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计及不确定性的风储联合系统多时间尺度市场参与策略

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电力自动化设备 2024年第2期44卷 18-25页

作者：孙鑫魏文荣李琼林姚福星刘阳张亚飞苗世洪国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室电力安全与高效湖北省重点实验室湖北武汉430074

风电出力的强不确定性严重阻碍了电力市场上报计划的精准执行,由此产生的偏差功率可能使风储联合系统背负高额的偏差惩罚和弃风损失。为了减小投标决策失误导致的经济亏损,建立了一种风储联合系统多时间尺度市场投标模型。借鉴美国现有... 详细信息

风电出力的强不确定性严重阻碍了电力市场上报计划的精准执行,由此产生的偏差功率可能使风储联合系统背负高额的偏差惩罚和弃风损失。为了减小投标决策失误导致的经济亏损,建立了一种风储联合系统多时间尺度市场投标模型。借鉴美国现有的市场机制,建立风储联合系统参与能量市场和调频辅助服务市场的收益、成本模型;为了提升风储联合系统投标策略的准确性,基于Copula函数对风电出力不确定性进行量化建模,以此为基础预留部分储能出力能力,从而降低由偏差功率产生的经济性风险;以风储联合系统的预期净收益最大为目标,制定能量市场和调频辅助服务市场的日前投标策略,并在日内阶段根据超短期风电预测数据修正投标决策,提出一种考虑风电出力不确定性的风储联合系统多时间尺度市场参与策略。基于我国某实际风储联合系统进行算例分析,结果表明所提策略能够有效提高风储联合系统的经济收益,避免资源浪费。

关键词：风储联合系统偏差功率风电不确定性电力市场调频辅助服务多时间尺度 Copula函数

自平衡策略的电流互感器取能调速风冷装置设计

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电机与控制学报 2024年第5期28卷 1-8页

作者：何杰伟刘自程黄秋萍刘杉姜喆刘志刚华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074 国网智能电网研究院有限公司北京100084 江苏腾炎电气有限公司江苏苏州215000

随着我国电力系统输电量逐年上升,输电网络中的换流变压器阀侧套管等关键设备部件热功率也随之增大,因此有必要设计开发散热风机等设备,实现过热故障多发点的主动散热。设计研发一种电流互感器(CT)取能调速风冷装置,利用CT从输电线路上... 详细信息

随着我国电力系统输电量逐年上升,输电网络中的换流变压器阀侧套管等关键设备部件热功率也随之增大,因此有必要设计开发散热风机等设备,实现过热故障多发点的主动散热。设计研发一种电流互感器(CT)取能调速风冷装置,利用CT从输电线路上获取能量为散热风机供能,以解决输电线路现场常规电源无法使用的难题。针对CT的取能能力随着输电线路电流不断变化且不受控的问题,设计一种功率主动自平衡新策略,通过利用负载的控制自由度来适应CT二次侧电流的宽变化范围,从而扩展装置的稳定运行区间,提升电源的取能能力。将装置套装在交流输电母排上进行实验验证,母排电流的有效值在上千安培范围内变化,装置始终稳定且保持60%以上的功率容量利用率。

关键词：换流变压器阀侧套管电流互感器取能电源调速风冷功率平衡稳定运行区间

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正极性长空气间隙放电不稳定先导通道温度演化规律研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：程晨陈维江贺恒鑫黄煜彬傅中赵爱华胡丹国网安徽省电力有限公司电力科学研究院国家电网公司强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)

先导放电是长空气间隙击穿的主导物理过程，是一种高电导率、且以热电离过程为主导机制的热等离子体，获取不稳定先导通道温度分布对于揭示先导起始物理机制以及建立先导放电全过程仿真模型至关重要。该文利用脉冲驱动高功率LED光源，... 详细信息

先导放电是长空气间隙击穿的主导物理过程，是一种高电导率、且以热电离过程为主导机制的热等离子体，获取不稳定先导通道温度分布对于揭示先导起始物理机制以及建立先导放电全过程仿真模型至关重要。该文利用脉冲驱动高功率LED光源，建立一套高时空分辨率定量纹影系统，并开展了1.0m棒-板间隙正极性先导放电定量纹影观测实验。实测结果显示，在不稳定先导电流持续注入期间，通道轴向温度分布较为均匀，且通道热直径在径向上呈现持续快速扩张，并最终导致不稳定先导放电停止。此外，获得了维持不稳定先导放电发展的通道轴线温度临界值为5000K。通过分析发现热传导过程是先导弛豫阶段的主导能量耗散机制，并导致通道轴线温度始终呈现下降趋势，最终稳定在1600K，较暗区通道中心温度稳定值要高。研究对于揭示先导放电物理机制和支撑建立先导放电发展模型具有一定的科学意义和工程应用价值。

关键词：不稳定先导放电定量纹影系统气体温度热传导

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低温型锂离子电池中的非水电解质研究进展

储能科学与技术 2024年第7期13卷 2286-2299页

作者：李昌豪汪书苹杨献坤曾子琪周昕玥谢佳国网安徽省电力有限公司电力科学研究院电力火灾与安全防护安徽省重点实验室(国家电网公司输变电设施火灾防护实验室)安徽合肥230601 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁技术全国重点实验室湖北武汉430000 华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430000

锂离子电池已在移动设备、电动交通工具和储能系统等领域得到广泛应用。开发能够在低温条件下稳定工作的锂离子电池,可满足科学探索与军事战略地位的高寒地区、两极地区,以及高空和近太空等区域对能量储存及释放的需求。电解液作为锂离... 详细信息

锂离子电池已在移动设备、电动交通工具和储能系统等领域得到广泛应用。开发能够在低温条件下稳定工作的锂离子电池,可满足科学探索与军事战略地位的高寒地区、两极地区,以及高空和近太空等区域对能量储存及释放的需求。电解液作为锂离子电池中一个重要组成部分,对低温下锂离子电池的性能表现起着决定性的作用。传统碳酸酯电解液的高熔点以及低温下的离子传输速度缓慢的特性,会导致寒冷环境下电池输出功率的下降甚至电池失效。引入低熔点组分溶剂,降低碳酸乙烯酯溶剂在电解液中的比例或者设计无碳酸乙烯酯电解液,可以有效改善电解液的液程范围和离子导电能力,从而减小电池极化,提升锂离子电池的低温性能。本文首先从电解液的角度阐述了LIBs在低温下的失效原因和析锂机制。在此基础上,探讨了近五年来关于低温电解液设计的研究成果和改性策略,包括溶剂分子、锂盐和成膜添加剂的选择等。此外,介绍了近年来提出的高熵电解液、稀释高浓电解液和弱溶剂化电解液等新型电解液设计策略。最后,总结了低温电解液设计策略的优缺点、科学挑战,并就该领域的现状提出了未来可能的发展方向。

关键词：锂离子电池电解液低温有机溶剂

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考虑FTU信号丢失的有源配电网故障区段定位方法

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水电能源科学 2024年 212-216页

作者：黄牧涛周胡钧卢明李哲刘善峰华中科技大学电气与电子工程学院国网河南省电力公司电力科学研究院

针对极端天气下配电自动化系统易发生大面积通迅故障的问题,提出一种考虑馈线终端装置(FTU)信号丢失的有源配电网故障定位方法。该方法以现有的基于优化算法的有源配电网故障定位模型为基础,在模型中添加表示FTU上传过流信号是否丢失的... 详细信息

针对极端天气下配电自动化系统易发生大面积通迅故障的问题,提出一种考虑馈线终端装置(FTU)信号丢失的有源配电网故障定位方法。该方法以现有的基于优化算法的有源配电网故障定位模型为基础,在模型中添加表示FTU上传过流信号是否丢失的决策变量,增加FTU信号丢失约束并对适应度函数进行修改,并将模型转化为整数线性规划模型,利用商业求解器进行求解。最后,通过不同故障场景测试验证了所提方法在大规模FTU信号丢失状态下仍有较高的容错性。

关键词：有源配电网故障定位 FTU信号丢失整数线性规划

基于K-means聚类和极限学习机组合算法的短期光伏功率预测

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水电能源科学 2024年第2期42卷 217-220,216页

作者：黄牧涛邢芳菲陈兴邦卢明华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074 华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052

考虑光伏功率的预测精度强依赖于天气模态和气候条件等因素影响,提出了基于极限学习机组合算法的短期光伏功率预测方法。首先,基于K-means聚类算法进行天气分型,分为4个季节下晴天、多云天气、阴雨天气共12组不同天气类别。其次,针对天... 详细信息

考虑光伏功率的预测精度强依赖于天气模态和气候条件等因素影响,提出了基于极限学习机组合算法的短期光伏功率预测方法。首先,基于K-means聚类算法进行天气分型,分为4个季节下晴天、多云天气、阴雨天气共12组不同天气类别。其次,针对天气分型结果,基于极限学习机ELM、遗传算法改进的极限学习机GA-ELM、鸟群算法改进的极限学习机BSA-ELM3种算法构建光伏功率预测模型。最后,以某光伏电站数据进行所提模型验证。预测结果表明,BSA-ELM预测精度最高,12种天气预测精度达到90%左右,各季节中预测精度最高的天气类型均为晴天,多云天气精度高于阴雨天气精度,可为含高比例光伏并网的新型电力系统安全稳定运行提供有效数据支撑。

关键词：光伏发电功率预测 K-means聚类天气分型极限学习机算法遗传算法鸟群算法

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基于改进灰狼算法的微网多主体主从博弈策略

科学技术与工程 2024年第18期24卷 7701-7709页

作者：陈晓梅周博蔡烨华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为平衡包含电、热两种能源形式的微网系统内各参与者间的利益关系,通过改进灰狼算法提出了一种微网能量管理模型。首先,在充分分析微网结构及其各主体功能的基础上,为综合考虑源-网-荷的决策能力,将主从博弈方法应用于产能商、微网运营... 详细信息

为平衡包含电、热两种能源形式的微网系统内各参与者间的利益关系,通过改进灰狼算法提出了一种微网能量管理模型。首先,在充分分析微网结构及其各主体功能的基础上,为综合考虑源-网-荷的决策能力,将主从博弈方法应用于产能商、微网运营商、负荷聚合商之间的互动,建立一主多从的微网能量管理数学模型;其次,针对博弈上层模型高维、非线性的特点,在传统灰狼算法基础上,利用Tent映射对种群进行初始化、采用非线性收敛因子平衡种群搜索能力、利用莱维飞行策略降低陷入局部最优的风险。在模型求解时,博弈上层采用改进灰狼算法,下层采用二次规划方法,二者结合以探讨使各主体利益最大的策略;最后,通过算例进行验证,结果表明:本文算法更加高效,所提模型在提高参与者收益,平滑用户负荷分布方面更加优越。

关键词：主从博弈微网改进灰狼算法优化运行

考虑充-换电站电池能量转供链路的配电网灾前-灾后两阶段恢复策略

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电力建设 2024年第7期45卷 76-87页

作者：徐望胜随权林湘宁李振兴三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 郑州大学电气与信息工程学院郑州市450001 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉市430074

针对极寒天气、台风等极端事件可能诱发输电线路故障,致使配电网负荷大量失电的问题,提出一种考虑电动汽车充-换电站(battery charging-swapping station,BCSS)协同的配电网灾前-灾后两阶段恢复策略。首先,分析BCSS参与配电网恢复的可... 详细信息

针对极寒天气、台风等极端事件可能诱发输电线路故障,致使配电网负荷大量失电的问题,提出一种考虑电动汽车充-换电站(battery charging-swapping station,BCSS)协同的配电网灾前-灾后两阶段恢复策略。首先,分析BCSS参与配电网恢复的可行性以及配电网灾前-灾后两阶段恢复架构。其次,考虑低温环境的影响,构建考虑热管理系统的BCSS精细化能量转供链路模型。然后,提出考虑BCSS的配电网灾前-灾后两阶段恢复策略,其中灾前阶段决策电池组的分配,灾后阶段根据残存资源的供电潜能,以综合经济性最优为目标函数最大化保障负荷平稳运行。最后,以改进IEEE 33节点和123节点配电网为例进行数值仿真。结果表明,所提策略能够在提高配电网重要负荷恢复率的同时保证较低的恢复成本,具有可行性与优越性。

关键词：配电网电动汽车充-换电站(BCSS) 热管理系统灾前-灾后两阶段恢复

基于联邦强化学习的电热综合能源系统能量管理策略

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上海交通大学学报 2024年第6期58卷 904-915页

作者：王金锋王琪任正某孙晓晨孙毅赵一伊国网陕西省电力有限公司经济技术研究院西安710065 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

电热综合能源系统(IES)的能量管理关系到园区的经济效益与多能互补能力,但面临新能源出力随机性和用户负荷不确定性的挑战.首先,构建电热IES能量管理问题的数学模型,将各供能子系统赋能为智能体,基于深度确定性策略梯度(DDPG)算法建立... 详细信息

电热综合能源系统(IES)的能量管理关系到园区的经济效益与多能互补能力,但面临新能源出力随机性和用户负荷不确定性的挑战.首先,构建电热IES能量管理问题的数学模型,将各供能子系统赋能为智能体,基于深度确定性策略梯度(DDPG)算法建立综合考虑子系统实时用能负荷、分时电价及各设备出力的系统能量管理模型.然后,采用联邦学习技术,在训练过程中交互3个子系统的能量管理模型梯度参数对模型的训练效果进行协同优化,打破数据壁垒的同时保护各子系统数据隐私.最后,通过算例分析验证了所构建基于联邦学习框架的DDPG能量管理模型能有效提升园区IES经济效益.

关键词：综合能源系统联邦学习能量管理深度确定性策略梯度