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多源数据驱动的中低压配电网通用拓扑辨识框架

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中国电力 2024年

作者：朱朝阳景栋盛李荷婷王邑斌何平国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司

为了提高配电网拓扑的可观察性，构建了一个通用的拓扑辨识框架。该框架包括三种拓扑辨识方法来处理不同的情况。第一种方法利用节点导纳矩阵的稀疏性特征，提出了一种用于单一拓扑识别的改进三阶段启发式程序；第二种方法在改进单一拓... 详细信息

为了提高配电网拓扑的可观察性，构建了一个通用的拓扑辨识框架。该框架包括三种拓扑辨识方法来处理不同的情况。第一种方法利用节点导纳矩阵的稀疏性特征，提出了一种用于单一拓扑识别的改进三阶段启发式程序；第二种方法在改进单一拓扑辨识方法的基础上，将给定拓扑数量的测量数据集中的记录分类为固定数量的拓扑，然后分别确定每个拓扑的节点导纳矩阵，构建了一种多拓扑辨识模型来处理具有给定拓扑数量的测量数据集；第三种方法为包含拓扑数量未知的测量数据集设计了一个两阶段程序，该程序确定了拓扑数量、记录分类和单个拓扑的节点导纳矩阵。最后通过两个算例验证了所提出的模型在三种拓扑情况下配电网拓扑辨识的有效性。

关键词：拓扑辨识多模型配电系统线性测量 MILP

含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 31-40页

作者：刘妍胡志坚陈锦鹏翁菖宏高明鑫刘盛辉武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 国网漳州供电公司福建省漳州市363000 国网福州供电公司福建省福州市350009

随着中国“碳达峰·碳中和”战略的不断推进,综合能源系统的绿色低碳转型迫在眉睫。针对传统碳捕集电厂灵活性较差、风电并网难以消纳等问题,提出一种含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,引入储液罐对传... 详细信息

随着中国“碳达峰·碳中和”战略的不断推进,综合能源系统的绿色低碳转型迫在眉睫。针对传统碳捕集电厂灵活性较差、风电并网难以消纳等问题,提出一种含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,引入储液罐对传统碳捕集电厂进行改造,提高电厂应对风电波动的运行灵活性;其次,构建含两段式电转气、氢燃料电池、储氢罐和掺氢热电联产在内的氢能多元利用结构,以充分挖掘氢能利用与碳捕集电厂的协同运行潜力。在此基础上,引入阶梯碳交易机制,建立以碳交易、碳封存、燃煤及购气成本之和最小为优化目标的低碳经济调度模型。算例结果表明,文中模型能够有效提高系统的风电消纳水平和能源利用效率,具有显著的低碳经济效益。此外,碳交易基准价格的合理设定能够引导系统提高碳捕集水平。

关键词：碳捕集电厂氢能碳交易低碳经济调度综合能源系统

多主体参与的区域综合能源系统集中-分布式需求响应机制

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电网技术 2024年第6期48卷 2336-2345,I0026-I0031页

作者：董萌苇朱勐婷徐成司董树锋浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司江苏省苏州市215004 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江省杭州市310009

区域综合能源系统是能源互联网建设背景下能源供给体系的重要发展方向,随着城镇区域内微能源网、虚拟电厂等具备电网互动能力的新用能主体相继出现,该文针对区域综合能源系统需求响应这一重要调控问题,提出一种考虑区域系统运营商与区... 详细信息

区域综合能源系统是能源互联网建设背景下能源供给体系的重要发展方向,随着城镇区域内微能源网、虚拟电厂等具备电网互动能力的新用能主体相继出现,该文针对区域综合能源系统需求响应这一重要调控问题,提出一种考虑区域系统运营商与区域内多用能主体利益协调的实现机制。首先,针对传统集中式调度在保护用户信息和控制自主权方面的不足,构建了由运营商集中调度、新用能主体分布协同的集中-分布式架构。其次,针对运营商和各新用能主体的调峰责任分配和利益协调问题,引入区域调峰需求响应市场,并设计了相应的奖惩机制,在激励用户的同时,规范市场行为。此外,考虑供能安全性和新能源不确定性,建立区域供能系统和新用能主体双层用能优化模型,实现多能互补和能源梯级利用。最后,通过算例验证了所提机制的合理性和有效性,运营商和各新用能主体获得更高收益,且数据交互量少、业务流程简便,适用于现行市场机制下的实际应用场景。

关键词：区域综合能源系统综合需求响应集中-分布式架构优化运行多能互补

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基于机器学习的水泥生产能耗系统建模与优化

洁净煤技术 2024年第S1期30卷 414-420页

作者：张航通李佳陈堃杨楠国网江苏省电力有限公司南京供电分公司

基于数据驱动探讨了水泥生产系统的电能耗建模与优化，由于水泥生产工业的复杂性和非线性特点，传统的机理分析难以建立准确的模型。采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法，成功建立了电能耗模型，并进行参数优化。选择7个关键的可控... 详细信息

基于数据驱动探讨了水泥生产系统的电能耗建模与优化，由于水泥生产工业的复杂性和非线性特点，传统的机理分析难以建立准确的模型。采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法，成功建立了电能耗模型，并进行参数优化。选择7个关键的可控参数进行优化，经过遗传算法优化，电能耗得以有效降低。通过这一方法，水泥生产企业可针对性降低电能耗，降低生产成本，提高经济效益。这一方法不仅适用于电能耗的预测和优化，还在其他领域有广泛应用前景。未来研究方向包括进一步改进模型的性能和稳定性，探索更多优化算法以提高参数优化效率和精度。本研究为电能耗的预测和优化提供新方法，具有积极经济效益，同时为其他领域类似问题提供有价值的经验和启示。经遗传算法优化后，水泥生产的最低电能耗值降至90 kWh/t,相比实际运行的88～115 kWh/t,减少约4 kWh/t,表明优化有效。关键参数推荐值有助于水泥企业针对性优化生产系统，降低电能消耗和生产成本。

关键词：水泥生产系统数据驱动参数优化电能耗

基于负荷弹性的充电桩共享时间窗冲突控制策略

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中国电机工程学报 2024年

作者：黄小庆段建焱李隆意张琪媛朱彬黄会于慎仟国网岳阳供电分公司湖南大学国网重庆市电力公司营销服务中心

电动汽车(electric vehicle，EV)充电桩共享是缓解当前充电难问题的有效途径。本文针对充电桩共享中存在的EV与EV、EV与共享桩之间的时间冲突问题，基于EV充电负荷弹性可调节，提出一种充电桩共享时间窗冲突问题的求解策略。首先，分析... 详细信息

电动汽车(electric vehicle，EV)充电桩共享是缓解当前充电难问题的有效途径。本文针对充电桩共享中存在的EV与EV、EV与共享桩之间的时间冲突问题，基于EV充电负荷弹性可调节，提出一种充电桩共享时间窗冲突问题的求解策略。首先，分析了共享充电桩时间窗冲突问题，提出了基于EV充电时间弹性的共享充电思路。接着，建立了计及时间冲突的共享车桩匹配模型，利用差分思想，将非凸非线性约束转化为线性约束；在满足EV充电需求的前提下，收缩EV充电时段区间，以解决EV与EV、EV与共享充电桩之间的时间冲突问题；引入二进制辅助变量，使原非线性模型转化为混合整数模型。进一步地，针对模型中约束随决策量激增问题，提出基于充电时间调节的改进车桩匹配方法。算例表明，论文所提方法能有效提高共享车桩匹配成功数、共享桩使用率，算法求解效率高，能解决大规模充电桩共享中多重时间冲突导致车桩匹配成功率低的问题。

关键词：电动汽车共享充电时间窗冲突车桩匹配充电负荷弹性

考虑天然气混氢的园区综合能源系统电制氢优化配置

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电力工程技术 2024年第2期43卷 55-64页

作者：岑增光耿斌高明海姜泓辰唐雨荻舒石泷国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司江苏镇江212000

电制氢(power to hydrogen,P2H)和天然气混氢技术在促进可再生能源消纳、降低系统碳排放量方面具有良好的理论研究和工程应用前景。面向含高比例可再生能源的园区综合能源系统,提出一种计及天然气混氢及跨季节存储的P2H优化配置方法。... 详细信息

电制氢(power to hydrogen,P2H)和天然气混氢技术在促进可再生能源消纳、降低系统碳排放量方面具有良好的理论研究和工程应用前景。面向含高比例可再生能源的园区综合能源系统,提出一种计及天然气混氢及跨季节存储的P2H优化配置方法。首先梳理了含氢园区综合能源系统的运行框架和能量流动关系,建立园区内部能源生产、转换与存储设备的数学模型;然后以设备的年化投资成本、园区综合能源系统的年度运行成本和碳交易成本最优为目标,提出P2H优化配置模型;最后通过算例分析验证文中所提模型的有效性,并比较了电解槽投资成本、混氢体积分数上限以及经济性和低碳性成本权重系数变化对规划运行结果的影响。算例结果表明文中所提模型可有效提升可再生能源消纳能力,降低系统整体经济成本和碳排放量。

关键词：园区综合能源系统电制氢(P2H) 天然气混氢碳交易跨季节储氢可再生能源消纳

优化模糊C均值聚类的台区用户用电特征分析方法

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电力系统及其自动化学报 2024年第1期36卷 99-105页

作者：雷光远张涛唐永聪梁特舒可心国网天津市电力公司宝坻供电分公司天津301899

精准的用户特性分析方法是配电网模型计算与电力服务制定的重要基础之一,为克服现有配电台区多样性用户划分的数量选择与特征选择难题,提出一种优化模糊C-均值聚类的用户用电特征分析方法。利用优化的模糊C-均值算法实现聚类分析,通过... 详细信息

精准的用户特性分析方法是配电网模型计算与电力服务制定的重要基础之一,为克服现有配电台区多样性用户划分的数量选择与特征选择难题,提出一种优化模糊C-均值聚类的用户用电特征分析方法。利用优化的模糊C-均值算法实现聚类分析,通过聚类中心建立特征模型,从而获知多样化场景下配电台区用户特性。在聚类过程中,通过蜜獾算法优化选取模糊C-均值聚类初值,来应对易局部最优的难题,找到目标函数最小的结果;利用指标自适应极小值的原则选取最佳聚类数,使聚类中心代表性更强。通过天津地区的典型案例获取用户用电特征,实现聚类目标函数与结果综合性评价指标最优的目的。

关键词：聚类分析模糊C均值蜜獾优化用电特征

不平衡电网下三相PWM整流器模型预测控制及纹波抑制方法

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：胡裕峰叶鹤松孔亮许榕国网江西省电力有限公司九江供电分公司

针对三相电网不平衡故障下的电压型PWM整流器的直流电压二次纹波和网侧电流谐波，本文研究了一种纹波抑制方法。基于传统的双闭环控制结构，提出电网不对称故障下参考电流计算方法，利用模型预测控制取代电流环PI控制，结合PWM调制环节... 详细信息

针对三相电网不平衡故障下的电压型PWM整流器的直流电压二次纹波和网侧电流谐波，本文研究了一种纹波抑制方法。基于传统的双闭环控制结构，提出电网不对称故障下参考电流计算方法，利用模型预测控制取代电流环PI控制，结合PWM调制环节固定开关频率，根据电流预测模型和电流误差最小原则，不仅减小了网侧电流谐波和直流母线侧电压纹波，而且降低了平均开关次数进而减少了器件损耗。最后建立交流侧110 V，直流侧300 V，输出功率0.7 kW的实验平台并实验验证，该系统具有良好的稳态性能。仿真结果和实验结果验证了提出控制方法的有效性以及理论分析的正确性。

关键词：三相不平衡三相PWM整流器模型预测控制

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基于分数阶傅里叶变换的分布式光纤振动识别

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 159-164页

作者：孔小红张明管翰林蒋陵郭闯国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏南京210000

针对当前分布式光纤振动传感对振动干扰事件的识别容易过拟合以及泛化能力不强的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的分布式光纤振动事件识别方法。采用FrFT对时域振动信号进行时频变换,相比传统的时域方法多了一个新的分析维... 详细信息

针对当前分布式光纤振动传感对振动干扰事件的识别容易过拟合以及泛化能力不强的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的分布式光纤振动事件识别方法。采用FrFT对时域振动信号进行时频变换,相比传统的时域方法多了一个新的分析维度。相比传统时频域方法,该方法不仅解决了时间分辨率和频率分辨率相互制约的问题,还增强了时频数据的特征丰富度,更利于深度模型的学习,可有效防止模型过拟合。户外实地实验表明,FrFT方法的识别准确率达到98.5%,且在专门的泛化测试集上依然能保持98%以上的准确率。同时引入更可靠的评估指标f1-score(f1-score是精确率和召回率的调和平均数)来综合评估精确率和召回率,该方法识别各事件的f1-score均高于0.975。

关键词：光纤传感分布式光纤传感分数阶傅里叶变换分布式光纤振动传感