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考虑个体自私的热电联产系统完全分布式经济调度

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上海交通大学学报 2024年第1期58卷 50-58页

作者：米阳吴继伟田书欣马思源王育飞上海电力大学电气工程学院上海200090

针对传统集中式经济调度策略需要获取全局信息以及无法适应系统灵活拓扑的缺陷,同时考虑能量以电能和热量形式并存出现的情况,基于一致性算法提出了一种完全分布式热电联产经济调度策略.将热电联产系统中各机组电价和热价的增量成本作... 详细信息

针对传统集中式经济调度策略需要获取全局信息以及无法适应系统灵活拓扑的缺陷,同时考虑能量以电能和热量形式并存出现的情况,基于一致性算法提出了一种完全分布式热电联产经济调度策略.将热电联产系统中各机组电价和热价的增量成本作为一致性变量进行迭代计算,直至增量成本达到收敛,实现系统经济最优.此外,还分析了个别机组为了提升自身利益,向相邻机组传输带有偏差增量成本值的情况,设计了一个增量成本补偿项来消除该自私行为的影响.在3个仿真算例中得到的结果表明,所提策略在解决热电联产系统经济调度问题中具有有效性和可行性.

关键词：一致性算法热电联产系统完全分布式经济调度个体自私

基于五桥臂MMC-UPQC的复合模型预测控制研究

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电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 179-187页

作者：李金洪周建萍夏文豪龚益琳上海电力大学自动化工程学院上海200090

针对模块化多电平统一电能质量调节器(modular multilevel unified power quality conditioner, MMC-UPQC)六桥臂结构下的单相桥臂故障问题,提出了一种五桥臂拓扑,这种新型拓扑可实现故障情况下的电能质量补偿。首先,对MMC-UPQC串并联... 详细信息

针对模块化多电平统一电能质量调节器(modular multilevel unified power quality conditioner, MMC-UPQC)六桥臂结构下的单相桥臂故障问题,提出了一种五桥臂拓扑,这种新型拓扑可实现故障情况下的电能质量补偿。首先,对MMC-UPQC串并联侧的数学模型进行分析,提出了一种复合模型预测控制(hybrid model predictive control,H-MPC),所提控制方法结合了有限集模型预测控制(finite-control-set model predictive control, FCS-MPC)以及快速模型预测控制(fast model predictive control, F-MPC)。然后,通过构建两侧独立的价值函数减少了控制方法的计算量,同时也实现了五桥臂解耦控制。最后,相比传统线性(例如PI)和非线性(例如无源控制passivity-based control,PBC)的控制策略,所提复合模型预测控制在电压补偿、负序电压抑制以及谐波电流补偿等方面具有一定优势,并在一定程度上避免了复杂的参数整定及坐标变化环节。仿真实验结果证明了所提控制方法的可行性和优越性。

关键词：桥臂故障电能质量模块化多电平统一电能质量调节器五桥臂拓扑复合模型预测控制

基于改进YOLOv5的深度学习光伏组件“热斑效应”检测方法

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太阳能学报 2024年第8期45卷 342-348页

作者：王道累肖贝成姚从荣赵文彬朱瑞上海电力大学计算机科学与技术学院上海201306

针对光伏组件的热斑检测,提出基于改进YOLOv5的光伏组件热斑检测算法。该算法引入空洞卷积构成的Dilated block替换原来的SPP block,有效减小了池化操作带来的热斑信息损失,提高了网络的感受野。同时在多尺度检测过程中加入通道注意力机... 详细信息

针对光伏组件的热斑检测,提出基于改进YOLOv5的光伏组件热斑检测算法。该算法引入空洞卷积构成的Dilated block替换原来的SPP block,有效减小了池化操作带来的热斑信息损失,提高了网络的感受野。同时在多尺度检测过程中加入通道注意力机制,增强了热斑目标区域的重要性,提高了热斑检测性能。并提出由深度可分离卷积构成的轻量化模块,有效减小了模型参数量,提高了检测速度。实验表明,基于改进YOLOv5网络能实现热斑部位的快速准确检测,此方法的AP较原算法提高1.5%达到98.65%,检测速度较原算法提高25%达到31帧/s。

关键词：深度学习目标检测光伏组件热斑检测

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基于剩余寿命预测信息的风电场动态成组维护策略研究

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电力系统保护与控制 2024年第16期52卷 178-187页

作者：黄玲玲马永杰应飞祥王全德刘璐洁海上风电技术教育部工程研究中心(上海电力大学) 上海200090 上海电力大学电气工程学院上海200090

现有的风电场成组维护优化研究中,较少考虑维护时间窗内的部件实时状态信息动态变化影响,针对此问题,提出了一种考虑剩余寿命预测信息动态更新的风电场成组维护策略。首先,利用实时状态信息获得各部件剩余寿命预测结果,基于实时剩余寿... 详细信息

现有的风电场成组维护优化研究中,较少考虑维护时间窗内的部件实时状态信息动态变化影响,针对此问题,提出了一种考虑剩余寿命预测信息动态更新的风电场成组维护策略。首先,利用实时状态信息获得各部件剩余寿命预测结果,基于实时剩余寿命预测结果优化最小平均维修成本,构建单部件最优维修时间窗。其次,考虑风电机组部件结构相关性及部件备件库存约束,以节省维修成本最大为目标,建立风电场成组维护模型,并采用遗传算法进行成组维护策略优化。最后,采用滚动时间窗模型实时更新机组部件的剩余寿命预测信息,动态调整原有维修方案。一个实际风电场案例的分析结果表明,所提策略能够实时更新风电场维修计划,实现维修计划的动态优化,有助于降低维修成本。

关键词：风电场剩余寿命预测相关性动态成组维护遗传算法

基于融合健康因子和集成极限学习机的锂离子电池SOH在线估计

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上海交通大学学报 2024年第3期58卷 263-272页

作者：屈克庆董浩毛玲赵晋斌杨建林李芬上海电力大学电气工程学院上海200090 国家电投风电产业创新中心上海200233

锂离子电池健康状态(SOH)的在线估计对电池管理系统的安全稳定运行至关重要.为克服传统基于数据驱动的锂离子电池SOH估计方法训练时间长、计算量大、调试过程复杂的问题,提出一种基于融合健康因子和集成极限学习机的锂离子电池SOH估计方... 详细信息

锂离子电池健康状态(SOH)的在线估计对电池管理系统的安全稳定运行至关重要.为克服传统基于数据驱动的锂离子电池SOH估计方法训练时间长、计算量大、调试过程复杂的问题,提出一种基于融合健康因子和集成极限学习机的锂离子电池SOH估计方法.该方法通过dQ/dV和dT/dV曲线分析,筛选出与电池SOH相关性较高的数据区间进行多维健康特征提取,并对其进行主成分分析降维处理得到间接健康因子;利用极限学习机的随机学习算法建立间接健康因子和SOH之间的非线性映射关系.在此基础上,针对单一模型输出不稳定的特点,提出一种集成极限学习机模型,通过对估计结果设置可信度评价规则剔除单一极限学习机不可靠的输出,从而提高锂离子电池SOH的估计精度.使用NASA和牛津大学的锂离子电池老化数据集对该方法进行验证,结果表明该方法的平均绝对百分比误差小于1%,具有较高的准确性和可靠性.

关键词：锂离子电池健康因子集成极限学习机健康状态在线估计

基于多尺度LDTW和TCN的空间负荷预测方法

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计算机工程 2024年第3期50卷 106-113页

作者：马越温蜜上海电力大学计算机科学与技术学院上海201306

空间负荷预测为合理建设和使用变电站、馈线等提供了重要的指导,成为配电网规划中不可或缺的一部分。配电网规划的精细化产生了大量高分辨率的负荷数据,社会的快速发展使得地块的用电特征日趋复杂。当前的空间负荷预测没有充分考虑负荷... 详细信息

空间负荷预测为合理建设和使用变电站、馈线等提供了重要的指导,成为配电网规划中不可或缺的一部分。配电网规划的精细化产生了大量高分辨率的负荷数据,社会的快速发展使得地块的用电特征日趋复杂。当前的空间负荷预测没有充分考虑负荷数据之间的时间特性,且在预测过程中也未考虑到不同类型地块间可能存在的负荷峰值出现时间不一致问题。为此,提出一种空间负荷预测方法,通过基于多尺度限制对齐路径长度(LDTW)的谱聚类分析用户的负荷曲线在形状上的相似性,并提取不同地块的典型用电行为,以进一步分类确定同类型地块对应的同时率。多尺度LDTW通过限制序列之间匹配步长的上限来抑制病态匹配的产生,提高曲线相似性的综合评估能力。根据聚类结果筛选适合待预测区域的训练样本并构建基于时间卷积网络(TCN)的回归预测模型,将预测结果基于地块各自的同时率进行聚合,实现空间负荷预测。实验结果表明:该方法加强了对负荷曲线形状的分析和对不同类型地块同时率的区分,在聚类方面,DBI指数达到0.57,VI指数达到0.31;在预测方面,相对误差达到1.93%,决定系数达到0.941,相比其他典型方法均取得了较大改善。

关键词：空间负荷预测动态时间规整谱聚类同时率时间卷积网络

基于区块链技术的分布式电力市场交易平台研究

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电测与仪表 2024年第1期61卷 25-31页

作者：谢敬东周雪梅王诗瑶孙欣孙波上海电力大学能源电力科创中心上海200082 上海电力大学电气工程学院上海200082

随着电力体制改革的推进以及大规模可再生能源的接入,参与电力交易的市场主体数量日益增加,导致了传统的集中式交易平台难以处理急剧增加的交易数据、难以实现跨区域的信息共享和资源统一优化配置。为此,提出了基于区块链技术的分布式... 详细信息

随着电力体制改革的推进以及大规模可再生能源的接入,参与电力交易的市场主体数量日益增加,导致了传统的集中式交易平台难以处理急剧增加的交易数据、难以实现跨区域的信息共享和资源统一优化配置。为此,提出了基于区块链技术的分布式电力市场交易平台,利用区块链技术去中心化、开放性、匿名性及安全可靠性等优势,建立基于电力交易智能合约的分布式电力交易机制,采取分布式出清交易方式满足大规模电力交易需求,适应大规模可再生能源的迅速发展。

关键词：区块链智能合约分布式交易平台

基于DCGCN模型的海上风电场超短期功率预测

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电力系统自动化 2024年第15期48卷 64-72页

作者：黄玲玲石孝华符杨刘阳应飞祥海上风电技术教育部工程研究中心(上海电力大学) 上海市200090 上海电力大学电气工程学院上海市200090

图卷积网络(GCN)具有很强的数据关联挖掘能力,近年来在风电功率预测领域获得了广泛关注。然而,传统的基于GCN模型的超短期风电功率预测难以同时处理影响风电功率的两大核心因素(风速与机组状态信息)的双模态问题,基于此,提出了一种基于... 详细信息

图卷积网络(GCN)具有很强的数据关联挖掘能力,近年来在风电功率预测领域获得了广泛关注。然而,传统的基于GCN模型的超短期风电功率预测难以同时处理影响风电功率的两大核心因素(风速与机组状态信息)的双模态问题,基于此,提出了一种基于双通道图卷积网络(DCGCN)的海上风电场超短期功率预测模型。首先,建立以理论功率曲线为基准的机组状态指标模型,定量表征机组状态变化对其发电能力的影响;其次,构建海上风电场图拓扑,建立基于风速和状态邻接矩阵的风电场各机组捕获的风速与机组状态信息的关联关系模型;最后,建立基于DCGCN的风电场超短期功率预测方法。算例结果表明,所提模型有助于提高风电场功率预测模型的训练效率和预测精度。

关键词：超短期功率预测图卷积网络海上风电场功率曲线双通道神经网络

考虑管道多种失效模式及结构参数相关性的电-气互联系统可靠性评估

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 948-959,I0008页

作者：李宏仲孔振宇上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200082

目前在电-气互联系统供能可靠性评估方面,通常考虑天然气管道的破裂失效,较少考虑管道泄漏失效对系统可靠性的影响。实际上管道的失效模式包括小孔泄漏、穿孔及破裂,管道在泄漏时仍能输送部分天然气。另外,在天然气管道结构可靠性计算... 详细信息

目前在电-气互联系统供能可靠性评估方面,通常考虑天然气管道的破裂失效,较少考虑管道泄漏失效对系统可靠性的影响。实际上管道的失效模式包括小孔泄漏、穿孔及破裂,管道在泄漏时仍能输送部分天然气。另外,在天然气管道结构可靠性计算中通常假设管道参数相互独立,而忽略了参数间的相关性。该文针对上述问题,提出考虑管道多种失效模式及结构参数相关性的电-气互联系统可靠性评估模型。首先,根据管道失效机理,采用Mises准则建立管道的极限状态函数,在考虑极限状态函数参数相关性的基础上分析管道的失效率,并根据天然气管道的状态转移特性,建立管道的多状态运行模型;其次,针对管道小孔泄漏、穿孔建立管道的天然气泄漏模型,以刻画管道在这两种降额运行状态下的输送能力;最后,采用IEEE RTS79-NGS20系统作为算例,验证模型有效性。

关键词：电-气互联系统管道多种失效模式管道参数相关性可靠性评估