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基于联邦强化学习的电热综合能源系统能量管理策略

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上海交通大学学报 2024年第6期58卷 904-915页

作者：王金锋王琪任正某孙晓晨孙毅赵一伊国网陕西省电力有限公司经济技术研究院西安710065 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

电热综合能源系统(IES)的能量管理关系到园区的经济效益与多能互补能力,但面临新能源出力随机性和用户负荷不确定性的挑战.首先,构建电热IES能量管理问题的数学模型,将各供能子系统赋能为智能体,基于深度确定性策略梯度(DDPG)算法建立... 详细信息

电热综合能源系统(IES)的能量管理关系到园区的经济效益与多能互补能力,但面临新能源出力随机性和用户负荷不确定性的挑战.首先,构建电热IES能量管理问题的数学模型,将各供能子系统赋能为智能体,基于深度确定性策略梯度(DDPG)算法建立综合考虑子系统实时用能负荷、分时电价及各设备出力的系统能量管理模型.然后,采用联邦学习技术,在训练过程中交互3个子系统的能量管理模型梯度参数对模型的训练效果进行协同优化,打破数据壁垒的同时保护各子系统数据隐私.最后,通过算例分析验证了所构建基于联邦学习框架的DDPG能量管理模型能有效提升园区IES经济效益.

关键词：综合能源系统联邦学习能量管理深度确定性策略梯度

区域统一电力现货市场跨省阻塞不平衡资金研究

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价格理论与实践 2024年

作者：林诗媛朱雅芳杨里林红阳国网福建省电力有限公司经济技术研究院国网福建省电力有限公司

区域电力现货市场建设是构建全国统一电力市场的重要一环，南方区域已建设统一平衡的集中式区域电力现货市场，并开展调电结算试运行，而跨省阻塞不平衡资金的计算和疏导方式的合理性关系省间市场主体的利益分配及后续区域市场运营的持... 详细信息

区域电力现货市场建设是构建全国统一电力市场的重要一环，南方区域已建设统一平衡的集中式区域电力现货市场，并开展调电结算试运行，而跨省阻塞不平衡资金的计算和疏导方式的合理性关系省间市场主体的利益分配及后续区域市场运营的持续性。本文基于南方区域统一电力现货市场，研究跨省中长期合约主体在不承担与承担跨省中长期合约阻塞费用两种模式下现货跨省阻塞不平衡资金计算、分摊方法，分析跨省阻塞不平衡资金为负情况产生的原因，并提出应对措施。进而，构建算例验证本文所提跨省阻塞不平衡资金计算方法的正确性。基于此，市场初期跨省中长期合约主体不应承担跨省中长期合约阻塞费用，后期应逐步回归跨省中长期交易的金融属性，并令其承担相关阻塞费用，同时设计金融输电权交易品种，完善金融风险对冲工具。

关键词：区域电力现货市场跨省中长期合约阻塞盈余不平衡资金

考虑阶梯式碳交易和多利益主体的配电网优化调度

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现代电力 2024年

作者：李洪涛韩璟琳侯若松胡平冯喜春国网河北省电力有限公司国网河北省电力有限公司经济技术研究院

双碳目标背景下，大力发展新能源、降低碳排放将是未来能源发展的主线。提出了一种考虑阶梯式碳交易和多利益主体的配电网优化调度方法。首先，引入碳交易机制，建立碳交易量化模型。然后，建立配电网优化调度模型，分别建立源层、网层... 详细信息

双碳目标背景下，大力发展新能源、降低碳排放将是未来能源发展的主线。提出了一种考虑阶梯式碳交易和多利益主体的配电网优化调度方法。首先，引入碳交易机制，建立碳交易量化模型。然后，建立配电网优化调度模型，分别建立源层、网层与荷层的目标函数和约束条件，在模型中计及阶梯式碳交易成本。进而，构建多利益主体博弈框架，以分布式电源投资运营商、电网企业和用户为参与者建立基于博弈论的配电网多利益主体协调优化调度模型，并通过逆向归纳法进行模型求解。最后，通过仿真算例验证所提方法的有效性。

关键词：配电网优化调度阶梯式碳交易多利益主体协同优化

YOLOv5目标算法对输变电杆塔工程质量通病检测

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机械设计与制造 2024年

作者：于新民聂克剑陈远浩魏文新国网福建省电力有限公司经济技术研究院国网福建省电力有限公司

输变电杆塔工程中存在的螺母与引线质量通病问题可能会导致电力系统存在安全隐患，造成难以估计的损失，是电力系统安全维护任务中非常重要的一部分。人工巡检的检测效率低下且人力成本较高，而传统的图像检测算法在实际应用中易受环境... 详细信息

输变电杆塔工程中存在的螺母与引线质量通病问题可能会导致电力系统存在安全隐患，造成难以估计的损失，是电力系统安全维护任务中非常重要的一部分。人工巡检的检测效率低下且人力成本较高，而传统的图像检测算法在实际应用中易受环境因素影响，检测性能较差。针对这一问题，通过研究输变电杆塔工程螺母与引线质量通病问题的特点，本文提出基于YOLOv5目标检测算法的输变电杆塔工程螺母与引线质量通病智能检测方法，使用CSPNet作为网络模型的Backbone，PANet作为网络模型的Neck，并使用Mixup、Mosaic数据增强等方法增加数据样本，实现了YOLOv5算法对输变电杆塔工程质量通病问题的检测。实验结果表明，基于YOLOv5目标检测算法的输变电杆塔工程质量通病检测拥有较高的检测精度，mAP达到了87.6%，检测速度达到了90fps，可用于Jet Nano等嵌入式设备和手机等移动端设备，取得了良好的检测效果。

关键词：深度学习目标检测 YOLOv5 螺母与引线质量通病检测

基于知识图谱和图卷积神经网络的配电网智能规划方法

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计算机工程 2024年

作者：郑洁云张章煌宣菊琴魏鑫薛静玮国网福建省电力有限公司经济技术研究院国网福建省电力有限公司

配电网规划在电力系统中非常重要，因为它直接影响到电力供应的可靠性、效率和经济性。良好的规划可以确保电力资源得到高效分配，同时降低运营成本和减少电力损耗。然而，随着电力需求的增加和系统复杂性的提升，传统的决策方法不再适... 详细信息

配电网规划在电力系统中非常重要，因为它直接影响到电力供应的可靠性、效率和经济性。良好的规划可以确保电力资源得到高效分配，同时降低运营成本和减少电力损耗。然而，随着电力需求的增加和系统复杂性的提升，传统的决策方法不再适用。为提升设备选型、连接配置和电网布局的效率和可靠性，本文提出了一种基于知识图谱(KnowledgeGraph，KG)和图卷积神经网络(GraphConvolutionalNeuralNetwork，GCNN)的配电网智能规划方法KG-GCNN。该方法综合利用KG、图神经网络(Graph Neural Network， GNN)和卷积神经网络(Convolutional Neural Network， CNN)技术的优势，为电力系统规划者提供了一种智能化的配电网规划方法，以更好地理解、分析和优化电力系统的设备配置、连接以及物理布局。本文首先建立了电力网络的KG，该KG包含电网的设备、属性及其相互关系，为后续的分析和优化提供基础；然后，利用GNN对电力网络的结构数据进行分析，以捕捉设备之间的关系和影响，为设备配置和连接决策提供重要信息；最后，引入CNN改善电网的物理布局，以确定电网中设备的最佳位置和连接方式，从而提高电网的性能和可靠性。通过与决策树、支持向量机(Support Vector Machine， SVM)、循环神经网络(Recurrent Neural Network， RNN)相对比，本文所提算法能够有效匹配电网中的复杂拓扑结构，优化电网的物理布局。

关键词：配电网智能规划数据融合知识图谱图神经网络卷积神经网络

计及多储能单元出力水平的风功率波动平抑控制方法

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高电压技术 2024年第1期50卷 182-193,I0018页

作者：常樊睿李勇彭衍建周年光高酉松张曦壬输变电新技术教育部工程研究中心(湖南大学) 长沙410082 国网湖南省电力有限公司经济技术研究院长沙410004

在风电场侧配置电池储能是缓解风电功率波动、提高风电可调控性的有效途径。为满足风功率波动平抑要求,提出了一种计及多储能单元出力水平的风功率波动平抑控制方法,充分考虑多储能单元实时出力能力,在兼顾功率平抑目标的同时实现减小... 详细信息

在风电场侧配置电池储能是缓解风电功率波动、提高风电可调控性的有效途径。为满足风功率波动平抑要求,提出了一种计及多储能单元出力水平的风功率波动平抑控制方法,充分考虑多储能单元实时出力能力,在兼顾功率平抑目标的同时实现减小储能电池能量调用、各储能单元充放电切换次数、放电深度及荷电状态波动区间。首先分析了滤波时间常数对风功率平抑效果以及储能功率分配方法对各单元荷电状态变化的影响;其次引入超短期风功率预测,根据风功率预测数据建立滤波时间常数优化模型,得到滤波时间常数最优解以及最小储能功率指令;然后分析了各储能单元出力水平与功率平抑需求的影响,进一步提出了一种分层复合式储能单元功率分配方法,实现了多储能单元的功率指令分配,避免了各储能单元频繁与过度充放电,有利于延长使用寿命;最后以湖南省某实际风电场为例,通过实际算例验证了所提方法的有效性。

关键词：风功率波动电池储能多储能单元滤波时间常数功率分配风功率预测

电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土柱轴压性能研究

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建筑钢结构进展 2024年第6期26卷 76-83页

作者：高献王晖宋培王志滨董靖怡国网福建省电力有限公司经济技术研究院福州350013 福州大学土木工程学院福州350108 国网经济技术研究院有限公司北京102209

进行了14根电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的轴压试验,分析截面高宽比、受火时间和含钢率对其火灾后剩余承载力的影响。试验表明:该类短柱的破坏模态均为局部屈曲、焊缝开裂和混凝土被压碎;试件的剩余承载力随着受火时间或高宽比... 详细信息

进行了14根电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的轴压试验,分析截面高宽比、受火时间和含钢率对其火灾后剩余承载力的影响。试验表明:该类短柱的破坏模态均为局部屈曲、焊缝开裂和混凝土被压碎;试件的剩余承载力随着受火时间或高宽比的增加而降低,受火120 min后该类试件的承载力降低了7.8%~13.9%。接着建立了有限元模型,该模型可很好地模拟实测结果。基于有限元模型开展了理论分析,结果表明初始荷载对该类组合柱的剩余承载力影响较小。参数分析表明当混凝土强度从30 MPa增加到90 MPa时,其强度折减系数降低了15.8%;当截面周长从1 228 mm增加到4 913 mm时,其强度折减系数提高了20.5%;当受火时间从0 min增加到180 min时,其强度折减系数降低了8%;但含钢率、高宽比和钢材强度对其强度折减的影响较小。最后给出了电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的剩余承载力的设计方法。

关键词：不锈钢管混凝土圆端形截面电力火灾剩余承载力有限元设计方法

镍单原子催化剂的制备及其电催化CO2还原研究

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化学工业与工程 2024年第3期41卷 11-17页

作者：朱超张浩杰田地屈治国邸宏宇郑楠国网陕西省电力有限公司电力科学研究院西安交通大学能动学院国网陕西省电力有限公司经济技术研究院

电催化CO2还原反应（Electrocatalytic CO2reduction reaction, CO2RR）在解决全球变暖和能源危机方面有着巨大的应用潜力，但目前催化效率低、催化产物多样等问题限制了CO2RR反应的商业化应用。采用一锅法、碳化法制备了一系列不同镍... 详细信息

电催化CO2还原反应（Electrocatalytic CO2reduction reaction, CO2RR）在解决全球变暖和能源危机方面有着巨大的应用潜力，但目前催化效率低、催化产物多样等问题限制了CO2RR反应的商业化应用。采用一锅法、碳化法制备了一系列不同镍含量的镍单原子催化剂，利用XRD、XPS、ICP-OES、HRTEM、HAADF-STEM、XAS等方法对镍单原子催化剂的形貌结构、原子价态、金属含量等方面进行表征，并通过电催化还原产物的法拉第效率（Faraday efficiency, FE）和电流密度（Current density,J）来评价其电催化性能。此外，还研究了电解实验装置的改变对升电催化性能的提升。实验结果表明，随着Ni单原子催化剂的Ni金属负载量增加，产物CO的FECO和JCO均增加。催化剂中Zn1Ni2-CN表现出了优异的CO2RR催化性能，在H型电解池中，在-0.7 V vs. RHE电位下FECO达到89%,在-0.9 V vs. RHE下JCO达到6.99 mA·cm-2。在流动电解池中，大范围电位变化下（-0.4～-1.2 V vs. RHE）FECO均保持在99%以上，且在-1.2 V vs. RHE电位下产物电流密度JCO达到174.5 mA·cm-2。

关键词：镍单原子电催化 CO2RR CO

超高延性混凝土(ECC)加固砌体墙抗剪性能的数值分析

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材料导报 2024年第S1期38卷 261-267页

作者：杨彦东卢博田浩卜剑冲国网宁夏电力有限公司经济技术研究院银川750004

为解决既有砌体结构抗震性能差,无法满足现行规范使用要求的问题,拟采用ECC对砌体墙进行加固,以提高其承载能力及抗震性能。对砖-砖、砖-ECC界面采用牵引-分离模型的方法,利用ABAQUS建立未加固砌体墙和加固砌体墙的精细化有限元模型,研... 详细信息

为解决既有砌体结构抗震性能差,无法满足现行规范使用要求的问题,拟采用ECC对砌体墙进行加固,以提高其承载能力及抗震性能。对砖-砖、砖-ECC界面采用牵引-分离模型的方法,利用ABAQUS建立未加固砌体墙和加固砌体墙的精细化有限元模型,研究砌体墙在压剪荷载作用下的损伤模式、滞回性能、承载力及变形能力等。对比模拟与试验结果,验证了有限元模型的准确性,考虑砌筑砂浆强度、加固层厚度、ECC抗拉强度等进一步开展参数分析。研究表明:ECC面层可显著提高砌体墙的抗剪承载力、耗能能力及变形能力;提高砌筑砂浆强度、ECC抗拉强度和加固层厚度均可显著提升砌体墙的抗剪性能。本研究对既有民用建筑及电网系统重变电站等砌体结构的修复及加固具有重要指导意义。

关键词：超高延性混凝土砌体墙抗剪加固数值分析抗剪性能