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复杂高次谐波电流作用下GIS振动特性研究

宁夏电力 2024年第1期 36-41,47页

作者：伍弘吴旭涛王文昭牛勃沙伟燕熊庆汲胜昌吴志勇国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750011 西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室陕西西安710049 国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司宁夏吴忠751100

新型电力系统源-网-荷侧特性不同于传统电力系统,系统中存在谐波,甚至超高次谐波。谐波对气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear, GIS)振动特性产生影响。首先,分析了新型电力系统源侧、网侧以及负荷侧并入电网时产生的谐波种类及... 详细信息

新型电力系统源-网-荷侧特性不同于传统电力系统,系统中存在谐波,甚至超高次谐波。谐波对气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear, GIS)振动特性产生影响。首先,分析了新型电力系统源侧、网侧以及负荷侧并入电网时产生的谐波种类及成分;其次,搭建GIS谐波激励下振动特性测量平台,结合电力系统中的谐波特性,对不同谐波电流激励下的GIS振动特征进行试验研究;最后,通过试验发现:GIS外壳振动幅值在轴向呈线性分布,振动大小与端部刚度成反比;当存在多种谐波电流时,谐波之间的和频、差频及倍频使振动频率更加丰富,这使得GIS更容易产生机械谐振。

关键词：气体绝缘开关设备振动特性谐波新型电力系统

不同金属微粒缺陷下GIS盆式绝缘子表面放电与电场特性研究

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绝缘材料 2023年第9期56卷 89-93页

作者：沙伟燕罗艳马鹏欢亓亮国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750002

基于表面放电试验与有限元电场仿真方法对金属球/金属丝微粒缺陷下GIS盆式绝缘子表面的放电与电场特性进行研究。结果表明:不同金属微粒缺陷下脉冲电压和紫外光子数均随电压的升高而增大;金属丝缺陷下的盆式绝缘子表面放电更加严重,低... 详细信息

基于表面放电试验与有限元电场仿真方法对金属球/金属丝微粒缺陷下GIS盆式绝缘子表面的放电与电场特性进行研究。结果表明:不同金属微粒缺陷下脉冲电压和紫外光子数均随电压的升高而增大;金属丝缺陷下的盆式绝缘子表面放电更加严重,低压侧存在金属球缺陷时的放电比高压侧存在金属球缺陷时更加剧烈,仿真结果与试验结果变化趋势一致。GIS盆式绝缘子表面存在金属微粒缺陷时,表面的放电强度与电场畸变程度呈正相关,且电场畸变程度与平均脉冲幅值的相关性较大。

关键词：金属丝金属球 GIS盆式绝缘子有限元法放电特性电场特性

直流电流互感器暂态特性校验及灰色评价方法研究

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电子器件 2023年第3期46卷 819-823页

作者：王博何宁辉沙伟燕张佩国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750000

电流互感器的暂态特性及其评价方法是影响保护装置、关系到系统安全稳定的关键因素,但当下国内缺少对直流电流互感器暂态特性校验的相关研究。因此,为了实现直流电流互感器上升时间,最大过冲,暂态延时以及周期稳定性等暂态性能参数的校... 详细信息

电流互感器的暂态特性及其评价方法是影响保护装置、关系到系统安全稳定的关键因素,但当下国内缺少对直流电流互感器暂态特性校验的相关研究。因此,为了实现直流电流互感器上升时间,最大过冲,暂态延时以及周期稳定性等暂态性能参数的校验及评价,提出了一种基于重采样技术的直流互感器校验系统。基于校验系统,得到互感器评价的指标依据,进一步提出基于灰色理论的直流互感器特性评价方法。最后通过暂态性能试验,得到了被测直流互感器的暂态特性参数,并建立了其评价模型,通过案例分析,给出不同互感器的量化评价得分值。所提出的方法在直流电流互感器现场校验中具有重要的借鉴价值。

关键词：电流互感器暂态特性校验系统评价模型

基于油色谱时频域信息和残差注意网络的变压器故障诊断方法

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电网与清洁能源 2022年第1期38卷 66-75页

作者：沙伟燕李秀广何宁辉张佩国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750002

提出了一种基于油色谱时频域数据和残差注意力的变电站故障分类模型。对收集到的油色谱数据,计算其频域分量和时频域分量的特征比值,将所有数据作为网络的输入来训练网络;残差注意力网络通过跨层连接的方式来堆叠注意力模块,以降低网络... 详细信息

提出了一种基于油色谱时频域数据和残差注意力的变电站故障分类模型。对收集到的油色谱数据,计算其频域分量和时频域分量的特征比值,将所有数据作为网络的输入来训练网络;残差注意力网络通过跨层连接的方式来堆叠注意力模块,以降低网络的过拟合影响并提升模型训练速度,同时注意力模块能够重点关注对结果影响大的信息,进一步提高对变电站故障分类的准确度。通过实际数据验证了所提方法的有效性和性能的优越性。

关键词：变电站油色谱故障诊断时频域残差注意力网络——

大规模虚拟储能平抑新能源功率预测误差优化调度方法

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电力科学与技术学报 2023年第6期38卷 167-174页

作者：沙伟燕胡伟何宁辉张涛谢海滨国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750011 国网宁夏电力有限公司宁夏银川750001

大规模虚拟储能是指在电网中通过虚拟化技术将多个离散的储能设备组成一个大型的储能系统,以实现对电网功率进行平衡调节。由于新能源发电具有随机性、波动性和间歇性等特点,新能源功率预测误差控制难度较大。为提高新能源就地消纳水平... 详细信息

大规模虚拟储能是指在电网中通过虚拟化技术将多个离散的储能设备组成一个大型的储能系统,以实现对电网功率进行平衡调节。由于新能源发电具有随机性、波动性和间歇性等特点,新能源功率预测误差控制难度较大。为提高新能源就地消纳水平,降低新能源功率预测误差,提出大规模虚拟储能平抑新能源功率预测误差优化调度方法。通过设置新能源功率预测时间分辨率,统计大规模虚拟储能平抑新能源功率分布特性,确定新能源功率预测误差分布特点,估计新能源功率预测误差置信区间,将新能源预测功率按照一定置信度纳入发电计划,设计大规模虚拟储能平抑新能源功率预测误差优化调度约束条件,构建新能源功率预测误差优化调度模型,并利用粒子群算法求解模型最优解。选择某地区实际数据设计试验,试验结果表明:所提方法对大规模虚拟储能平抑新能源功率预测误差灵敏度更高,高载能负荷调节量变化更小,且成本更低,具有显著的经济性和有效性。

关键词：大规模虚拟储能新能源功率预测误差置信度调度粒子群算法

基于神经网络和温度特性曲线的电缆故障率估计

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电力科学与技术学报 2022年第4期37卷 169-174页

作者：何宁辉周秀马波沙伟燕王玮罗艳国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750011

电流产生的热效应是影响电缆使用寿命和老化故障的主要原因,建立电缆温度特性模型极其重要。电力企业应能够正确估计配电网电缆的相关老化故障率,然而现有的电缆故障率估计是在额定温度下进行计算的,并没有考虑实际运行中温度变化的影... 详细信息

电流产生的热效应是影响电缆使用寿命和老化故障的主要原因,建立电缆温度特性模型极其重要。电力企业应能够正确估计配电网电缆的相关老化故障率,然而现有的电缆故障率估计是在额定温度下进行计算的,并没有考虑实际运行中温度变化的影响。采用一种基于人工神经网络的方法估计电缆最高温度,该温度变化满足一定的日负荷曲线。人工神经网络只需4个容易获取的输入变量,利用电缆绝缘组合电热寿命模型,对预测温度曲线各阶段的寿命损失进行估计。最后,利用该寿命模型和概率失效模型预测未来一段时间内电力电缆的故障率。结果表明,失效概率的估计与实际结果一致性高,说明所估算的电缆温度三级逐步变化曲线能够真实反映电缆瞬态温度变化。

关键词：电力电缆配电网神经网络温度特性老化故障率

基于Dempster-Shafer证据理论和人工智能的变压器故障诊断研究

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南京理工大学学报 2022年第4期46卷 467-475页

作者：何宁辉沙伟燕相中华李秀广周秀国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750011

传统的溶解气体分析方法和基于溶解气体分析数据的人工智能技术在变压器早期故障诊断中的应用由来已久。Dempster-Shafer证据理论已被应用于存在不确定性和冲突的各种面向人工智能的应用中。为了克服故障类型之间的冲突及提升变压器故... 详细信息

传统的溶解气体分析方法和基于溶解气体分析数据的人工智能技术在变压器早期故障诊断中的应用由来已久。Dempster-Shafer证据理论已被应用于存在不确定性和冲突的各种面向人工智能的应用中。为了克服故障类型之间的冲突及提升变压器故障诊断正确率,该文提出了基于Dempster-Shafer证据理论和人工智能的变压器故障诊断方法。利用反向传播(Back propagation,BP)神经网络基于5种关键气体的浓度百分比检测变压器故障,并将其作为第一证据。利用模糊逻辑基于3种气体比率检测变压器故障,并将其作为第二证据。利用证据理论对BP神经网络和模糊逻辑检测结果进行集成分析,得到最终的诊断结果。研究结果表明证据理论和人工智能在变压器故障诊断中具有良好的应用前景。

关键词：溶解气体分析变压器 Dempster-Shafer证据理论反向传播神经网络模糊逻辑

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基于无人机图像处理的输电线路提取技术研究

电测与仪表 2022年第5期59卷 158-165页

作者：沙伟燕何宁辉丁培胡伟李秀广周秀国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750011 国网宁夏电力有限公司银川750001

为进一步减轻输电线路进行定期检查、巡视的任务,文章提出了一种利用智能化无人机巡检技术,对航拍图像进行线路的提取和跟踪。采用直方图均衡化及图像滤波对航拍图像进行预处理,解决了航拍图像光照强度以及背景对输电线路元素提取的干扰... 详细信息

为进一步减轻输电线路进行定期检查、巡视的任务,文章提出了一种利用智能化无人机巡检技术,对航拍图像进行线路的提取和跟踪。采用直方图均衡化及图像滤波对航拍图像进行预处理,解决了航拍图像光照强度以及背景对输电线路元素提取的干扰;采用LSD算法实现了线路边缘的提取,在去除图像背景信号的基础上使用Hough变换数学算法实现了输电线路的准确连接;分别采用粒子滤波和扩展卡尔曼滤波两种图像跟踪方法对航拍视频进行线路跟踪,通过建立输电线运动模型,用仿真软件对其进行识别,两种方法的检测准确度分别为95.34%和94.72%,证实文章处理算法可实现输电线路的提取和跟踪。

关键词：无人机巡检灰度化图像滤波 Hough变换

热老化对配电电缆绝缘等温松弛电流及阈值电场的影响

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绝缘材料 2023年第8期56卷 51-57页

作者：何宁辉马波沙伟燕李秀广张鹏程田天国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750002 国网宁夏电力有限公司石嘴山供电公司宁夏石嘴山753099

针对等温松弛电流法在配电电缆绝缘状态评估中的问题及难题,本文采用国产未老化的10 kV配电电缆新样作为检测对象,通过检测140℃下加速热老化288 h过程中电缆段的等温松弛电流和绝缘切片的高场电导,分析了热老化过程中表征绝缘状态的电... 详细信息

针对等温松弛电流法在配电电缆绝缘状态评估中的问题及难题,本文采用国产未老化的10 kV配电电缆新样作为检测对象,通过检测140℃下加速热老化288 h过程中电缆段的等温松弛电流和绝缘切片的高场电导,分析了热老化过程中表征绝缘状态的电流松弛分量、老化因子(A)和阈值电场(Et)变化趋势及范围。结果表明:等温松弛电流中存在3个明显的极化松弛峰,时间常数τ_(1)、τ_(2)和τ_(3)分别在7~12 s、31~39 s和210~536 s范围;热老化过程中等温松弛电流峰2和峰3对应的材料陷阱改变较大,其中峰3的改变最为明显;基于等温松弛电流的老化因子A在1.72~3.17范围,随老化时间的增加老化因子A先降后升,而对应的电导阈值电场Et呈先升后降的趋势,这表明阈值电场(Et)和老化因子(A)存在明显的关联,均是绝缘材料内部分子结构的宏观外在表象;国产电缆未老化时的老化因子A为1.91,已近德国标准DIN VDE 0276的“老年”状态,而热老化48 h时的老化因子(A)降至1.72,达到德国标准的“较好”状态,表明国产电缆老化因子A的偏高可能与电缆交联副产物量的残留相关,应完善国产电缆生产中的脱气工艺。

关键词：配电电缆热老化等温松弛电流高场电导老化因子阈值电场