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基于S-BGD和梯度累積策略的改進深度學習方法及其在光伏出力預測中的應用

電網技術雜志|黎靜華; 黃乾; 韋善陽; 黃玉金 廣西電力系統最優化與節能技術重點實驗室(廣西大學)
【摘 要】

為提高光伏出力的預測精度,提出了一種改進深度學習算法的光伏出力預測方法。首先,針對傳統的深度學習算法采用批量梯度下降(batch gradient descent,BGD)法訓練模型參數速度慢的問題,利用隨機梯度下降(stochastic gradient descent,SGD)法訓練快的優點,提出了一種改進的隨機-批量梯度下降(stochastic-batch gradient descent,S-BGD)搜索方法,該方法兼具SGD和BGD的優點,提高了參數訓練的速度。然后,針對參數訓練過程中容易陷入局部最優點和鞍點的問題,借鑒運動學理論,提出了一種基于梯度累積(gradient pile,GP)的訓練方法。該方法以累積梯度作為參數的修正量,可以有效地避免訓練陷入局部點和鞍點,進而提高預測精度。最后,以澳大利亞艾麗斯斯普林光伏電站的數據為樣本,將所提方法應用于光伏出力預測中,驗證所提方法的有效性。

【分 類】
  • 期刊
  • >
  • 自然科學與工程技術
  • >
  • 工程科技II
  • >
  • 電力工業
【關鍵詞】
  • 光伏出力預測
  • 深度學習算法
  • 梯度下降法
  • 梯度累積量
  • 參數訓練
  • 神經網絡

電網技術 文檔目錄

我國電網支撐可再生能源發展的實踐與挑戰

摘要:結合我國電網近年來運行實踐,對復雜互聯電網特性進行了深入分析,概括當前電網主要特點,包括:故障影響呈現全局化、電網調節能力不斷下降、電網抗擾動能力持續惡化、電力系統穩定形態更加復雜。對電網支撐可再生能源發展面臨形勢與存在問題進行了深入思考,包括關于未來電力系統構建、提升大電網仿真能力、優化系統運行控制策略和技術支撐手段、研究解決電力電子裝置大規模并網引發的新穩定問題。文章旨在為新能源高比例接入情況下電力系統運行、分析、控制等研究提供思路和方向。
3095-3103

大規模多節點柔性直流控制保護仿真測試方法研究

摘要:基于模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流輸電技術已經展現出廣闊的應用前景,精確高效的MMC仿真技術是進行MMC-HVDC研究的基礎。文中對當前MMC物理仿真、實時數字仿真以及物理–數字混合仿真3種仿真技術涉及到的相關技術和方法分別進行闡述討論。對柔性直流控制保護系統測試控制硬件在環和功率硬件在環2種方式進行論述,分析了各自的技術優勢及不足。最后,通過歸納現有技術,對未來大規模多節點柔直控制保護仿真測試技術的發展給出幾點建議。
3130-3139

特高壓交流GIL輸電技術研究及應用

摘要:氣體絕緣輸電線路(gas-insulated transmission line,GIL)具有傳輸容量大、運行可靠性高、環境友好的特點,國內外尚無特高壓GIL成熟產品和應用案例,亟需開展其關鍵技術和工程應用研究。針對特高壓GIL工程應用開展了絕緣設計、通流能力和SF6/N2混合氣體方案研究,提出了間隙和絕緣子設計場強控制原則,對特高壓GIL關鍵絕緣件(三支柱絕緣子)的電場分布做了仿真計算;提出了導電桿電聯結觸頭結構,校核了GIL通流溫升性能;針對日益提升的環保要求,分析了SF6/N2混合氣體絕緣特性、混合比要求、氣壓和設計場強,并對SF6替代的環保氣體應用進行了展望。根據上述技術分析,給出了特高壓GIL標準單元典型結構和主要技術參數,分析了絕緣件、微粒陷阱和外殼等關鍵組部件特點。依托淮南—南京—上海特高壓交流輸電工程,在特高壓變電站開展了特高壓GIL替代氣體絕緣金屬封閉開關設備(gas insulated switchgear,GIS)母線應用,并在南京、蘇州、泰州特高壓變電站實現了特高壓GIL產品的工程示范應用??傮w上,國內已掌握特高壓交流GIL關鍵技術,為蘇通GIL綜合管廊工程的特高壓GIL過江應用提供了較好的技術基礎。
3161-3167

模塊化多電平換流閥運行試驗電路暫態特性研究

摘要:模塊化多電平換流閥運行試驗裝置的參數設計和控制策略制定,需要研究試驗電路的暫態特性。建立了H橋型運行試驗電路的小信號模型,證明了試驗電路是全局漸進穩定的,試驗回路中可以產生穩定的交、直流電流,從而等效復現換流閥的實際運行應力。從調節時間、超調量等特性指標分析了試驗電路的暫態特性。證明了試驗回路呈欠阻尼特性,暫態性能不佳,且實際運行時還可能出現振蕩。提出了一種附加虛擬電阻的暫態特性改善方法,實際的運行試驗證明了對試驗拓撲電路特性分析的正確性和所提出的暫態特性改善方法的有效性。
3189-3195
電網技術雜志特高壓輸電技術

半波長交流輸電線路三相短路諧振點研究

摘要:半波長交流輸電線路三相短路時刻的工頻故障特性對線路絕緣、過電壓抑制和暫態穩定具有重要影響。通過仿真現象提出研究問題,建立半波長單點送出系統三相短路的電路模型,理論推導短路時刻電流和最嚴重故障位置的計算公式,理論分析系統產生諧振的機理,研究嚴重故障點與系統開機臺數、線路結構、電壓等級的變化規律,研究短路時線路沿線電壓的分布和過電壓情況,并通過仿真驗證理論分析結果。研究結果表明,長于1000km線路在部分長度區間發生短路時刻電流、功率可能激增,引發系統諧振,線路沿線出現嚴重過電壓,需要采取必要的抑制措施;對于線路長度超過1000km的線路,嚴重故障點除應考慮首端、末端外,還應考慮離首端和末端距離為l=(π-t)/β處。對于常規長度的線路(線路長度小于1000km),不論是1000kV、750kV、500kV,線路沿線發生三相短路,系統不會產生工頻諧振現象。線路發生三相短路后沿線電壓最大值位于距短路點四分之一波長處;嚴重故障點位置與送端系統開機臺數、接入系統強弱、線路結構、電壓等級有關。
2743-2748
電網技術雜志高比例可再生能源并網

含風電和儲能電力系統的時序隨機生產模擬

摘要:傳統電力系統隨機生產模擬難以準確描述負荷、風電出力和儲能荷電狀態(state of charge,SOC)的時序變化特性,也難以反映靈活多樣的系統運行調度策略,導致生產模擬準確性欠佳。為此,提出了含風電和儲能電力系統時序隨機生產模擬方法。該方法計及了系統運行調度策略,將運行調度策略與隨機生產模擬中的各機組加載順序和儲能充放電條件等對應起來,有效地描述了各種運行調度策略。為保留元件出力和負荷的時序變化特性,采用可用容量狀態刻畫各時刻的機組出力狀態,將儲能充放電分別等效為負荷和機組2部分分別計入基于時序負荷曲線的隨機生產模擬中,并建立了描述儲能容量狀態變化的時變SOC概率分布模型?;谛薷牡腞BTS測試系統進行分析,驗證了所提方法的有效性。
2769-2776

考慮逆變器無功充裕性的含高比例戶用光伏低壓配電網電壓控制策略

摘要:當前大規模戶用光伏接入低壓配電網逐漸成為趨勢,然而高比例戶用光伏并網將引起嚴重的潮流逆向,導致電壓越限和網損增加。首先,結合低壓配電網的線路參數和拓撲結構,對低壓配電網中電壓-有功和電壓-無功的量化關系進行了分析;在此基礎上,考慮光伏逆變器的容量特性和節點電壓偏移限制,提出了含高比例戶用光伏的低壓配電網無功裕度評估方法;為盡可能降低光伏并網有功的削減,以網絡無功充裕性為依據設計了就地的有功無功綜合控制策略;為了兼顧控制的效果和經濟性,結合低壓配電網的拓撲特點,進一步提出了不同節點間的控制參數優化整定方法。仿真結果表明,所提控制方案能夠高效利用逆變器無功進行電壓控制、降低光伏并網有功削減,同時實現網損的優化。
2799-2807
電網技術雜志電力市場

小時級月度發購電計劃的優化模型及其混合智能求解策略

摘要:結合網內外購電模式的差異,建立了計及網外購電市場的小時級月度發購電計劃模型。該模型是一個多時段大規?;旌险麛狄巹澞P?。負荷的時段融合策略可有效減小模型中小時級時段數的規模,但會帶來負荷融合誤差,從而影響模型的目標甚至安全約束,為此提出了基于負荷融合誤差的校正優化策略。針對模型的大規模多時段混合整數規劃特點,提出了結合免疫遺傳算法與拉格朗日分解協調策略的混合智能算法。一方面,利用免疫遺傳算法為拉格朗日松弛法提供滿足啟停約束和旋轉備用約束的機組組合發購電方案。另一方面,利用拉格朗日分解協調算法高效求解運行機組的最優發電方案,快速提升免疫遺傳算法優秀個體的質量。兩者交替迭代,互相促進,從而實現上述多時段混合整數規劃模型的高效求解。最后通過IEEE 57節點系統的仿真分析驗證了所提模型和算法的有效性。
2823-2830
電網技術雜志直流輸電與直流電網

中歐高壓直流電網技術論壇綜述

摘要:高壓柔性直流輸電和直流電網技術是解決可再生能源并網和大規模遠距離傳輸最有效的方案之一。2015年9月7日和8日,在CIGRE(國際大電網會議)和中國電機工程學會的大力支持下和柏誠集團英國分公司(WSP|Parsons Brinckerhoff)的協助下,全球能源互聯網研究院在英國伯明翰舉行了為期兩天的高壓柔性直流輸電和直流電網高峰技術論壇,邀請了歐洲和中國學術界、工業界直流輸電和直流電網領域的40余位資深科研專家和決策者。本次論壇旨在通過對話,交流和探討本領域的關鍵性問題、前沿技術以及未來發展方向。論壇期間,與會者展示了各自相關項目的實施、最新進展和成果。與此同時還對該領域現存的技術挑戰和未來研究方向進行了廣泛的討論。該文從技術角度概述了與會者在高壓柔性直流輸電和直流電網技術領域的最新進展和成果,綜述了本次論壇在柔性直流輸電和直流電網領域所討論的一些主要技術,介紹了參會的部分國際著名直流輸電設備主要生產商的研發動態,根據論壇的討論環節總結歸納了在高壓柔性直流輸電和直流電網領域所存在的挑戰。
2407-2416

混合雙饋入直流輸電系統中LCC-HVDC對VSC-HVDC系統強度的影響

摘要:為了準確評估混合多饋入直流系統中電壓源換流器型高壓直流(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)的受端系統強度,對VSC-HVDC的有效短路比進行研究。第一,建立了含有VSC和LCC的混合雙饋入直流輸電系統的小信號模型,基于該模型提出了LCC的運行阻抗的基本概念和計算方法;第二,結合LCC的運行阻抗,提出了混合多饋入直流輸電系統中VSCHVDC有效短路比的計算方法,并分析了計及LCC-HVDC影響時VSC-HVDC的功率運行極限;第三,利用建立的小信號模型,研究了VSC控制器參數對其功率運行極限的影響。通過基于PSCAD/EMTDC的仿真分析,驗證了相關結論的正確性。
2436-2442
電網技術雜志電力市場

多微電網參與下的配電側電力市場競價博弈方法

摘要:隨著售電側市場改革的不斷深入,研究多個微電網運營商參與下的配電側市場交易和競價機制具有重要意義。針對該問題,提出了一種雙層優化方法:底層優化以配電市場運營商購電成本最小為目標,考慮系統的節點電壓約束和支路潮流約束等,采用跟蹤中心軌跡內點法求解系統的經濟調度模型,實現市場的出清;上層優化以最大化微電網運營商收益為目標,采用遺傳算法確定微電網運營商在聯盟和不聯盟兩種環境下的最優競價策略。在雙層優化方法的基礎上,基于完全信息下的動態博弈方法,確定市場的納什均衡點。最終在IEEE 33節點配電系統算例中對所提出的方法進行了仿真驗證,并進一步分析了微電網運營商提供無功輔助服務下各市場主體的利益分配問題。
2469-2476
電網技術雜志電力系統

強直弱交的定義、內涵與形式及其應對措施

摘要:交直流混聯電網中,交流與直流既相互支撐,同時也相互耦合交互作用,2者結構發展的均衡態勢,將會深刻影響電網運行特性。當前,我國電網已基本形成特高壓交直流混聯新格局,電力工程界與學術界對其呈現出的新特性取得廣泛共識,并高度概括為"強直弱交"特性。然而,目前尚缺乏對強直弱交的系統性論述。為此,在回顧交直流電網發展歷程的基礎上,提出了強直弱交的定義,剖析并闡釋了其內涵,指明強直弱交的主要表現形式及其對電網安全穩定運行的威脅。在此基礎上,為保障強直弱交型混聯電網安全運行,從穩定標準修編完善、交直流混聯電網協調發展以及構建大電網安全綜合防御體系等3個方面,提出了應對措施的建議。
2491-2498
電網技術雜志能源互聯網

全球能源互聯網標準體系研究

摘要:全球能源互聯網可以推動能源發展方式的轉變,實現清潔能源在全球能源的優化配置,保障互聯電網經濟高效運行。為指導全球能源互聯網標準的制定工作,滿足對于全球能源互聯網產業發展的市場需求和投資需求,首先梳理了國內外標準的進展和應用現狀。采用國際組織及機構的先進理念、方法和工具,描述了全球能源互聯網概念模型和參考框圖。遵循系統性、繼承性、擴展性原則,從智能電網、特高壓及新型輸電、清潔能源以及電網互聯這四個方面,提出了全球能源互聯網標準體系的層次結構及體系表。分析了技術領域的標準需求,列出了相關的標準系列。最后,結合全球能源互聯網的未來發展,給出了標準化工作建議。
2055-2063

基于復雜混合網絡的能源互聯網拓撲模型

摘要:能源互聯網作為信息物理融合的超大復雜網絡,其拓撲結構是研究能源互聯網諸多復雜問題的基礎理論架構。在復雜網絡理論的基礎上,提出了一種更符合能源互聯網本質的拓撲模型,模型中每個節點的實際位置是至關重要的,此外,節點能量和節點間距是有緊密聯系的。通過理論分析和模擬仿真,發現具有不同節點能量分布的網絡模型和不同的節點位置分布的網絡模型的相互關系,同時研究節點能量分布和節點位置分布對度分布P(K)和內部拓撲形式的影響,在一定條件下網絡具有更高的聚合度和能量傳輸效率,通過該研究為解決其復雜性問題提供理論基礎和實驗平臺,有助于推動能源行業智能化的發展,對未來能源互聯網模型理解、設計、優化、演變都會起到至關重要的作用。
2079-2084
電網技術雜志直流輸電與直流電網

一種基于MMC的新型直流潮流控制器

摘要:直流電網已經成為柔性直流輸電領域的研究熱點之一。針對直流電網潮流控制自由度不足的問題,提出了一種基于模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的新型直流潮流控制器(modular multilevel converterdirect current power flow controller,MMC-DCPFC),其具有額定容量小、不需與外部電源連接和便于擴展等優點。首先,針對已有的直流潮流控制器的不足,提出了基于MMC的新型直流潮流控制器的拓撲結構及在直流系統中的安裝方式;其次,通過對MMC-DCPFC的工作原理的分析,提出了滿足系統要求的控制策略;最后,在PSCAD/EMTDC仿真平臺搭建含有直流潮流控制器的三端直流輸電系統,通過對3種工作方式的仿真實驗,驗證了該直流潮流控制器在控制直流系統潮流方面具有良好的可控性和有效性。
2107-2114
電網技術雜志電力市場

我國核電機組調峰輔助服務經濟補償機制研究

摘要:隨著清潔能源戰略的推進,我國核電裝機正穩步增長。但受經濟環境的影響,我國用電增速逐步放緩,負荷峰谷差逐步增大,由此引發調峰責權分擔的公平性爭議。鑒于此,研究了我國核電調峰經濟補償的機制與模式,提出了調峰成本補償與超發電量收益分享相結合的兩部制調峰經濟補償機制和具體算法。調峰成本補償用于彌補機組提供調峰服務時的成本增加,收益分享用于分配未參與調峰機組的超發電量的收益。最后,通過能源局網站公布的華東地區輔助服務數據模擬計算了兩部制調峰經濟補償金額,論證了兩部制調峰經濟補償辦法的科學性和可行性。該方法不僅有利于核電等基荷電源更好地發揮作用,也將有利于調動機組的調峰積極性,進一步挖掘電力系統的調峰能力。
2131-2137

期刊名稱:電網技術

期刊級別:北大核心期刊

期刊人氣:5587

雜志介紹:
主管單位:國家電網公司
主辦單位:國家電網公司
出版地方:北京
快捷分類:工業
國際刊號:1000-3673
國內刊號:11-2410/TM
郵發代號:82-604
創刊時間:1957年
發行周期:月刊
期刊開本:A4
下單時間:1-3個月
復合影響因子:2.821
綜合影響因子:2.389
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