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机器学习赋能的优化算法及其在新型电力系统中的应用与展望

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中国电机工程学报 2024年第16期44卷 6367-6384,I0008页

作者：王新迎闫冬施展张东霞邓琪林振炜中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 杉数科技(北京)有限公司北京市朝阳区100102

近年来,随着可再生能源的快速发展和新型电力系统建设的加速推进,电力系统的不确定性日益突出,给建模和优化调度带来巨大挑战。机器学习技术可有效利用海量历史数据,为优化稳定快速求解提供了新的理论依据。该文详细分析该新兴交叉领域... 详细信息

近年来,随着可再生能源的快速发展和新型电力系统建设的加速推进,电力系统的不确定性日益突出,给建模和优化调度带来巨大挑战。机器学习技术可有效利用海量历史数据,为优化稳定快速求解提供了新的理论依据。该文详细分析该新兴交叉领域的研究进展。首先,针对一般化的优化问题,基于机器学习与优化计算的交互方式,将其基本算法框架概括为机器学习端到端优化求解、机器学习增强的优化求解算法以及机器学习和电力系统优化联合驱动求解3类,分别阐述其基本原理和适用问题形式。其次,针对相关技术在电力系统优化中的应用研究进展进行梳理,总结其基本方法和应用效果。最后,对基于学习的优化方法的发展趋势及其在新型电力系统中的应用前景进行展望,以期为该新兴领域的后续研究工作提供参考和启发。

关键词：机器学习新型电力系统人工智能优化算法

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极端天气场景下基于天气衍生品的电价风险管理

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全球能源互联网 2024年第1期7卷 66-78页

作者：吴忠群郑瑞锦徐飞阳黄韧董福贵杨婵冯潇颍华北电力大学经济与管理学院北京市昌平区102206 华北电力大学金融研究所北京市昌平区102206 国家电网有限公司华北分部北京市西城区100053 华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

极端天气会导致线路跳闸,发电能力损失,负荷激增。市场环境下用户将承受高昂电价冲击,危及社会稳定。此时抑制电价飙升,管理电价风险十分重要。为此,设计了一种基于电价和发电损失容量的电力天气衍生品,可有效管理电价风险。首先,依据... 详细信息

极端天气会导致线路跳闸,发电能力损失,负荷激增。市场环境下用户将承受高昂电价冲击,危及社会稳定。此时抑制电价飙升,管理电价风险十分重要。为此,设计了一种基于电价和发电损失容量的电力天气衍生品,可有效管理电价风险。首先,依据风险分解结构原理从源网荷及发电商报价角度分析了极端天气对电价的影响。其次,设计了考虑电价、天气为执行条件和基于损失容量与电价为收益函数的天气衍生品,并从理论层面分析了其效果。最后,结合预期效用最大化目标和电力市场出清模型进行发电商决策与电价模拟,使用条件风险价值(CVaR)指标评估了电价风险及衍生品效果。结果显示,所提电力天气衍生品使极端天气对发电商收入的冲击降低80%以上,用户电价均值降低约0.2%,用户电价风险降低20%以上,说明可有效控制电价风险,助力电力市场建设以及新型电力系统构建。

关键词：极端天气天气衍生品电价风险电力市场发电商报价

计及光热发电非线性运行特性的区域电网功率调节能力刻画方法

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3541-3552,I0017页

作者：朱芝润余娟杨知方李文沅周专常喜强输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 国网新疆电力有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000

随着源网荷储一体化建设推进和多能互补系统发展,光热发电凭借其发电连续性、灵活性等优点,在多能互补系统中发挥的作用日益增大。准确描述光热电站运行特性并刻画含多能互补系统区域电网功率调节能力,对于实现电力资源优化配置有着十... 详细信息

随着源网荷储一体化建设推进和多能互补系统发展,光热发电凭借其发电连续性、灵活性等优点,在多能互补系统中发挥的作用日益增大。准确描述光热电站运行特性并刻画含多能互补系统区域电网功率调节能力,对于实现电力资源优化配置有着十分重要的意义。然而,现有含光热电站经济调度模型,尚未计及储热系统充、放热过程能量损失成本,也缺乏对含光热电站区域电网的功率调节能力研究。为此,提出一种计及光热发电非线性运行特性的区域电网功率调节能力刻画方法。首先,考虑光热电站运行过程非线性约束及储热系统能量损失成本,构建计及光热发电非线性运行特性的电力系统经济调度模型。进一步,为解决光热发电非线性运行特性影响电网功率调节能力刻画这一问题,提出含光热电站电力系统经济调度模型线性化转换方法。在此基础上,基于多参数规划理论和K-means聚类算法,提出计及光热发电非线性运行特性的区域电网多时段功率调节能力刻画方法,实现联络线传输功率可行域的解耦计算,进而表征区域电网功率调节能力。最后,选取IEEE 30节点系统以及国内某省实际电力系统作为算例系统进行分析,验证所提方法的准确性及有效性。

关键词：光热发电线性化方法多参数规划经济调度联络线传输功率可行域

源-荷-储协同优化的配电网平衡能力提升方法

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5097-5108,I0007页

作者：顾光荣杨鹏汤波王丁来鑫上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090 国网河南省电力公司信阳供电公司河南省信阳市464000 上海理工大学机械工程学院上海市杨浦区200092

在新型电力系统建设背景下,针对分布式新能源和柔性负荷大量接入导致配电网供需情况日益复杂、功率和能量平衡愈加困难等问题,该文提出一种源-荷-储协同优化的配电网平衡能力提升方法,从经济性与用能低碳性等方面提高配电网运行水平。首... 详细信息

在新型电力系统建设背景下,针对分布式新能源和柔性负荷大量接入导致配电网供需情况日益复杂、功率和能量平衡愈加困难等问题,该文提出一种源-荷-储协同优化的配电网平衡能力提升方法,从经济性与用能低碳性等方面提高配电网运行水平。首先,建立多场景下的源荷不确定性模型,在有效量化配电网源荷不确定性的基础上提取典型运行场景;其次,提出一种基于信息熵理论的源荷功率时序平衡度量化评估方法;最后,建立源-荷-储协同的两阶段优化模型,第1阶段通过事件驱动机制深入挖掘用户参与需求响应的潜力,第2阶段在储能系统建模时引入平衡度约束以促进新能源消纳,进而使配电网的平衡能力得到最大程度提升。通过浙江某地区电网实例验证所提方法对提升配电网平衡能力和新能源消纳能力的科学性和实用性。

关键词：源-荷-储协同配电网平衡能力源荷不确定性信息熵理论事件驱动

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考虑绿电交易的用户间接碳排放核算方法

电网技术 2024年第1期48卷 29-38页

作者：王婧婷王宇扬周明武昭原余涛石竹玉华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 国网上海市电力公司上海市浦东新区200122 国网数字科技控股有限公司北京市东城区100077

在碳达峰碳中和背景下,为推动以新能源为主体的新型电力系统建设,各地积极组织开展绿色电力市场化交易,鼓励用户与新能源发电商直接签订绿电双边交易,主动承担碳减排经济责任。因此,准确核算用户电力消费的间接碳排放是低碳电力系统运... 详细信息

在碳达峰碳中和背景下,为推动以新能源为主体的新型电力系统建设,各地积极组织开展绿色电力市场化交易,鼓励用户与新能源发电商直接签订绿电双边交易,主动承担碳减排经济责任。因此,准确核算用户电力消费的间接碳排放是低碳电力系统运行管理的一个关键问题。鉴于目前按照区域平均碳排放因子核算用户间接碳排放的不合理性及难以量化用户绿电双边交易对间接碳排放的作用,该文从用户角度建立碳排放流溯源方法,进而提出考虑绿电双边交易的用户间接碳排放核算方法。首先基于电路理论的潮流追踪方法,并考虑火电实时碳排放强度,建立用户侧电力消费与发电侧电力碳排放的网络映射关系;然后针对金融性绿电双边交易通过建立绿电交易等效网络,实现在用户间接碳排放核算中准确量化绿电交易的碳抵扣效应。通过算例验证了所提方法的可行性和公平性。

关键词：碳溯源间接碳排放绿色电力交易低碳电力

三角桁架悬挑架在装配剪力墙结构工程中的应用

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工程质量 2024年第8期42卷 38-41页

作者：于光卫李丽丽北京市大兴区建设集团有限公司北京102699 河北霞光电力工程集团有限公司河北廊坊065000

装配式剪力墙结构区别于传统现浇剪力墙结构,装配整体式剪力墙结构采用预制混凝土夹心保温外墙板,而传统型钢悬挑外防护脚手架在装配式结构中与墙体灌浆节点存在冲突,且需在预制外墙中预留洞口后期封堵具有一定困难,还易造成漏水隐患;... 详细信息

装配式剪力墙结构区别于传统现浇剪力墙结构,装配整体式剪力墙结构采用预制混凝土夹心保温外墙板,而传统型钢悬挑外防护脚手架在装配式结构中与墙体灌浆节点存在冲突,且需在预制外墙中预留洞口后期封堵具有一定困难,还易造成漏水隐患;由横杆、斜杆、竖向、腹杆组成的三角桁架通过螺栓与外墙预留孔进行连接,形成三角桁架悬挑外防护架,可有效规避以上风险,减少对外墙的影响。论文以实际工程案例为背景,对装配剪力墙结构三角桁架悬挑架体的特点、关键技术等方面进行分析,详细介绍选型思路及深化设计要点,对类似工程具有一定的参考价值。

关键词：装配剪力墙结构脚手架外防护高层建筑

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大风区接触网正馈线气动阻尼片抑舞效果分析

湖南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：赵珊鹏张鹏飞张海喜张友鹏赵斌石磊刘源涛张宸瑞国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司兰州交通大学自动化与电气工程学院

为抑制大风区兰新高铁接触网正馈线在挡风墙尾流影响下发生的大幅舞动，基于空气动力学理论，建立了安装气动阻尼片后的接触网正馈线几何模型，结合用户自定义程序(UDF)与动网格技术实现正馈线舞动响应的流固双向耦合求解。研究结果表... 详细信息

为抑制大风区兰新高铁接触网正馈线在挡风墙尾流影响下发生的大幅舞动，基于空气动力学理论，建立了安装气动阻尼片后的接触网正馈线几何模型，结合用户自定义程序(UDF)与动网格技术实现正馈线舞动响应的流固双向耦合求解。研究结果表明：固接式阻尼片迎风角度对正馈线舞动具有重要影响，当安装固接式阻尼片迎风角度为140°时正馈线舞动幅值最小；悬挂式气动阻尼片垂直向下悬挂，安装后具备抑舞效果。不同悬挂方式的阻尼片结构长度均为0.75D时，正馈线舞动幅值达到最小值，此时气动阻尼片的抑舞效果最好。气动阻尼片还具有一定的压重效果，以抵消部分垂向风荷载，较适应大风区接触网运行环境，建议采用金属材质气动阻尼片。安装气动阻尼片后，气流经导线的通道会受到限制，产生压力差，进而导致气体流动速度减慢，增强气动阻力，消耗导线振动带来的能量，从而减少舞动的幅度和频率。研究结果进一步明确了气动阻尼片对接触网正馈线舞动的抑制机制及效果，为大风区接触网正馈线舞动的防治提供重要的理论支撑。

关键词：兰新高铁正馈线气动阻尼片防舞效果流固耦合

基于机器学习的典型岩溶区岩性分类技术-以广西平果地区为例

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中国岩溶 2024年第3期43卷 606-616页

作者：杜伟孟小前涂杰楠刘嵩胡伟张益明戴媛媛吴漾国网电力空间技术有限公司北京102209 中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 国网甘肃电力公司甘肃兰州730010

快速准确识别碳酸盐岩对于岩溶区的基础设施建设和重大工程实施十分重要,通过遥感岩性分类实现碳酸盐岩的快速提取目前仍然是最高效的途径之一。文章基于Landsat和AW3D 30DSM遥感数据,以广西平果地区典型岩溶区为研究对象,采用碳酸盐岩... 详细信息

快速准确识别碳酸盐岩对于岩溶区的基础设施建设和重大工程实施十分重要,通过遥感岩性分类实现碳酸盐岩的快速提取目前仍然是最高效的途径之一。文章基于Landsat和AW3D 30DSM遥感数据,以广西平果地区典型岩溶区为研究对象,采用碳酸盐岩的可见光到短波红外的多光谱信息、熵和角二阶矩等纹理信息及曲率和坡度等地形特征,对平果地区岩溶分布区的碳酸盐岩、碎屑岩、第四系及水体进行岩性分类,在选取606个总体样本并验证303个分类样本的基础上,采用最大似然分类方法对区域岩性进行快速分类。结果表明:碳酸盐岩的生产者精度和用户精度分别达到94.54%和97.64%,基本能够实现碳酸盐岩的快速提取和准确识别的需求,在典型岩溶区的岩性分类方法中具有准确率高、实现路径简单、所需数据源易获取的特点,将为典型岩溶区的岩性快速分类提供一种新的思路。

关键词：碳酸盐岩遥感最大似然分类信息提取平果

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发电系统数字化研究综述

发电技术 2024年第1期45卷 120-141页

作者：王翔宇陈武晖郭小龙常喜强太原理工大学电气与动力工程学院山西省太原市030024 国网新疆电力有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000

随着信息革命的发展与演进,推动新一代数字技术与传统发电系统融合,推进发电系统的数字化建设是支撑能源转型与数字电网建设的重要途经。从发电系统的数字化业务需求出发,总结了全生命周期管理、智能运维和智能运行等多类型场景对于数... 详细信息

随着信息革命的发展与演进,推动新一代数字技术与传统发电系统融合,推进发电系统的数字化建设是支撑能源转型与数字电网建设的重要途经。从发电系统的数字化业务需求出发,总结了全生命周期管理、智能运维和智能运行等多类型场景对于数据的业务需求,从网络结构和数字技术架构两方面阐述了发电系统数字化系统的体系架构,梳理了发电系统数字化过程中的关键技术与应用,最后探讨了发电系统数字化过程中亟待解决的问题。

关键词：发电系统数字化业务架构协同驱动体系架构人工智能数字孪生