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期刊信息/Journal information
华北电力大学学报(自然科学版)
华北电力大学学报(自然科学版)

阎维平

双月刊

1007-2691

journal@ncepu.edu.cn

0312-7522435

071003

北京市德胜门外朱辛庄北农路2号

华北电力大学学报(自然科学版)/Journal Journal of North China Electric Power University北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由华北电力大学主办的自然科学学术性期刊，国内外公开发行，季初月出版。本刊以马列主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导，以促进科学技术发展、培育科技人才和为社会主义现代化建设服务为宗旨，主要报道有关火力发电、供电及管理方面的最新研究成果，介绍国内外电力科技发展动态，内容包括：发电厂设备的运行与控制、电力系统自动化、继电保护、节能技术等。本刊立足本学校，面向全社会，作者和读者群体由与上述专业有关的教学、科研、生产等领域的从业人员组成。对国家、省（部）级自然科学基金资助项目、重点攻关项目的论文优先刊登。
正式出版
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    基于MIC和MA-LSTNet的超短期电力负荷预测模型

    龚钢军蔡贺杨佳轩何建军...
    1-12页
    查看更多>>摘要：在多元时序超短期电力负荷预测中,各变量之间往往存在长期和短期两种时间模式,而长短期时间序列网络(LSTNet)可以提取天气因素与负荷之间的短期变化和长期趋势,提高了预测的精度.本文建立了基于最大信息系数(MIC)和采用多头注意力机制的长短期时间序列网络(MA-LSTNet)的超短期负荷预测模型.首先,利用最大信息系数分析天气变量在各负荷滞后时段与预测序列的相关性,使用符号聚合近似(SAX)量化相关性曲线,对天气变量进行最优选择,减少模型输入冗余;其次,对长短期时间序列网络进行了改进,提出了采用多头注意力机制的长短期时间序列网络,通过在非线性部分加入自注意力层,实现了对于非季节性、非周期性的长短期时间模式的提取.截至目前与其它模型相比,本文提出的模型具有最佳的预测性能.

    长短期模式最大信息系数循环跳过层注意力机制符号聚合近似

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    基于Prophet-LightGBM的台区短期负荷预测方法

    徐岩张晓周兴华孙杰...
    13-19页
    查看更多>>摘要：台区负荷短期预测对于配电网优化运行、精细管理以及节能降损均有着重要的作用.为了在短期内对台区负荷进行准确的预测,提出一种基于Prophet-LightGBM的台区短期负荷预测方法.它利用二次预测思想,综合Prophet和LightGBM两种算法的优点,实现了更精准的预测.首先对台区负荷进行特性分析,分析某台区负荷在一周内的具体变化情况;然后采用Prophet算法进行历史负荷拟合与第一次预测,提取台区负荷中变化较规律的特征项;最后利用上述特征项以及LightGBM算法对台区负荷进行第二次预测,已达到预测台区负荷整体变化的目的.实验结果表明,与Prophet、LightGBM预测的结果相比,提出的方法在三种类型的台区上均具有更高的预测准确性.

    ProphetLightGBM二次预测短期预测台区负荷

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    考虑多元协同互动的微能源网多目标优化运行

    李虹叶亚中王淇金建澎...
    20-29,57页
    查看更多>>摘要：微能源网是促进新能源消纳和碳减排的重要载体,可提供电、热、气、氢等多类型的能源,有利于实现多种能源的统一协同调度.首先提出了含高比例风电的低碳微能源网架构,电、热系统通过包含电-热-氢多能转化和存储的能量枢纽互联;其次,综合考虑微能源网对上级网络能源价格及节点边际碳排放强度的响应、微能源网中配电网和热网自身的优化运行、电-热-氢能量枢纽内部灵活调节、终端负荷柔性能量需求,建立了考虑多元协同互动的微能源网多 目标优化运行模型.通过分段线性化、二阶锥松弛、多 目标加权模糊化处理技术将优化模型转化为易于求解的混合整数二阶锥单目标规划问题.最后,通过电-热-氢能量枢纽将改进的IEEE33节点电力系统和改进的巴厘岛32节点热力系统互联组成微能源网进行仿真验证,结果表明考虑多元协同互动的能源供需在系统运行经济性和低碳性方面具有优势.

    微能源网电-热-氢能量枢纽多元协同互动潮流约束多目标优化运行

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    考虑变热价-综合需求响应的虚拟电厂低碳经济调度

    刘超波李新利时于凯杨国田...
    30-40页
    查看更多>>摘要：为实现虚拟电厂的低碳经济运行,提出了考虑变热价-综合需求响应的虚拟电厂优化调度模型.首先建立包含多种负荷类型的综合需求响应结构,分析用户满意度和可转移、可替代及可削减负荷变化之间的关系,基于用能差异度和分时电价提出影响综合需求响应中可替代负荷变化的热价调整策略,建立基于用能满意度的变热价-综合需求响应模型;其次分析变热价-综合需求响应对用能特性的影响,实现虚拟电厂中能源耦合与价格耦合的协同优化;最后结合阶梯式碳交易机制,优化虚拟电厂中供能设备出力,实现虚拟电厂低碳经济调度.仿真结果表明所提模型不仅较好地发挥削峰填谷作用,而且提升了用能满意度,对虚拟电厂进行热价调整、低碳经济运行具有指导意义.

    虚拟电厂变热价-综合需求响应低碳优化调度阶梯式碳交易

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    基于经验模态分解的超短期风速混合预测模型

    邢雪亮贾利民陈卓
    41-48页
    查看更多>>摘要：随着碳排放问题的日益紧迫,风能作为清洁可再生能源受到了广泛的关注与研究.由于风能的不确定性和间歇性,导致风能利用率不足,无法充分发挥其能源效益.因此,针对风的混沌特征提出了一种基于EMD的线性和非线性相结合的混合模型(LNH-EMD)预测方法,以实现对风速的超短期预测.首先将历史风速序列通过EMD分解成多组相对简单的模态分量;然后分别对各分量进行线性判别:对于非线性特征明显的模态分量通过构建其相空间,进行相空间重构预测;对于其他模态分量采用OLS拟合预测;最后将各分量的预测结果进行经验模态重构得到最终的风速预测结果.以典型非线性信号和NERL真实风速数据为实例进行预测实验,与Gray、WA和LSTM模型进行对比,结果表明:所提的LNH-EMD风速预测模型具有较高的预测精度与运行效率.

    超短期预测风速预测经验模态分解混合模型相空间重构

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    基于改进K-means算法的分布式发电集群划分方法

    尉同正杜红卫夏栋韩韬...
    49-57页
    查看更多>>摘要：随着大规模分布式电源的接入,采用集中式控制的传统配电网面临通信延时、计算量大与控制设备过多等问题,而基于集群划分的分布式发电群调群控技术能有效解决上述问题.而现有集群划分方法在集群划分指标与集群划分算法上均存在一定不足,因此提出一种考虑集群规模的分布式发电集群划分方法.首先,提出考虑电气距离、集群功率平衡以及集群规模的综合性集群划分指标体系,在保证集群结构强度的基础上使集群具有一定电压调节能力.其次,采用嵌入莱维飞行优策略的灰狼优化算法,对K-means算法进行改进,并将其应用于集群划分.最后,以某地实际35 kV/10 kV配电网验证了所提方法的可行性与有效性,为分布式发电集群划分提供参考.

    灰狼优化算法莱维飞行K-means算法分布式电源集群划分

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    IGBT器件关断能力提升的参数筛选方法研究

    范迦羽李恬晨和峰李学宝...
    58-66页
    查看更多>>摘要：绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件内部通过并联大量芯片保证其关断能力,当并联芯片的参数分散性较大时,器件的关断能力会不可避免的退化.因而,研究IGBT器件关断能力提升的参数筛选方法非常重要.为此,本文首先分析了并联两IGBT芯片关断失效的特征及关键的影响因素,并首次给出了并联IGBT芯片动态闩锁失效的电压电流波形.波形表明,关断重分配的电流不均令并联芯片在关断时承受不同应力,从而导致IGBT器件的关断能力退化.此外,上述过程受芯片阈值电压,转移特性曲线等诸多参数影响,因此需要通过多参数筛选以提升器件的关断能力.所以,本文总结了300组芯片并联关断的实验结果,研究了并联芯片参数差异与关断均流的关系,并提出并联芯片的关断均流的参数筛选方法,从而提升器件的关断能力.实验结果表明,通过筛选栅极阈值电压、转移特性曲线以及等效跨导可以有效保证芯片在1.8倍额定电流下的关断电流差峰值小于10％,验证了所提方法的有效性.

    并联IGBT芯片关断失效特征动态闩锁失效关断电流重分配参数筛选方法

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    基于主体建模和改进FCM的服务区多能源负荷预测

    王宁玲曲椿煜杨超云王家奇...
    67-75页
    查看更多>>摘要：公路服务区生活建筑的多能源负荷特性预测是交通能源自洽一体化系统集成设计和优化调度的难点和核心任务之一.生活建筑的冷热电负荷与所涉及人员的人口分布特性和生活习惯等因素密切相关,具有显著的群体特征.综合考虑服务区群体特征和用能行为特性,基于主体建模方法建立公路服务区生活建筑负荷预测模型;考虑季节与节假日影响,构建公路服务区典型用能场景;应用改进的模糊C均值聚类算法和平均值法提取得到公路服务区生活建筑的冷热电负荷曲线.服务区能源负荷预测案例模拟与校核结果表明,该方法确定的多能源负荷预测精度可满足工程实践需求,为集成系统的规划设计和优化调度提供基础.

    公路服务区主体建模模糊聚类典型场景多能源负荷预测

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    协同考虑调频性能及电池寿命的火储联合系统分层控制策略

    张卓远范志强焦晓峰王高锋...
    76-83页
    查看更多>>摘要：随着新能源大力发展,仅通过提升火电机组的调频能力难以满足日益增长的电力系统调频需求.为提高机组自动发电控制(automatic generation control,AGC)响应能力,提出一种协同考虑调频性能及电池寿命的火储联合系统分层控制策略.上层控制策略以提升AGC响应能力为 目标,将火储联合系统参与调频的过程划分为响应初期、爬坡期及稳定期3个时段,分别计算不同时段混合储能系统的目标出力.下层控制策略以减少储能电池寿命损耗为 目标,建立了混合储能系统目标出力的分配模型.基于MATLAB/SIMULINK对控制策略进行了仿真计算,分层控制策略相较于常规控制策略的调频效果提升了14.2％,电池寿命损耗下降了37.3％,火储联合系统AGC服务补偿收益提升了23％,大幅增强了火电机组的AGC响应能力,提高了电站运行的经济性.

    燃煤电站混合储能系统控制策略AGC性能指标电池寿命损耗

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    基于热能品质区分的工业园区综合能源系统多时间尺度协同规划

    夏雨航王春波陈亮王中瑞...
    84-93,121页
    查看更多>>摘要：构建综合能源系统能够有效提升工业园区的能源利用效率,但目前对含多种热品质的工业园区级综合能源系统的研究匮乏.为此,根据热能品质将工业园区热负荷区分为工业蒸汽负荷与供暖热水负荷,建立了一种含电负荷、工业蒸汽、供暖热水的工业园区级综合能源系统.以年化成本最低为目标,基于工程实际数据建立了年负荷-资源约束和典型日小时尺度负荷平衡约束,构建了含塔式光热等多种可选设备的多时间尺度协同规划计算模型.考虑热能品质的计算结果显示,对热能品质进行区分能确定不同产热设备在供暖季和非供暖季的运行模式.规划计算结果表明,构建的综合能源系统建设成本更低,且规划过程量与工程预期 目标更相符,验证了所提计算模型的有效性与规划设计结果的可行性.

    综合能源系统热品质多时间尺度工业园区级塔式光热

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