
我的观点,一定要仔细阅读每道题,可以粗略尝试做一下,预计题目难点在哪里,是否能解决,选最适合的。可以花费两个小时用来确定题目。
刚刚把两个赛题阅读完毕
A题 高铁牵引供电系统运行数据分析及等值建模
B题 光伏建筑一体化板块指数发展趋势分析及预测
A题,高铁、电力相关专业的,难度稍高,需要补充很多专业方面的知识,尤其是电学方面。
B题,看完B题明显感觉和A题不是一个难度,B题确实要简单不少,不过也需要一些股票指标及投资风险方面的知识。
题目背景:高速动车组在运行过程中将消耗大量电能,且其功率随动车组运行工况不同而变化,动车组运行也将带来区域电网电压、电流的不平衡和谐波问题,恶化电能质量,给电网运行调控带来不良影响。
如何对含高铁牵引负荷的区域电网电能质量进行评估,并制定节能降耗策略及对牵引负荷进行精准预测尤为重要。
问题 1:电能质量评估
高速动车组负荷具有非线性、单相性、冲击性等特点,导致了区域电网的谐波、负序等电能质量问题。根据牵引供电系统高压侧(220kV)实测三相电压、三相电流数据。
(1)在空载、牵引、制动三种运行工况下:
a.计算各运行工况下电压和电流的正序、负序、零序分量,并绘制序分量图,分析本段内电压和电流不平衡程度的差异。
b.绘制各运行工况电流频谱,计算幅值最大的 5 个谐波分量幅值及频率。
c.请结合附录 1 中的国家电能质量评估标准,计算各运行工况下的电压、电流不平衡度和电流总谐波畸变率,据此评价动车组运行工况对电压、电流不平衡程度和电流谐波的影响。
思路:a.首先需要了解什么三相电流(当发电机的转子是三组互成120度的线圈组成时,发出的电为三相电,用于工业生产,其电压为380V,其三个相位差均为120度),什么是正序、负序、零序分量(正序、负序、零序的出现是为了分析在系统电压、电流出现不对称现象时,把三相的不对称分量分解成对称分量‘正、负序’及同向的零序分量)。根据数据计算好正序、负序、零序分量后绘制分量图,再就分量图来语言描述电压和电流不平衡的程度。
b.了解什么是电流频谱(如果不是正弦信号或者直流信号,电压和电流都是又很多分量叠加形成的。比如方波,锯齿波。它的各种不同频率的分量,我们就叫做它的频谱。)谐波电流是其频率为原周期电流频率整数倍的各正弦分量的统称。可以对电流波形进行傅里叶变换,在计算出的不同频率的谐波分量中选取幅值最大的5个谐波,给出其幅值及频率。
c.根据附录1中国家电能质量评估标准计算公式,编程计算出三种工况下的电压、电流不平衡度和电流总谐波畸变率。而后语言描述动车组运行对其的影像。
(2)取全部数据为分析对象:
a.高速动车组运行工况多变,可能带来电流不平衡程度和谐波含有率的变化,试绘制电流正序、负序、零序分量幅值和 3 次谐波含有率随时间变化的曲线,分析不平衡最严重时段的电流不平衡度和 3 次谐波含有率。
b.计算列车瞬时功率,并绘制其随时间变化曲线,试找出列车牵引功率、制动功率最大的时刻,分析牵引功率、制动功率与三相不平衡度和谐波的关系。
思路:a.设定合适的时间间隔,对每个时间段内的电流正序、负序、零序分量幅值和“3 次谐波”含有率进行计算,绘制图形,并计算出不平衡度最大的时间,分析其3 次谐波含有率有何规律。
b.编程计算明显高于基线的瞬时功率,绘制图形。因为瞬时功率的峰值可能由牵引和制动这两个不同原因引起,需结合数据分析哪些峰值是列车牵引时的功率、制动时的功率,再分别筛选出相应功率最大的时刻,与a中计算出的不平衡度进行相关性分析。
问题 2:节能降耗方案
高速动车组广泛应用了再生制动技术,在制动工况中将动能转换为电能,并无偿地回馈至电力系统。结合附录 1 提供的现场实测数据,分析计算如下问题:
a. 根据第 1 题中瞬时功率计算结果,统计高速动车组消耗和回馈的电量。
b. 为了将再生制动能量用于高速动车组牵引,请设计置于车载储能的再生制动能量利用方案(含储能系统的功率电量配置及电力电子接入与控制方案),并结合附录 2 所给电价、储能装置参数,测算其在降低动车组能耗方面的收益。
c. 请设计置于牵引变电所的再生制动能量利用储能方案(含储能系统的功率电量配置及电力电子接入与控制方案),并结合附录 2 所给电价、储能装置参数,测算其在降低动车组能耗方面的收益。从经济、技术、安全可靠、储能容量利用率等方面比较 b、c 两方案的优劣。
思路:a.我们已筛选出瞬时功率,……(省略的部分在下方链接查看)
b.此问需要补充更多的电力相关知识,……
c.设置于牵引变电所的再生制动能量利用储能方案……
问题 3:动态牵引负荷精确预测
研究表明,高铁牵引变电所动态牵引负荷(有功功率)需求与动车组在区间运行过程(是否停靠站)、编组(8 编组和 16 编组)、运行方向(上行、下行)、车型(不同车型额定功率各异)等因素密切相关。
具体表征为:1)具有相同的运行过程、编组、运行方向、车型的动车组,其在区间运行过程中动态功率需求趋势相同、电度消耗/返送相近;2)对于同一车型,16 编组动车组的额定功率为8 编组动车组额定功率的 2 倍;3)停靠站前动车组需进行短时间减速制动,将产生大量的再生制动能量。附录 3 给出了某高铁牵引变电所全天的有功功率实测数据,采样间隔为 1 秒,共计 86400 个数据。假定牵引变电所供电区间内不存在同时给两列及以上动车组供电的场景。
a.提取各列动车组在区间运行过程中的动态有功功率需求序列(动态牵引负荷),并形成相应的动态牵引负荷数据库。
b.应用相关性等分析方法,结合附录 3 提供的动车组运行方向、车型等信息,实现所提取动态牵引负荷的分类和辨识。
c.针对归类后的动态牵引负荷,应用线性回归等方法建立各类动态牵引负荷模型,进而构建相应的动态牵引负荷模型库。
d.结合附录 4 提供的列车时刻表,实现高铁牵引变电所动态牵引负荷的模拟和电量的精确预测。
思路:a.主要是考验编程能力,……
b.应用相关性等……
c.对b中的每一类动态牵引负荷应用……
d.结当我们有了……
问题 4:高铁牵引变电所-牵引负荷等值建模
为了深入研究高速动车组运行对电网的影响,有必要建立反映高速动车组运行的数学模型。精准的数学模型的仿真结果应该能够与附录 1 所给数据相吻合。
图 2 给出了高铁牵引变电所-牵引负荷的示意图,请构建反映高速动车组运行电气特性的数学模型,分析模型的电压、电流与附录 1 的实测电压、电流之间的误差(提供可运行的源程序);说明模型有效性及改进的前景。
思路:题目让建立反映高速动车组运行的数学模型以及反映高速动车组运行电气特性的数学模型。根据目的是需要……
前一个数学模型需要……
后一个数学模型需要仿真……
题目背景:光伏建筑一体化(BIPV)是充分利用工业建筑、公共建筑屋顶等资源实施分布式光伏发电工程。
股票交易软件中,每支股票都有日 K 线(由开盘价、收盘线、最高价、最低价构成),还有移动平均线(5 日、10 日、20 日等),通过对日 K 线和移动平均线的分析,可知每支股票的走势。股票市场中有板块指数(将同一板块的个 股按不同的权重方式生成相关指数),它是对该板块走势的整体反映。
现统计沪深股市中 37 家光伏建筑一体化相关企业的股票数据(见附件 1),将这 37 家企业股票看作一个整体称为光伏建筑一体化板块。光伏建筑一体化板块作为新兴板块,通过对板块指数发展趋势做出预测,可以了解板块相应行业未来的发展趋势。(这里我觉得反过来说更可信,应该说“如果能够对板块相应行业未来发展做出预测,那么就可以极大程度上对板块指数发展趋势做出预测。”其实这句话成立与否的关键在于既往的指数趋势能否代表之后指数的发展趋势)。
问题1:利用附件 1 中数据,给出光伏建筑一体化板块指数的移动平均线(5日、10日、20日等)模型,并绘制2019年4月1日至2021年4月30日该板块指数的移动平均线。
思路:计算板块指数的移动平均线。首先求板块指数……(省略的部分在下方链接查看)
板块指数的计算法则
板块指数不是板块各股简单的机械的集合,而是建立在合理科学之上的数据化分析方法,其计算法则是:
1、以基准日收盘价计算出的……
2、市值计算方法
其中n为股票总数,……
3、指数=当前市值/基准日市值*1000。
得出板块指数后,再求移动平均线,N日移动平均线=……
问题2:利用 2021年5月6日至5月28日数据,对所建立模型进行误差分析并修正模型,根据修正后的模型对该板块未来发展趋势做出预测,给出5月28日后20个交易日的日移动平均线、3周的周移动平均线、2个月的月移动平均线。
思路:使用4月1日至4月30日的(1日、5日、22日,分别对应日/周/月)移动平均线,……
问题3:利用 2019年4月1日至2021年5月28日数据,以2个月为一个时间段,对上证指数和光伏建筑一体化板块指数进行相关性分析。
思路:这个题只需先计算出每天的板块指数,……
问题4:对光伏建筑一体化板块个股投资风险进行评估,给出该板块 37 支股票2021 年 6 月份投资风险由低到高的排序结果。假定投资者持有资金 100 万元人民币,欲全部用于该板块的投资,请给出 2021 年 6 月份的最优投资方案(当日可用于投资的资金为上一个交易日结束后投资者所持有的资金,且每日持股数不超过 5 支)。
思路:此问需要对每一支个股计算风险值。股票风险,…… 风险价值……
100万元用于投资,求最优投资方案。最优投资方案看个人理解,……
若以收益-风险比最大为最优,……
问题5:请给相关部门写一份不少于 1500 字关于我国光伏建筑一体化行业未来发展趋势的报告。
这个就不需要我教大家了吧,可以为了写这个报告,多预测几年的趋势。然后进行深入的语文建模。
