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基于混合量测的新能源电力系统动态频率预测方法

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1823-1835,I0013页

作者：符杨张语涵田书欣李振坤苏向敬刘舒上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 国网上海市电力公司上海市浦东新区200122

高渗透率新能源波动下系统动态频率预测是实现受端网络频率安全态势感知的基础。该文提出一种基于混合量测和物理状态方程联合驱动的新能源电力系统双向树状长短期记忆网络(combined equation-of-state-driven and data-driven bi-direc... 详细信息

高渗透率新能源波动下系统动态频率预测是实现受端网络频率安全态势感知的基础。该文提出一种基于混合量测和物理状态方程联合驱动的新能源电力系统双向树状长短期记忆网络(combined equation-of-state-driven and data-driven bi-directional tree-struct long short term memory,CEOSD-BITREE-LSTM)动态频率预测方法。首先,引入双层多头注意力图神经网络,提出考虑同步相量测量单元(synchronous phasor measurement unit,PMU)和数据采集与监视控制系统装置(supervisory control and data acquisition,SCADA)量测差异性和时序同步性的混合量测融合策略;其次,依据PMU密集采样特性,建立计及源网荷物理联系的线性时变状态方程,刻画物理-数据空间的频率特征交互关系;然后,考虑新能源出力、负荷波动等不确定因素,结合以PMU并行搜索调频资源形成的拓扑结构,构建CEOSD-BITREE-LSTM动态频率预测模型,实现系统频率态势的高精度预测。最后,以改进新英格兰10机39节点、三区互联系统为算例,验证该文所提方法的可行性和有效性。

关键词：同步相量测量单元图注意力状态方程树状长短期记忆网络动态频率预测

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超大型城市虚拟电厂的数字孪生框架设计及实践

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电网技术 2024年第7期48卷 2681-2690页

作者：周翔贺兴陈赟罗潇王佳裕艾芊韩烨宸国网上海市电力公司上海市浦东新区200122 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240

超大型城市能源系统汇集了多种分布式能源资源(distributed energy resources,DER),包括具备不确定性的新能源发电单元(如光伏、风机),具备可调性的柔性用能单元(如空调、蓄冷)以及兼具充放功能的能源产消者(如电动汽车、储能),虚拟电厂... 详细信息

超大型城市能源系统汇集了多种分布式能源资源(distributed energy resources,DER),包括具备不确定性的新能源发电单元(如光伏、风机),具备可调性的柔性用能单元(如空调、蓄冷)以及兼具充放功能的能源产消者(如电动汽车、储能),虚拟电厂(virtual power plant,VPP)已成为重塑上述DER生态关系并对其进行协同管控的有效途径。该文梳理了当前城市级VPP建设的目标与现状,明确了超大型城市VPP工程所面临的挑战,即对于由海量DER所诱发的多主体多目标高不确定性场景缺乏系统性的建模、仿真、推演、分析、决策与校核手段。为应对上述挑战,该文结合城市电网数字化整体架构与建设进程,提出了超大型城市VPP数字孪生技术框架,继而得以对城市能源系统的态势轨迹进行系统性地推演与分析;进一步,聚焦智能决策目标,探究了框架下的技术路径、关键技术、理论工具等。该框架已经助力临港新片区VPP工程示范落地,为城市级VPP建设提供参考。最后,展望了超大型城市下数字孪生VPP的研究方向与应用前景。

关键词：虚拟电厂分布式能源资源数字孪生态势感知智能决策

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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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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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基于优先指数的配电网分布式储能序次规划

电力系统自动化 2024年第13期48卷 89-99页

作者：施沁琳汤波余光正张宇王皓靖来鑫上海电力大学电气工程学院上海市200090 国网上海市电力公司电力科学研究院上海市200437 上海理工大学机械工程学院上海市200093

分布式电源和灵活可调负荷大量接入配电网,使其源荷特性与供需关系日益复杂,分布式储能系统(DESS)对优化有源配电网运行特性具有重要作用。针对电网规划过程中实际网架结构不明确、DESS功能复合性强,但规划场景单一导致难以实现全局优... 详细信息

分布式电源和灵活可调负荷大量接入配电网,使其源荷特性与供需关系日益复杂,分布式储能系统(DESS)对优化有源配电网运行特性具有重要作用。针对电网规划过程中实际网架结构不明确、DESS功能复合性强,但规划场景单一导致难以实现全局优化的问题,提出一种基于优先指数的分布式储能序次规划方法,从需求层次分析的角度表征储能配置综合需求,指导储能的优化配置和有序接入。首先,提出一种基于配电网用户需求分析的优先指数构造方法,以确定各用户接入DESS的优先级;其次,计及风光出力不确定性,提出基于序次优化的分布式储能多目标规划模型,以确定网格化配电网中DESS的接入位置和容量;最后,建立用户储能需求改善度评价体系,为储能规划的方案制定提供理论支撑。选取某实际供电网格仿真验证了所提方法与模型可促进新能源消纳,有效指导高比例新能源配电网储能布局规划。

关键词：分布式电源分布式储能系统规划配电网需求分析优先指数序次优化

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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基于节点网元的韧性配电网时-空调度序列协同优化负荷恢复策略

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 73-79页

作者：孙明琦郑予容林苑刘振宇国网上海市电力公司市南供电公司上海200030

为提升配电网的韧性,在更大的时间尺度和空间范围内确保新型电力系统下灵活、高效的电力供应,提出一种新颖的基于节点网元的韧性配电网时-空调度序列协同优化负荷恢复策略,获取配电网灾后场景下的最优负荷恢复序列方案及其调度时刻表。... 详细信息

为提升配电网的韧性,在更大的时间尺度和空间范围内确保新型电力系统下灵活、高效的电力供应,提出一种新颖的基于节点网元的韧性配电网时-空调度序列协同优化负荷恢复策略,获取配电网灾后场景下的最优负荷恢复序列方案及其调度时刻表。在多智能体代理系统架构下提出节点网元的概念,制定负荷恢复序列方案,通过邻近节点间局部信息的交互获取全局参数信息,作为灾后信息网络受损下负荷恢复优化模型的输入。对灾后负荷恢复模型中的混合整数线性规划问题进行求解,获取负荷恢复路径及修复时刻表,形成由多个分布式电源组成的节点网元以恢复停电负荷,实现检修人员调度和操作人员调度间的协同优化。最后,通过改进IEEE 37节点和IEEE 123节点系统验证了所提协同调度优化模型的有效性。

关键词：节点网元负荷恢复韧性配电网检修人员操作人员调度序列

基于励磁电流补偿与混合移相调制的高频DAB变换器全范围ZVS运行策略

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 4050-4061,I0025页

作者：李文辉杨世华龚邻骁王简王勇上海交通大学电气工程系上海市闵行区200240 上海航天智能装备有限公司上海市闵行区200240

随着宽禁带功率半导体器件的广泛使用,更高开关频率的双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器带来了更大的开关损耗,对于软开关技术提出更高要求。为了进一步拓展零电压开通(zero-voltage switching,ZVS)范围,文中对ZVS精确模型和传统... 详细信息

随着宽禁带功率半导体器件的广泛使用,更高开关频率的双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器带来了更大的开关损耗,对于软开关技术提出更高要求。为了进一步拓展零电压开通(zero-voltage switching,ZVS)范围,文中对ZVS精确模型和传统电感电流全局最优条件方法进行分析,提出一种结合励磁电流运行的移相调制策略,该策略可实现DAB变换器全功率范围内所有开关管的ZVS运行(8-ZVS运行)。在考虑开关管非线性特性和死区时间限制基础上得到更精确的ZVS模型,并推导引入励磁电流的ZVS模型。此外,所提出的控制方案具有无缝模式转换的特点,电感电流的有效值也可以达到准最佳状态。最后,搭建6kW/150kHz的高频DAB变换器样机以验证模型有效性。实验结果表明,该控制算法可以在任意模式和工况下实现8-ZVS运行,从而提升系统在轻载和中载工况下运行效率。

关键词：高频双有源桥变换器电感电流全局条件准最优励磁电流补偿零电压开关

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正交胶合木-混凝土组合楼板单面受火耐火极限试验研究

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建筑结构学报 2024年第3期45卷 52-59,100页

作者：冷予冰王明谦许清风陈玲珠郭雪媛陈溪上海市建筑科学研究院有限公司、上海市工程结构安全重点实验室上海200032

为研究正交胶合木-混凝土组合楼板的耐火极限,设计并制作了4个正交胶合木-混凝土组合楼板试件和2个正交胶合木楼板对比试件,分别进行常温下受弯加载试验、持荷耐火极限试验和数值模拟。结果表明:常温下正交胶合木楼板的破坏模式主要包... 详细信息

为研究正交胶合木-混凝土组合楼板的耐火极限,设计并制作了4个正交胶合木-混凝土组合楼板试件和2个正交胶合木楼板对比试件,分别进行常温下受弯加载试验、持荷耐火极限试验和数值模拟。结果表明:常温下正交胶合木楼板的破坏模式主要包括底部规格材的顺纹受拉断裂破坏、上下两层规格材之间横纹劈裂破坏和中部规格材的滚剪破坏;常温下正交胶合木-混凝土组合楼板的破坏模式包括现浇混凝土层与正交胶合木板的界面发生剪切破坏和底部规格材顺纹受拉断裂破坏;常温下正交胶合木-混凝土组合楼板的初始刚度和受弯承载力比正交胶合木楼板的分别提高了237.8%和60.1%。受火后,正交胶合木板底发生了明显炭化,正交胶合木-混凝土组合楼板发生了明显的受弯变形。在荷载比相同的条件下,正交胶合木-混凝土组合楼板的耐火极限比正交胶合木楼板的提高了335.3%;随着荷载比由0.20增加至0.50时,试件耐火极限由74.1 min降低至30.6 min。正交胶合木-混凝土组合楼板耐火极限的数值模拟精度误差在14.1%以内,满足工程精度要求。

关键词：正交胶合木-混凝土组合楼板荷载比单面受火试验数值模拟耐火极限