智能电网的数字化建设提供了海量的数据,而深度学习的发展则为数据价值萃取提供了有效手段。首先阐述了深度学习的发展史及基本框架,总结了深度学习的理论基础和技术体系;而后结合电力系统实际需求,以图像数据和时空数据这两大类为基础综述了深度学习在电力系统数据处理的重点应用领域和价值,并提出了相关的技术发展建议。
随着分布式电源和随机负荷电动汽车等的大量接入,配电网的运行环境日益复杂,对在线无功优化及其快速性提出了更高的要求。该文将“深度学习”引入配电网无功优化,提出了基于深度置信网络的无功优化方法。通过构造高维随机矩阵,从配电网运行数据中提取统计特征作为输入,将历史控制策略进行编码作为输出,利用先无监督后有监督的方式训练深层架构,...
超短期负荷预测为实时电力市场运行提供重要依据,预测准确度的提升对于揭示负荷变化的不确定性以及日前预测偏差具有重要意义。基于电力系统中含有的丰富大数据资源,提出了一种针对区域级负荷的深度长短时记忆网络超短期预测方法,该方法包括输入数据的预处理、深度长短时记忆(long short-termmemory,LSTM)网络的构建以及模型的训练和超参数的寻...
油色谱数据及其变化趋势是评估变压器健康状态的重要依据。现有研究表明,深度信念网络(deep belief network,DBN)在油色谱数据预测领域已取得一定成果,为变压器的运行维护提供了参考。但在实际应用过程中,仍存在因网络结构限制导致油色谱时域相关性表述不充分的情况,其预测结果呈现显著的"时移"误差,从而使得基于该方法的设备状态预测结果与实际...
电气设备的故障类型与局部放电现象密切相关,有效提取和分析局部放电信号中的特征信息对故障类型判断和运维检修具有重要意义。针对局部放电超声信号的特点,提出了基于相似矩阵的盲源分离方法对原始超声信号进行预处理,有效提取局部放电的特征量。采用光纤传输的局部放电超声检测平台对4种类型的局部放电信号进行采集,并应用上述方法对信号数据...
由于风能具有波动性、间歇性和不可控等特点,为了提高风电输出功率的预测精度,提出一种计及湍流强度的时间卷积网络预测方法。为了更好地表征风速波动特征,在气象数据中引入湍流强度变量,同时使用最新的时间卷积网络架构模型提高预测精确度。为验证该预测模型的有效性,对比了输入变量加入湍流强度前后的预测效果,以及采用反向传播神经网络和长短...
在微电网中,由于负荷和电源功率波动较大、各种不确定因素复杂,通常需要增加储能系统以保证供需实时平衡、并提高可再生能源的利用率。该文构建了一个孤岛运行的包含光伏发电、储氢装置(长期储能)、蓄电池(短期储能)的复合能源系统,并将复合储能系统的协调控制转化为序列决策问题,并采用深度强化学习方法加以解决。在发电量、负荷等多种因素变化...
以先进机器学习方法等为代表的人工智能技术在增强现代电网安全稳定态势感知能力方面展现出巨大的潜力。针对在线暂态电压稳定评估的传统难题,提出基于时序轨迹特征学习的稳定评估方法。通过分析系统能量函数与暂态响应轨迹的相关性,给出学习过程输入数据选取的理论依据。在时序轨迹Shapelet变换基础上,提出以刻画系统稳定/失稳案例关键局部轨迹...
实际获得的电力系统运行数据,普遍存在由广域测量系统(WAMS)测量误差造成的噪声,并且具备类别不平衡的特点,导致基于机器学习的电力系统暂态稳定评估算法的分类性能受到很大的影响。提出了一种基于改进轻梯度提升机(modified light gradient boosting machine)模型的暂态稳定评估方法,采用直方图算法对数据进行离散化,增强模型对噪声的鲁棒性;在...
风的随机性和间歇性导致了风电功率预测的不确定性,区间预测能量化不确定性引起的预测波动,可为缓解电网调峰压力、消纳弃风提供可靠信息,对电力系统经济运行具有重要意义。将风电功率预测误差分解为模型误差和数据噪声误差,利用Bootstrap重采样获得多个训练样本。采用极限学习机网络获得系统误差方差和数据噪声误差方差,通过风电功率预测值与预...
台风灾害会造成电网大面积停电,对停电区域进行预测及评估具有重要意义。综合考虑气象因素、电网因素及地理因素,提出一种台风灾害下基于随机森林算法的用户停电区域预测评估方法。该方法首先采用1km×1km网格进行历史样本数据的收集整理及特征选取;其次基于随机森林算法对样本数据进行训练及验证,建立停电区域预测模型;再次,为进一步提高预测精...
智能电表故障的准确分类能大幅提高用电采集系统运维能力。融合多个分类模型的机器学习算法是解决该问题的有效手段,但现有方法无法解决输出分别为样本所属各类别概率值和类别标签的两个基分类模型融合问题。提出一种基于模型自适应选择融合的智能电表故障多分类方法。首先,分别取各基分类模型对各类样本分类准确率最大值,将其与阈值系数的乘积...
随着智能电能表分拣业务的开展,为实现分拣后重复利用电能表的误差超差风险预测,将分拣中测得的智能电能表误差数据和其它相关参数分类后作为征兆,设计了一种适用于电能表误差超差风险预测的改进模糊神经网络模型。先利用BP-RBF混合神经网络得到未来第n年误差的预测值,在此基础上通过模糊推理方法得到未来第n年电能表误差超差的风险。最后利用浙...
构建售电市场建设发展成效评估体系对于促进售电侧改革高质量发展具有重要的现实意义。在系统研究了美国得州、英国、澳大利亚、新西兰、日本和荷兰等国家和地区售电市场建设发展成效评估典型做法的基础上,从评估主体、评估周期等维度总结了分析工作体系经验,同时研究了评估指标体系共性及差异化特点。在此基础上构建了我国售电市场建设发展成效...
竞争性的售电市场环境中,为用户提供灵活多样的零售业务是提升售电公司客户端竞争力的关键。根据售电公司与用户对于利润和风险的不同偏好,提出直接分成与保底封顶的零售合同模式。计入各种零售合同模式中不同价格机制对用户用电行为的激励,建立与零售合同相匹配的需求响应模型。考虑市场出清电价的不确定性对于售电公司决策的影响,并计及可中断...
可再生能源配额制(renewables portfolio standards,RPS)的实施将深刻改变电力行业的竞争格局,消费者环保意识增强也将影响绿色电力的需求,两者双重作用将导致跨省区电力交易主体的决策行为发生重要转变。基于此,综合考虑RPS和消费者偏好,探究了跨省区电力交易主体的最优决策,使其在新形势下获得最优利润。首先搭建了RPS下跨省区电力交易市场架...
大规模电储热可以为风电场提供调峰辅助服务,消纳弃风。为了维持电储热参与调峰辅助服务市场的可持续运营,提出储热企业与风电场的双边交易模式,建立了储热企业的收益和成本模型,得出储热容量优化方案。考虑市场中的储热容量以及未来弃风预估情况,得出储热需求曲线,进而分析弃风电价对储热企业、风电场收益和弃风消纳的影响。通过引入收益分配及...
智能电网中新能源的大量接入及其固有的不确定性,导致电力市场对常规电能需求裕度降低并存在大幅波动性,从而对发电侧竞价策略的可靠性提出了更高的要求。将演化博弈理论引入到发电商的竞价策略中,以便在不确定性环境中可通过动态演化获得稳定的最优竞价策略;鉴于可再生能源出力的不确定性导致演化博弈复制动态方程难以求解,提出通过将演化博弈...
区域能源交易主要通过集中式的交易服务平台提供买卖交易合同,配合电网进行电力供应与输送,存在服务成本高、交易效率低、用户隐私缺乏安全保障等问题。通过分析区域能源交易的特点,以区块链的智能合约、分布式记账、点对点交易等技术为基础,构建了基于区块链的区域能源交易基础应用结构。给出基于智能合约的区域能源交易模型,区域内部的产消者...
考虑高压直流对电力系统恢复路径优化的影响,文中提出一种含高压直流输电的恢复路径优化方法。首先,从启动、运行两阶段明确直流对系统强度的要求,研究恢复路径对直流支援能力的影响,进而得出直流的升功率特性。然后,提出"非树型恢复路径"的概念,建立恢复路径的优化模型,将直流传输功率纳入目标函数和约束条件,采用多种群遗传算法求得最优恢复方...
受端系统电压支撑强度因子(receive-end-systemvoltagestrengthfactor,RVSF)是受端系统的电压支撑强度的评价指标,可以计及受端系统中不同电力系统元件特性和运行方式。首先提出了在柔性直流输电系统不同控制方式下受端系统RVSF的解析计算方法;然后在混合多馈入系统中对比分析了RVSF、有效短路比、多馈入有效短路比等评价指标,表明RVSF具有相关...
模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)电磁暂态高效建模的难点,在于对桥臂中大量结构相同的级联子模块(sub-module,SM)进行等效的同时保证消去的节点信息都可以被精确反解。提出一种针对多类型MMC的电磁暂态通用建模和实现方法,它对传统的单端口MMC和新近出现的双端口MMC都适用。同时提出一种MMC拓扑自动识别方法,可以大幅降低...
三相电压型PWM整流器的状态空间模型具有多输入多输出的非线性结构。根据瞬时有功功率守恒原理,建立了整流器有功电流与直流母线电压之间的小信号模型。整流器工作在整流状态时,存在一个右半平面的零点,系统呈现出非最小相位特性。为了更加精确地分析在离散控制下整流器的性能,建立了三相PWM整流器采用电压、电流双闭环控制结构时系统的离散域模...
高压直流断路器是多端柔性直流电网中直流故障快速切除的关键设备,是柔性直流电网安全可靠运行的重要保障。针对已有电感激励换流式直流断路器存在的问题,研究提出一种新型电感激励换流式高压直流断路器方案,在转移支路上集成换流驱动电路,避免脉冲变压器副边线圈长期通流;并通过判断线路电流方向,在激发电流正半波内完成正反向换流,缩短反向换...
柔性直流输电(VSC-HVDC)更适合远距离大容量电能传输,能够有效提高大电网对分布式发电的并网消纳能力,直流断路器作为柔性直流输电的核心设备,能够快速切断故障电流、防止故障扩大。直流断路器主要分为机械式、固态、混合式3种类型,其中混合式直流断路器具有机械式直流断路器和固态直流断路器带载能力强、损耗小、电弧易熄灭、故障电流切断速度...
近年来,新能源并网系统的次同步振荡问题日益凸显,我国许多地区的直驱风电并网系统出现了次同步频率下的功率振荡。目前风电场基本均装设了SVG等无功补偿装置来改善风电场的电压稳定问题,而SVG装置与直驱风电在次同步频段下的相互作用尚未明确。该文采用模态分析法,研究考虑SVG与直驱风机间相互作用的并网系统次同步振荡问题。首先,根据直驱风机...
风电经串补送出系统发生次同步谐振(subsynchronousresonance, SSR)现象时,风电场和相关汇集站的主变会出现异响和振动加剧现象,给电力系统安全稳定运行带来隐患。通过分析工程现场SSR故障录波和系统的等效电路,提出超过一定量的次同步电流注入含串补的系统后,造成主变铁芯周期性正负交替偏磁饱和,从而导致主变励磁电流增大、异响和振动加剧。通...
输电阻塞是影响风电消纳的一个主要瓶颈。除了进行电力系统规划之外,灵活阻抗元件可以通过调节现有线路的阻抗,改变输电线路潮流,从而更加充分地利用风电资源。该文提出了一个考虑风电和负荷不确定性的灵活阻抗元件随机规划模型。通过基于大M值变换技巧和整数规划方法,将灵活阻抗元件规划引入的非线性约束线性化,使得整个模型变成一个商业优化软...
风电输出功率具有波动性,由于各机组出力之间的平抑效果,随着风电集群规模的增大,风电输出功率波动逐渐变缓,风电输出功率表现出"汇聚效应"。把握汇聚效应的趋势性对于规划送出线路及网架结构具有重要的意义。基于改进Shapley值法对风电汇聚效应的趋势性进行量化分析。在对不同风电输出状态量化分析的基础上,得到各状态下的持续出力曲线,进而构...
风电固有的特性决定了其难以严格按合同要求出力、和传统能源直接竞争,因此,风电场必须提升相关技术以提高与合同计划出力的吻合度。以风电控制性能评价标准为准则,利用离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)对风电场考核时间段内的输出功率偏差进行频谱分析,得出不同时间尺度的补偿功率需求,调用相应特性的储能设备分类调控风储系统...
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