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基于安全强化学习的电网稳控策略智能生成方法

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 147-155页

作者：邱建朱煜昆张建新朱益华徐光虎涂亮中国南方电网有限责任公司广东广州510663 直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院有限责任公司) 广东广州510663 广东省新能源电力系统智能运行与控制企业重点实验室广东广州510663

新型电力系统的“双高”趋势改变了电力系统经典稳定特性,导致稳定机理更复杂,系统稳定模式更多样,因此基于典型运行方式的在线稳定控制策略面临挑战。为解决新型电力系统的功角稳定问题,提出了基于安全强化学习的稳控策略智能生成方法... 详细信息

新型电力系统的“双高”趋势改变了电力系统经典稳定特性,导致稳定机理更复杂,系统稳定模式更多样,因此基于典型运行方式的在线稳定控制策略面临挑战。为解决新型电力系统的功角稳定问题,提出了基于安全强化学习的稳控策略智能生成方法。首先,建立了电力系统稳控问题的含约束马尔可夫模型,归纳并提出了紧急控制切机动作涉及的安全约束。其次,为了提高对于电网暂态响应的时空特征提取能力,构建了基于图卷积层和长短期记忆单元的特征感知网络。然后,为了提高稳控策略智能体的训练效率,提出了基于内嵌领域知识约束的近端策略优化算法稳控策略训练框架。最后,在IEEE 39节点系统和某实际电网中进行测试验证。结果表明,所提方法能够根据系统运行状态和故障响应自适应生成切机稳控策略,其决策效果和效率均优于现有的稳控策略。

关键词：稳控策略安全强化学习时空特征领域知识

220 kV电缆XLPE绝缘材料热氧老化性能对比

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电机与控制学报 2024年第4期28卷 120-130页

作者：侯帅傅明利黎小林贾磊朱闻博章彬徐曙伍国兴南方电网科学研究院有限责任公司广东广州510663 深圳供电局有限公司广东深圳518000

以进口同级材料为对比,对国产220 kV交联聚乙烯(XLPE)交流电缆绝缘料开展不同温度下的热氧老化实验,采用红外光谱、差示扫描量热法、凝胶含量、机械性能、电气性能等测试对材料热氧老化前后性能进行系统研究。结果表明,材料化学成分、... 详细信息

以进口同级材料为对比,对国产220 kV交联聚乙烯(XLPE)交流电缆绝缘料开展不同温度下的热氧老化实验,采用红外光谱、差示扫描量热法、凝胶含量、机械性能、电气性能等测试对材料热氧老化前后性能进行系统研究。结果表明,材料化学成分、结晶性能以及交联度受老化温度影响较小,而机械和电气性能变化明显。随着老化温度升高,进口料羰基指数增大更明显,2种材料凝胶含量先增大后减小,其中进口料老化前后凝胶含量均相对较低,更容易结晶。机械性能测试表明,进口料热氧老化性能相对更优,且老化前后均表现出更高的拉伸强度和断裂伸长率。2种材料热氧老化后介质损耗因数均上升,但二者差异以及由此导致的绝缘层温升不大。国产料的交流击穿场强和电树枝起始电压更高,电树枝生长更为缓慢,且无论老化与否,国产料在耐电性能上均保持明显优势。

关键词：交联聚乙烯电缆绝缘热氧老化击穿强度电树枝机械性能

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金属罐体对真空灭弧室内部电场分布的影响

高电压技术 2024年第2期50卷 570-578页

作者：李烁修士新贾申利罗海洋田志强陈军平西安交通大学电气工程学院西安710049 成都旭光电子股份有限公司成都610500

利用真空开断技术以及环保气体绝缘技术开发罐式真空断路器是高压真空断路器的一个重要发展方向。为此,建立了126 kV单断口真空灭弧室以及罐式断路器的电场仿真模型,分别从触头表面电场分布、触头间隙有效击穿面积以及内部电场分布对称... 详细信息

利用真空开断技术以及环保气体绝缘技术开发罐式真空断路器是高压真空断路器的一个重要发展方向。为此,建立了126 kV单断口真空灭弧室以及罐式断路器的电场仿真模型,分别从触头表面电场分布、触头间隙有效击穿面积以及内部电场分布对称性三个方面,探究了布置在金属罐中的真空灭弧室内部电场的变化。结果表明,金属罐体引起真空灭弧室内部动、静两侧的电场分布不对称,出现高电位侧电场强度增大,而低电位侧电场强度减小的情况。针对这一情况,建立等效电路模型,从电路层面分析。结果表明,对地杂散电容增大引起了主屏蔽罩的电位降低。进一步地,通过将主屏蔽罩电位设置为一系列的固定值,研究了主屏蔽罩电位对于真空灭弧室内部电场分布的影响。当控制主屏蔽罩电位相同时,布置在金属罐中的真空灭弧室与单个真空灭弧室相比,两者内部电场分布基本一致,这为罐式断路器中的真空灭弧室内部电场的优化提供了参考。

关键词：高压真空灭弧室气体绝缘开关设备电场仿真等效电路主屏蔽罩电位

基于重参数化YOLOv5的输电线路缺陷边缘智能检测方法

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高电压技术 2024年第5期50卷 1954-1966页

作者：刘闽李喆李曜丞刘亚东江秀臣上海交通大学电气工程系上海200240

电力智能巡检与边缘计算相结合,对电力物联网和透明电网的建设具有重要作用。然而,边缘设备的低算力导致检测算法在边缘端推理速度慢,边缘设备的低内存也限制了目标检测模型的空间占用。针对以上问题,提出了一种基于重参数化YOLOv5的输... 详细信息

电力智能巡检与边缘计算相结合,对电力物联网和透明电网的建设具有重要作用。然而,边缘设备的低算力导致检测算法在边缘端推理速度慢,边缘设备的低内存也限制了目标检测模型的空间占用。针对以上问题,提出了一种基于重参数化YOLOv5的输电线路缺陷边缘智能检测方法。首先,利用R-D模块和重参数化空间金字塔池化(spatial pyramid pooling,SPP)对YOLOv5网络进行改进,通过重参数化加快模型的推理速度,得到重参数化YOLOv5模型。其次,利用ResRep剪枝方法对模型进行通道剪枝,减小模型空间占用。最后,将模型部署至NVIDIA Jetson Xavier NX边缘平台,并利用C++语言结合TensorRT图优化对模型进行优化加速,进一步减小推理时延,减少模型占用空间。实验结果表明:相较于原版YOLOv5,该文提出的方法推理速度提升至5倍,空间占用减小至41%,同时精度提升了2.4%,显著提高了输电线路边缘智能巡检的效率。

关键词：电力智能巡检边缘计算重参数化 YOLOv5 通道剪枝

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基于改进AHP-TOPSIS的储能电站安全综合评估

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太阳能学报 2024年第5期45卷 251-259页

作者：宁雪峰张慧珍许加柱广东电网有限责任公司东莞供电局东莞523000 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

为保障电池储能电站的安全运行,提出一种基于改进层次分析法(AHP)-逼近理想解排序法(TOPSIS)的储能电站安全综合评估方法。首先,综合考虑多方面评估指标,建立储能电站安全综合评估指标体系,对储能电站的安全状态进行全面、客观评估。其... 详细信息

为保障电池储能电站的安全运行,提出一种基于改进层次分析法(AHP)-逼近理想解排序法(TOPSIS)的储能电站安全综合评估方法。首先,综合考虑多方面评估指标,建立储能电站安全综合评估指标体系,对储能电站的安全状态进行全面、客观评估。其次,采用基于指数标度的改进AHP对各评估指标赋权,使得一致性最优,权重系数更精确可靠。然后,通过设计评估参考方案,采用改进TOPSIS实现各储能方案的横向对比及各储能方案与参考方案间的纵向对比,并确定各储能方案的安全等级。最后,以某地4个储能电站安全性能的综合评估为例,验证所提评估指标体系和评估方法的可行性与有效性。

关键词：电池储能风险评估层次分析法综合评估指标体系逼近理想解排序法

考虑泄漏电流及层间耦合的高压电缆金属护套环流计算与分析

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高电压技术 2024年第2期50卷 765-774,I0029页

作者：赖胜杰夏成军池梓斌纪焕聪陈晓儒黄龙毅华南理工大学电力学院广州510640 广东省新能源电力系统智能运行与控制企业重点实验室广州510663 广东电网有限责任公司惠州供电局惠州516001

高压电缆线芯与金属护套间存在泄漏电流,当前护套环流的分析与计算中未准确计及其影响,为此提出了考虑泄漏电流及层间耦合的高压电缆金属护套环流计算方法。首先,建立了基于电缆双π集中参数模型的护套环流等值计算模型,在分析泄漏电流... 详细信息

高压电缆线芯与金属护套间存在泄漏电流,当前护套环流的分析与计算中未准确计及其影响,为此提出了考虑泄漏电流及层间耦合的高压电缆金属护套环流计算方法。首先,建立了基于电缆双π集中参数模型的护套环流等值计算模型,在分析泄漏电流影响时,考虑线芯与护套、护套与护套之间的电磁感应作用;然后,运用叠加原理,推导了考虑泄漏电流及层间耦合的监测点与任意位置护套环流计算过程;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建了不同排列方式及段长组合下的仿真模型,并结合工程案例进行结果验证,在此基础上,分析了负荷电流、段长组合以及排列方式对护套环流的影响。结果表明:采用该方法所得环流与仿真值的误差大都在1%以内,实例分析亦验证了其准确性;此外,工程中需注意轻载环流超标现象以及段长组合对护套环流的重要影响。以上方法及分析结果对电缆设计、运行监测、故障诊断与定位有一定的借鉴意义。

关键词：高压电缆双π模型交叉互联层间耦合泄漏电流护套环流

高空电磁脉冲晚期环境下电力系统效应研究进展

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强激光与粒子束 2024年第5期36卷 130-146页

作者：刘彤宇李丽王亚楠田逸涵赵禹洋王奕欢何雨桁孟维蔡玲珑马志钦李兴文丁卫东西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510080

高空电磁脉冲作为一种广域电磁攻击手段,能对电力设备造成较大冲击,甚至造成电力基础设施瘫痪,严重威胁新型电力系统安全。主要聚焦国内外高空电磁脉冲晚期环境下电力系统效应研究进展。首先,分析了高空电磁脉冲晚期环境下地磁扰动产生... 详细信息

高空电磁脉冲作为一种广域电磁攻击手段,能对电力设备造成较大冲击,甚至造成电力基础设施瘫痪,严重威胁新型电力系统安全。主要聚焦国内外高空电磁脉冲晚期环境下电力系统效应研究进展。首先,分析了高空电磁脉冲晚期环境下地磁扰动产生机理及感应地电场计算方法,建立了极端地磁感应电流的计算模型。其次,归纳了极端地磁感应电流注入情况下电力变压器、互感器、断路器等典型易损设备效应特征与机理。进一步地,分析了高空电磁脉冲晚期环境极下端地磁感应电流模拟注入装置和效应试验方法,总结了美国国防威胁降低局、美国电力研究院项目等相关试验和电力系统效应仿真与评估研究。最后,从高空电磁脉冲晚期环境效应机理、典型设备效应特征、模拟效应试验和系统级效应评估等层面总结了现有研究结论,梳理了下一步发展方向。

关键词：高空电磁脉冲地磁感应电流磁饱和模拟注入试验电磁脉冲防护

虚拟同步机并网运行下电网谐波抑制和故障穿越策略

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电力系统保护与控制 2024年第9期52卷 166-173页

作者：周柯金庆忍莫枝阅卢柏桦广西电网有限责任公司电力科学研究院广西南宁530023

针对电网发生对称故障瞬间传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法严重加剧虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)故障电流的问题,介绍了传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法的原理。基于电网不对称故障下VSG谐波阻抗模型,揭示了传统... 详细信息

针对电网发生对称故障瞬间传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法严重加剧虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)故障电流的问题,介绍了传统阻抗重塑型谐波电流抑制方法的原理。基于电网不对称故障下VSG谐波阻抗模型,揭示了传统阻抗重塑型谐波抑制方法加剧VSG故障电流的机理。在此基础上,提出一种VSG谐波电流与故障电流协同抑制方法。通过引入虚拟电感重塑电网故障点至VSG的等效阻抗,实现了VSG并网运行下电网谐波和故障电流的协同抑制,有利于改善电网电能质量并提高VSG的故障穿越能力。最后,通过仿真验证所提控制策略的正确性和有效性。

关键词：虚拟同步发电机谐波电流故障电流虚拟阻抗故障穿越电能质量

计及背靠背柔直运行灵活性的机组组合建模优化方法

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电网技术 2024年第6期48卷 2660-2669,I0120,I0121页

作者：翟鹤峰李豹马骞王子强刘春晓周保荣周鑫南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663 中国南方电网电力调度控制中心广东省广州市510663

背靠背柔性直流(后文简称柔直)因其具有降低短路电流、实现潮流快速翻转等优势正逐步应用于实际电力系统问题中,然而,背靠背柔直嵌入的电力系统优化调度问题的研究仍旧十分有限。为充分挖掘背靠背柔直运行灵活性的特性,紧密结合实际工... 详细信息

背靠背柔性直流(后文简称柔直)因其具有降低短路电流、实现潮流快速翻转等优势正逐步应用于实际电力系统问题中,然而,背靠背柔直嵌入的电力系统优化调度问题的研究仍旧十分有限。为充分挖掘背靠背柔直运行灵活性的特性,紧密结合实际工程背景需求,以电力系统典型的机组组合问题为例,提出了一种计及背靠背柔直运行灵活性的机组组合建模优化方法。首先,介绍了基于等值虚拟机建模思路的背靠背柔直优化模型,该模型考虑了背靠背柔直运行时功率调整的各项控制需求,包括功率调节方向、调节次数、功率翻转控制要求以及送电模式关联约束等,既避免了设备频繁动作可能带来的使用寿命缩短的问题,同时又保证了模型优化结果在现场的实际可执行性;其次,结合所构建的背靠背柔直模型提出了一种计及其灵活性的机组组合模型,并给出了该模型相应的转化求解方法。最后,通过对修改的IEEE 14节点、118节点系统的测试分析以及国内某实际电网的应用测试情况,验证了将所提柔直模型纳入机组组合问题进行联合优化的有效性,同时可以在保证系统运行安全性的前提下提升运行的经济性。

关键词：背靠背柔直机组组合功率翻转电力市场等值虚拟机