2024年第40卷第4期目录
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    封面和目录
  • 2024,40(4):0 doi:
    摘要:
  • 智能电网技术
  • 房子衿,周波,林顺富,赵建立,吴丹,许亮峰
    2024,40(4):293-299,314 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.001
    摘要:
    为了解决现行各类基线负荷预测方法对时序性的依赖及多影响因素分类分析评估不准确等问题,提出了一种基于改进条件生成对抗网络(CGAN)和图卷积神经网络(GCN)的需求响应潜力预测方法。首先,引入融合CGAN和Wasserstein生成对抗网络(WGAN)的Wasserstein条件生成对抗网络(WCGAN),并利用历史数据训练生成器和判别器,估计基线负荷;然后,充分考虑基线与响应负荷的不确定性,提出了一种基于WCGAN和GCN的需求响应负荷预测方法;最后,采用实际负荷数据对所提方法的有效性进行了分析。
  • 陈梓楠,杨秀,卢炜
    2024,40(4):300-308 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.002
    摘要:
    空调等温控负荷在虚拟电厂(VPP)的优化调度中起着至关重要的作用。针对VPP中新能源功率输出不稳定问题,提出了基于温控负荷参与的多VPP联合调度策略。首先,研究了温控负荷聚合模型,构建了多VPP分布式能源协调互补的联合调度框架,在日前阶段根据预测数据制定联合调度计划,多VPP管理中心对各VPP进行多能互补。其次,在日前阶段引入考虑用户意愿度的温控负荷模型,在日内阶段根据短期预测数据对调度计划进行滚动修正,减少新能源功率输出波动带来的供需偏差。最后,通过MATLAB调用Cplex仿真分析,验证了多VPP联合优化调度策略不仅保证了供电可靠性,还有效减少了预测偏差带来的补偿费用。
  • 陈亚临,杨涌文,赵一涵
    2024,40(4):309-314 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.003
    摘要:
    近年来,城市电力峰谷差不断增大,仅仅依靠发电侧资源很难维持电力系统的实时平衡。电动汽车-充电桩负荷作为一种典型的柔性负荷,可以利用网络信息技术、大数据分析手段和市场机制,将区域内可调度的电动汽车负荷资源聚集参与需求响应。从负荷聚合商角度出发,提出了一种基于随机选择电动汽车影响因素,按照概率密度计算电动汽车集群负荷情况的建模方法,并制定了优化调节策略,聚合电动汽车集群参与需求响应市场,削减了区域内电力峰值,降低了参与响应用户的充电成本。未来,在电力市场化背景下,利用需求侧大量微小负荷资源聚集响应将成为确保资源有效分配的重要工具。
  • 新能源发电技术
  • 刘键浩,赵晋泉,邢超,卢佳,李文云
    2024,40(4):315-324 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.004
    摘要:
    大规模风光新能源基地通过柔性直流(VSC-HVDC)外送是我国新能源发电上网的重要方式之一。因新能源基地电压支撑能力弱,导致系统稳定性受到严重影响,静止同步补偿器(STATCOM)和调相机配置是提高系统稳定性的有效手段。提出了含STATCOM和调相机的两阶段配置方法:阶段1通过配置STATCOM实现系统侧的电压支撑;阶段2通过配置调相机保证系统的暂态稳定性。基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了新能源基地VSC-HVDC外送系统仿真模型,通过模型仿真,验证了所提方法的有效性和合理性。
  • 冯启睿,魏书荣
    2024,40(4):325-330 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.005
    摘要:
    针对海上风电集群经多端柔直并网时的次同步振荡(SSO)频发问题,提出了一种基于Weibull分布模型和带漏项最小均方算法的SSO概率评估方法,分析了大容量直驱风机集群经柔直并网引起的SSO变化特性。仿真结果表明:风速增加使SSO频率由40 Hz下降至18 Hz附近,负阻尼比累计概率由14%增至90%;构成风电场的等值风机台数增加与多端柔直并网可以扩展SSO频率分布区间,并降低1%~8%的SSO负阻尼比累计概率。
  • 王昊,刘璐洁,陈龙,符杨
    2024,40(4):331-339 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.006
    摘要:
    针对海上风电机组部件故障关联作用的不确定性量化及维护策略优化问题,提出了一种考虑故障关联不确定性的海上风电机组预防性维护策略优化方法。首先,采用区间分析方法对故障关联不确定性进行量化,引入区间故障关联系数描述故障关联的不确定性对机组部件可靠度的影响。其次,根据部件运行状态信息,利用神经网络捕捉故障关联图的时空特征,构建基于图注意力-门控循环单元神经网络(GAT-GRU)的故障关联预测模型,形成区间故障关联系数矩阵。最后,以维护费用最低为目标函数,部件可靠性指标为约束条件,构建了考虑故障关联不确定性的联合维护模型,优化各部件的预防性维护时间区间。算例仿真结果验证了所提方法的有效性和经济性。
  • 综合能源
  • 王馨仪,孙欣
    2024,40(4):340-346,370 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.007
    摘要:
    为促进新能源消纳、减少碳排放、提高园区集群的经济性和灵活性,提出了一种基于移动储氢的电氢协同调度策略。首先,考虑氢能的高能量密度特性与空间转移特性,提出了基于移动储氢的园区集群结构;其次,建立了电-氢网络模型,基于时空网络建立了运氢车路径模型;然后,建立了电氢协同经济调度模型;最后,利用MATLAB R2018a软件进行算例仿真分析。结果表明,基于移动储氢的园区集群电氢协同调度策略有效提升了集群运行的经济性和灵活性,提高了新能源消纳率,降低了碳排放量。
  • 王雨茹,崔秋实,李东东
    2024,40(4):347-354 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.008
    摘要:
    针对数据中心高能耗、高碳排放问题,提出了一种风险规避下面向建筑的数据中心综合能源系统低碳规划模型。首先,根据运行特性,建立了数据中心的全生命周期碳排放模型。其次,为解决碳排放计算不精确和可再生能源不确定性带来的风险问题,提出了基于动态碳排放因子的减碳策略和可再生能源间歇性风险度量方法(RIRM),以总成本最低和风险最小为目标函数,对数据中心综合能源系统内设备容量进行最优配置。最后,通过算例仿真验证了所提方法的低碳性和经济性,并将RIRM与条件风险价值(CVaR)进行了比较分析。
  • 周荔丹,朱轶辰
    2024,40(4):355-364 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.009
    摘要:
    为提升综合能源系统(IES)中可再生能源的消纳以及实现低碳排放,提出了一种多时间尺度下考虑需求响应和电转气-碳捕集系统(P2G-CCS)耦合的综合能源系统低碳调度策略。首先,建立了含P2G-CCS耦合和考虑电冷热负荷需求响应的IES数学模型。其次,建立了阶梯碳交易模型对碳排放量进行约束。最后,提出了源荷互补的IES多时间尺度低碳调度策略,构建了以购气和煤耗成本、碳封存成本、碳交易成本、机组启停成本和弃风弃光成本为目标函数的日前-日内-实时调度模型。算例结果表明,所提模型有效提高了IES的经济效益、低碳效益和能源利用率。
  • 其他研究
  • 陈轩宇,沈恩泽,张磊,张周胜
    2024,40(4):365-370 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.010
    摘要:
    光声光谱装置在测量变压器油中溶解的CO气体时容易发生检测波形相位延迟现象,从而造成CO气体浓度探测不准确,进而影响变压器故障性质的判别。对CO气体的红外吸收峰进行了分析和筛选,搭建了一套测量CO气体的光声光谱平台,测量了不同水汽含量下CO气体的相位偏差。结果表明:在CO气体中增加适量水汽可提高CO气体检测精确度;当露点温度为14℃、水汽含量为1.574 4%时,CO气体检测精确度最高;在不能增加水汽的情况下,可通过公式计算相位偏差,调整CO气体波形,从而提高测量精确度。
  • 李瑞,李凯,李峰
    2024,40(4):371-376,382 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.011
    摘要:
    运行在工频电压条件下的气体绝缘全封闭组合电器(GIS)受到微量水分侵入时会严重降低气室内SF6气体的绝缘性能,影响高压电器设备安全运行。为此,自主设计了GIS绝缘结构实验装置,并搭建了气体放电实验平台,通过控制电极微水体积分数、气压以及电极间隙距离,对SF6气体在稍不均匀电场下的工频击穿特性进行实验研究。研究发现:在稍不均匀电场中,SF6气体工频绝缘性能随微水体积分数的增大呈下降趋势;气压范围在0.4~0.6 MPa时,微水体积分数超过800 μL/L后,随着其增大SF6气体工频击穿电压下降较为明显;在相同气压下,电极间隙距离越大,微水体积分数增大对SF6气体工频绝缘性能的影响越大。根据实验结果,建议在工频电压下,设备运行温度为15℃时,0.4 MPa和0.5、0.6 MPa下气体绝缘设备中水分体积分数限值分别为450 μL/L和250 μL/L。
  • 王硕,杨昱,黄琼,李超,郭仕然
    2024,40(4):377-382 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.012
    摘要:
    针对并列门控循环神经网络(GRU)算法在处理序列信息时无法直接交流和共享信息,导致模块之间信息流动受限,从而影响准确率的问题,提出了一种基于融合注意力机制的并列GRU应用层协议识别方法。该方法利用注意力机制获得并列GRU算法中不同时间点输出之间的重要关系,使得模型能更好地捕获序列数据的特征信息,从而提高算法的准确率。在UNSW-NB15数据集上进行实验,结果表明:与并列GRU算法相比,所提算法的识别准确率提升了9.3%,且与其他代表性算法相比,准确率均有所提高。
  • 潘世汉,金必都,张溢江
    2024,40(4):383-387 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.013
    摘要:
    350 MW燃煤发电机组四角切圆锅炉在实际运行过程中,存在炉内NOx生成量大、选择性催化还原法(SCR)脱销反应器入口NOx浓度高、影响脱硝效率等问题。根据空气分级燃烧原理,在煤炭燃烧过程中控制空气的供给量,减少锅炉内NOx生成量,在此基础上运用SCR脱硝技术,进一步控制燃煤烟气中NOx的排放浓度。通过分析煤炭燃烧过程中NOx的生成特性,对燃煤锅炉进行了实验研究。实验结果表明,在常用煤种与不同锅炉负荷条件下,尤其在低负荷时,采用联合控制方法的脱硝效率达到85%,有效降低了NOx排放浓度。
    封面和目录
  • 2024,40(4):0 doi:
    摘要:
  • 智能电网技术
  • 房子衿,周波,林顺富,赵建立,吴丹,许亮峰
    2024,40(4):293-299,314 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.001
    摘要:
    为了解决现行各类基线负荷预测方法对时序性的依赖及多影响因素分类分析评估不准确等问题,提出了一种基于改进条件生成对抗网络(CGAN)和图卷积神经网络(GCN)的需求响应潜力预测方法。首先,引入融合CGAN和Wasserstein生成对抗网络(WGAN)的Wasserstein条件生成对抗网络(WCGAN),并利用历史数据训练生成器和判别器,估计基线负荷;然后,充分考虑基线与响应负荷的不确定性,提出了一种基于WCGAN和GCN的需求响应负荷预测方法;最后,采用实际负荷数据对所提方法的有效性进行了分析。
  • 陈梓楠,杨秀,卢炜
    2024,40(4):300-308 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.002
    摘要:
    空调等温控负荷在虚拟电厂(VPP)的优化调度中起着至关重要的作用。针对VPP中新能源功率输出不稳定问题,提出了基于温控负荷参与的多VPP联合调度策略。首先,研究了温控负荷聚合模型,构建了多VPP分布式能源协调互补的联合调度框架,在日前阶段根据预测数据制定联合调度计划,多VPP管理中心对各VPP进行多能互补。其次,在日前阶段引入考虑用户意愿度的温控负荷模型,在日内阶段根据短期预测数据对调度计划进行滚动修正,减少新能源功率输出波动带来的供需偏差。最后,通过MATLAB调用Cplex仿真分析,验证了多VPP联合优化调度策略不仅保证了供电可靠性,还有效减少了预测偏差带来的补偿费用。
  • 陈亚临,杨涌文,赵一涵
    2024,40(4):309-314 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.003
    摘要:
    近年来,城市电力峰谷差不断增大,仅仅依靠发电侧资源很难维持电力系统的实时平衡。电动汽车-充电桩负荷作为一种典型的柔性负荷,可以利用网络信息技术、大数据分析手段和市场机制,将区域内可调度的电动汽车负荷资源聚集参与需求响应。从负荷聚合商角度出发,提出了一种基于随机选择电动汽车影响因素,按照概率密度计算电动汽车集群负荷情况的建模方法,并制定了优化调节策略,聚合电动汽车集群参与需求响应市场,削减了区域内电力峰值,降低了参与响应用户的充电成本。未来,在电力市场化背景下,利用需求侧大量微小负荷资源聚集响应将成为确保资源有效分配的重要工具。
  • 新能源发电技术
  • 刘键浩,赵晋泉,邢超,卢佳,李文云
    2024,40(4):315-324 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.004
    摘要:
    大规模风光新能源基地通过柔性直流(VSC-HVDC)外送是我国新能源发电上网的重要方式之一。因新能源基地电压支撑能力弱,导致系统稳定性受到严重影响,静止同步补偿器(STATCOM)和调相机配置是提高系统稳定性的有效手段。提出了含STATCOM和调相机的两阶段配置方法:阶段1通过配置STATCOM实现系统侧的电压支撑;阶段2通过配置调相机保证系统的暂态稳定性。基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了新能源基地VSC-HVDC外送系统仿真模型,通过模型仿真,验证了所提方法的有效性和合理性。
  • 冯启睿,魏书荣
    2024,40(4):325-330 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.005
    摘要:
    针对海上风电集群经多端柔直并网时的次同步振荡(SSO)频发问题,提出了一种基于Weibull分布模型和带漏项最小均方算法的SSO概率评估方法,分析了大容量直驱风机集群经柔直并网引起的SSO变化特性。仿真结果表明:风速增加使SSO频率由40 Hz下降至18 Hz附近,负阻尼比累计概率由14%增至90%;构成风电场的等值风机台数增加与多端柔直并网可以扩展SSO频率分布区间,并降低1%~8%的SSO负阻尼比累计概率。
  • 王昊,刘璐洁,陈龙,符杨
    2024,40(4):331-339 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.006
    摘要:
    针对海上风电机组部件故障关联作用的不确定性量化及维护策略优化问题,提出了一种考虑故障关联不确定性的海上风电机组预防性维护策略优化方法。首先,采用区间分析方法对故障关联不确定性进行量化,引入区间故障关联系数描述故障关联的不确定性对机组部件可靠度的影响。其次,根据部件运行状态信息,利用神经网络捕捉故障关联图的时空特征,构建基于图注意力-门控循环单元神经网络(GAT-GRU)的故障关联预测模型,形成区间故障关联系数矩阵。最后,以维护费用最低为目标函数,部件可靠性指标为约束条件,构建了考虑故障关联不确定性的联合维护模型,优化各部件的预防性维护时间区间。算例仿真结果验证了所提方法的有效性和经济性。
  • 综合能源
  • 王馨仪,孙欣
    2024,40(4):340-346,370 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.007
    摘要:
    为促进新能源消纳、减少碳排放、提高园区集群的经济性和灵活性,提出了一种基于移动储氢的电氢协同调度策略。首先,考虑氢能的高能量密度特性与空间转移特性,提出了基于移动储氢的园区集群结构;其次,建立了电-氢网络模型,基于时空网络建立了运氢车路径模型;然后,建立了电氢协同经济调度模型;最后,利用MATLAB R2018a软件进行算例仿真分析。结果表明,基于移动储氢的园区集群电氢协同调度策略有效提升了集群运行的经济性和灵活性,提高了新能源消纳率,降低了碳排放量。
  • 王雨茹,崔秋实,李东东
    2024,40(4):347-354 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.008
    摘要:
    针对数据中心高能耗、高碳排放问题,提出了一种风险规避下面向建筑的数据中心综合能源系统低碳规划模型。首先,根据运行特性,建立了数据中心的全生命周期碳排放模型。其次,为解决碳排放计算不精确和可再生能源不确定性带来的风险问题,提出了基于动态碳排放因子的减碳策略和可再生能源间歇性风险度量方法(RIRM),以总成本最低和风险最小为目标函数,对数据中心综合能源系统内设备容量进行最优配置。最后,通过算例仿真验证了所提方法的低碳性和经济性,并将RIRM与条件风险价值(CVaR)进行了比较分析。
  • 周荔丹,朱轶辰
    2024,40(4):355-364 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.009
    摘要:
    为提升综合能源系统(IES)中可再生能源的消纳以及实现低碳排放,提出了一种多时间尺度下考虑需求响应和电转气-碳捕集系统(P2G-CCS)耦合的综合能源系统低碳调度策略。首先,建立了含P2G-CCS耦合和考虑电冷热负荷需求响应的IES数学模型。其次,建立了阶梯碳交易模型对碳排放量进行约束。最后,提出了源荷互补的IES多时间尺度低碳调度策略,构建了以购气和煤耗成本、碳封存成本、碳交易成本、机组启停成本和弃风弃光成本为目标函数的日前-日内-实时调度模型。算例结果表明,所提模型有效提高了IES的经济效益、低碳效益和能源利用率。
  • 其他研究
  • 陈轩宇,沈恩泽,张磊,张周胜
    2024,40(4):365-370 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.010
    摘要:
    光声光谱装置在测量变压器油中溶解的CO气体时容易发生检测波形相位延迟现象,从而造成CO气体浓度探测不准确,进而影响变压器故障性质的判别。对CO气体的红外吸收峰进行了分析和筛选,搭建了一套测量CO气体的光声光谱平台,测量了不同水汽含量下CO气体的相位偏差。结果表明:在CO气体中增加适量水汽可提高CO气体检测精确度;当露点温度为14℃、水汽含量为1.574 4%时,CO气体检测精确度最高;在不能增加水汽的情况下,可通过公式计算相位偏差,调整CO气体波形,从而提高测量精确度。
  • 李瑞,李凯,李峰
    2024,40(4):371-376,382 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.011
    摘要:
    运行在工频电压条件下的气体绝缘全封闭组合电器(GIS)受到微量水分侵入时会严重降低气室内SF6气体的绝缘性能,影响高压电器设备安全运行。为此,自主设计了GIS绝缘结构实验装置,并搭建了气体放电实验平台,通过控制电极微水体积分数、气压以及电极间隙距离,对SF6气体在稍不均匀电场下的工频击穿特性进行实验研究。研究发现:在稍不均匀电场中,SF6气体工频绝缘性能随微水体积分数的增大呈下降趋势;气压范围在0.4~0.6 MPa时,微水体积分数超过800 μL/L后,随着其增大SF6气体工频击穿电压下降较为明显;在相同气压下,电极间隙距离越大,微水体积分数增大对SF6气体工频绝缘性能的影响越大。根据实验结果,建议在工频电压下,设备运行温度为15℃时,0.4 MPa和0.5、0.6 MPa下气体绝缘设备中水分体积分数限值分别为450 μL/L和250 μL/L。
  • 王硕,杨昱,黄琼,李超,郭仕然
    2024,40(4):377-382 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.012
    摘要:
    针对并列门控循环神经网络(GRU)算法在处理序列信息时无法直接交流和共享信息,导致模块之间信息流动受限,从而影响准确率的问题,提出了一种基于融合注意力机制的并列GRU应用层协议识别方法。该方法利用注意力机制获得并列GRU算法中不同时间点输出之间的重要关系,使得模型能更好地捕获序列数据的特征信息,从而提高算法的准确率。在UNSW-NB15数据集上进行实验,结果表明:与并列GRU算法相比,所提算法的识别准确率提升了9.3%,且与其他代表性算法相比,准确率均有所提高。
  • 潘世汉,金必都,张溢江
    2024,40(4):383-387 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.013
    摘要:
    350 MW燃煤发电机组四角切圆锅炉在实际运行过程中,存在炉内NOx生成量大、选择性催化还原法(SCR)脱销反应器入口NOx浓度高、影响脱硝效率等问题。根据空气分级燃烧原理,在煤炭燃烧过程中控制空气的供给量,减少锅炉内NOx生成量,在此基础上运用SCR脱硝技术,进一步控制燃煤烟气中NOx的排放浓度。通过分析煤炭燃烧过程中NOx的生成特性,对燃煤锅炉进行了实验研究。实验结果表明,在常用煤种与不同锅炉负荷条件下,尤其在低负荷时,采用联合控制方法的脱硝效率达到85%,有效降低了NOx排放浓度。
    封面和目录
  • 2024,40(4):0 doi:
    摘要:
  • 智能电网技术
  • 房子衿,周波,林顺富,赵建立,吴丹,许亮峰
    2024,40(4):293-299,314 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.001
    摘要:
    为了解决现行各类基线负荷预测方法对时序性的依赖及多影响因素分类分析评估不准确等问题,提出了一种基于改进条件生成对抗网络(CGAN)和图卷积神经网络(GCN)的需求响应潜力预测方法。首先,引入融合CGAN和Wasserstein生成对抗网络(WGAN)的Wasserstein条件生成对抗网络(WCGAN),并利用历史数据训练生成器和判别器,估计基线负荷;然后,充分考虑基线与响应负荷的不确定性,提出了一种基于WCGAN和GCN的需求响应负荷预测方法;最后,采用实际负荷数据对所提方法的有效性进行了分析。
  • 陈梓楠,杨秀,卢炜
    2024,40(4):300-308 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.002
    摘要:
    空调等温控负荷在虚拟电厂(VPP)的优化调度中起着至关重要的作用。针对VPP中新能源功率输出不稳定问题,提出了基于温控负荷参与的多VPP联合调度策略。首先,研究了温控负荷聚合模型,构建了多VPP分布式能源协调互补的联合调度框架,在日前阶段根据预测数据制定联合调度计划,多VPP管理中心对各VPP进行多能互补。其次,在日前阶段引入考虑用户意愿度的温控负荷模型,在日内阶段根据短期预测数据对调度计划进行滚动修正,减少新能源功率输出波动带来的供需偏差。最后,通过MATLAB调用Cplex仿真分析,验证了多VPP联合优化调度策略不仅保证了供电可靠性,还有效减少了预测偏差带来的补偿费用。
  • 陈亚临,杨涌文,赵一涵
    2024,40(4):309-314 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.003
    摘要:
    近年来,城市电力峰谷差不断增大,仅仅依靠发电侧资源很难维持电力系统的实时平衡。电动汽车-充电桩负荷作为一种典型的柔性负荷,可以利用网络信息技术、大数据分析手段和市场机制,将区域内可调度的电动汽车负荷资源聚集参与需求响应。从负荷聚合商角度出发,提出了一种基于随机选择电动汽车影响因素,按照概率密度计算电动汽车集群负荷情况的建模方法,并制定了优化调节策略,聚合电动汽车集群参与需求响应市场,削减了区域内电力峰值,降低了参与响应用户的充电成本。未来,在电力市场化背景下,利用需求侧大量微小负荷资源聚集响应将成为确保资源有效分配的重要工具。
  • 新能源发电技术
  • 刘键浩,赵晋泉,邢超,卢佳,李文云
    2024,40(4):315-324 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.004
    摘要:
    大规模风光新能源基地通过柔性直流(VSC-HVDC)外送是我国新能源发电上网的重要方式之一。因新能源基地电压支撑能力弱,导致系统稳定性受到严重影响,静止同步补偿器(STATCOM)和调相机配置是提高系统稳定性的有效手段。提出了含STATCOM和调相机的两阶段配置方法:阶段1通过配置STATCOM实现系统侧的电压支撑;阶段2通过配置调相机保证系统的暂态稳定性。基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了新能源基地VSC-HVDC外送系统仿真模型,通过模型仿真,验证了所提方法的有效性和合理性。
  • 冯启睿,魏书荣
    2024,40(4):325-330 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.005
    摘要:
    针对海上风电集群经多端柔直并网时的次同步振荡(SSO)频发问题,提出了一种基于Weibull分布模型和带漏项最小均方算法的SSO概率评估方法,分析了大容量直驱风机集群经柔直并网引起的SSO变化特性。仿真结果表明:风速增加使SSO频率由40 Hz下降至18 Hz附近,负阻尼比累计概率由14%增至90%;构成风电场的等值风机台数增加与多端柔直并网可以扩展SSO频率分布区间,并降低1%~8%的SSO负阻尼比累计概率。
  • 王昊,刘璐洁,陈龙,符杨
    2024,40(4):331-339 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.006
    摘要:
    针对海上风电机组部件故障关联作用的不确定性量化及维护策略优化问题,提出了一种考虑故障关联不确定性的海上风电机组预防性维护策略优化方法。首先,采用区间分析方法对故障关联不确定性进行量化,引入区间故障关联系数描述故障关联的不确定性对机组部件可靠度的影响。其次,根据部件运行状态信息,利用神经网络捕捉故障关联图的时空特征,构建基于图注意力-门控循环单元神经网络(GAT-GRU)的故障关联预测模型,形成区间故障关联系数矩阵。最后,以维护费用最低为目标函数,部件可靠性指标为约束条件,构建了考虑故障关联不确定性的联合维护模型,优化各部件的预防性维护时间区间。算例仿真结果验证了所提方法的有效性和经济性。
  • 综合能源
  • 王馨仪,孙欣
    2024,40(4):340-346,370 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.007
    摘要:
    为促进新能源消纳、减少碳排放、提高园区集群的经济性和灵活性,提出了一种基于移动储氢的电氢协同调度策略。首先,考虑氢能的高能量密度特性与空间转移特性,提出了基于移动储氢的园区集群结构;其次,建立了电-氢网络模型,基于时空网络建立了运氢车路径模型;然后,建立了电氢协同经济调度模型;最后,利用MATLAB R2018a软件进行算例仿真分析。结果表明,基于移动储氢的园区集群电氢协同调度策略有效提升了集群运行的经济性和灵活性,提高了新能源消纳率,降低了碳排放量。
  • 王雨茹,崔秋实,李东东
    2024,40(4):347-354 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.008
    摘要:
    针对数据中心高能耗、高碳排放问题,提出了一种风险规避下面向建筑的数据中心综合能源系统低碳规划模型。首先,根据运行特性,建立了数据中心的全生命周期碳排放模型。其次,为解决碳排放计算不精确和可再生能源不确定性带来的风险问题,提出了基于动态碳排放因子的减碳策略和可再生能源间歇性风险度量方法(RIRM),以总成本最低和风险最小为目标函数,对数据中心综合能源系统内设备容量进行最优配置。最后,通过算例仿真验证了所提方法的低碳性和经济性,并将RIRM与条件风险价值(CVaR)进行了比较分析。
  • 周荔丹,朱轶辰
    2024,40(4):355-364 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.009
    摘要:
    为提升综合能源系统(IES)中可再生能源的消纳以及实现低碳排放,提出了一种多时间尺度下考虑需求响应和电转气-碳捕集系统(P2G-CCS)耦合的综合能源系统低碳调度策略。首先,建立了含P2G-CCS耦合和考虑电冷热负荷需求响应的IES数学模型。其次,建立了阶梯碳交易模型对碳排放量进行约束。最后,提出了源荷互补的IES多时间尺度低碳调度策略,构建了以购气和煤耗成本、碳封存成本、碳交易成本、机组启停成本和弃风弃光成本为目标函数的日前-日内-实时调度模型。算例结果表明,所提模型有效提高了IES的经济效益、低碳效益和能源利用率。
  • 其他研究
  • 陈轩宇,沈恩泽,张磊,张周胜
    2024,40(4):365-370 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.010
    摘要:
    光声光谱装置在测量变压器油中溶解的CO气体时容易发生检测波形相位延迟现象,从而造成CO气体浓度探测不准确,进而影响变压器故障性质的判别。对CO气体的红外吸收峰进行了分析和筛选,搭建了一套测量CO气体的光声光谱平台,测量了不同水汽含量下CO气体的相位偏差。结果表明:在CO气体中增加适量水汽可提高CO气体检测精确度;当露点温度为14℃、水汽含量为1.574 4%时,CO气体检测精确度最高;在不能增加水汽的情况下,可通过公式计算相位偏差,调整CO气体波形,从而提高测量精确度。
  • 李瑞,李凯,李峰
    2024,40(4):371-376,382 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.011
    摘要:
    运行在工频电压条件下的气体绝缘全封闭组合电器(GIS)受到微量水分侵入时会严重降低气室内SF6气体的绝缘性能,影响高压电器设备安全运行。为此,自主设计了GIS绝缘结构实验装置,并搭建了气体放电实验平台,通过控制电极微水体积分数、气压以及电极间隙距离,对SF6气体在稍不均匀电场下的工频击穿特性进行实验研究。研究发现:在稍不均匀电场中,SF6气体工频绝缘性能随微水体积分数的增大呈下降趋势;气压范围在0.4~0.6 MPa时,微水体积分数超过800 μL/L后,随着其增大SF6气体工频击穿电压下降较为明显;在相同气压下,电极间隙距离越大,微水体积分数增大对SF6气体工频绝缘性能的影响越大。根据实验结果,建议在工频电压下,设备运行温度为15℃时,0.4 MPa和0.5、0.6 MPa下气体绝缘设备中水分体积分数限值分别为450 μL/L和250 μL/L。
  • 王硕,杨昱,黄琼,李超,郭仕然
    2024,40(4):377-382 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.012
    摘要:
    针对并列门控循环神经网络(GRU)算法在处理序列信息时无法直接交流和共享信息,导致模块之间信息流动受限,从而影响准确率的问题,提出了一种基于融合注意力机制的并列GRU应用层协议识别方法。该方法利用注意力机制获得并列GRU算法中不同时间点输出之间的重要关系,使得模型能更好地捕获序列数据的特征信息,从而提高算法的准确率。在UNSW-NB15数据集上进行实验,结果表明:与并列GRU算法相比,所提算法的识别准确率提升了9.3%,且与其他代表性算法相比,准确率均有所提高。
  • 潘世汉,金必都,张溢江
    2024,40(4):383-387 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.04.013
    摘要:
    350 MW燃煤发电机组四角切圆锅炉在实际运行过程中,存在炉内NOx生成量大、选择性催化还原法(SCR)脱销反应器入口NOx浓度高、影响脱硝效率等问题。根据空气分级燃烧原理,在煤炭燃烧过程中控制空气的供给量,减少锅炉内NOx生成量,在此基础上运用SCR脱硝技术,进一步控制燃煤烟气中NOx的排放浓度。通过分析煤炭燃烧过程中NOx的生成特性,对燃煤锅炉进行了实验研究。实验结果表明,在常用煤种与不同锅炉负荷条件下,尤其在低负荷时,采用联合控制方法的脱硝效率达到85%,有效降低了NOx排放浓度。