华北电力大学学报(自然科学版)


  • 考虑需求响应和联络线交互的含微电网的主动配电网多目标协同调度优化

    徐岩;张建浩;

    为实现含微电网的主动配电网各目标主体的综合效益最优,考虑引入需求响应和联络线交互策略,建立上层配电网有功网损最小,下层微电网第一阶段经济性和环保性指标综合最优、第二阶段功率不平衡量最小的双层两阶段调度优化模型。设置节点电压、储能设备荷电状态等越限惩罚项,以保证系统安全经济运行。借助二阶锥和凝聚函数对模型进行简化处理,编制NSGA-Ⅱ算法和调用MOSEK、Bonmin优化工具包对搭建的配电网和微电网算例系统进行求解和验证,以分析各因素对优化调度结果的灵敏度。结果表明在使用本文调度策略、目标模型和求解算法后,能够有效实现配—微电网多目标函数的协同优化,同时提高了配电网的电能质量和微电网的综合效益。

    2021年01期 v.48;No.209 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2065K]
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  • 基于滑模控制的孤岛直流微电网控制策略研究

    梁海峰;边吉;丁锦睿;李鹏;

    由于孤岛直流微电网缺乏主网支撑,更易出现稳定性问题,针对孤岛直流微电网,兼顾稳态运行时的供电质量以及较高比例恒功率负载下系统可能出现的稳定问题,为各微源变流器提出了一种基于定频PWM的滑模控制方案。首先提出一种适用于多微源并联供电下的变流器电感电流参考值选取方案,以此间接实现了供电功率的精确分配,并将抛物线型下垂控制运用至控制系统中,以此改善母线电压的降落。其次,分析了滑模控制器的设计过程,并着重分析了滑模控制参数与恒功率负载和阻性负载之间的关系,并得出通过合适的滑动系数选取可以提高系统稳定性的结论。最后,通过MATLAB/Simulink进行仿真验证,仿真结果验证了所提方案对微网稳定性及稳态性能的改善以及对系统参数摄动的鲁棒性。

    2021年01期 v.48;No.209 15-23+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1831K]
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  • 采用隔直参数分析不同PSS配置模型的适应性

    刘翔宇;程伦;李铁成;高泽明;何玉灵;陈二松;樊锐轶;

    通过分析隔直参数对PSS阻尼效果的影响,研究了不同PSS配置模型的适应性。首先介绍了加速功率型PSS的逻辑模型和功率隔直环节的合成原理,阐述了单机无穷大模型的应用假设。其次以实际机组为例,采用单机无穷大模型和相位补偿原理对PSS的阻尼效果进行了理论分析。然后采用双机模型进行了隔直参数对阻尼效果的影响研究,分析了不同振荡频率下隔直参数对振荡模式的影响特点。最后采用实际电网仿真的方式,检验了隔直参数变化对振荡模式的影响效果。通过对不同PSS配置模型得到结果的对比分析,得到了隔直参数对PSS阻尼效果影响明显,利用单机无穷大系统配置PSS存在风险的结论。论文成果对PSS的工程配置具有参考意义。

    2021年01期 v.48;No.209 24-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1871K]
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  • 一种配电主设备分布式状态传感器可靠性评估方法

    张世栋;左新斌;孙勇;邵志敏;杨珊珊;李元诚;

    分布式状态传感器可用来实时监测配电主设备,提高电力系统稳定性和用户体验,其可靠性对电网安全稳定运行至关重要。提出一种配电主设备分布式状态传感器可靠性评估方法,基于自注意力机制的时空图卷积神经网络(Self-attention based spatial-temporal graph convolutional networks,SASTGCN)。首先,从传感器装置形式、信号传输等方面开展可靠性研究,构建了主设备状态传感器可靠性评估指标体系。然后,基于自注意力机制更擅长捕捉数据或特征的内部相关性机制,将自注意力机制融入基于注意力机制的时空图卷积神经网络(Attention based spatial-temporal graph convolutional networks,ASTGCN)中,提出一种新的可靠性评估模型。最后,通过对比实验验证了所提模型的正确性和有效性。

    2021年01期 v.48;No.209 33-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K]
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  • 基于注意力机制的CNN-LSTM短期电力负荷预测方法

    魏健;赵红涛;刘敦楠;加鹤萍;王宣元;张浩;刘蓁;

    精准的短期电力负荷预测可以保障电力系统的安全可靠、经济高效运行,传统预测方法无法满足高精度的负荷预测要求,而机器学习算法的广泛应用为短期负荷预测的精确方案。提出了一种基于注意力(Attention)机制的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)-长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)短期电力负荷预测方法,该方法可以减少历史信息的丢失,实现短期电力负荷预测。考虑到电力负荷值在不同季节的特点,将预测方法设计为分季节进行短期电力负荷预测。最后,以我国某地区的负荷数据作为实例,将此预测方法与其他常用预测模型进行对比,实验结果表明基于注意力机制的CNN-LSTM模型在不同季节的电力负荷预测中均具有更高的预测精度。

    2021年01期 v.48;No.209 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 833K]
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  • 基于磁致伸缩效应的三相五柱变压器振动特性仿真与实验研究

    韩学;宋文乐;毛学魁;刘杨;刘俊;赵小军;张凌云;

    为深入研究三相五柱变压器在直流偏磁条件下的振动特性,首先基于激光多普勒效应,对取向硅钢片磁-弹耦合特性进行测量,获得磁致伸缩曲线。其次提出适用于大型三相电力变压器的直流偏磁实验方案,将两台变压器相并联,并在中性点引入直流激励,测量变压器励磁和振动特性。基于磁-机械场的耦合理论进行有限元仿真,得到三相变压器铁心磁场和振动位移分布规律,实验结果与仿真结果对比一致。基于计算结果,分析了直流偏磁对变压器铁心振动的影响规律。

    2021年01期 v.48;No.209 48-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 2226K]
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  • 有理幂次分数阶线性电路方程的W域解法

    梁贵书;蒋铭珏;

    电气工程领域中的很多设备都表现出分数阶的本质,充分利用分数阶微积分能更好地描述这种分数阶现象。对于分数阶电路,电路方程的求解是至关重要。对于含有多个分数阶幂次的电路方程,现有的方法求解非常困难。通过对传统的Laplace变换改进,提出了一种新的变换——W变换。这种变换可适用于有理幂次分数阶方程的求解。针对W域有理象函数的特点,给出了其部分分式展开形式,简化了时域解的表达式。最后,通过实例验证了方法的正确性以及可行性。

    2021年01期 v.48;No.209 56-61+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 702K]
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  • 基于变量选择深度信念神经网络的风速预测

    李大中;李昉;张克延;

    风速波动具有随机性和不确定性,导致风速预测的准确度不高。准确的风速预测对于优化风电运行策略和提高发电效率具有重大意义。利用最大信息系数(Maximal Information Coefficient,MIC)对风机SCADA数据进行变量相关性分析,并以MIC值大小对原始变量排序,将包含7项变量的子集作为深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)输入,得到MIC-DBN风速预测模型。基于风场实际数据将MIC-DBN模型与BP神经网络模型和GA-BP模型进行测试对比,实验结果表明,MIC-DBN风速预测模型的预测精度和泛化性能具有良好的效果。

    2021年01期 v.48;No.209 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1046K]
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  • 深调峰工况亚临界机组无自平衡对象控制器优化

    刘暑辉;田亮;

    火电机组深调峰工况运行控制难度加剧,其无自平衡能力对象控制尤为困难,针对此问题利用非线性简化动态模型推导得到机组无自平衡对象传递函数,从简单一阶无自平衡对象入手,逐步分析出亚临界机组机侧闭环无自平衡对象炉侧控制器分别采用PD控制和PID控制的适应工况,利用模糊神经网络自学习能力设计新的控制器。仿真实验表明此控制器能够解决亚临界机组无自平衡对象难以人工确定负荷扰动时积分切换控制的难题,运行结果能够满足机组运行要求。

    2021年01期 v.48;No.209 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
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  • 基于改进Elman神经网络的故障诊断模型研究

    章雅楠;孙建平;刘新月;

    针对高频易损坏的常见机械设备,常存在故障特征量"表征难",诊断精度欠缺且判断时间长等问题。提出一种优化Elman神经网络故障诊断的模型,以凯斯西储大学轴承数据(CWRU)为实例,在诊断效果方面具有一定的改善。鉴于,滚动轴承常见的故障振动信号多呈现出非线性、非平稳的特征。首先,应用希尔伯特-黄变换(HHT)对原始信号数据进行分解、降维、变换,从而提取出对故障信号敏感且故障频率易辨别的包络谱作为表征故障的特征量。接着,通过改进Elman神经网络,在网络输入对应位置增加时延,其长度可根据输入特征维度不同而改变。最终,建立故障诊断模型。诊断结果可清晰直观的展现出该模型在诊断精度及学习效率方面具有很好的提升。

    2021年01期 v.48;No.209 76-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2819K]
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  • 西藏地区光纤光导系统的光传输测试

    王俊涛;袁喜鹏;强巴索朗;宋记锋;

    光纤光导系统是一种利用柔软光纤将室外阳光引入室内进行照明的技术,不涉及能量形式转换,太阳能利用效率很高,是一种新型的太阳能利用模式。研制了基于菲涅尔透镜和PMMA光纤来聚光传输的光导系统,并设计了光纤水冷结构来解决高温下光纤烧毁问题。通过在西藏地区室外实际运行测试表明:该系统能够在高辐照地区精确地跟踪太阳,稳定有效地将太阳光传输至室内照明,并且光纤最终的输出光谱与太阳光谱相近,不会在可见光波段造成畸变,可以为室内提供舒适、安全的自然光照明,系统总体效率可以达到15%。

    2021年01期 v.48;No.209 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K]
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  • 基于改进Adaboost算法的SCR脱硝系统多模型集成建模

    乔源;邢波涛;赵文杰;孙志英;

    燃煤机组选择性催化还原法(SCR)脱硝系统是复杂的多变量非线性时变系统,且运行工况多变,单一模型难以准确描述系统的多工况运行特性,因此,基于改进自适应提升算法(Adaptive Boosting,Adaboost),提出一种多模型集成建模方法。首先对Adaboost集成算法的损失函数进行优化,引入正则化因子和先验知识参数以提高模型的精确度;然后基于SCR脱硝系统的多工况运行数据,采用改进的Adaboost算法自动调整运行数据的权重,形成多个样本子集;在每个样本子集空间上,通过支持向量机(Support Vector Machine,SVM)建立SCR脱硝系统局部模型,并采用智能算法对局部模型的参数进行优化;最后基于改进的Adaboost算法集成得到SCR脱硝系统集成模型。仿真结果表明,与传统的Adaboost算法相比,改进的Adaboost算法集成的预测模型有效提高了模型预测精度,同时避免了单一模型由于样本分布的不均匀性而导致的模型工况适应性差等问题,提高了模型的复杂工况适应性能。

    2021年01期 v.48;No.209 90-97+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1118K]
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  • 铜改性SCR催化剂脱氨脱硝实验研究

    曹悦;陈传敏;刘松涛;贾文波;

    对商业V_2O_5-WO_3/Ti O_2型SCR催化剂进行铜改性,拟将其取代少量下游SCR催化剂进行逃逸氨和残余NO_x的同时去除。在350℃下分别测试了不同铜负载量Cu-SCR催化剂的脱氨和脱硝性能,分析反应温度、NH_3/NO比及SO_2、H_2O等烟气成分的影响,并考察了模拟SCR尾部烟气条件下对逃逸氨和残余NO_x的去除效果。结果表明,铜改性对SCR催化剂的脱氨及脱硝活性均有促进作用,其中Cu1-SCR催化剂即可达到较为理想的NH_3和NO_x去除效果,在保证高脱硝效率的基础上促进了逃逸氨的去除。此外,原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in situ DRIFT)测试表明,Cu1-SCR催化剂表面的NH_3会首先被氧化为NO_x,随后与其余NH_3反应生成N_2,NO能够直接氧化催化剂表面的NH_3,进一步促进NH_3的脱除。

    2021年01期 v.48;No.209 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1744K]
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  • 直流锅炉全工况动态水煤配比优化

    卢新蕊;刘鑫屏;

    超临界机组被控对象难以控制,机组输出对于给煤量和给水流量指令的响应速度不同,使现有的控制方案难以快速稳定机组输出。为了解决这个问题,在分析了超临界纯凝机组模型的基础上,首先通过水跟煤控制方案和煤跟水控制方案在阶跃扰动下的系统响应曲线的对比,得到水跟煤控制方案下,系统输出参数响应曲线的超调量和响应速度更优;但给煤量指令所控制参数的响应曲线依旧存在迟延,针对这一问题,在水跟煤控制方案中加入动态给水补偿环节。仿真结果证明,当机组负荷变化时,加入一阶给水补偿环节后的响应曲线,在稳定性和快速性上均优于加入二阶给水补偿环节,并解决了输出响应曲线中的迟延问题。

    2021年01期 v.48;No.209 107-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1430K]
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  • 鼓泡床密相区多组分床料扩散的CPFD模拟

    陈鸿伟;刘玉强;刘博朝;梁锦俊;贾建东;宋杨凡;王睿坤;

    鼓泡床密相区颗粒的混合和扩散对炉内反应速率影响巨大,研究冷态鼓泡床密相区的混合情况,对热态锅炉研究提供参考。采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法,对158 mm (长)×158 mm (宽)×400 mm(高)的长方体模型进行模拟。主要研究不同流速下,不同质量分数的压缩木屑、稻壳的颗粒体积分数和横向扩散系数。模拟结果表明,与稻壳相比,压缩木屑颗粒体积分数更大,床层膨胀程度更小;生物质的质量分数越大,密相区颗粒体积分数越大,床层膨胀程度越小,床层整体流化不均匀性越小;扩散系数随流化风速、生物质的质量分数的增加而增大;相同质量分数下,压缩木屑的扩散系数略小于稻壳。

    2021年01期 v.48;No.209 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1565K]
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  • 档端横向激励下架空导线的振幅响应特性

    陈晓娟;王璋奇;

    以架空导线为研究对象,将铁塔振动对导线振动的作用机理简化为导线的端部位移激励。为掌握架空导线档端横向激励对线路振动的影响机制,建立有界张紧弦在正弦移动边界条件下的横向振动线性模型,基于模型的稳态共振解,构建系统阻尼、激励频率与响应的动态关系图,发展系统振幅响应的理论模型,提出档端横向位移激励下架空导线振幅响应的放大效应及其控制参数的表达形式,讨论控制参数对导线风致振动问题的影响规律。研究表明:即使档端的运动幅值很小,也不能忽略其对线路振动的影响,尤其是控制参数较小时,会对导线的振幅形成显著的放大效应。该结果为架空导线风致振动的控制和预测研究提供了一定的理论参考。

    2021年01期 v.48;No.209 121-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 670K]
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