过绘制边际减排成本曲线对典型减碳技术的经济成本及减排潜力进行评估.结果表明,强化低碳情景下,2060年临港新片区一次能源消费中可再生能源占比达69%,电能在终端能源需求中占比达91%;临港新片区可在2030年实现碳达峰,且2060年碳排放量相较基准情景下降94%.就减排贡献度而言,清洁能源替代、产业结构优化和终端能效提升对临港碳减排起到关键作用,中期(至2035年)分别贡献35.1%、27.3%和16.2%的碳减排量,长期(至2060年)分别贡献50.6%、8.75%和7.7%的碳减排量.就具体减碳技术而言,氢能发电、电解水制氢及碳捕获和利用与封存(CCUS)技术对实现净零排放意义重大,但减排成本相对较高.研究成果可为临港及相关地区的低碳绿色发展提供思路和借鉴.

关键词： LEAP模型碳排放边际减排成本贡献度分析临港新片区

基于负荷准线的5G基站虚拟电厂优化控制方法

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电网技术 2024年第6期48卷 2356-2365,I0033-I0035页

作者：李进鑫张沛超赵建立范帅何光宇上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 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 国网上海市电力公司上海市浦东新区200122

在新型电力系统中,亟待深度挖掘需求侧资源以提升系统灵活性和新能源消纳能力。在“新基建”背景下,5G基站作为一种新型需求侧资源正迅速发展。研究如何在保证基站备用需求的前提下,由铁塔公司组建含大规模5G基站的虚拟电厂(virtual pow... 详细信息

在新型电力系统中,亟待深度挖掘需求侧资源以提升系统灵活性和新能源消纳能力。在“新基建”背景下,5G基站作为一种新型需求侧资源正迅速发展。研究如何在保证基站备用需求的前提下,由铁塔公司组建含大规模5G基站的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)并常态化参与需求响应。首先,提出了考虑储能动态备用容量的5G基站运行可行域构建方法,建立了5G基站VPP的聚合模型。然后,建立了5G基站VPP响应负荷准线的日前优化模型,提出了适合对大规模5G基站进行协调控制的日内解聚合方法。最后,建立了含高比例新能源的区域电网仿真算例。仿真结果表明,聚合大规模基站参与准线型需求响应,可以显著降低5G基站的运行成本,同时提高电网的新能源消纳能力。

关键词：新能源消纳 5G基站备用储能虚拟电厂需求响应负荷准线协调控制

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基于改进随机森林算法的电能计量检测异常研究

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电测与仪表 2024年

作者：朱铮许堉坤蒋超刘畅国网上海市电力公司营销服务中心

电力用户异常用电是导致线损率居高不下、供电企业供电成本增加的最主要因素。因此，在智能电网建设、高级测量系统（AMI）发展、智能电能表普及的当前局势下，选用先进的检测算法实现电力用户异常用电的有效检测，成为了国内外学者关... 详细信息

电力用户异常用电是导致线损率居高不下、供电企业供电成本增加的最主要因素。因此，在智能电网建设、高级测量系统（AMI）发展、智能电能表普及的当前局势下，选用先进的检测算法实现电力用户异常用电的有效检测，成为了国内外学者关注的重点。文章构建了基于RF-GBDT的异常用电融合检测模型。通过数据清洗、缺失值填补对原始数据集进行数据预处理，选用主元成分分析（PCA）、Pearson相关系数法对原始数据进行降维处理、特征相关性分析，通过随机森林（RF）算法随机选取建模数据集以及数据特征量，得到成熟的分类器，最后将特征量输入梯度提升决策树（GBDT），完成对测试数据集的检测分类。实验结果表明基于RF-GBDT的融合检测模型具有更好的识别速度，更高的检测精度。

关键词：主元成分分析随机森林梯度提升决策树异常用电

融合注意力与多尺度特征的电力绝缘子缺陷检测方法

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高电压技术 2024年第5期50卷 1933-1942页

作者：王韵琳冯天波孙宁杨程余恒文崔昊杨上海电力大学电子与信息工程学院上海200090 国网上海市电力公司信息通信公司上海200030 国网上海市电力公司培训中心上海200438

针对无人机巡检时绝缘子缺陷因目标小、种类多、尺度差异大造成的漏检、误检问题,提出了一种融合注意力与多尺度特征的YOLOX-s算法。首先,在主干网络中融合坐标注意力机制,使网络能够更加准确地对绝缘子及其缺陷进行定位;其次,为解决绝... 详细信息

针对无人机巡检时绝缘子缺陷因目标小、种类多、尺度差异大造成的漏检、误检问题,提出了一种融合注意力与多尺度特征的YOLOX-s算法。首先,在主干网络中融合坐标注意力机制,使网络能够更加准确地对绝缘子及其缺陷进行定位;其次,为解决绝缘子缺陷小目标特征丢失的问题,在主干网络尾端的空间金字塔池化模块引入多尺度深度可分离卷积,构建多尺度上下文敏感模块以充分提取多尺度信息;最后,在特征融合网络中用Shuffle unit替换原网络中的CBS堆叠结构,实现了模型压缩。实验表明,改进模型的FPS为26.4帧/s,mAP值达到了93.6%,相较于YOLOX-s提升了4.7%,在不增大模型参数量和计算复杂度的前提下,对多类型多尺度的绝缘子缺陷检测达到了更好的效果。该方法对提升电力巡检业务运维效率具有现实指导意义。

关键词：实时检测无人机巡检绝缘子小目标检测改进YOLOX-s

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面向电网拓扑调度仿真的采样效率优化方法研究

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系统仿真学报 2024年第2期36卷 283-295页

作者：赵莹莹董普森朱天晨李凡苏运邰振赢孙庆赟凡航国网上海市电力公司电力科学研究院上海200437 国网上海市电力公司上海200125 北京航空航天大学北京100191 华北电力大学北京100096

为解决新型电力系统的规模性与复杂性导致的仿真计算量较大,仿真速度相对变缓的问题,提出了一种基于分布式与量化机制的拓扑调度仿真加速方法。通过拓扑调度模型的并行,增大了单位时间内数据仿真采样的规模;引入了量化算子,加快拓扑调... 详细信息

为解决新型电力系统的规模性与复杂性导致的仿真计算量较大,仿真速度相对变缓的问题,提出了一种基于分布式与量化机制的拓扑调度仿真加速方法。通过拓扑调度模型的并行,增大了单位时间内数据仿真采样的规模;引入了量化算子,加快拓扑调度模型算子计算,减少单次仿真的时间成本。算例分析验证了拓扑仿真加速的有效性,在单位时间内将仿真电力系统的可用传输容量提升了约2倍,并在不同规模电网算例实现了1.5~2.5倍的仿真加速。

关键词：拓扑调度仿真深度强化学习采样效率优化模型量化电网数字孪生

面向智能混合储能软开关支撑新型配电系统双重灵活性的规划-运行协同方法

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电网技术 2024年

作者：刘方陆荣欣徐韵张森朱丹丹卫思明杨秀上海电力大学电气工程学院国网上海市电力公司培训中心国网上海市电力公司松江供电公司国网江苏省电力公司电力科学研究院

大规模分布式新能源接入导致新型配电系统面临“节点-网络”双重灵活性不足风险，使得规划配置智能混合储能软开关(HESS-SOP)，实现节点型与网络型异质灵活资源协同控制，成为提升节点灵活调节支撑和网络传输安全裕度的重要技术手段。... 详细信息

大规模分布式新能源接入导致新型配电系统面临“节点-网络”双重灵活性不足风险，使得规划配置智能混合储能软开关(HESS-SOP)，实现节点型与网络型异质灵活资源协同控制，成为提升节点灵活调节支撑和网络传输安全裕度的重要技术手段。对此，建立面向HESS-SOP融入支撑“节点-网络”双重灵活性的新型配电系统协同规划-运行模型。首先，研究SOP引入HESS 组成HESS-SOP的拓扑结构和联合调节特性；然后，引入转移分布因子以线路为视角建立含HESS-SOP的新型配电系统灵活性供需平衡模型，解析“节点-网络”灵活性供需平衡机理，并建立“节点-网络”双维度灵活性指标；其次，采用有功潮流灵敏度法与希尔伯特-黄变换法对HESS-SOP分别进行选址与初始参数配置，并建立考虑HESS-SOP“节点-网络”双重灵活性调控潜力的规划-运行联合优化模型，并采用混合算法进行求解；最后，基于改进的IEEE33节点系统开展算例分析。结果表明：所提出的灵活性指标能准确量化评估系统“节点-网络”双维度灵活性，所建立的考虑HESS-SOP灵活性调控潜力的规划-运行联合优化模型能有效提高配电系统运行的经济性与灵活性。

关键词：新型配电系统智能软开关混合储能系统灵活性转移分布因子有功潮流灵敏度希尔伯特-黄变换规划-运行

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新型配电系统分布式资源调度研究现状与展望

电网技术 2024年第3期48卷 933-948页

作者：潘美琪贺兴艾芊唐跃中上海交通大学国家电投智慧能源创新学院上海市闵行区200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240 国网上海市电力公司上海市浦东新区200122

为推动新型配电系统成为分布式能源管理、新能源消纳和区域综合能源协同优化等功能于一身的能源互动平台,该文从调度问题出发,首先针对大量分布式资源集群调度问题,论述新型配电系统调度架构,并根据分层分区调度原则从如何分层分区和分... 详细信息

为推动新型配电系统成为分布式能源管理、新能源消纳和区域综合能源协同优化等功能于一身的能源互动平台,该文从调度问题出发,首先针对大量分布式资源集群调度问题,论述新型配电系统调度架构,并根据分层分区调度原则从如何分层分区和分层分区后如何协同两个方面,分别论述分布式资源(distributed energy resource,DER)聚合方法和不同层级、不同区域、不同能源间的协同调度方法;针对优化调度问题,基于系统态势感知和外界风险感知把握全局内外因素进而优化调度;针对调度求解问题,梳理分布式优化求解方法;最后基于数字孪生展望未来调度智能化发展方向,为调度智能化升级提供参考。

关键词：新型配电系统分布式资源优化调度智能调度

基于动态时空适应图神经网络的电网线路参数辨识方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：杨秀傅骞汤波陈宏福韩政王治华上海电力大学电气工程学院国网上海市电力公司

线路参数的准确辨识对于电网的稳定运行与优化至关重要。随着人工智能技术的快速发展，以深度学习为代表的电网线路参数辨识技术在辨识有效性和鲁棒性上具备显著优势，但这些方法往往忽视了网架分支的历史趋势和拓扑关系，导致模型未能... 详细信息

线路参数的准确辨识对于电网的稳定运行与优化至关重要。随着人工智能技术的快速发展，以深度学习为代表的电网线路参数辨识技术在辨识有效性和鲁棒性上具备显著优势，但这些方法往往忽视了网架分支的历史趋势和拓扑关系，导致模型未能充分学习到关键的时空信息，进一步造成参数辨识精度的下降。为此，本文提出了一种基于动态时空适应图神经网络的电网线路参数辨识方法。该方法首先关注到传统的特征选择和手动调参方法过于依赖专家经验的局限，结合最大信息系数和基于树形结构Parzen估计器的贝叶斯优化技术，对模型超参数进行调优的同时，自动筛选出对电网参数辨识性能贡献最大的SCADA系统量测特征。进一步地，依据支路历史特征及电网拓扑信息，构建适用于输电线路参数辨识任务的时空图数据集。利用图卷积网络和时间卷积网络提取图数据集中线路的时空特征，结合动态时空适应模块，精确学习每条线路在不同辨识场景下的独特时空行为。这些组件整合构成了一个高效全面的电网线路参数辨识模型。最终，本研究在IEEE 39节点系统上搭建了多种量测场景，并进行了算例分析。与现有算法相比，本文所提方法在应对量测噪声、数据缺失以及多拓扑变化的场景下展示了更优的辨识精度和鲁棒性。

关键词：电网线路参数辨识时空信息融合最大信息系数贝叶斯优化图卷积网络时间卷积网络动态时空适应模块