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基于FCM-LSTM的光热发电出力短期预测

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工程科学学报 2024年第1期46卷 178-186页

作者：刘振路郭军红李薇贾宏涛陈卓华北电力大学环境科学与工程学院北京102206 华北电力大学资源环境系统优化教育部重点实验室北京102206

对光热电站的出力进行短期预测,可以有效应对太阳能随机性和波动性带来的影响,为电网调度做好准备.该文以青海某光热电站为例,首先使用模糊C均值聚类算法对预处理后的实验数据进行分类,然后通过分析不同聚类类型下出力和气象数据中各因... 详细信息

对光热电站的出力进行短期预测,可以有效应对太阳能随机性和波动性带来的影响,为电网调度做好准备.该文以青海某光热电站为例,首先使用模糊C均值聚类算法对预处理后的实验数据进行分类,然后通过分析不同聚类类型下出力和气象数据中各因子间的关联程度,充分挖掘出数据间的关系,确定不同类型预测模型的输入变量,进而构建出不同类别下的长短期记忆神经网络预测模型.结果表明,与传统长短期记忆神经网络模型、BP神经网络模型、支持向量机模型和随机森林模型的预测结果相比,基于模糊C均值聚类的长短期记忆神经网络预测模型效果良好,大幅减少了预测误差,验证了该预测模型的有效性.

关键词：光热电站气象因素短期出力预测长短期记忆神经网络模糊C均值聚类

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基于实例迁移学习的小样本光伏功率短期预测

太阳能学报 2024年第6期45卷 325-333页

作者：王晓霞艾兴成王涛华北电力大学计算机系保定071003 河北省能源电力知识计算重点实验室保定071003 华北电力大学数理系保定071003

针对新建光伏电站历史数据匮乏导致功率预测精度不足的问题,提出一种基于实例迁移学习的小样本光伏发电功率短期预测方法。首先,以一组丰富的长期运行光伏数据为源域,利用多核最大均值差异估计源域与目标域光伏数据的匹配相似性,筛选出... 详细信息

针对新建光伏电站历史数据匮乏导致功率预测精度不足的问题,提出一种基于实例迁移学习的小样本光伏发电功率短期预测方法。首先,以一组丰富的长期运行光伏数据为源域,利用多核最大均值差异估计源域与目标域光伏数据的匹配相似性,筛选出高相似的迁移源域;然后,建立加权对抗双向长短期记忆网络,通过对抗学习赋予源域光伏样本权重以调整其数据分布,将调整后的源域数据充实目标域数据集,采用双向长短期记忆网络挖掘公共知识域中光伏发电功率序列与气象数据的双向时序关联特性,实现小样本条件下光伏功率的精准预测。结果表明:相较于传统深度学习和模型迁移方法,所提方法能有效提高历史数据有限条件下光伏功率的预测精度。

关键词：光伏发电预测深度学习迁移学习双向长短期记忆网络

跨国跨州/跨省跨区输电定价机制及对中国专项工程定价的启示

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电力系统自动化 2024年第4期48卷 86-100页

作者：朱一兵丛野张粒子胡娱欧张晶崔福博华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 华北电力大学现代电力研究院北京市102206 国家电网有限公司华北分部北京市100053

中国资源禀赋和能源需求呈逆向分布,促进新能源资源在更大范围的优化配置是中国新型电力系统建设的内在要求。跨省跨区输电价格作为跨省跨区电力交易价格的重要组成部分,其定价机制的合理性不仅会影响输电工程投资成本的合理回收,还会... 详细信息

中国资源禀赋和能源需求呈逆向分布,促进新能源资源在更大范围的优化配置是中国新型电力系统建设的内在要求。跨省跨区输电价格作为跨省跨区电力交易价格的重要组成部分,其定价机制的合理性不仅会影响输电工程投资成本的合理回收,还会影响电力市场竞争效率乃至资源在更大范围内优化配置。为此,在梳理中国及欧洲、美国典型电力市场跨省跨区和跨国跨州输电工程现状的基础上,对国际典型电力市场跨国跨州和跨市场输电定价机制的历史沿革和发展情况进行梳理,探究影响跨国跨州和跨市场输电定价的关键因素,并结合中国跨省跨区专项工程输电定价机制的发展沿革,分析了中国现行的跨省跨区专项工程输电定价机制在新型电力系统和全国统一电力市场体系建设的背景下将面临的问题,提出对中国跨省跨区专项工程输电定价的启示与未来发展方向。

关键词：跨省跨区专项工程新型电力系统输电价格定价机制电力市场

基于SC-XGBoost的电站燃煤低位发热量软测量方法

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煤炭科学技术 2024年第S01期52卷 332-340页

作者：乔世超王轶男吕佳阳陈衡刘涛徐钢翟融融华北电力大学北京102206 北京国电通网络技术有限公司北京100086

随着国家大力推进能源供给侧结构性改革,新能源装机容量不断提升,电力市场竞争愈加激烈。另一方面,全球煤炭市场的复杂多变,导致以煤炭为能量来源的发电企业成本上涨。燃煤发热量是衡量煤质的重要评价标准之一,也是采购煤炭最重要的依据... 详细信息

随着国家大力推进能源供给侧结构性改革,新能源装机容量不断提升,电力市场竞争愈加激烈。另一方面,全球煤炭市场的复杂多变,导致以煤炭为能量来源的发电企业成本上涨。燃煤发热量是衡量煤质的重要评价标准之一,也是采购煤炭最重要的依据,对燃煤发热量进行准确预测能够有效地控制电厂运行采购成本。为了实现燃煤发热量的高效预测,采用Pearson系数对相关变量进行特征选取,采用基于密度的噪点空间聚类(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)算法对某电厂自备煤厂近2年1733条化验数据进行去噪,对去噪后数据进行谱聚类(Spectral Clustering,SC)分析。将分类后的子样本集采用极致梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)算法分别建立预测模型,并与最小二乘法回归(Ordinary Least Squares,OLS)、支持向量机(Support Vector Machines,SVM)模型进行性能比较。结果表明,基于XGBoost的电站燃煤发热量预测模型相较于其他算法准确性有明显提升,泛化能力更强。对经过SC算法分类后的燃煤分别建立预测模型能够进一步提高模型的精细化水平,为燃煤电站发热量预测提供一种可靠高效的方法。

关键词：低位发热量机器学习谱聚类极致梯度提升(XGBoost) 软测量

考虑数据不足和基于合作博弈模型融合的风电机组轴承故障诊断方法

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太阳能学报 2024年第1期45卷 234-241页

作者：李俊卿胡晓东王罗马亚鹏何玉灵华北电力大学电力工程系保定071003 中国长江三峡集团有限公司武汉430010 华北电力大学机械工程系保定071003

针对风电机组轴承疲劳实验成本高导致故障数据不足的问题,提出基于粒子群算法(PSO)优化的辅助分类器生成对抗网络(ACGAN),利用PSO对ACGAN的参数进行寻优,进而利用ACGAN生成与原始样本高度相似的新样本;针对单一模型对风电机组轴承故障... 详细信息

针对风电机组轴承疲劳实验成本高导致故障数据不足的问题,提出基于粒子群算法(PSO)优化的辅助分类器生成对抗网络(ACGAN),利用PSO对ACGAN的参数进行寻优,进而利用ACGAN生成与原始样本高度相似的新样本;针对单一模型对风电机组轴承故障诊断的准确率较低的缺点,引进合作博弈理论对多个子模型的诊断结果进行融合,将各个子模型的诊断概率矩阵由合作博弈理论进行融合并输出最终的诊断结果。实验证明,优化后的ACGAN模型和基于合作博弈的模型融合能有效提高轴承故障诊断的准确率。

关键词：风电机组轴承生成式对抗网络故障诊断模型融合合作博弈

基于业务性能偏差感知的电力通信网路由优化策略

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3411-3421页

作者：陈亚鹏杨阳舒乙凌谢文正周振宇新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

针对新兴电力业务对时延、可靠性的严苛要求,提出一种基于业务性能偏差感知的电力通信网路由优化策略。在建立“能量-信息”耦合网络模型基础上,量化分析电力业务转发时延与可靠性约束,设置与能量层、信息层重要度相关的业务效用最大化... 详细信息

针对新兴电力业务对时延、可靠性的严苛要求,提出一种基于业务性能偏差感知的电力通信网路由优化策略。在建立“能量-信息”耦合网络模型基础上,量化分析电力业务转发时延与可靠性约束,设置与能量层、信息层重要度相关的业务效用最大化问题,利用虚拟队列积压感知多跳长时路由优化中的业务性能偏差,基于引入记忆空间的改进SARSA(λ)算法,实现信息不确定场景下的电力通信网路由优化。仿真结果表明,所提算法可有效提升业务效用,在转发时延、丢包率方面性能更优,且可通过权重系数调节适应不同场景的差异化业务需求。

关键词：电力通信网 “能量-信息”耦合网络路由优化业务性能偏差感知强化学习

低频电压下含纤维素颗粒变压器油绝缘特性及影响因素

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1198-1207页

作者：刘云鹏赵家莹刘贺晨赵涛尹子澳华北电力大学河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室保定071003 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平... 详细信息

低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平的变压器油击穿特性。同时,通过仿真及试验分析不同频率下变压器油中纤维素颗粒运动及积聚过程。研究结果表明,交流电压频率对变压器油中纤维素颗粒的成桥特性及击穿电压具有显著影响。随着频率的降低,纤维素颗粒向电极移动速度变慢并难以黏附在电极表面,减缓了纤维素颗粒在电极表面的积聚过程及杂质小桥的形成速度。相同频率交流电压下,变压器油击穿电压均随颗粒物浓度的升高而降低;相同纤维素颗粒浓度下,变压器油击穿电压随着频率的降低而增大。研究结果为低频变压器的设计及运行维护提供了基础数据支撑。

关键词：变压器油交流电压低频输电纤维素颗粒运动

储能型STATCOM的优化电压支撑控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 145-155页

作者：吴娜赵成勇许建中新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

针对高压直流输电系统受端换流站发生接地故障时暂态电压失稳问题,提出一种综合故障检测与有功无功输出的储能型链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)控制策略。储能型STATCOM具有功率四象限运行能力,通过协调... 详细信息

针对高压直流输电系统受端换流站发生接地故障时暂态电压失稳问题,提出一种综合故障检测与有功无功输出的储能型链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)控制策略。储能型STATCOM具有功率四象限运行能力,通过协调装置输出的有功、无功功率可以优化电压支撑效果。首先,改进了故障检测方法,采用双重检测快速判断故障起止时刻。其次,在故障期间控制储能型STATCOM输出一定量的有功功率,可以有效抑制受端连续换相失败,抬升交流电压最低值。同时,对无功功率进行控制切换,避免故障清除后无功回撤不及时导致的受端暂态过电压问题。在PSCAD/EMTDC仿真平台的CIGRE标准系统中对所提电压支撑控制策略与储能型STATCOM常规控制进行对比。结果表明,在不同故障场景中,所提控制策略均能达到更好地电压支撑的效果。

关键词：储能型STATCOM 故障检测换相失败无功切换策略暂态过电压

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Copula分位数回归方法在风电超短期出力预测上的应用

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工程科学学报 2024年第10期46卷 1921-1929页

作者：郭军红王小萱汪月新李薇丁一贾宏涛华北电力大学环境科学与工程学院北京102206 华北电力大学资源环境系统优化教育部重点实验室北京102206 国投电力控股股份有限公司北京100034

风电出力具有较强的随机性和波动性,相比于传统预测,分位数预测方法能够提供全面的风电功率概率分布信息,可实现更可靠的风电出力预报,对电网系统的安全和稳定运行具有重要意义.以甘肃某风电站为案例,将数据按6∶2∶2划分为训练集、验... 详细信息

风电出力具有较强的随机性和波动性,相比于传统预测,分位数预测方法能够提供全面的风电功率概率分布信息,可实现更可靠的风电出力预报,对电网系统的安全和稳定运行具有重要意义.以甘肃某风电站为案例,将数据按6∶2∶2划分为训练集、验证集和测试集,采用基于Copula的分位数回归方法(QCopula)进行功率区间预测,并与三个传统的分位数回归方法进行比较.结果显示,在不同置信区间下QCopula的修正预测区间精度范围在0.701~0.773之间,预测精度平均值比传统分位数回归(QR)、随机森林分位数回归(QRF)和长短期记忆神经网络分位数回归(QLSTM)分别高出15%、9%和13%,优于其他三种分位数预测方法.分位数交叉验证中,QCopula未出现分位数交叉,每个样本点的功率预测值均随概率值单调递增,而QR、QRF、QLSTM均出现不同程度的分位数交叉现象.综上所述,QCopula可以表征更小的区间宽度和更高的区间覆盖率,且分位数曲线不存在交叉,可信度较高.

关键词： Copula函数分位数回归风电超短期出力预测