该文首先概述数据驱动的机器学习模型(data-drivenmodel,DDM)的有关理论研究成果。在此基础上,论证数据–知识融合的学习模型(knowledge-guiding&data-drivenmodel,KDM)在问题的局部学习空间和全域学习空间的泛化性能。结果表明,在有限样本和一定的假设前提下,KDM在局部学习空间的泛化误差以接近概率1收敛于某泛化误差界;在全域学习空间的泛化误...
随着可再生能源的发展,电力系统中不确定性因素增多。精确地模拟可再生能源场景,对大规模新能源并网调度、规划有着重要意义。针对该问题,提出一种基于Wasserstein概率距离的场景约简0-1规划模型。并对聚类有效性指标进行分析,提出包含内部有效性及外部有效性的指标体系,依据聚类有效性指标确定最佳聚类数。算例以爱尔兰岛风电预测–实测数据为...
远洋海岛的和平开发与利用在我国的海洋战略中占有极其重要的地位。对于远洋海岛中需要通过船运对负荷中心岛进行能量支援的资源富集岛而言,其离岸可再生能源消纳设备(renewable energy absorption facility,REAF)的高效运行至关重要。针对此问题,该文设计兼顾蓄–氢–冷多能源形式的制氢装置,有效提升了REAF系统能源吸收效率;同时,基于快速决策...
随着高渗透率风电并入多区域互联的交直流电网,风电渗透区域容易出现自动发电控制(automatic generation control,AGC)机组调频容量不充足,难以有效抑制风电功率随机性带来的频率波动问题。为此,该文提出基于双层模型预测结构的跨区域AGC机组协同控制策略,实现多区域间共享调频资源。该控制策略在上层采用经济性模型预测控制实现跨区域AGC机组稳...
多端柔性直流电网的故障定位方法是保障直流电网安全可靠运行的关键技术。该文针对现有故障测距方法存在的问题,提出一种基于电流突变量的直流电网区内双极短路故障定位方法。它利用直流线路两端的电流突变量计算定位系数来定量表示短路点在线路中的位置,即故障点至本线路一侧保护的距离与线路全长的比值。为了避免线路保护区出口处短路引起的距...
由于建模方式和参数类型的差异,针对有源配电网多种典型事件的稳态仿真与动态仿真之间存在壁垒。该文提出一种基于事件驱动的有源配电网多状态仿真方法,通过对量测数据进行分析,使得仿真系统根据有源配电网运行状态的改变而自动切换模型和算法,同时降低模型切换过程导致的参数误差,从而解决稳态仿真和动态仿真相互孤立的问题,实现事件驱动的有源...
随着分布式能量采集及能源存储装置的接入,配电系统将承担起局部地区分布式资源整合者的角色。针对计及储能、分布式电源的配电网规划问题,提出多阶段经济规划方法,通过协同考虑设备选址定容、网架扩展及配电网动态重构等优化目标,建立基于二阶锥松弛的多变量协调规划模型;为求解此大规模混合整数非线性优化问题,提出改进Benders分解方法,将模型...
为减少适应高比例可再生能源接入的网络扩建投资,提出应用运行–市场决策耦合特性平抑供需波动、缩小规划裕度的配电网规划方法。构建双重嵌套式博弈模型衔接不同时间尺度下的配电网强耦合决策问题,其中,外部博弈用于引导配电系统运营商制定计及可控资源双向调节能力的规划方案;而内部博弈则面向未来的售电侧现货市场,刻画系统运营商与众市场主...
配电网的供电能力不仅是最大供电能力(total supply capability,TSC)的一个点,而是一条曲线,即供电能力(boundary supply capability,BSC)曲线。实际配电网BSC曲线的大多数点都相对TSC有所下降。该文初步揭示了BSC曲线下降规律与机理。首先,观察N供一备、分段联络等典型接线,发现了BSC曲线的下降规律。其次,揭示BSC曲线下降是备用机理和分配机理...
为了解决智能配电网中由海量异构数据引发的存储问题,提出一种基于张量Tucker分解的智能配电网数据压缩方法。首先,针对配电网异构数据建立配电网结构化SCADA数据与非结构化视频、图片数据的张量标准化处理模型。然后,提出基于张量Tucker分解的配电网大数据压缩方法,该方法可以在保留数据空间本征结构的情况下对配电网异构数据进行压缩。最后,采...
针对风速、光照强度和负荷之间相关性不易描述的难题,基于大数据思维,提出基于数据挖掘的贝叶斯网络模型,准确、全面、完整地刻画风–光–荷之间非线性相关性,以此为基础完成概率潮流计算。首先,分析贝叶斯网络的基本原理,给出建立贝叶斯网络模型的方法和步骤;然后,以实测风速、光照强度和典型负荷数据为原始样本,通过贝叶斯网络获得合成样本,再...
交直流配电网(AC/DC distribution network,HADDN)作为主动配电网迅速发展的重要分支,其关键技术之一是以无功电压控制为核心的优化运行技术。该文提出一种基于二阶段鲁棒优化模型的混合HADDN无功电压控制方法,该方法可有效协调传统无功电压设备和交/直流变流站,寻求鲁棒最优的协调控制方案,有效应对可再生能源的不确定性。此外,由于所提模型属...
随着我国居民用电比例的逐年升高,家用电器产生的谐波越来越不容忽视,对居民负荷用电谐波特性进行研究具有重要意义。首先,提出基于实测数据建立各电器负荷的谐波耦合主导分量模型,该模型可考虑不同供电电压条件下负荷的谐波产生特性以及多谐波源负荷之间的叠加与分散效应。然后,综合考虑影响我国居民用电的各因素,引入修正系数和影响因子,确定...
针对分布式能源(distributed energy,DG)接入配电网时电能质量(powerquality,PQ)的监测问题,该文采用变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)初始化S变换技术,对接入配电网的DG类型以及因操作事件改变而产生的不同特征PQ扰动进行检测并分类识别。首先,从PQ扰动信号中提取F1、F2特征量,作为接入混合动力系统分布式能源分类的标准;其次...
在超临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)机组上是否需要配备紧急补给水系统一直是业内争议的焦点。针对失电事故下350MW超临界CFB锅炉炉内物理过程的特点,给出安全阀的响应特性模型,建立由质量、能量守恒方程组成的数学模型,定量地预测失电事故下水冷壁内工质温度、压力和质量的动态变化过程。同时,通过讨论浇注料、床温及安全阀特...
随着新能源电力系统不断推进,能源网络面临的调峰形势日益严峻。新常态下,频繁、深度调峰,尤其是高额煤价对火电机组发电效益提出了严峻挑战。为探究火电机组参与调峰的经济性,以应对调峰带来的不利影响。该文提出实时度电成本模型,建立机组效益测算与调峰补偿报价预测模型。通过使用滑动窗口与BP神经网络等数据挖掘方法,对案例机组实时度电成本...
面对煤炭清洁高效利用和现阶段电网的调度方式,汽包炉机组协调系统的控制性能还远未达到实际需求。从实际工程应用出发,在考虑汽包炉机组动态特性的基础上,以阶梯式预测控制算法为核心,融合传统的前馈控制和解耦控制理念,提出一种基于阶梯式预测控制的汽包炉机组协调系统优化控制方案。结果表明:与传统DEB400直接能量平衡控制相比,该方案减少了...
为使得阴极开放式质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的运行保持最优输出性能,提出一种基于偏格式动态线性化的无模型自适应预测控制策略,实现电堆的性能优化。通过偏格式动态线性化的方法,将阴极开放式PEMFC这一非线性时变系统等价转换为动态线性化数据模型,继而实现对非线性控制对象的控制。在搭建的测控平台上进...
针对自然覆冰环境下风力机桨距角变化问题,以300kW风力机为研究对象,采用限功率运行控制方式,通过现场试验研究自然覆冰环境下风力机变桨特性。结果表明:限功率运行时桨距角随风速增加呈上升态势;相较于洁净环境,轻度覆冰导致β-v曲线整体降低,当功率限定值分别为50、100、150kW时,桨距角平均值分别降低2.3°、3.9°、4.5°,平均降幅分别为35.7%、51...
分布式发电系统因接入电网时的线路阻抗较大,使得并网逆变装置与电网构成的互联系统易产生谐波震荡,威胁其稳定运行。阻抗分析法是一种较为有效的并网稳定性研究方法。该文首先利用谐波线性化方法建立下垂控制三相并网逆变器含功率外环和相角扰动时的完整序阻抗模型,阐述功率外环引起的二倍镜像频率耦合效应,并分析下垂系数对模型的影响,通过下...
特高压直流输电(ultra high voltage direct current,UHVDC)故障对电网影响严重,建立精确的可靠性模型十分必要。交流滤波器(ACfilter,ACF)子系统与交流母线并联,可补偿无功,减少谐波。谐波过大或无功不足均可能导致UHVDC降额。提出一种计及无功补偿和谐波特性的ACF可靠性模型,用矩阵组合将单一型号滤波器状态空间(state space,SS)合并成ACF所有...
由级联H桥变流器与LC单调谐无源滤波器串联所构成的混合型有源电力滤波器(hybrid active power filter,HAPF),为高压大容量场合下的谐波治理提供了一种低成本解决方案。传统的直流电压控制方法调节的是变流器输出电流中的有功分量,但HAPF中LC滤波器较大的基波阻抗极大地限制了该方法动态响应速度。该文提出一种改进的直流电压控制方案,该方法通...
绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)是功率变流器中故障率最高的元器件,键合线老化脱落是其中最常见的一种失效形式。文中研究短路电流作为IGBT模块键合线老化特征量的机理。首先简述IGBT模块键合线老化对应的内部寄生参数与短路电流的定性关系,建立包含键合线和铝金属基板的发射极等效电阻网络模型。依据键合线分布情...
为减小双有源桥变换器的IGBT开关通态损耗,该文提出一种降低电感平均电流的优化混合控制法,通过切换不同的控制模式保持双向变换器电感平均电流最小,以提高功率传输效率。论文通过对扩展移相控制(extended phase shift control,EPS)工作原理分析、各开关时刻电感电流及功率传输分析,建立平均电流数学模型,通过分析不同模态的平均电流确立调制方...
提出一种内置式永磁同步电机的参数辨识方法,实现了定子电阻、永磁体磁链和交直轴电感的高精度辨识。该方法首先通过实验获取定子电阻与温度、永磁体磁链与温度和交直轴电流的关系表达式,然后基于双时间尺度随机逼近理论对交直轴电感进行在线辨识。理论分析证明了该在线辨识算法的收敛性和最优性,并给出其关键参数的取值准则,以确保算法具备良好...
针对传统开关磁阻转矩脉动抑制策略中采用电流滞环控制方法带来的电流动态跟踪能力弱而引起转矩脉动大这一问题,提出一种基于线性转矩分配函数策略下的无差拍电流预测方法,提高电流跟踪特性,减小因电流跟踪能力弱引起的转矩脉动。根据电机运行中电流分布特征及电流变化率,灵活选择"正压零压"、"负压零压"等PWM调制模式,确定最佳的功率变换器励磁...
直线或平面电机驱动的超精密运动系统加减速域跟踪误差对建立时间有重要影响,定量分析加减速域跟踪误差并建立解析模型,对减小建立时间有重要的工程与学术价值。针对工程实际中的数字控制系统,该文基于单质量块刚体和双质量块柔性体模型,在离散域建立跟踪误差与前馈控制器、反馈控制器和目标轨迹之间的解析模型,从物理层面深入分析超精密运动系...
电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声水平直接影响着电动汽车的NVH性能。基于理论分析与Ansys多物理场有限元分析平台,研究一台电动汽车驱动用永磁同步电机的电磁噪声特性,并进行优化分析。电机的电磁噪声主要来源于电机定子齿部的电磁激振力,不同转子结构会对磁场产生不同的影响,通过优化转子隔磁桥结构进而改变电机定子齿部的电磁激振力,降...
模型预测控制具有滚动优化、反馈校正的优点,近年来在电力电子领域受到广泛关注,很多学者提出了诸如预测磁链控制、预测转矩控制、预测电流控制的电机控制方法,其中预测电流控制无需进行权重设计,具有直接输出电压矢量的特点,算法相对简洁,容易实现。预测控制在采取简单的事件触发机制时,电流轨迹超出边界后才会触发算法选择新的电压矢量;但由于...
随着智能变电站的发展,GIS开关操作瞬态电磁骚扰问题更加突出,需要引起重视。该文介绍了国内外在GIS开关操作瞬态电磁骚扰试验、仿真和防护3个方面的研究进展,分析存在的问题,并给出解决思路。试验研究方面:建议采用光学效应传感器测量以解决D-DOT和B-DOT传感器低频带宽的不足;研制GIS隔离开关操作骚扰试验平台,可开展就地化保护装置端口的电磁...
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