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电力系统优化与运行分析及建模的理论与应用技术是电力系统及其自动化学科重要的研究领域,是电力系统规划与运行控制的基础,对于推动电力系统及其自动化学科研究的深入发展,促进电力系统的数字化进程具有重要的战略意义和作用。本研究方向由国内著名教授杨毅刚先生、杨期余先生等为首创立,1990年以前即出版了《电力系统计算》、《电力系统优化的理论基础》等专著与教材,在电力系统运行分析与控制、电力系统经济调度与优化规划等方面取得了高水平的研究成果,使湖南大学电力系统及其自动化学科在国内电力界产生了很好的广泛影响。
进入20世纪90年代以后,本学科在深入研究传统的电力系统运行、规划与控制理论的同时,深入、广泛地开展电网智能优化运行、智能规划及智能控制、电力系统电压稳定与电压无功控制、电力系统综合负荷建模的理论与应用等方面的研究,取得了大量的富有创造性的研究成果,在国内外产生了很好的影响。近5年来,本研究方向在国内外学术刊物上发表论文150余篇,其中IEE、IEEE、《中国电机工程学报》等国内外著名学术刊物上发表论文40余篇;出版全国统编或推荐使用教材3部;承担国家“十五”重大技术装备项目1项,部省级基金项目5项,科研经费500余万元;鉴定成果4项,达到国际先进水平或国内领先水平,有2项成果分别获得部省级科技进步二等奖和三等奖。
(1)电力系统优化运行及其智能技术:首次运用综合B系数原理取代经典B系数法,圆满地解决了经济负荷分配中网损及其微增率计算复杂的问题;运用模糊理论、神经网络理论和演化算法很好地解决了水火电力系统经济负荷分配的复杂大系统优化问题,解决了无功最优补偿的分析与优化算法;在IEE和中国电机工程学报等权威刊物上发表论文37篇,其中水火电力系统经济负荷分配的研究成果达到国际先进水平,并获得湖南省科技进步二等奖。
(2)电力系统分析计算:给出了电源对节点的有功电流和无功电流的定义,基于全微分和定积分的概念,首次推导了各电源在支路中的复功率分量产生的有功损耗和无功损耗的计算公式、各电源在支路中的有功和无功功率分量各自产生的复功率损耗计算公式;提出了直接考虑有功无功耦合作用的支路复功率损耗分量新方法,提出了支路复功率损耗分量定理,丰富和发展了电网稳态分析的基本理论。在国际期刊IEEE和中国电机工程学报等国际国内著名刊物上发表论文22篇。
(3)电力系统优化规划:在湖南省电力基金的资助下,结合配电网改造,以地理信息系统、模糊集合理论、神经网络理论和专家系统等理论和技术为基础,就空间负荷智能预测、电力网优化规划模型和算法以及快速断线分析方法等开展深入研究,开发了配电网建设与改造地理信息系统,经湖南省科委主持鉴定,成果达国内领先水平。
(4)电力系统电压稳定理论与算法以及电力系统综合负荷建模:提出了动态特性与静态特性有机结合、有功功率与无功功率相统一、具有全电压范围适应性的电力负荷综合导纳模型;提出了描述综合负荷的内反馈型广义感应电动机模型及其参数加权平均建模方法;基于负荷特性对电压稳定影响的本质机理的认识,提出了广义潮流雅可比矩阵的概念,进而提出了一种考虑负荷特性影响的静态电压稳定广义实用判据和一种计算电力网络传输功率极限与求解P-V、Q-V曲线的直接精确算法。在中国电机工程学报等刊物上发表论文15篇,其中EI收录3篇。
本研究方向紧紧跟踪电力系统运行分析与控制领域的理论与应用研究前沿,坚持理论研究与生产实际的紧密结合,既具有扎实的学术研究基础,更具有充满旺盛活力与实力的学术力量;具有丰富的研究内涵和广阔的应用前景。本研究方向的学术水平处于国内同行研究前列。 |
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