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基于序列成分重组与时序自注意力机制改进TCN-BiLSTM的短期电力负荷预测

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：易雅雯娄素华华中科技大学电气与电子工程学院

针对区域级电力负荷预测精度较低的问题，本文提出一种基于序列成分重组与时序自注意力机制改进TCN-BiLSTM的短期负荷预测方法。该方法首先通过中心频率法确定最佳初始分解数目，进而采用变分模态分解算法将原始负荷序列分解为多个不同... 详细信息

针对区域级电力负荷预测精度较低的问题，本文提出一种基于序列成分重组与时序自注意力机制改进TCN-BiLSTM的短期负荷预测方法。该方法首先通过中心频率法确定最佳初始分解数目，进而采用变分模态分解算法将原始负荷序列分解为多个不同频率成分序列；其次，基于各成分序列的样本熵对多个成分序列进行K均值聚类，以获得最佳聚类数目的重组负荷序列分量；接下来，将各重组分量输入本文提出的负荷预测模型，获得各重组分量预测结果；最终，线性叠加各重组成分序列预测结果以获得最终负荷预测结果。算例分析表明，本文方法与其它相关对比模型相比预测均方根误差降低46.37%，模型拟合效果平均提升3.24%，表明本文方法负荷预测精度高、模型拟合效果好，适用于区域级电力负荷预测。

关键词：负荷预测变分模态分解样本熵 K均值聚类时序自注意力机制时间卷积网络双向长短期记忆网络

基于优选建模和深度置信网络的电压互感器误差定量评估方法

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电测与仪表 2024年第8期61卷 55-62,77页

作者：徐云武李红斌张传计华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

电压互感器(potential transformer,PT)是电力系统中电压测量的关键设备,对PT的计量误差进行在线评估将有助于维护电能贸易结算的公平公正,其中基于数据驱动的PT在线评估方法因其评估性能优越而具有良好的工程应用前景,但存在着未考虑... 详细信息

电压互感器(potential transformer,PT)是电力系统中电压测量的关键设备,对PT的计量误差进行在线评估将有助于维护电能贸易结算的公平公正,其中基于数据驱动的PT在线评估方法因其评估性能优越而具有良好的工程应用前景,但存在着未考虑建模数据中是否含有异常数据以及无法定量评估等问题。为此,文中提出了一种基于优选建模和深度置信网络的定量评估方法,该方法通过无监督聚类技术确定理想的建模数据集,并利用深度置信网络进行训练得到PT定量评估模型,进而对PT实时输出信号进行分析实现误差定量评估。实验表明,该方法可有效检测出建模数据中的异常数据,且准确监测0.2级PT的计量误差状态,实现在运PT计量性能的准确评估。

关键词：电压互感器建模数据异常检测优选建模深度置信网络定量评估

基于主从博弈的虚拟电厂参与多元竞争市场投标策略研究

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 125-137页

作者：彭超逸徐苏越顾慧杰周华锋胡荣聂涌泉孙海顺陈文哲中国南方电网电力调度控制中心广东广州510530 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) 湖北武汉430074

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可以聚合多元异构分布式能源(distributed energy resource,DER)灵活参与电力市场,但受市场多元主体投标行为不确定性的影响,VPP在日前电力市场面临着潜在的投标需求流标风险。为解决多元竞争电力市... 详细信息

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可以聚合多元异构分布式能源(distributed energy resource,DER)灵活参与电力市场,但受市场多元主体投标行为不确定性的影响,VPP在日前电力市场面临着潜在的投标需求流标风险。为解决多元竞争电力市场中电价电量不确定性影响下VPP的优化申报问题,提出一种VPP灵活分段投标策略。首先,基于分布式能源运行特性构建了虚拟电厂聚合可调节能力评估方法,在考虑电力平衡需求的基础上,提出按可调节能力划分区间的VPP灵活分段投标策略。然后,构建了虚拟电厂参与日前电力现货市场投标的主从博弈模型,以实现VPP收益及社会效益的最大化。最后,采用强对偶理论和大M法将该均衡约束规划问题(equilibrium problems with equilibrium constraints,EPEC)转化为混合整数线性规划问题(mixed integer linear program,MILP)求解。算例结果表明,VPP采用灵活分段投标策略参与日前电力市场,可以充分利用其可调节能力,保障其投标需求有效中标,有效提升了VPP收益及社会效益。

关键词：虚拟电厂聚合算法投标策略主从博弈

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锂离子电池健康状态估计方法研究现状与展望

电力系统自动化 2024年

作者：李卓昊石琼林王康丽蒋凯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(华中科技大学) 电力安全与高效利用教育部工程研究中心

锂离子电池作为一种重要的储能电池，近年来发展逐渐成熟并被广泛应用于各种工业领域，有效缓解了能源转型和环境污染的压力。为保障锂离子电池能够安全、高效地长期服役，降低运行成本，实时准确地估计电池的健康状态变得尤为重要。文... 详细信息

锂离子电池作为一种重要的储能电池，近年来发展逐渐成熟并被广泛应用于各种工业领域，有效缓解了能源转型和环境污染的压力。为保障锂离子电池能够安全、高效地长期服役，降低运行成本，实时准确地估计电池的健康状态变得尤为重要。文中对锂离子电池健康状态估计方法的发展现状进行了综述。首先，介绍了锂离子电池的老化机制和健康状态的相关概念。其次，介绍了包括基于测试、基于模型、基于数据驱动、基于不同方法融合在内的传统健康状态估计方法，以及基于先进感知技术的新型健康状态估计方法，展示了不同方法的改进过程，并对储能系统中锂离子电池模组的健康状态估计方法进行了简要概述。作为一种新兴方法，基于先进感知的方法对电池内部信息进行感知,具有广阔的应用前景。然后，分析比较了这些方法的优缺点和改进角度，为面对不同问题情境时如何选择合适的方法提供参考。最后，为推动锂离子电池的健康状态估计方法的实际应用，提出了该领域面临的挑战，并展望了该领域未来的研究方向。

关键词：锂离子电池健康状态估计电池老化数据驱动先进感知

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锂离子电池健康状态估计方法研究现状与展望

电力系统自动化 2024年第20期 109-129页

作者：李卓昊石琼林王康丽蒋凯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(华中科技大学) 电力安全与高效利用教育部工程研究中心

关键词：锂离子电池健康状态估计电池老化数据驱动先进感知

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数据与知识融合的电能表故障关联模型研究

电测与仪表 2024年第4期61卷 206-211页

作者：丁黎夏水斌魏伟王子钰梁益洁彭晗国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) 武汉430072 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

当前各地积累了大量因故障拆回的电能表,但拆回表的价值尚未充分发掘。文中利用拆回表信息构建从“电能表故障现象”到“元器件故障”的关联模型给出了建立该模型的完整流程。首先对拆回表进行开盖检视,记录初步结果并进行数据筛分、清... 详细信息

当前各地积累了大量因故障拆回的电能表,但拆回表的价值尚未充分发掘。文中利用拆回表信息构建从“电能表故障现象”到“元器件故障”的关联模型给出了建立该模型的完整流程。首先对拆回表进行开盖检视,记录初步结果并进行数据筛分、清洗,获得故障现象与元器件故障之间的直接与间接关系;其次对于直接关系采用统计方法建模,对于间接关系则以层次分析法为桥梁进行建模,最终获得完整关联模型。文中还给出了该模型的应用实例与数据更新方法。通过实验证明了该方法有效性,所提方法可用于指导电能表的维护检修及生产流程改进。

关键词：电能表故障元器件故障数据筛分清洗层次分析法

直流受端馈入站与近区风电场系统振荡特性分析

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2685-2698,I0014页

作者：孙康怡李大虎姚伟周泓宇林思齐文劲宇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) 湖北省武汉市430074 国网湖北省电力公司湖北省武汉市430077

随着高压直流输电工程的不断投产,以及风电项目的增多,越来越多的风电场出现在电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)受端换流站近区,两者构成的系统存在振荡风险。为此,... 详细信息

随着高压直流输电工程的不断投产,以及风电项目的增多,越来越多的风电场出现在电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)受端换流站近区,两者构成的系统存在振荡风险。为此,该文针对直流受端馈入站与近区风电场系统的振荡特性展开研究。首先,建立并验证系统的状态空间模型,基于该模型计算出系统特征值,确定LCC-HVDC与风电场共同参与的振荡主导模式并进行参与因子分析。进一步地,通过对比是否接入LCC-HVDC的主导模式,得到LCC-HVDC的接入会削弱系统阻尼的结论。最后,从系统额定容量、交流系统短路比、风电场并网线路长度等方面探究系统稳定性的影响因素,并分析系统的不同短路比、潮流比对风机网侧换流器(grid-side converter,GSC)外环控制和换流站定电流控制器性能的影响。

关键词：直驱风电场电网换相换流器高压直流输电直流馈入站耦合振荡小信号分析参与因子分析

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基于边界强化混合采样的两阶段电力系统暂态稳定评估

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 143-150页

作者：周生存罗毅易煊承吴亚宁李丁雷成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湖北武汉430074 南方电网能源发展研究院有限责任公司广东广州510530

受制于样本固有的不平衡性,基于数据挖掘的暂态稳定预测方法不易用于工程实践,为此,提出一种基于边界强化混合采样的两阶段暂态稳定评估模型。在第1阶段,利用预训练的级联卷积神经网络模型确定边界和非边界样本集,利用条件生成对抗网络... 详细信息

受制于样本固有的不平衡性,基于数据挖掘的暂态稳定预测方法不易用于工程实践,为此,提出一种基于边界强化混合采样的两阶段暂态稳定评估模型。在第1阶段,利用预训练的级联卷积神经网络模型确定边界和非边界样本集,利用条件生成对抗网络合成边界集失稳样本,并对非边界集稳定样本进行欠采样,以实现边界强化;在第2阶段,利用混合采样后的重构样本集再训练卷积神经网络模型,以更好地挖掘失稳样本的隐含特征,并采用改进后的焦点损失函数加强模型对边界集样本的学习能力。新英格兰39节点系统与南方某省级电网的仿真结果表明,所建模型有效降低了对失稳样本的漏判率,提高了整体预测精度,在样本极不平衡的情况下仍有良好的评估性能。

关键词：边界强化混合采样暂态稳定不平衡分类卷积神经网络

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提高配电网承载力的分布式光伏双层规划方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 69-75页

作者：杨志淳朱炳兆操燕春王丹国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北武汉430074 华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074 国网湖北省电力有限公司黄冈供电公司湖北黄冈438000

针对光伏发电爆发式增长、规模化并网,配电网结构和运行状态发生较大改变,配电网的可靠性和安全性受到挑战的问题,以广义短路比(gSCR)、节点电压关联裕度(VIMI)和电压偏差作为配电网承载能力评估指标,提出了一种提高配电网承载能力的分... 详细信息

针对光伏发电爆发式增长、规模化并网,配电网结构和运行状态发生较大改变,配电网的可靠性和安全性受到挑战的问题,以广义短路比(gSCR)、节点电压关联裕度(VIMI)和电压偏差作为配电网承载能力评估指标,提出了一种提高配电网承载能力的分布式光伏选址定容双层规划模型.上层以配电网承载能力最大为目标,对分布式光伏设备进行选址定容;下层规划以网损最小为目标,调节光伏设备无功出力,优化光伏接入容量.利用天牛须(BAS)-粒子群算法和二阶锥松弛方法对模型进行求解.最后通过案例验证模型的有效性,结果表明所提方案具有良好的鲁棒性和适用性.

关键词：承载能力配电网分布式光伏选址定容双层规划