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基于SF分解产物分类规划的GIS放电故障分析

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内蒙古电力技术 2024年

作者：肖明伟何凯琳杨沛豪西安交通大学电气工程学院西安热工研究院有限公司国网安徽省电力有限公司芜湖供电公司中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司

为提高气体绝缘开关(Gas Insulated Switchgear,GIS)的安全评价能力，在基于机器学习算法的GIS诊断模型的鲁棒特性基础上，研究由阿伦尼乌斯化学反应模型处理的不同故障类型的经验概率函数，利用6种机器学习算法建立放电故障和绝缘缺陷... 详细信息

为提高气体绝缘开关(Gas Insulated Switchgear,GIS)的安全评价能力，在基于机器学习算法的GIS诊断模型的鲁棒特性基础上，研究由阿伦尼乌斯化学反应模型处理的不同故障类型的经验概率函数，利用6种机器学习算法建立放电故障和绝缘缺陷模型，通过学习组成系统中不同气体(SO2、SOF2、SO2F2、CF4、CO2等)体积分数的数据集及其比值来训练识别算法。结果表明，经验概率模型可以有效识别GIS多种绝缘缺陷及其共存状态，SO2F2和SO2体积分数比为4.2是高能放电状态的临界点，对故障预警具有重要意义；在基于高斯分布的GIS绝缘缺陷测试结果图中，y≈0.15的区域是多种放电故障共存的区域，需重点关注。

关键词：气体绝缘开关机器学习算法 SF 分解产物绝缘缺陷放电故障

基于SF_(6)分解产物分类规划的GIS放电故障分析

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内蒙古电力技术 2024年第1期42卷 60-66页

作者：肖明伟何凯琳杨沛豪国网安徽省电力有限公司芜湖供电公司安徽芜湖241000 中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司西安710054 西安交通大学电气工程学院西安710049 西安热工研究院有限公司西安710054

为提高气体绝缘开关(Gas Insulated Switchgear,GIS)的安全评价能力,在基于机器学习算法的GIS诊断模型的鲁棒特性基础上,研究由阿伦尼乌斯化学反应模型处理的不同故障类型的经验概率函数,利用6种机器学习算法建立放电故障和绝缘缺陷模型... 详细信息

为提高气体绝缘开关(Gas Insulated Switchgear,GIS)的安全评价能力,在基于机器学习算法的GIS诊断模型的鲁棒特性基础上,研究由阿伦尼乌斯化学反应模型处理的不同故障类型的经验概率函数,利用6种机器学习算法建立放电故障和绝缘缺陷模型,通过学习组成系统中不同气体(SO_(2)、SOF_(2)、SO_(2)F_(2)、CF_(4)、CO_(2)等)体积分数的数据集及其比值来训练识别算法。结果表明,经验概率模型可以有效识别GIS多种绝缘缺陷及其共存状态,SO_(2)F_(2)和SO_(2)体积分数比为4.2是高能放电状态的临界点,对故障预警具有重要意义;在基于高斯分布的GIS绝缘缺陷测试结果图中,y≈0.15的区域是多种放电故障共存的区域,需重点关注。

关键词：气体绝缘开关机器学习算法 SF_(6)分解产物绝缘缺陷放电故障

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混合储能虚拟同步机频率优化调节研究

电源学报 2022年

作者：邓鹏杨沛豪西安热工研究院有限公司荆楚理工学院电子信息工程学院

本文针对蓄电池与超级电容组成的混合分布式储能虚拟同步机控制系统进行改进。提出混合储能功率分配原则，根据不同频率段设计分频滑动滤波方法，针对不同频率的功率波动，对虚拟转动惯量进行分段改进，实现蓄电池与超级电容协调配合。...

本文针对蓄电池与超级电容组成的混合分布式储能虚拟同步机控制系统进行改进。提出混合储能功率分配原则，根据不同频率段设计分频滑动滤波方法，针对不同频率的功率波动，对虚拟转动惯量进行分段改进，实现蓄电池与超级电容协调配合。针对传统虚拟同步机无法抑制频率振荡，对虚拟阻尼系数进行改进，采用自适应虚拟阻尼，来提高控制系统在发生频率振荡时的调节能力。采用MATLAB对本文所提控制策略进行仿真验证。结果表明：对混合储能虚拟同步机进行分频控制，当负荷发生无规律波动时，超级电容及时响应高频功率波动，蓄电池平抑低频功率，可以实现蓄电池与超级电容协调配合。当面对突减、突增10kW负荷时，采用自适应虚拟阻尼可以应对混合储能因为负载功率波动引起的有功出力频率振荡，频率超调量控制在0.06Hz以内。所提控制策略不管面对功率突增、突减工况都可以实现频率小偏差调节。

关键词：

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新能源储能微电网惯量支撑性能研究

电源学报 2023年

作者：卢军杨沛豪何凯琳中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司西安交通大学电气工程学院长沙民政职业技术学院通识教育中心西安热工研究院有限公司

在新能源微电网中配置超级电容储能，利用超级电容快速充放电优势，为区域电网提供惯量支撑，通过改变超级电容储能输出电压实现充/放电进而模拟同步电机惯量特性。新能源储能微网采用直流组网形式，通过检测直流电压实时还原微电网频... 详细信息

在新能源微电网中配置超级电容储能，利用超级电容快速充放电优势，为区域电网提供惯量支撑，通过改变超级电容储能输出电压实现充/放电进而模拟同步电机惯量特性。新能源储能微网采用直流组网形式，通过检测直流电压实时还原微电网频率变化，根据超级电容储能电压变化范围及最大虚拟惯量，配置超级电容。对传统虚拟惯量控制进行改进，根据频率上升/下降幅度自动调节虚拟惯量。针对传统虚拟惯量控制无法在频率恢复阶段使直流母线电压恢复至额定，提出一种采用高通滤波器的虚拟惯量控制方法。MATLAB/Simulink仿真结果表明：直流母线电压变化可以反应微电网实时频率，新型虚拟惯量控制策略可以保证频率变化全过程稳定，在频率恢复阶段减小虚拟惯量加快频率恢复，为后续频率调节提供充足时间裕度。高通滤波器虚拟惯量控制方法可以使直流母线电压恢复至初值，在不改变超级电容储能惯量支撑的基础上，使新能源储能微电网保持直流母线电压稳定。

关键词：新能源储能微电网超级电容惯量支撑虚拟惯量高通滤波器

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多谐振变换器直流耦合光伏制氢研究

热力发电 2022年第11期51卷 174-180页

作者：游梦然杨沛豪樊常亮西安科技大学机械工程学院陕西西安710699 数永(西安)技术有限公司陕西西安710054 西安热工研究院有限公司陕西西安710054 华润电力(泰州)有限公司江苏泰州225453

光伏发电电解水制氢能够进一步提高光伏发电利用率,针对光伏制氢系统需工作在较宽范围输出电压的特点,提出一种基于多谐振变换器的直流耦合光伏制氢系统,能够满足氢能的高效制取。分析多谐振变换器的工作原理,引入序列二次规划法对多谐... 详细信息

光伏发电电解水制氢能够进一步提高光伏发电利用率,针对光伏制氢系统需工作在较宽范围输出电压的特点,提出一种基于多谐振变换器的直流耦合光伏制氢系统,能够满足氢能的高效制取。分析多谐振变换器的工作原理,引入序列二次规划法对多谐振变换器进行参数设计,解决多谐振变换器参数设计较为复杂的问题。在此基础上设计试验样机,并在试验样机对设计参数进行验证,验证结果表明:基于多谐振变换器的光伏制氢系统硬件电路参数设计合理,能满足变换器宽增益(输出电压200~650 V)、高效率(97.24%)的需求,降低了变换器因无功功率循环而造成的损耗,提高了光伏制氢效率。

关键词：光伏制氢多谐振变换器直流耦合序列二次规划法 DC-DC变换器

风光储微电网-火电机组黑启动全过程储能控制策略研究

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电力系统及其自动化学报 2023年第2期35卷 75-82,93页

作者：谢楠杨沛豪何萍陈垚商洛学院电子信息与电气工程学院商洛726000 商洛市分布式新能源应用技术研究中心商洛726000 西安交通大学电气工程学院西安710049 西安热工研究院有限公司西安710054 国网吴忠供电公司吴忠751100

在风光新能源微电网中,配置储能可以作为稳定电源点实现风光储微电网-火电机组黑启动。为实现黑启动过程中稳定供电,研究了黑启动全过程储能控制策略,提出了一种变斜率储能换流装置电压控制方案,并在传统无功-电压下垂控制中引入变斜率... 详细信息

在风光新能源微电网中,配置储能可以作为稳定电源点实现风光储微电网-火电机组黑启动。为实现黑启动过程中稳定供电,研究了黑启动全过程储能控制策略,提出了一种变斜率储能换流装置电压控制方案,并在传统无功-电压下垂控制中引入变斜率传递函数模块;再提出一种黑启动并列运行时含有非线性补偿模块的下垂控制方案,并通过小信号模型进行稳定性分析。仿真结果表明:电压控制方案可以抑制黑启动建压过程中的冲击电流,保持储能空充线路时电压稳定;新型下垂控制方案可以抑制风光储微电网-火电机组并列运行时,频率、电压暂态波动。控制策略可以满足风光火储黑启动全过程要求。

关键词：新能源微电网火电机组黑启动储能变斜率电压控制非线性补偿模块

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基于虚拟阻抗的储能微网VSG控制策略研究

南方能源建设 2022年第S2期9卷 90-97页

作者：谢楠杨沛豪何萍陈垚商洛学院电子信息与电气工程学院陕西商洛726000 商洛市新能源研发平台陕西商洛726000 西安热工研究院有限公司陕西西安710054 国网吴忠供电公司宁夏吴忠751100

[目的]为了使储能微网并网变流器(Power Conversion System,PCS)具备同步发电机一样的旋转、励磁特性,提出一种在储能微网并网PCS控制系统中采用虚拟同步机(Virtual Synchronous Generation,VSG)控制策略。[方法]针对传统VSG不具备低电... 详细信息

[目的]为了使储能微网并网变流器(Power Conversion System,PCS)具备同步发电机一样的旋转、励磁特性,提出一种在储能微网并网PCS控制系统中采用虚拟同步机(Virtual Synchronous Generation,VSG)控制策略。[方法]针对传统VSG不具备低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)能力,文章构建VSG虚拟阻抗无功控制环节,实时修正电压控制输入信号,提高系统暂态压降支撑能力;为了得到虚拟阻抗的幅值及阻感比,将LVRT工况分为线路对称和不对称短路障,研究正、负序电压、电流,得出虚拟阻抗参数。[结果]为了验证所提控制策略的性能,通过Matlab/Simulink进行仿真,设置仿真工况为:储能微网外接输电线路分别发生三相接地和单相接地故障。[结论]仿真结果表明:将虚拟阻抗引入VSG控制系统中,可以提高短路情况下储能微网并网PCS输出电压,起到LVRT期间电压暂态支撑作用,使储能微网具备LVRT能力,可为实际应用提供指导。

关键词：储能微电网虚拟同步机低电压穿越能力虚拟阻抗无功-电压控制

采用新型MPC提高储能PCS虚拟同步机控制稳定性研究

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国外电子测量技术 2022年第7期41卷 82-88页

作者：侯龙王玉爽杨沛豪河南农业职业学院信息工程学院郑州451450 西安热工研究院有限公司西安710054

为了提升采用电压型换流器(PCS)的储能系统对电网频率支撑能力,采用模仿同步发电机特性的虚拟同步机(virtual synchronous generation, VSG)控制,实现储能系统对电网的虚拟惯性、阻尼支撑。针对传统VSG控制在功率调节过程中出现的频率... 详细信息

为了提升采用电压型换流器(PCS)的储能系统对电网频率支撑能力,采用模仿同步发电机特性的虚拟同步机(virtual synchronous generation, VSG)控制,实现储能系统对电网的虚拟惯性、阻尼支撑。针对传统VSG控制在功率调节过程中出现的频率偏差、功率振荡问题,提出一种采用功率模型预测控制(model predictive control, MPC)提高VSG稳定性的方法,采用MPC不断修正VSG功率参考值。为了加快MPC功率响应速度,提出两步MPC频率偏差功率约束函数,实现储能PCS稳态控制,为了验证采用MPC及VSG协调控制的储能电压型PCS控制系统稳定性,构建储能系统并网运行小信号模型。将上述控制策略通过MATLAB/Simulink仿真,验证方案可以有效提高储能PCS虚拟同步机控制系统稳定性。

关键词：储能系统电压型换流器虚拟同步机功率模型预测控制频率偏差功率约束函数小信号模型

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提高储能换流器电压及功角暂态特性研究

电力系统及其自动化学报 2023年第8期35卷 36-43页

作者：卢军杨沛豪何凯琳郝翊帆长沙民政职业技术学院长沙410004 西安交通大学电气工程学院西安710049 西安热工研究院有限公司西安710054 中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司西安710054 西安工程大学电子信息学院西安710048

为提高储能换流器电压及功角暂态特性,对有功电流-频率、无功电流-电压下垂控制进行改进,提出一种根据输出电压有效值变化率表征下垂系数,根据电压调节量自适应调节下垂系数的无功电流下垂控制策略。引入滞环控制在储能换流器电流自适... 详细信息

为提高储能换流器电压及功角暂态特性,对有功电流-频率、无功电流-电压下垂控制进行改进,提出一种根据输出电压有效值变化率表征下垂系数,根据电压调节量自适应调节下垂系数的无功电流下垂控制策略。引入滞环控制在储能换流器电流自适应有功电流-频率下垂控制中,通过滞环控制器将功角维持在一定范围内,确保当电网电压跌落故障时,储能系统功角稳定。Matlab/Simulink仿真和RTDS实验结果表明:所提新型控制方案可以提高储能对系统惯性无功支撑能力,提高储能控制系统对电压暂态波动的抑制能力,有效提升了储能换流器输出电压及功角暂态性能。

关键词：储能系统电流下垂控制自适应惯性功角失稳滞环控制