基于多目标双层规划的智能电网虚假数据注入攻击研究

相对于传统电网,智能电网引入了先进的信息通信技术能显著提高企业生产效率和电力数据处理效率,但由于传统状态估计的漏洞,智能电网易受到虚假数据注入的攻击。现有的研究仅追求电力系统运营成本的最大化或攻击资源的最小化,没有考虑两者之间的均衡。基于此,本文考虑建立智能电网虚假数据注入攻击双层多目标规划模型,其中多目标表示电力系统运营成本与攻击成本之间的均衡,并结合IEEE 14总线算例进行分析,针对攻击者不同的攻击倾向给出了相应的虚假数据注入攻击策略。     

云计算在智能电网中的应用研究

随着现代电网规模的不断扩大,现有的电力系统网络越来越无法满足现代化建设发展的需求,具备自愈、互动、兼容等优点的智能电网成为未来电网的发展趋势.同时,智能电网概念的提出和逐步实现对电力系统的计算和存储能力提出了越来越高的要求.基于云计算技术并结合电力网络系统的特点,提出电力网络系统智能云的概念,在此基础上规划设计了电力系统智能云的体系结构并分析了电力系统智能云实现的关键技术.电力网络系统智能云技术的应用,能够在现有基础资源基本不变的情况下,大大提高电力网络系统的计算和存储能力,实现电力网络系统智能化、信息化和分级化的互动管理,减少电网建设投资,为构建现代化智能电网系统提供了明确的思路和研究方向.     

需求不确定的多周期的容量决策问题

研究每个周期的需求随机增加的情形下的容量扩充问题,建立起切合实际的有限周期随机动态规划模型及在期现值准则下的无限周期随机动态规划模型,进而探索生产单一产品的公司在面对随机增加的市场需求时,风险中立的管理者该如何扩充其生产容量,才能使得其公司在折扣意义下的总期望利润最大.研究无限阶段的容量扩充问题,得出某种约束条件下的优化策略解,给公司管理者提供了其长期可持续发展的优化策略和依据.     

智能电网专题前言

<正>进入新世纪以来,资源和环境的双重压力促使人们开始审视电力系统在节能减排方面的巨大潜力;同时,国际上频发的大停电事故也暴露了传统电力系统在调度和控制等方面的不足,在此背景下,世界各国纷纷探索未来电网的发展方向,智能电网则已成为各国的共识择:我国早在1999年提出"数字电力系统"的概念,国家电网公司于2005年实施"SG186"工程,同年,中国南方电网公司开展了"数字南方电网规划"研究;美国电科院在2001年提出"Intelligrid"的概念,并于2003年将未来电网定义为智能电网(Intelligrid),同年6月发布"Grid2030"设想;2005年,欧盟成立"智能电网欧洲技术论坛",提出智能电网(Smart     

电力零售商引导下智能电网多方利益均衡策略

文提出以电力零售商为主导的智能电网系统运行策略,电力零售商根据发电商供电价和发电量以收益最大化为目标输出用户实时电价。在供能侧对不同类型供电商上网顺序进行优化,考虑风电光伏能源出力不确定的鲁棒性分析,在维持平衡供需的基础上优化供电商利益。在需求侧根据用电规模对用户进行分类,按供电重要性进行二次分类,使用粒子群算法求解用户最优用电量。仿真结果显示电力零售商在电力系统中维护各方利益均衡,对供电商和用户都存在潜在的好处。     

智能电网下考虑风险的供电企业购电优化模型

针对智能电网带给供电企业购电决策的影响,提出了一种考虑风险的购电优化决策方法。智能电网建设并开展运营,发电侧考虑接纳更多的可再生能源发电,用电侧智能用电设备的使用导致主动负荷的出现等,这一系列变化给智能电网环境下供电企业购电决策带来一定程度的风险。首先,考虑了智能电网下负荷与风电出力不确定性给供电企业经营带来的风险,采用风险元传递理论与多目标规划理论,建立智能电网购电优化模型。然后,提出采用约束多目标粒子群优化算法(CMOPSO)对模型进行求解思路;最后,算例说明该模型的可行性,研究成果为我国智能电网运营风险管理提供新方法、新思路。     

基于多层博弈的智能电网住宅电力实时需求响应机制

通过建立多层博弈模型刻画智能电网系统中电力公司、家庭电力管理中心和家庭内各个电器设备间的电力实时需求响应过程。在此模型中,每个时段电力公司将电价通知各个家庭,每个家庭的电力管理中心接收到实时电价信息后为家庭内各个电器设备分配虚拟电价,各个设备则确定各自最优用电量并将其反馈给家庭电力管理中心,由其确定该家庭总用电量并发送至电力公司,电力公司再计算得到最优电价。证明了所建多层博弈模型的均衡存在唯一性,并得到均衡解。仿真结果验证了模型的有效性,并给出其实际应用价值。     

基于事件触发策略的多智能体系统的最优主-从一致性分析

研究了具有领导者的线性多智能体系统的主 从一致性问题.借助各智能体间的通讯拓扑所构成的无向图,提出一种基于事件触发的自适应动态规划方法,并使用神经网络的逼近性质设计出了近似最优控制.利用Lyapunov稳定性定理,分析了多智能体误差系统的稳定性,并找到一个该误差系统最终有界的充分条件.数值仿真结果进一步验证了理论分析的有效性.     

考虑生产计划的多周期切割问题优化研究

切割生产广泛存在于工业企业,是原材料加工的重要环节。已有文献主要关注单周期切割问题,但是切割计划也是生产计划的一部分,切割计划和生产计划应该协调优化,达到全局最优。本文研究考虑生产计划的多周期切割问题,目标是最小化运营成本,包括准备成本、切割成本、库存成本以及母材消耗成本。首先建立混合整数规划模型;提出动态规划启发式算法;最后对算例在多种情境下测试,分析成本因子变化对最优结果的影响。算法结果与CPLEX最优结果比较,平均误差为1.85%,表明算法是有效的。     

基于直觉模糊逻辑的智能电网数据管理平台风险评估

针对当前电网数据管理平台风险预警模型无法有效判断平台风险的现状,为提升平台的安全性,基于我国“双碳”战略和空间技术应用背景,结合电网数据管理平台的特点及信息安全评估的一般原理,针对平台自身安全的脆弱性和外部威胁,进行脆弱性识别、资产识别以及威胁识别;重点考虑平台面临的各类风险概率,综合各方面风险作为平台信息安全的风险度量,由此判断当前平台的风险水平,并建立了平台信息安全风险评价层级模型;针对不确定性因素的影响,借助直觉模糊集合理论对不同层级的风险进行了量化评估.最后,选取某智能电网数据管理平台进行了实例分析,结果显示,平台的软硬件漏洞是信息安全风险管理中首要关注的指标,以及恶意软件感染和信息被删丢失等风险需要加以关注,将有助于提高电网平台的信息风险抵御能力.     

供应中断下最优分配和应急采购策略的比较

最优分配采购策略和应急采购策略被广泛应用于供应中断风险管理中,基于最优分配采购策略和应急采购策略,研究了由两个制造商与两个零售商组成的两级供应链在供应中断下的订购和生产决策问题,给出了最优订购和最优生产策略.通过数值例子就可靠性如何影响制造商的最优价格和利润进行了比较.结果表明:随着可靠性的增加,两个制造商的最优价格呈递减态势,且制造商A的递减幅度小于制造商B的递减幅度;当可靠性低于0.3时,制造商A的最优价格低于制造商B的最优价格,当可靠性高于0.3时,制造商A的最优价格高于制造商B的最优价格.随着可靠性的增加,制造商A的利润呈递减态势,制造商B的利润呈递增态势;当可靠性低于0.8时,制造商A的利润高于制造商B的利润,当可靠性低高于0.8时,制造商A利润低于制造商B的利润.     

含有压缩因子的粒子群优化灰色模型在智能电网中的应用

针对智能电网对用电量预测的需求和电力系统的负荷特性,在分析了灰色模型GM(1,1)的局限性以及基本粒子群算法在优化GM(1,1)背景值时所出现的不足的基础上,构建了具有压缩因子K的粒子群算法,以此来改进灰色模型的背景值,提出了含有压缩因子的粒子群优化灰色模型KPSO-GM,并把它用于智能电网中用电量预测。实例证明,该算法具有较高的预测精度,有利于提高智能电网的质量。     

大规模风电并网的双供应源电力供应链牛鞭效应分析

中国当前的电力供应链除具有部分垄断特征外,还由于大规模风电并网使得电力供给也出现随机性,它与随机需求一起影响了供应链信息的准确传递,在电力供应链产生了牛鞭效应,但对这类问题的研究极少。本文在分析中国电力供应链特点的基础上,构建了由煤炭供应企业、发电厂(火力发电和风力发电)和用户组成的多级电力供应链模型,揭示了牛鞭效应在单/双供应源两种供应链类型下的变化。研究结果表明,大规模风电并网形成的双供应源电力供应链牛鞭效应较大且波动剧烈,尤其当下游用户需求较平稳时,供应链会出现牛鞭效应与反牛鞭效应共存现象,而预测技术的选择、风电场合理规划等有助于抑制牛鞭效应,保证电力安全并减小资源浪费。     

Optimal control of a dam under seasonal electricity prices

This study concerns the optimal control of a hydroelectric dam under seasonal electricity prices: high in winter, low in summer. The goal is to maximize the expected discounted infinite-horizon return through a policy that determines the amount of electricity to be produced in each time period, depending on the water level at the beginning of the period under consideration. The prices are assumed to be deterministic, and the flows into the reservoir are seasonal, stochastic, but independent from one period to another. The electric power generated is proportional to the amount of water flow through the turbines. There exist seepage and evaporation losses.It is shown that in the simplest price structure, the optimal policy is entirely determined by a single critical water level in each period of time, at which one starts producing. An example shows that the discretization of the reservoir levels can destroy this property. A method is proposed to avoid this difficulty. Another way of defining a policy is through goal-levels. This approach is shown to give higher returns than the standard approach.     

基于质量控制的供应链计划问题研究

为了研究基于质量控制的供应链计划问题,采用了优化建模的方法,分析了易腐物品生命周期函数的选用及拟合原则,建立起了质量衰减成本与时间之间的关系,考虑了涉及交通及天气情况的运输风险,最终建立了优化模型,以实现供应链运行总成本最小。最后,提出了动态规划的求解方法,并通过仿真实验证明了算法的有效性。