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光储微网群与微网运营商主从博弈交易优化及定价策略研究

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价格理论与实践 2024年第5期 97-103页

作者：胡文建王琳郭思炎杨宇皓王飞贾焦心国网石家庄供电公司华北电力大学

随着光伏发电技术的快速发展,通过配置储能提高区域光伏发电可靠性和经济性成为重要的发展趋势。但是,多数光储微电网发电量相对较小,难以直接参与电力交易。因此,基于光储微电网(PESM)群和光储微电网运营商(PESMO),提出了PESM群与PESM... 详细信息

随着光伏发电技术的快速发展,通过配置储能提高区域光伏发电可靠性和经济性成为重要的发展趋势。但是,多数光储微电网发电量相对较小,难以直接参与电力交易。因此,基于光储微电网(PESM)群和光储微电网运营商(PESMO),提出了PESM群与PESMO的主从博弈交易优化及定价策略模型,并通过多元宇宙算法进行求解,同步得到PESMO的实时购售电定价策略及PESM出力调度结果。最后,以某地区的PESM群为研究对象,通过仿真分析验证模型有效解决光储微电网难以参与电力市场交易的问题,实现各主体共赢。研究结果对推进光储一体化发展以及构建新型电力系统具有重要意义。

关键词：光储微电网群主从博弈交易优化定价策略

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超临界锅炉水冷壁泄漏分析及对策

洁净煤技术 2024年第S2期 358-364页

作者：马飞陈衡河北涿州京源热电有限责任公司华北电力大学

锅炉水冷壁的主要作用是在高温高压下传导炉内热量，以保证锅炉的正常运行。然而，在运行过程中，由于水冷壁的工作环境严苛，长期受到高温高压腐蚀、水质污染等因素的影响，因此其泄漏一直是电厂运行中需要重点关注的问题。近年来，随... 详细信息

锅炉水冷壁的主要作用是在高温高压下传导炉内热量，以保证锅炉的正常运行。然而，在运行过程中，由于水冷壁的工作环境严苛，长期受到高温高压腐蚀、水质污染等因素的影响，因此其泄漏一直是电厂运行中需要重点关注的问题。近年来，随着电厂技术的不断提高和锅炉设备的更新换代，锅炉水冷壁泄漏问题得到了较好的控制。但在某些特殊情况下，仍然存在水冷壁泄漏的风险。例如，高温腐蚀会导致水冷壁钢管减薄，从而降低其承受压力的能力；水冷壁超温会引起管道膨胀，导致管道变形、断裂；水冷壁磨损则可能导致管道内壁表面失去保护，进一步加剧管道的腐蚀和损伤。因此，分析水冷壁泄漏事故的原因具有重要的现实意义。通过某热电公司一次水冷壁泄漏事件，利用实验室分析与运行参数分析相结合的方法进行了事故原因的调查和分析，确认事故原因是施工人员的操作不当，当对小管径管子进行焊接时，为阻断通风，用卫生纸代替水溶纸进行封堵，因它无法充分溶解，后与金属碎屑杂糅阻塞管道，故导致短期内管壁过热爆管。同时还针对可能导致水冷壁泄漏的高温腐蚀、管壁超温以及磨损等因素提出了可行的对策。

关键词：锅炉水冷壁泄漏原因分析

挤压/冲击工况下圆柱形锂离子电池失效的影响因素分析

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高压物理学报 2024年第4期38卷 154-163页

作者：顾丽蓉王敬德张新春黄子轩齐文睿张英杰华北电力大学机械工程系河北保定071003 河北电力工程监理有限公司河北石家庄050081

锂离子电池在受到挤压、冲击载荷时会发生内部短路而引发热失控,因此,研究电池失效影响因素对电池结构耐撞性设计具有重要意义。以圆柱形锂离子电池为研究对象,利用自制的平面压缩和局部压痕实验系统,研究不同挤压/冲击工况下锂离子电... 详细信息

锂离子电池在受到挤压、冲击载荷时会发生内部短路而引发热失控,因此,研究电池失效影响因素对电池结构耐撞性设计具有重要意义。以圆柱形锂离子电池为研究对象,利用自制的平面压缩和局部压痕实验系统,研究不同挤压/冲击工况下锂离子电池的力-电-热响应,并与有限元模拟结果进行对比分析,结果表明,实验与有限元模拟结果具有较好的一致性。基于显式非线性有限元方法,研究了加载速度、压头形状和压头直径对锂离子电池失效行为和力学响应的影响。研究表明:局部压痕相较于平面压缩更容易导致锂离子电池失效;随着压头直径的减小,电池的峰值力显著降低,失效位移相应减小;失效位移随着冲击速度的增加而增大,但当冲击速度超过15 m/s时,失效位移开始减小。研究结果将对锂离子电池的耐撞性多目标优化设计和安全性评估提供一定的指导。

关键词：锂离子电池失效机理力学响应冲击有限元模拟

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光伏波动平抑下改进K-means的电池储能动态分组控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 1-11页

作者：余洋陆文韬陈东阳刘霡夏雨星郑晓明新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003 河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学(保定)) 河北保定071003 国网山西省电力公司经济技术研究院山西太原030001

针对电池储能系统(battery energy storage system,BESS)进行光伏波动平抑时寿命损耗高及荷电状态(state of charge,SOC)一致性差的问题,提出了光伏波动平抑下改进K-means的BESS动态分组控制策略。首先,采用最小最大调度方法获取光伏并... 详细信息

针对电池储能系统(battery energy storage system,BESS)进行光伏波动平抑时寿命损耗高及荷电状态(state of charge,SOC)一致性差的问题,提出了光伏波动平抑下改进K-means的BESS动态分组控制策略。首先,采用最小最大调度方法获取光伏并网指令。其次,设计了改进侏儒猫鼬优化算法(improved dwarf mongoose optimizer,IDMO),并利用它对传统K-means聚类算法进行改进,加快了聚类速度。接着,制定了电池单元动态分组原则,并根据电池单元SOC利用改进K-means将其分为3个电池组。然后,设计了基于充放电函数的电池单元SOC一致性功率分配方法,并据此提出BESS双层功率分配策略,上层确定电池组充放电顺序及指令,下层计算电池单元充放电指令。对所提策略进行仿真验证,结果表明,所设计的IDMO具有更高的寻优精度及更快的寻优速度。所提BESS平抑光伏波动策略在有效平抑波动的同时,降低了BESS运行寿命损耗并提高了电池单元SOC的均衡性。

关键词：电池储能系统波动平抑功率分配改进侏儒猫鼬优化算法改进K-means聚类算法

计及不确定性的新型灵活性资源两阶段鲁棒配置优化模型

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电力建设 2024年第7期45卷 1-11页

作者：朱海军鞠立伟杨慧齐鑫瞿斌华北电力大学经济与管理学院北京市102206

随着新能源在电力系统中的占比不断提高,新型电力系统的安全稳定运行受到极大的挑战,亟待进行新型灵活性资源容量配置。为此,计及新能源出力不确定性,构建一种考虑灵活性需求约束的两阶段鲁棒容量优化配置模型。首先,针对风光等新能源... 详细信息

随着新能源在电力系统中的占比不断提高,新型电力系统的安全稳定运行受到极大的挑战,亟待进行新型灵活性资源容量配置。为此,计及新能源出力不确定性,构建一种考虑灵活性需求约束的两阶段鲁棒容量优化配置模型。首先,针对风光等新能源的不确定性特征,对电力系统的灵活性需求进行刻画,分析灵活性资源调节特性,对新型灵活性资源的调节能力进行建模。然后,引入不确定性参数,建立一种考虑灵活性供需平衡的两阶段鲁棒容量优化配置模型,基于列与约束生成(column-and-constraint generation,C&CG)算法与KKT定理,求解系统对应的最优规划结果。最后,选取我国某地电力系统为仿真对象进行实证分析,验证所构建模型的有效性。算例结果表明,所构建的两阶段鲁棒配置优化模型可以应对电力系统的不确定情况与新能源带来的灵活性需求,规划结果能够在新型电力系统的安全性与经济性上达成平衡。

关键词：新型灵活性资源配置模型不确定性两阶段鲁棒优化

基于分层约束强化学习的综合能源多微网系统优化调度

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电工技术学报 2024年第5期39卷 1436-1453页

作者：董雷杨子民乔骥陈盛王新迎蒲天骄华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 中国电力科学研究院有限公司北京100192

构建多微网系统是消纳可再生能源、提升电网稳定性的有效方式。通过各微网的协调调度,可有效提升微网的运行效益以及可再生能源的消纳水平。现有多微网优化问题场景多元,变量众多,再加上源荷不确定性及多微网主体的数据隐私保护等问题,... 详细信息

构建多微网系统是消纳可再生能源、提升电网稳定性的有效方式。通过各微网的协调调度,可有效提升微网的运行效益以及可再生能源的消纳水平。现有多微网优化问题场景多元,变量众多,再加上源荷不确定性及多微网主体的数据隐私保护等问题,为模型的高效求解带来了巨大挑战。为此,该文提出了一种分层约束强化学习优化方法。首先,构建了多微网分层强化学习优化框架,上层由智能体给出各微网储能优化策略和微网间功率交互策略;下层各微网以上层策略为约束,基于自身状态信息采用数学规划法对各微网内部的分布式电源出力进行自治优化。通过分层架构,减小通信压力,保护微网内部数据隐私,充分发挥强化学习对源荷不确定性的自适应能力,大幅提升了模型求解速度,并有效兼顾了数学规划法的求解精度。此外,将拉格朗日乘子法与传统强化学习方法相结合,提出一种约束强化学习求解方法,有效地解决了传统强化学习方法难以处理的约束越限问题。最后通过算例验证了该方法的有效性和优势。

关键词：多微网系统分层约束强化学习不确定性数据隐私保护

基于非对称一致性学习的多类型电动汽车协同参与需求响应方法

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电工技术学报 2024年

作者：潘超汤中卫廖海君周振宇华北电力大学电气与电子工程学院

随着电动汽车（EV）的广泛普及和风电、光伏等可再生能源大规模接入电网，如何充分发挥EV需求响应潜力，解决电网功率波动、负荷稳定性差等问题具有重要意义。为此，本文提出一种基于非对称一致性学习的多类型EV协同参与需求响应方法。... 详细信息

随着电动汽车（EV）的广泛普及和风电、光伏等可再生能源大规模接入电网，如何充分发挥EV需求响应潜力，解决电网功率波动、负荷稳定性差等问题具有重要意义。为此，本文提出一种基于非对称一致性学习的多类型EV协同参与需求响应方法。首先，将参与需求响应的EV分为灵活签约EV和固定签约EV，并提出多类型EV协同参与需求响应调度架构。其次，提出一种基于非对称一致性学习的多类型EV协同参与需求响应策略：灵活签约EV以最大化自身收益、里程保障以及负荷曲线方差加权差为目标，基于柔性强化学习进行自主需求响应决策并自主参与电网需求响应；固定签约EV基于灵活签约EV自主需求响应结果，以最小化聚合需求响应成本为目标，进行出力功率非对称一致性优化并聚合参与电网需求响应。所提非对称一致性学习算法能够高效处理高维度复杂非线性关系，具有较强的自主学习和泛化能力。最后，通过仿真算例验证本文所提多类型EV协同参与需求响应方法的有效性与合理性。

关键词：多类型电动汽车柔性强化学习非对称一致性优化协同参与需求响应

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面向分布式光伏群调群控的数字孪生方法

电网技术 2024年

作者：蔡瑞天姚丽娟武昕华北电力大学电气与电子工程学院

分布式光伏与数字孪生理念相结合，是应对大规模并网光伏群控挑战的有效方法，也是推进新型电力系统建设的重要内容。该文提出一种面向分布式光伏群调群控的数字孪生方法，拟从光伏一致性表征、孪生模型重建、功率推演预测三个方面支撑... 详细信息

分布式光伏与数字孪生理念相结合，是应对大规模并网光伏群控挑战的有效方法，也是推进新型电力系统建设的重要内容。该文提出一种面向分布式光伏群调群控的数字孪生方法，拟从光伏一致性表征、孪生模型重建、功率推演预测三个方面支撑孪生系统构建。基于K-means算法提出光伏一致性表征方法，利用皮尔逊系数加权构造气象因子与光伏并网节点的电压灵敏度作为指标，对配电网电压影响相似的光伏进行聚类；以SFM为原理提出基于SURF算法的高质量相机位姿估计方法与低误差稀疏点云重建方法，再结合MVS原理提出点云稠密化方案，形成基于SFM-MVS的高保真光伏模型重建算法；基于LSTM网络提出光伏短期功率预测方法，利用皮尔逊系数加权处理输入的光照、温度数据，并提出残差补偿机制和物理意义约束两部分提高预测结果准确性。文章最后通过实验，验证集群划分的合理性、光伏模型重建优越性以及功率预测的准确性。

关键词：数字孪生分布式光伏三维重建集群聚类功率预测

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考虑补偿激励的电动汽车多区域优化调度策略

上海交通大学学报 2024年第5期58卷 636-646页

作者：孙毅葛明洋王献春鲍荟谕杨泓玥姚陶华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 国网河北省电力有限公司信息通信分公司石家庄050000

针对充电区域内分布式新能源(DRE)与电动汽车负荷供需不均的问题,提出一种考虑补偿激励的电动汽车多区域优化调度策略,引导电动汽车前往不同充电区域充电,以促进DRE就地消纳.首先,基于需求价格弹性及用户时间焦虑建立电动汽车用户需求... 详细信息

针对充电区域内分布式新能源(DRE)与电动汽车负荷供需不均的问题,提出一种考虑补偿激励的电动汽车多区域优化调度策略,引导电动汽车前往不同充电区域充电,以促进DRE就地消纳.首先,基于需求价格弹性及用户时间焦虑建立电动汽车用户需求电量模型.其次,基于剩余电量可达原则和空闲时间冗余原则将电动汽车划分为可响应和不可响应集群,利用基于后悔理论的充电区域决策模型对可响应集群按区域作进一步划分.最后,建立电动汽车多区域优化调度模型,从最大化充电服务商经济效益及DRE消纳程度两个方面对充电价格进行优化.通过仿真验证证明所提优化策略能够充分考虑时间焦虑和价格弹性对电动汽车用户的影响,充分挖掘用户的响应潜力,在降低DRE消纳偏差量和提高充电服务商经济效益方面具有明显效果.

关键词：电动汽车分布式新能源充电补偿时间焦虑