大规模风电机组并网的多目标动态环境经济调度

在风力发电技术和并网技术不断成熟以及节能减排的背景下,构建了含大规模风电机组并网的电力系统多目标动态环境经济调度模型。该模型以火电机组的总燃料费用和污染排放量为目标,同时考虑了系统的功率平衡约束、火电机组的有功出力约束、爬坡约束以及系统的正负旋转备用约束。并采用基于非劣排序分子微分进化算法对该调度模型进行求解。最后通过算例分析,验证了所构建调度模型及求解算法的合理性和优越性。     

基于EMD与SVM的风电功率短期预测

由于风电存在着不确定性,风电功率预测对于接入大量风电的电力系统意义重大.为了提高风电功率的预测精度,本文建立了基于经验模式分解法（EMD）与支持向量机（SVM）的复合预测模型.考虑到风力机组的输出有很强的非线性,该模型首先将训练数据按风速大小分成高、中、低3组,然后对各组的风电功率样本序列进行经验模式分解,并建立各个频带分量的支持向量机预测模型,各模型的预测结果等权求和即得到最终的功率预测值.使用风电场现场采集数据的预测结果,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于实测风功率曲线的风电场等值建模

为提高风电场实际运行模型的精确性,采用了基于实测风功率曲线的风电场等值建模方法.该方法运用统计学理论分析了风电场的实测风速及有功功率,得到风电机组的实测风速-功率特性曲线,并利用该曲线得到能够反映风电机组实际输出特性的风力机参数,从而建立了风电机组模型.以实际测得的风速作为分群指标,利用改进型最大树法对风电机组进行分群,进而建立了风电场的等值模型,并与基于风速分群的传统等值方法及风电场实际输出功率曲线进行了对比.仿真结果表明,应用该方法对风电场进行等值建模是有效的,且该模型具有较高的精度.     

考虑新能源消纳的源-荷协调多目标优化调度

中国西北地区弃风弃光现象严重,提高新能源消纳能力是电力部门面临的难题.针对此问题,提出了一种考虑新能源消纳的源-荷协调多目标优化调度方法.将负荷聚合商充当整合多种柔性负荷的商户,与常规电源协调参与电网调度,形成源-荷协调运行的优化调度模式.在此基础上,以新能源消纳量最大、系统运行费用最低及火电出力波动最小为优化目标,建立了多目标源-荷优化调度模型,并采用CPLEX对多目标优化模型进行求解.仿真结果验证了该调度方法可以提高新能源消纳能力,降低系统运行成本.     

风电系统全生命周期可视化智能管理平台关键技术

长期以来,风电场各部门都是分散建立管理系统,数据共享能力差,智能化自动化水平低,难以满足风电系统全空间全信息综合高效管理的需求. 针对该问题,在充分分析风电系统相关的场景数据、风电设施、以及各部门业务的关系特点的基础上,研究了风电系统全生命周期不同阶段不同类型的时空数据共享、多部门多业务协同、可视化智能管理关键技术,设计开发了基于三维GIS （geographic information system）的全生命周期风电系统可视化智能管理平台,包括实景数据管理、规划设计管理、动态施工监管和智慧运维管理等功能模块,贯穿风电系统工程全生命周期各个专业应用领域,为风电系统工程协同智能规划、建设和运维提供实时高效的决策支持,并以典型风电场为例进行了应用验证.      

NLA-PSO算法在机场货运站ETV调度优化中的研究与应用

机场货运站集装货物处理是制约航空货运货物处理效率的瓶颈环节.集装货物立体库具有多个并行出入口,给升降式转运车ETV的作业调度带来极大困难.在对比分析传统调度方法弊端的基础上,采用非线性学习因子调整优化粒子群算法改进ETV作业调度,并通过仿真计算验证了其有效性.该方法在实际工程中得到了应用,有效提高了集装货物处理效率.     

基于时延特性建模的多断面短时交通流预测

针对现有交通流预测方法未充分考虑多断面车流演变规律，提出基于时延特性建模的时空相关性计算方法. 该方法采用对不同断面、不同时刻交通流的分布相似性度量，对输入的车辆到达数据序列进行切割构建时空相似度矩阵，得到相邻断面之间的时延参数. 基于时延特性建模，将多断面之间的流量信息进行融合，使用长短时记忆(LSTM)网络进行流量预测. 通过对实际路段数据的预测和结果分析，验证所提方法的有效性和实用性.     

城市公共自行车准动态调度方法

针对城市公共自行车系统日常调度工作量大问题,提出一种城市公共自行车准动态调度方法. 该方法通过分析公共自行车站点容量、日均租还差和各时段租还量间的约束关系,评估站点的调度频次并划分站点类型;以日均调度任务量均衡和日均调度里程最低为目标,以调度车容量为约束条件,优化日常调度路径;与经验调度法进行了对比,验证了本方法的有效性. 结果表明：在调度数量方面,准动态调度方法2018 年1 月周日均和月日均调度工作量分别为3 872 次和4 247 次,较同月实际值5 690 次降低了32%和25%;在调度里程方面,准动态调度方法的周日均行驶里程和月日均行驶里程分别为94.7 km和103.6 km,较同月实际调度里程113.1 km分别降低了16%和8%.该方法对宁波公共自行车日常调度具有良好的实践价值.     

列车通信以太网周期数据时态约束调度方法

针对工业以太网调度方法以报文截止期为唯一约束的局限,提出了一种基于时态约束的列车通信网络周期数据调度表生成方法.首先基于时间触发机制改造列车以太网的通信与消息模型;其次利用网络设备通信参数与数据报文参数,提出周期数据通信的时态约束有向图量化模型;最后设计了基于可满足性模理论的调度表生成算法,求解单播及广播业务的周期数据调度表以验证算法有效性,并在实际列车通信网络的拓扑条件下进行调度性能测试及分析.实验结果表明:该调度算法能够解决部分传统算法不能调度的通信任务,满足更细化的周期数据调度需求并提升调度灵活性;调度性能测试中最大链路负载超过80%,可调度周期数据业务量达到1 000项.      

城市公共自行车准动态调度方法

针对城市公共自行车系统日常调度工作量大问题,提出一种城市公共自行车准动态调度方法. 该方法通过分析公共自行车站点容量、日均租还差和各时段租还量间的约束关系,评估站点的调度频次并划分站点类型;以日均调度任务量均衡和日均调度里程最低为目标,以调度车容量为约束条件,优化日常调度路径;与经验调度法进行了对比,验证了本方法的有效性. 结果表明：在调度数量方面,准动态调度方法2018 年1 月周日均和月日均调度工作量分别为3 872 次和4 247 次,较同月实际值5 690 次降低了32%和25%;在调度里程方面,准动态调度方法的周日均行驶里程和月日均行驶里程分别为94.7 km和103.6 km,较同月实际调度里程113.1 km分别降低了16%和8%.该方法对宁波公共自行车日常调度具有良好的实践价值.     

Reliability Copula Model for Wind Turbine Gearbox Based on Failure Correlation

On the basis of each gear’s failure correlation, the reliability Copula model of a wind turbine gearbox is established and a 1.5 MW wind turbine gearbox is taken as the research object. Firstly, based on the dynamic reliability model of mechanical parts, each gear’s life distribution function of a wind turbine gearbox is obtained.The life distribution function can be used as the marginal distributions of the system’s joint distribution. Secondly,Copula function is introduced to describe the failure correlation between parts, and the appropriate Copula function is selected according to the shape characters of Copula probability density function. Finally, the wind turbine gearbox system is divided into three parts according to the failure correlation of each gear. The Sklar theorem and the thought of step by step analysis are used to obtain the reliability Copula model for a wind turbine gearbox based on failure correlation.     

基于氢储能的热电联供型微电网优化调度方法

针对质子交换膜燃料电池和电解槽的热电联供特性，为避免氢能系统的热能浪费并进一步提高氢能系统的效率，搭建了一种考虑氢能系统的热电联供型光伏/风机/燃料电池/蓄电池/电锅炉/燃气锅炉微电网系统，提出一种包括日前调度与实时优化的两阶段优化调度方法.所建系统考虑了电氢转换时的余热回收，将氢能系统作为热电氢耦合设备，实现了电、热、氢能的协调利用与相互转换，有效提高了能量利用率.在第一阶段调度中，根据日前的风光发电出力及负荷需求预测，以微电网整体运行成本最小为目标，采用混合整数线性规划方法实现日前最优全局调度；在第二阶段调度中，根据超短期预测结果，使用模型预测控制嵌入混合整数二次规划算法，减小预测误差带来的经济性影响.最后，通过冬、夏及过渡季典型日算例可知，本文所提出的两阶段调度方法在3种季节典型日的总成本较日前全局最优调度分别降低了3.24%、0.76%、1.66%；通过在不同场景下对本文所提方法进行仿真验证，相较于不考虑能量耦合的基础场景，考虑热电耦合系统和热电氢耦合系统时，优化调度的总成本和污染气体治理成本分别降低了15.58%、24.93%.结果表明：本文所提方法具有一定的实时性及通用性，...     

主动配电网的两阶段优化调度模型

为了减小可再生能源和负荷的功率预测误差对主动配电网调度策略的影响,解决DG(distributed generation)在配电网中的过压问题,提出了包括日前经济优化和日内滚动修正两阶段优化调度方法,以配电网运行成本最低为目标函数,建立了日前优化调度模型;引入DG的有功功率削减量和无功功率作为松弛变量,以配电网的调度成本和网络损耗最小为目标函数,建立了日内滚动优化模型.将本文模型应用于IEEE34节点配电网进行实例分析,结果表明:用本文模型优化后的调度策略使配电网运行成本减少了3.27%,网络损耗降低了0.22%,越限的母线电压恢复到正常范围内.      

考虑时变特性的海上溢油事故应急物资调度

针对海上溢油事故应急物资调度问题,本文考虑事故需求点受海上风浪影响而发生漂移的特点,分析需求点漂移对救援路径规划和环境损失的影响,构建以运输成本和环境损失最小为优化目标的数学模型,提出一种改进的遗传模拟退火混合算法。以蓬莱石油泄露事故的实际数据为背景,对模型进行实例验证和算例分析。结果显示：与不考虑需求点漂移获得的救援方案相比,本文方法在总航行距离上减少了9.11%、环境污染降低了41.17%,说明海上溢油应急救援调度问题中考虑需求点漂移的重要性;针对不同规模、不同需求点分布的算例,本文方法在算法优越性和求解稳定性上均体现出较为明显的优势,表明本文方法可以获得较优的调度方案,实现更准确高效的应急救援;通过灵敏度分析获知,提升船舶容量可以明显降低应急救援运输成本,且提升船舶航行速度可以更好地降低环境污染。     

考虑船舶封存与压港的电煤船舶调度优化模型

针对中国电煤水运系统的实际特点, 综合考虑了船舶封存与港口拥堵(压港)因素, 建立了混合整数规划优化模型, 对电煤船舶调度方案进行优化; 基于运输需求的硬时间窗、卸货港船舶排队等待时间与水路-铁路运输协同三因素之间的互动关系, 以运输系统总成本最小为目标, 协同优化水、铁电煤运输的货运分担率、水路运输任务指派和相应的船舶调度与封存/启用方案; 基于改进列生成算法, 提出了一种可精确求解实际规模电煤船舶调度问题的列生成算法, 利用Gurobi求解列生成的主模型, 使用动态规划标号法求解列生成的子模型; 利用中国南部某火力发电集团的实际数据, 对提出的算法进行了算例分析。计算结果表明: 在中等规模的算例中, 使用提出的改进算法获得最优解仅需73.61 s, 相比于使用基于运输任务运量排序的启发式求解方法(PHA), 求解效率提高了18.1%;在较大规模的算例中, 使用提出算法的计算时间仅为222.02 s, 同比PHA, 计算效率提高了19.1%;通过求解一个实际的调度问题可以发现, 利用提出的优化模型和算法能有效缩短船舶在卸货港的等待时长与船舶处于启用状态的时长, 使运输总成本下降17.13%, 实现了电煤稳定运输, 提升了企业运营效率, 降低了运营成本。      

基于交路单元的高速铁路乘务交路编制模型与算法

为了解决高速铁路列车乘务计划编制过程中的乘务交路自动化生成问题,从工作实际的角度出发,首先提出以交路单元作为列车乘务交路编制基本单位的方法,在此基础上建立以最小费用为目标的乘务交路编制优化模型,在该模型中对异车体换乘的接续时间进行区分。然后,针对该模型特点,对基于贪婪思想的启发式算法进行求解。最后,以京津城际铁路北京南站至天津站间的列车数据对该算法进行了验证。计算结果表明,用该方法编制的最小费用乘务交路在值乘时长和换乘次数方面能够体现出较好的均衡性。     

Simple Approach on Intermixing Solar and Wind Energy and Minimizing Their Intermittent Effect

Renewable energy resources especially wind and solar energy are emerging as the modern power sources to electrify remote areas. The main reason behind their emergence is due to their environment-friendly behavior,unlimited availability and short period for replenishment over nonrenewable energy resources. Renewable energy resources are much better than nonrenewable energy resources, but the intermittency in renewable energy resources degrades the system performance. In order to overcome the intermittency, multiple hybrid system techniques were proposed in literature that can achieve suitable results but have disadvantages of complicated control structures and high implementation cost. Considering aforementioned shortcomings, a simple balancing approach is proposed to intermix solar and wind energy together so as to utilize the available energy from both sources at a given time.It is very common that solar farms are the dominating source of energy in daytime and summer, while wind farms are the dominating source of energy at night and in winter. The proposed approach delivers maximum possible power to the load by combining dominating and non-dominating resources all the time, hence mitigating the intermittency of individual resources. Compared with other approaches, the proposed approach offers key benefits with redundancy, simple design and low cost, which can be analyzed from simulation results.     

考虑海上意外时间和合作协议的班轮运输船期设计鲁棒优化

针对考虑海上意外时间的集装箱班轮运输船期设计问题，依据海上意外时间经验数据，设 置航行缓冲时间比例系数。运用连续最优控制原理，求解各航段船舶航行时间细分区间上燃油 消耗最小的优化航速。结合多时间窗、多起讫时刻和多挂靠港口装卸效率合作协议，以班轮运输 服务总成本最小为目标，构建班轮运输船期设计非线性混合整数规划鲁棒优化模型，设计分段离 散化线性逼近算法求解模型。以AWE1(远东-美东1)航线为例，运用100个场景的数值进行模拟 验证。结果显示：与不考虑海上意外时间或无合作协议相比，考虑海上意外时间和合作协议的班 轮运输船期设计分别降低班轮运输服务总成本14.65%和3.54%。研究表明，在恶劣天气和海况 对船舶航行影响较大的航线上或季节里，基于合作协议，设计考虑航行意外时间的鲁棒性船期， 可实现船公司、港口和客户三方共赢。     

模糊层次分析与三维GIS集成的升压站选址方法

为了克服传统风电场升压站选址方法的局限性,基于模糊层次分析选址综合评价方法,在三维GIS中对升压站的选址进行了可行性比对分析. 首先从施工成本、选址地形因子、灾害指标、临近资源及障碍区域五个类别的准则建立风电场升压站选址递阶层次结构;其次集成三维地理信息系统与模糊层次分析法构建一种新的选址评估模型;通过预设几何初选规则获取模型输入参数,最终解算模糊评价矩阵实现升压变电站自动选址. 通过对不同地形的已建成风电场升压变电站选址结果进行比对研究实验表明:以风机分布区域范围内的2 m分辨率的数字高程模型作为实验数据,系统解算时间均在10 min内. 平原最佳选址的站址评分为0.957 8优于已建成站址评分0.941 2;山地最佳选址的站址评分为0.743 5优于已建成站址0.706 8. 该方法有效地提升了选址的时间效率且具备较高的精准性及较好的适用性.      

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公交区域调度[1]是为了解决单线调度所存在的不灵活所导致的车辆低峰闲置，高峰运力不够的问题，在多条线路调整运力，实现信息资源共享，及运力共享的一种公交调度方法。本文以多条公交线路的区域调度为服务对象，建立了基于社会总体效益最优为目标（综合乘客等车、车内费用及公交公司成本最小），对多条线路的车辆调度形式和发车时刻同时进行优化的行车计划模型，提出了“逐条配班，优化成网”的求解思想，并以北京市三条公交线路为实例，对所建立的行车计划模型进行验证。