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模块化多电平变换器改进两段式模型预测控制

电力自动化设备 2024年第4期44卷 96-104页

作者：李天皓姚磊张帅龙上海理工大学机械工程学院上海200093 国网河南省电力公司西平供电公司河南驻马店463900

基于有限控制集的模型预测控制应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算复杂与交流侧输出电流严重失真等问题。提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略,即改进两段式模型预测控制,可减少开关状态组合计算量,进一步优化交... 详细信息

基于有限控制集的模型预测控制应用于模块化多电平变换器(MMC)时通常会暴露出计算复杂与交流侧输出电流严重失真等问题。提出一种双矢量优化谐波电流模型预测控制策略,即改进两段式模型预测控制,可减少开关状态组合计算量,进一步优化交流侧输出电流。推导了MMC离散数学模型,并构建无权重因子的代价函数,通过计算实际电流与参考电流包围的最小面积重新定义同一周期内两阶段开关信号的占空比,并引入一种附加冗余子模块的方法抑制桥臂环流,接着提出一种败者树多路归并排序算法均衡电容电压。在MATLAB/Simulink平台搭建三相23电平MMC仿真模型验证该策略的有效性。相比于两段式模型预测控制,所提策略的交流侧输出电流跟踪更加精准,谐波畸变率更小。

关键词：模块化多电平变换器改进两段式模型预测控制附加冗余子模块电容电压均衡总谐波畸变率

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100 MW级联式S-CO循环动态特性研究

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中国电力 2024年

作者：万明元任鑫王渡金亚飞王志刚王廷举杨昌宏刘昊坤郑州拓仿信息技术有限公司上海电力大学能源与机械工程学院博努力(北京)仿真技术有限公司

为分析100 MW级联式超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide， S-CO2)循环的变负荷动态特性和最佳变负荷控制策略，利用多学科仿真平台（multi-disciplinary simulation platform，MSP）建立了100 MW级联式S-CO2循环的动态仿真模... 详细信息

为分析100 MW级联式超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide， S-CO2)循环的变负荷动态特性和最佳变负荷控制策略，利用多学科仿真平台（multi-disciplinary simulation platform，MSP）建立了100 MW级联式S-CO2循环的动态仿真模型，考虑阀门调节的低成本和快速性，提出了4种阀门调节的负荷控制策略（高温透平节流调节、低温透平节流调节、高温透平旁通调节和低温透平旁通调节），分析了系统升、降负荷过程中关键参数的变化规律，得出结论：不同负荷控制策略对压缩机功率的影响较小；采用高温透平节流调节具有最高的循环效率，负荷率为75%和50%时，循环效率分别为27.60%和21.22%；节流调节会引起系统最高压力增大，负荷率为50%时，采用高温透平节流调节的最高压力为28.57 MPa；采用旁通调节可以避免超压风险，但循环效率较低。在保证系统承压能力的前提下，建议采用高温透平节流调节方式调节负荷。

关键词：级联式S-CO 循环动态仿真变负荷控制策略循环效率

含多个产消者的虚拟电厂日前协调优化运行策略

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电网技术 2024年

作者：葛成扬林顺富谭津杨帆李东东上海电力大学电气工程学院

利用虚拟电厂(virtual power plant，VPP)技术来聚合和调控产消者(prosumer)将显著增强各类容量相对较小、区域分散的分布式资源(distributed resources， DERs)参与电力市场的竞争力。考虑到VPP在电力市场中的价格决策地位及产消者间... 详细信息

利用虚拟电厂(virtual power plant，VPP)技术来聚合和调控产消者(prosumer)将显著增强各类容量相对较小、区域分散的分布式资源(distributed resources， DERs)参与电力市场的竞争力。考虑到VPP在电力市场中的价格决策地位及产消者间的能量共享机制，提出一种在日前电能量和备用市场下，含多个产消者的VPP协调优化运行策略。首先，基于价格配额曲线(price-quota curve，PQC)，建立VPP投标出清和能量管理模型，并采用条件风险价值理论(conditional value-at-risk，CVaR)量化可再生能源的潜在风险。其次，提出考虑多产消者间电能量-备用P2P能量交易(peer-to-peer energy trading)的调度优化模型，实现多产消者间电能量和备用资源的P2P能量交易。然后，基于广义纳什博弈理论(General nash bargaining，GNB)，将模型划分为调度优化和收益分配2个子问题。先采用KKT最优条件、big-M法和强对偶定理将模型转为一个等效的单层混合整数线性规划(MILP)问题实现求解，再对调度结果收取支付成本来完成利益分配。最后，通过算例证明了本文所提方法能发挥VPP作为主市场与产消者中间层的完整功能，激励产消者参与多种电力产品的资源共享以增加系统总收益，并实现风险和利益的均衡并确保了利益的公平分配。

关键词：虚拟电厂产消者点对点能量交易价格制定者条件风险价值

基于改进MADDPG算法的储能系统多目标优化调度策略

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电力系统自动化 2024年

作者：王育飞王义顺薛花涂轶昀林顺富上海电力大学电气工程学院

针对储能系统仅用于新能源消纳利用率低的问题，考虑利用其闲置功率和容量为配电网提供有功和无功辅助服务，提出一种基于改进多智能体深度确定性策略梯度（MADDPG）算法深度强化学习的储能系统多目标优化调度策略。首先，设计储能参与... 详细信息

针对储能系统仅用于新能源消纳利用率低的问题，考虑利用其闲置功率和容量为配电网提供有功和无功辅助服务，提出一种基于改进多智能体深度确定性策略梯度（MADDPG）算法深度强化学习的储能系统多目标优化调度策略。首先，设计储能参与多应用场景协同运行模式，在满足新能源消纳要求的基础上，利用储能参与辅助调频和调压服务，建立计及全系统供电成本、节点电压偏移和调频功率偏差的储能多目标优化调度模型；然后，将储能调度问题转化为马尔可夫博弈过程，并通过构造双评论家网络结构和延迟行动者网络更新操作改进多智能体深度确定性策略梯度算法，降低强化学习中动作价值高估问题对训练的影响；最后，在改进IEEE 33节点测试系统上进行仿真分析，结果验证了所提策略的有效性及优越性。

关键词：储能系统多应用场景多目标优化马尔可夫博弈过程深度强化学习

考虑广义储能参与的多园区综合能源系统低碳优化运行策略

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电力自动化设备 2024年

作者：沈运帷徐凯林顺富李东东周波上海电力大学电气工程学院

针对当前多园区综合能源系统(MPIES)大规模建设实体储能可能带来的造价高、投资周期长等问题，将广泛分布的柔性电负荷、热惰性空调建筑、电储和热储整合为广义储能(GES)资源进行统一协调调度，并针对不同利益主体园区在联合运行的低碳... 详细信息

针对当前多园区综合能源系统(MPIES)大规模建设实体储能可能带来的造价高、投资周期长等问题，将广泛分布的柔性电负荷、热惰性空调建筑、电储和热储整合为广义储能(GES)资源进行统一协调调度，并针对不同利益主体园区在联合运行的低碳需求，提出一种含GES的MPIES分布式低碳优化运行策略。首先，构建考虑改进的热电联产系统和GES系统的园区低碳运行模型。在此基础上，考虑MPIES能源交易中各园区的利益诉求，基于纳什议价理论构建碳交易机制下园区群体利益的合作运行模型，并运用交替方向乘子法对模型进行求解。提出一种可以解决各园区源-荷差异的能量共享策略和一种根据各园区能量贡献度进行非对称议价的利益分配机制。为了充分保证各园区的信息隐私，在各园区间仅交互有限信息的基础上达到博弈均衡。最后，通过算例对比证明了所提方法在减少碳排放、提升个体和联盟效益方面的有效性以及GES参与调控的优越性。

关键词：多园区综合能源系统广义储能低碳运行纳什谈判电能共享利益分配

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基于交通均衡理论的电动汽车充电负荷预测

南方电网技术 2024年

作者：张美霞张安杨秀王晓晴上海电力大学电气工程学院

电动汽车（EV）既是交通网的车流负荷，又是电网的用电负荷，它的出行以及充电行为会对两网运行规律造成影响。针对传统电动汽车对单体进行随机抽样的预测方法，未能从电动汽车群体的移动的运行状态考虑，本文提出了一种基于交通均衡理... 详细信息

电动汽车（EV）既是交通网的车流负荷，又是电网的用电负荷，它的出行以及充电行为会对两网运行规律造成影响。针对传统电动汽车对单体进行随机抽样的预测方法，未能从电动汽车群体的移动的运行状态考虑，本文提出了一种基于交通均衡理论的电动汽车充电负荷预测方法。首先在时间和空间两个维度上，分别对电动汽车和路网进行建模，采用A*算法构建电动汽车出行OD对的有效的路径集；计及用户有限理性，引入分时电价制定一种结合交通流量约束的充电站电价，并结合随机效用理论与分时电价建立半动态交通均衡模型来求解交通流的分配；随后基于组合荷电状态（CSOC）的概率数值计算方法对电动汽车充电负荷进行求解。最后，基于上海市新能源汽车数据，分别以改进的13节点和上海市某区域路网进行分析验证所提充电负荷预测方法的有效性，且所提方法可以降低充电成本，缓解充电站充电压力。

关键词：电动汽车半动态均衡分时电价随机效用理论组合荷电状态负荷预测

超临界水环境中应变速率对国产镍基合金应力腐蚀开裂敏感性的影响

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腐蚀与防护 2024年第3期45卷 7-16页

作者：钟犁刘学莹马辰昊徐鸿张乃强朱忠亮华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

采用慢应变速率试验(SSRT),研究了不同应变速率下国产镍基合金C-HRA-1在650℃、25MPa超临界水环境中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的断口形貌和表面裂纹形貌,采用能谱仪(EDS)分析了裂纹尖端附近的元素... 详细信息

采用慢应变速率试验(SSRT),研究了不同应变速率下国产镍基合金C-HRA-1在650℃、25MPa超临界水环境中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的断口形貌和表面裂纹形貌,采用能谱仪(EDS)分析了裂纹尖端附近的元素组成及分布。结果表明:在不同应变速率下,C-HRA-1均表现出SCC敏感性,随着应变速率的降低,SCC敏感性逐渐升高;在应力腐蚀过程中,裂纹的形成与扩展受氧化和力学耦合作用的影响,裂纹尖端发生了晶界氧化,裂尖结合力降低,从而导致裂纹扩展。

关键词：镍基合金应变速率应力腐蚀开裂(SCC) 超临界水

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计及水泥厂直接碳排放碳责任的源-荷低碳优化运行方法

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中国电力 2024年

作者：李江范袁铮刘博上海电力大学电气工程学院

在新型电力系统对源荷两侧提出更高低碳要求的背景下，电力系统合理的碳责任分摊对源荷协同低碳优化具有重要的指导意义，对此，本文提出一种计及水泥厂直接碳排放碳责任的源-荷低碳优化运行方法来进一步完善碳责任分摊。首先，分析水... 详细信息

在新型电力系统对源荷两侧提出更高低碳要求的背景下，电力系统合理的碳责任分摊对源荷协同低碳优化具有重要的指导意义，对此，本文提出一种计及水泥厂直接碳排放碳责任的源-荷低碳优化运行方法来进一步完善碳责任分摊。首先，分析水泥工业负荷所具有的生产直接碳排放和用电间接碳排放特性，根据该特性下的双向碳排放为依据联结源荷两侧；再以碳排放流理论建立水泥厂双向碳流模型，并提出新碳责任分摊方法；然后，分析源-荷双向碳流特性，以总体碳排放最低为目标，构建电网双向碳流优化模型，评估用户和电网的减碳能力；最后，以IEEE33节点来验证新碳责任分摊的源-荷双向碳流低碳优化运行方法，结果表明在不影响水泥厂生产的前提下，该方法具备实际降碳效益和降碳有效性。

关键词：碳排放流生产直接碳排放碳责任分摊源-荷双向碳流低碳优化运行

仿生猫科机器人的肩腿部运动学分析与结构优化

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工业控制计算机 2024年第3期37卷 65-66,69页

作者：陈圆吴炳晖赵逸晗彭炜张永悦上海电力大学能源与机械工程学院上海201306

针对仿猫四足机器人肩腿结构进行研究,对机构进行运动学分析,通过蒙特卡洛法求解机器人足端运动空间。对比不同大小腿长比例下的足端可达空间,对机器人肩腿长度进行优化。将得到的优化结果作为输入,利用虚拟样机技术仿真输出机器人俯仰... 详细信息

针对仿猫四足机器人肩腿结构进行研究,对机构进行运动学分析,通过蒙特卡洛法求解机器人足端运动空间。对比不同大小腿长比例下的足端可达空间,对机器人肩腿长度进行优化。将得到的优化结果作为输入,利用虚拟样机技术仿真输出机器人俯仰角和翻滚角曲线,验证机器人优化后的行走稳定性。通过拓扑算例对肩腿结构进行拓扑优化,获得腿部优化后结构形式,为样机试制奠定基础。

关键词：四足机器人肩腿部结构蒙特卡洛法拓扑优化

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