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基于多元变分模态分解和混合深度神经网络的短期光伏功率预测

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太阳能学报 2024年第4期45卷 489-499页

作者：郭威孙胜博陶鹏徐建云白新雷国家电网公司河北省电力有限公司营销服务中心石家庄050021

针对传统分解预测方法忽略太阳辐照度等多维气象因素与光伏功率在时域和频域上的耦合关系以及深度神经网络在训练中出现的特征学习效率低、训练速度慢、过拟合等问题,提出基于多元变分模态分解(MVMD)和混合深度神经网络的短期光伏功率... 详细信息

针对传统分解预测方法忽略太阳辐照度等多维气象因素与光伏功率在时域和频域上的耦合关系以及深度神经网络在训练中出现的特征学习效率低、训练速度慢、过拟合等问题,提出基于多元变分模态分解(MVMD)和混合深度神经网络的短期光伏功率预测方法。首先,采用MVMD对光伏功率及多维气象序列进行时频同步分析,将其分解为频率对齐的多元本征模态函数,从而降低序列中非线性和波动性的影响。其次,针对多元本征模态函数,分别建立基于混合深度神经网络的预测模型。该模型采用卷积神经网络和双向长短时记忆神经网络来分别提取光伏功率及气象序列的空间相关特征和时间相关特征,并采用注意力机制来增强对重要时间点特征的学习权重。此外,使用残差连接来加快网络的训练速度以及缓解过拟合问题。通过实际工程实验分析,验证了该文方法的优越性。

关键词：光伏预测神经网络多元变分模态分解注意力机制残差连接

基于多维价格弹性系数的分时电价对负荷特性影响机理

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中国电力 2024年第2期57卷 202-211页

作者：唐文升王阳张煜刘席洋谭清坤吴鹏陈宋宋杨菁国家电网有限公司北京100031 国网能源研究院有限公司北京102209 国家电网有限公司大数据中心北京100052 中国电力科学研究院有限公司北京100192 国家电网有限公司客户服务中心天津300309

基于23个省级电力公司经营区各行业固定用户群负荷曲线,测算多维价格弹性系数评估分时电价调整对各地区各行业峰谷时段用电的影响,并分析峰谷段电力需求对多维价格指标的敏感性。利用多维价格弹性系数定量评估各地区各行业降低峰段电量... 详细信息

基于23个省级电力公司经营区各行业固定用户群负荷曲线,测算多维价格弹性系数评估分时电价调整对各地区各行业峰谷时段用电的影响,并分析峰谷段电力需求对多维价格指标的敏感性。利用多维价格弹性系数定量评估各地区各行业降低峰段电量、提升谷段电量、缩小负荷峰谷差率三维电力电量指标对提高高峰时段电价、降低低谷时段电价、拉大峰谷电价比三维价格指标的敏感性。根据多维价格弹性系数分析结果可针对不同地区、行业、时段提出分时电价优化调整策略。

关键词：分时电价价格弹性系数负荷峰谷差率峰谷电量转移行业负荷

全国统一电力市场环境下的电力辅助服务市场体系设计

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电力系统自动化 2024年第4期48卷 13-24页

作者：孙大雁史新红冯树海徐立中杨争林杨春祥国家电网有限公司国家电力调度控制中心北京市100031 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

全国统一电力市场体系设计及建设重点围绕电能品种展开,辅助服务作为保障电力系统安全的重要品种,也需适应主能量市场、从全国辅助服务市场体系角度开展顶层设计。文中分析了中国区域及省级辅助服务市场机制的总体情况。在全国统一电力... 详细信息

全国统一电力市场体系设计及建设重点围绕电能品种展开,辅助服务作为保障电力系统安全的重要品种,也需适应主能量市场、从全国辅助服务市场体系角度开展顶层设计。文中分析了中国区域及省级辅助服务市场机制的总体情况。在全国统一电力市场的基本框架下,基于对电能量市场基本发展形态的分析,从市场层级维度、市场品种维度、市场周期维度出发,梳理层级之间、品种之间的衔接关系,提出适应不同市场发展阶段的全国辅助服务市场整体框架及建设发展路径。

关键词：新型电力系统统一电力市场市场框架辅助服务市场

极端气候场景下高水电占比西南电网电力交易保供体系构建

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电网技术 2024年

作者：文旭周全孙田杨洋毛锐文思傲北京电力交易中心有限公司国家电网有限公司西南分部

当前，新型电力系统建设，以水电为主大规模“靠天吃饭”清洁能源的接入，以及极端气候的频发，给西南电网电力可靠供应带来严峻挑战。首先，本文介绍了西南电网概况和电力市场运营格局。然后，从2022年夏季极端干旱高温少雨气候下，西... 详细信息

当前，新型电力系统建设，以水电为主大规模“靠天吃饭”清洁能源的接入，以及极端气候的频发，给西南电网电力可靠供应带来严峻挑战。首先，本文介绍了西南电网概况和电力市场运营格局。然后，从2022年夏季极端干旱高温少雨气候下，西南电网川渝地区电力保供事件出发，基于区域电网和市场化的双重视角，归纳总结了西南电网电力保供存在四方面问题：预警层级有限、保供周期较短、保供空间局限、保供资源单一，由此，提出了基于双层级、全周期、全空间、全资源（简称“一双三全”）理念的西南电网电力保供研究思路和研究框架。其次，系统构建了极端气候场景下西南电网电力交易保供体系，主要包括：1）提出了区域电网电力保供预警响应的概念及其等级确定方法，构建了“省级电网+区域电网”的双层级电力交易保供预警响应机制；2）提出了中长期省间可中断电力保供交易品种，构建了“中长期+现货+应急”全周期电力交易保供体系；3）提出了跨区、区内省间市场电力保供的理念，设计了大水电时空置换交易，构建了“跨区+区内省间+省内”的全空间电力交易保供体系；4）提出了负荷侧削峰省间中长期电力保供交易品种，构建了“发电侧+负荷侧”的全资源电力交易保供体系。最后，给出了上述研究成果在西南电网的工程案例，验证了所做研究的创新性和实用性；同时，也为大规模清洁能源并网后其他区域电网电力保供提供了新思路，具有普适性。

关键词：极端气候西南电网电力市场高水电占比电力保供

面向光伏出力不确定性的混蓄电站运行方式研究

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人民长江 2024年

作者：王靖何强冯晨亢丽君朱燕梅张阳博国家电网公司西南分部电力调控分中心四川大学

在“双碳”目标引领下，以风光等新能源为主体的新型电力系统建设推进，但其出力的波动性和随机性需要大量调节电源保障运行。本研究旨在探究混合式抽水蓄能电站在不同光伏出力场景下的水光混蓄互补运行方式。通过构建基于生成对抗网络... 详细信息

在“双碳”目标引领下，以风光等新能源为主体的新型电力系统建设推进，但其出力的波动性和随机性需要大量调节电源保障运行。本研究旨在探究混合式抽水蓄能电站在不同光伏出力场景下的水光混蓄互补运行方式。通过构建基于生成对抗网络（GAN）的光伏出力场景生成模型，以表征光伏出力的不确定性，并基于此构建以源荷差异最小、系统发电量最大及梯级蓄能增量最大为目标的互补调度模型。采用Fibonacci-PSO算法对模型进行优化求解。结果表明，混合式抽水蓄能电站相比无混蓄电站运行模式，能够更好地调整系统出力与电网负荷需求相匹配，并在丰水期利用水电弃水进行发电，增加系统发电量，提高资源利用率。混蓄电站在丰水期内主要进行夜间发电，而在平水期与枯水期则进行夜间发电和日间抽水。其运行方式在丰水期内提升了4.4%至12.4%的发电量，并在平水期和枯水期通过抽水减少系统出力与电网负荷的差异，使得互补发电系统能够精准响应负荷需求。研究证明，所提出的方法对提升清洁能源消纳能力具有重要意义。

关键词：混蓄电站水光混蓄互补源荷差异多目标求解

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随机振动下电连接器性能退化及磨屑迁移

哈尔滨工业大学学报 2024年第9期56卷 38-47页

作者：骆燕燕祁侨绅王永鹏武雄伟马旋电工产品可靠性技术省部共建协同创新中心(河北工业大学) 天津300401 国家电网山东省电力公司邹平供电公司山东邹平256200 国家电网河北省电力公司邯郸新区供电公司河北邯郸056000 国家电网冀北电力公司张家口供电公司河北张家口075000

为探究电连接器在运行过程中随机振动导致其接触件发生微动磨损,产生磨屑造成接触性能降低的问题,分别进行步进应力及恒定应力随机振动试验。采用电容层析技术对微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑进行检测,研究振动周期、振动方向、... 详细信息

为探究电连接器在运行过程中随机振动导致其接触件发生微动磨损,产生磨屑造成接触性能降低的问题,分别进行步进应力及恒定应力随机振动试验。采用电容层析技术对微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑进行检测,研究振动周期、振动方向、振动量级和负载电流对磨屑堆积与分布的影响;对试验后的试品进行表面形貌及能谱分析,并引用分形维数研究磨屑分布均匀度,量化接触件表面的磨损程度。试验结果表明:振动周期、振动方向、振动量级对接触件间磨屑的产生与堆积具有正向累积效应;负载电流因发热与应力松弛的耦合作用,延缓了性能退化过程;轴向振动磨损最为严重;插针根部为严重磨损区域;电连接器在步进应力随机振动下的性能退化规律与恒定应力下相似,且步进应力下的磨屑特征值呈现出一定的阶跃变化特征;电连接器在微动磨损过程中接触表面形貌会发生显著变化;表面形貌及能谱分析结果与磨屑特征值及接触电阻变化规律相吻合。

关键词：电连接器电容层析技术磨屑微动磨损分形维数

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考虑系统稳定边界的同步调相机励磁与升压变参数联合优化

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电力系统保护与控制 2024年第8期52卷 45-54页

作者：潘学萍许一赵天骐王宣元谢欢郭金鹏河海大学电气与动力工程学院江苏南京210098 国网冀北电力有限公司电力科学研究院(源网荷储灵活运行与协调控制国家电网公司实验室) 北京100045 国网冀北电力有限公司电力调控中心北京100054

现有提升调相机动态无功特性的参数优化方法侧重于电磁参数的优化,这给生产企业带来较高的工艺要求和较大的成本压力。针对该问题提出考虑系统稳定约束的调相机励磁系统及升压变参数联合优化方法,分析其对电磁参数优化的可替代性。首先... 详细信息

现有提升调相机动态无功特性的参数优化方法侧重于电磁参数的优化,这给生产企业带来较高的工艺要求和较大的成本压力。针对该问题提出考虑系统稳定约束的调相机励磁系统及升压变参数联合优化方法,分析其对电磁参数优化的可替代性。首先,推导了基于Park模型下调相机的无功频域特性,与6阶实用模型下的无功频域特性对比,基于调相机的Park模型可提升调相机动态无功特性的分析精度。然后,提出根据调相机并网系统的稳定边界确定参数的优化区间,采用频域灵敏度方法确定重点参数,并基于人工鱼群算法进行参数优化。最后,通过仿真结果表明,励磁系统与升压变参数的联合优化,可获得与仅优化电磁参数时相近的调相机动态无功性能,验证了电磁参数优化的可替代性,从而降低调相机的制造成本,扩大同步调相机的应用场合和范围。

关键词：分布式调相机动态无功特性参数优化无功电流增益人工鱼群算法

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不同着火位置对高压开关柜火灾影响的数值研究

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高压电器 2024年第2期60卷 78-84页

作者：张佳庆祝现礼过羿尚峰举国网安徽省电力有限公司电力科学研究院合肥230601 电力火灾与安全防护安徽省重点实验室合肥230022 国家电网公司输变电设施火灾防护实验室合肥230601 国家电网有限公司消防技术中心合肥230601

基于流体动力学计算软件文中研究了不同着火位置对高压开关柜火灾的影响,分析了柜内温度场、无量纲温度因子、烟气分布及总热释放率火灾特征参量。计算结果表明,手车室发生火灾时最高温度低于电缆室或母线室最高温度,且不同着火位置下... 详细信息

基于流体动力学计算软件文中研究了不同着火位置对高压开关柜火灾的影响,分析了柜内温度场、无量纲温度因子、烟气分布及总热释放率火灾特征参量。计算结果表明,手车室发生火灾时最高温度低于电缆室或母线室最高温度,且不同着火位置下顶壁或侧壁无量纲温度因子差异明显,可用来进行早期火灾安全预警的诊断手段。烟气场和总热释放速率分布表明,电缆室和手车室着火时,其烟气可充满整个高压开关柜柜体,而母线室着火时烟气仅充满整个母线舱室。另外,电缆室火灾具有较大的总热释放率,因其相邻手车室可燃构件也被引燃进而释放更多的热量。通过文中的研究结果,可进一步认识和了解高压开关柜火灾蔓延发展趋势,也可为高压开关柜的早期安全预警提供技术和理论支撑。

关键词：高压开关柜火灾着火位置火灾安全火焰热释放速率

溢出风险约束下省间省内两级电力现货市场协同出清方法

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电力系统自动化 2024年第4期48卷 66-75页

作者：武文奇肖云鹏王秀丽王志维关立赵天辉黄成西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 国家电网有限公司国家电力调度控制中心北京市100031 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

新能源的快速发展对电力市场机制提出了新的要求。为促进新能源消纳与保障电力供应,中国建立了省间和省内两级电力现货市场。然而,随着省间市场交易规模和占比的提升,各省电力供应间联系更为紧密,加剧了省内市场间的风险传递。首先,基... 详细信息

新能源的快速发展对电力市场机制提出了新的要求。为促进新能源消纳与保障电力供应,中国建立了省间和省内两级电力现货市场。然而,随着省间市场交易规模和占比的提升,各省电力供应间联系更为紧密,加剧了省内市场间的风险传递。首先,基于当前省间省内两级现货市场衔接机制分析了各省现货市场间的风险传递特征,进而引入溢出风险价值的概念以量化评估省间省内两级市场下的风险传递;其次,为抑制省间省内两级市场下的风险传递,基于两阶段随机优化理论,构建了溢出风险约束下的省间省内两级现货市场协同出清模型;进一步,考虑因各市场运营机构不同而带来的隐私保护需求,建立了基于交替方向乘子法(ADMM)的省间省内两级现货市场协同出清模型求解方法;最后,通过算例分析验证了所提出的市场出清模型与方法在抑制省间省内两级市场协同下风险传递中的有效作用。

关键词：电力现货市场省间省内电力市场风险传递溢出风险价值两阶段随机优化