The development of smart grid brings the possibility of load classification control,and also puts forward higher requirements for load shedding control.Therefore,focusing on the decision problem of load shedding control,a multi-objective optimization strategy of load shedding control based on load classification was proposed from the aspects of both the system economy and the stability.A three-objective dispatch model was established that comprehensively considers economics and grid stability,and a hierarchical penalty method was used to optimize grid benefits.At the same time,in view of poor stability of the traditional non-dominated sorting genetic algorithm with elite strategy,the non-dominated sorting method based on sequential search strategy and the screening strategy based on reference point were introduced to improve the calculation speed and ensure the balanced distribution of the solution set.Finally,the IEEE 10-machine 39-node system was taken as an example for verification.The results show that the improved algorithm can effectively improve the operation rate,and can better ensure the balanced distribution of the solution set,and has a good industrial application prospect.The control strategy obtained by the algorithm can realize the optimal control of coordination economy and voltage stability.
大规模分布式电源和储能等柔性资源的接入给配电网无功电压控制带来了新的挑战.提出了一种考虑柔性可控资源的主动配电网动态无功优化控制方法,以分时电价为基础,通过协调分布式新能源、储能系统以及无功补偿设备的综合出力,构建考虑柔性可控资源的无功优化模型.以系统有功功率损耗和系统电压偏差最小为目标函数,并通过改进粒子群算法进行模型的优化求解.最后,通过仿真算例验证了所提方法的合理性和有效性.所提方法能够在保证系统安全稳定运行的前提下充分挖掘柔性可控资源的潜力,提高系统运行的经济性.
针对谐振接地网络发生高阻、小故障角度单相接地故障时故障特征不显著等问题,利用同步相量测量技术,提出了基于广义S变换时频分析的接地故障区段识别方法.利用广义S变换提取某一高频段内的频域特征量,计算故障后1/4工频周期各测量点在该时频窗内的零序电流时频特征量,计算不同测量点零序信号之间时频特征分布相似度,构建综合时频特征分布相关系数矩阵,结合模糊C均值聚类,实现接地故障区段的识别.结果表明,所提方法能准确定位出故障区段,不受故障距离、故障初相角等因素影响.
为识别交流输电线路上发生的不同暂态干扰源以及干扰变化,提出基于卡尔曼滤波的交流输电线路暂态干扰源识别方法.分析交流输电线路中的不同干扰源的特征,区分雷击暂态干扰与故障暂态干扰,将干扰源特征输入至卡尔曼滤波器中,通过递归滤波的方式判断滤波系统的最佳预测值.经试验验证:所提方法具有较低的识别误差,且能够精准识别电压均值与电流瞬时功率的变化,可精确识别不同类型的干扰源.
工业用户作为城市用电主体,具有负荷组成结构复杂,易受生产计划等因素影响产生冲击性负荷的特点.而传统的负荷预测方法难以处理工业负荷的非线性,且未充分利用负荷残差序列信息,导致负荷预测效果不佳.为此,在采用传统的变分模态分解-门控循环网络预测方法得到初始预测值的基础上,进一步考虑增加基于门控循环网络的误差修正方法对初始预测值进行修正,从而更好地适应工业负荷的多变和突变性.算例分析表明,所提出的短期负荷预测方法可有效提升的工业用户负荷预测准确率,为工业用户在生产运行和参与电力市场交易等提供强有力的决策支撑.
针对风电功率及其相关数据中存在异常值严重影响风电功率预测精度的问题,提出了基于孤立森林和局部离群因子算法的数据异常识别方法.对风电功率中的异常数据进行清洗,有效提高了风电功率的预测精度;使用Shap归因分析不同特征变量对预测精度的影响,为风功率预测精度提供了更好的理论分析保障.试验结果表明,所提出方法有效提高了风电功率的预测精度.
动车组牵引系统绝缘栅双极型晶体管开关模块的快速通断会在变流器输入输出侧产生差模传导电流,该电流会导致牵引变流系统传导干扰的产生,因此差模传导电流可以用于牵引变流器工作状态的监测.针对满足差模传导电流探头的带宽、灵敏度和尺寸的设计需要准确地求解电流探头的关键寄生参数的问题,提出了一种求解集总参数的方法.通过理论分析和三维软件仿真,对磁芯、绕线和尺寸进行合理选择,最后设计出一个小尺寸、高阻抗的高频电流探头以及相匹配的校准夹具.校验试验结果表明,电流探头满足设计需求,可以动车牵引系统传导干扰电流监测提供技术支持.
传统配电网规划中,配电网问题的发现以及相关影响因素之间关联性的建立依赖于规划人员的专业知识,忽视了配电网历史数据本身反映的变化规律,制约了规划问题查找的客观性.通过数据挖掘方式提取配网数据的特征,实现配电网问题的关联性知识提取及验证.构建配电网问题关联规则的数据挖掘模型,采用灰色关联法获取模型输入的电气特征指标,通过Apriori算法求取配电网问题与其影响因素之间的强关联性规则,并采用提升度和卡方检验,对输出的强关联性规则进行合理性校验.基于实际地区电网数据,挖掘配电网线路重过载、轻载问题与相关电气特征指标的关联关系,为配电网规划项目的制定提供有效依据,从而提高配电网规划的效率及精细程度.
针对传统的模块化多电平换流器控制策略过于依赖控制器参数整定,以及传统的模型预测控制中存在权重因子选取困难等问题,提出一种基于模型预测控制的模块化多电平换流器多目标级联式控制策略,对多个控制目标逐级独立优化实现输出电流控制、桥臂环流控制以及子模块均压控制.控制策略在避免权重因子选取的同时还兼顾良好的控制效果.在MATLAB/Simu-link中搭建仿真模型,验证了所提策略的有效性.
有限状态集模型预测控制具备快速动态响应、无调制模块等优势,已在高性能功率变换器广泛应用.然而该技术高度依赖建模精度,实际应用中受模型匹配度和参数摄动等因素影响,难以运行于最优性能.为此,提出一种基于递归最小二乘(recursive least squares,RLS)估算的无参数预测控制方法.以数据驱动建模代替物理参数建模,首先采用外生变量自回归技术建立三相逆变器等效模型,并利用RLS算法进行等效模型参数估算.最后,基于22 kW测试平台对所提方法进行验证与分析.结果表明,所提方法对模型和参数变化具有强鲁棒性,不失为一种通用型鲁棒预测控制方案.
为了提高隧道火灾预防能力,基于红外图像识别技术设计了一套隧道防火预警系统.硬件部分采用红外CCD摄像头、红外光源和红外滤波光片,实现了红外图像的采集.利用树莓派4代开发板,对采集到的红外图像进行实时处理与识别,利用报警控制主机,完成隧道的防火预警.软件部分使用Python编程语言和模块化的思想,采用迁移学习和基于区域的全卷积网络算法,实现了红外图像的识别.试验结果表明,红外图像识别准确率可高达96％,系统运行12 h时,消耗的功率为100 W,红外图像识别准确率高.所设计的系统为下一步技术研究奠定了基础.
衡量短距离不换位同塔多回输电线路三相不平衡度需要准确测量正弦稳态下正序、负序和零序电流,这在潮流不断变化且电磁耦合复杂的实际线路中是很难实现的.为此,引入概率统计中衡量数据离散度的变异系数来衡量输电线路的三相不平衡度,直接计算线路阻抗的变异系数,计算简单、准确.同时,考虑架空地线、大地电阻、无功补偿装置和串联电抗器对线路阻抗的影响,基于输电线路分布参数模型,建立了短距离不换位同塔多回输电线路的分析模型.分析了计算江西某220kV实际双回输电线路.结果表明,线路电流计算结果与实测值误差小于1％,并提出了该线路不平衡度最小的相序排列方式为ABC-CBA.为减小短距离不换位同塔多回输电线路的不平衡度提供了理论参考.
针对双有源桥DC-DC变换器电流应力及动态性能问题,提出一种基于双重移相控制、结合电流应力优化方案,引入负载电流前馈的方法.首先,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)算法得到双重移相控制下双有源全桥最小电流应力的移相角关系;其次,对变换器引入负载电流前馈控制,使得电流应力减小的同时,提高变换器的动态响应能力.仿真结果表明,与传统单移相控制相比,在输入电压突降、负载突增等情况下,优化控制策略提高了变换器动态性能,降低了电流应力.
为解决电动汽车充电站的选址问题,将Tent混沌映射反向学习策略和动态惯性权值策略与飞蛾扑火优化算法相结合,得到混沌反向学习的飞蛾扑火算法.在所提算法中,引入Tent混沌映射和反向学习初始化策略来提高初始解的多样性;采用动态惯性权值策略在前期提高探索能力,并在后期加快迭代速度.用算例进行分析,采用改进算法对电动汽车充电站进行选址比标准飞蛾扑火算法和标准粒子群算法更有效.
高压直流输电工程中缺乏一种准确、可靠、快速检测换相失败的方法.为此,分析了高压直流输电换相失败时母线电流的特征,提取负序二次谐波电流作为特征量并研究其影响因素,提出了基于换流母线负序二次谐波分量的换相失败检测方法.在电磁暂态仿真平台PSCAD/EMTDC中,基于工程模型搭建了换流母线负序二次谐波分量的换相失败检测模块.试验结果表明,所提方法能有效、准确及可靠地检测出换相失败,验证了理论分析的正确性.
为提高LC型逆变器的性能,提出了一种改进电压电流双环控制策略.首先,分析了传统电压电流双环控制策略.在此基础上,为提高电流环的响应速度,当电流跟踪误差较大时采用bangbang控制;为兼顾稳态精度,当电流误差较小时切换为PI控制.然后,通过实时跟踪电压环积分器预测状态值,使电压误差按指数收敛,从而消除了阶跃指令下和负载突变时的电压超调.经MATLAB/Simulink平台仿真试验验证所提改进控制策略的正确性和可行性.
针对电力现货市场环境下独立储能电站参与市场交易获利受限的问题,基于独立储能电站参与多交易品种的盈利模式,建立电力现货市场环境下独立储能电站调控模型,并利用条件风险价值衡量市场价格波动带来的收益风险成本,以独立储能电站收益最优为目标,建立独立储能电站参与多交易品种的优化调控策略.算例仿真分析表明,优化调控策略在有效规避风险的前提下,提升了独立储能电站的收益.
为保障无线传感网络通信数据安全、提升无线传感网络抗攻击性,研究了基于超混沌序列改进分组密码算法的无线传感网络通信数据加密方法.基于二维离散超混沌序列生成二进制密钥流,进行非线性变换得到二进制流,利用二进制密钥流完成无线传感网络通信数据加密.将超混沌序列生成的密钥流作为IDEA分组密码算法的初始密钥,改进IDEA分组密码算法,输出各组无线传感网络通信数据密文.试验结果表明,加密后不同字符ASCII统计概率为0.003 9左右,说明所提方法所生成的密文中字符平衡性较好,可有效实现无线传感网络通信数据加密目的,并能成功抵抗字符频率统计与信息熵等不同类型攻击.
针对具有传输时滞的多区域互联电网提出一种基于线性矩阵不等式的分布式H∞负荷频率控制策略.将传输时滞引入到负荷频率控制系统中,并建立新的数学模型;采用H∞方法,利用积分不等式来解决信号传输时滞问题,考虑链路故障或者调峰调频的不定因素,提出通信矩阵进行建模,完成切换拓扑下分布式H∞控制器的线性矩阵不等式设计.仿真结果表明,策略提高了整个系统对传输延时问题和切换拓扑情况的鲁棒性,具有更低的保守性.
为了提高电网科学化和智能化管理水平,安徽省国网公司建立智能立项平台,打通SCADA、PMS和自然灾害监测系统的数据屏障,提供智能化和科学化的立项决策.同时针对智能立项平台,建立其数据预处理体系.首先,利用3-σ方法甄别数据中的异常值,并利用k最邻近算法进行异常值替换和缺失值填充.然后,对多时间尺度数据进行整理完成数据集成,并利用Min-Max归一化实现数据归一化.最后,通过实际电力运行数据检验了体系的有效性.数据预处理体系可以有效提高数据质量和可靠性,提高电网公司数据挖掘的质量.
