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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

基于IEC 61968的配电终端数字孪生体建模方法

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电网技术 2024年第9期48卷 3863-3871,I0086页

作者：陈国炎张泽荣洪雪梅李程华侨大学信息科学与工程学院福建省厦门市361000 厦门国程电通科技有限公司福建省厦门市361000

配电终端存在量大且分布广、故障率高、运维难度大等特点,数字孪生技术为配电终端从“被动运维”向“主动运维”转变提供了新思路。该文提出了配电终端数字孪生体的建模原则、五层建模架构和建模方法。其中,为实现数字孪生体与外部系统... 详细信息

配电终端存在量大且分布广、故障率高、运维难度大等特点,数字孪生技术为配电终端从“被动运维”向“主动运维”转变提供了新思路。该文提出了配电终端数字孪生体的建模原则、五层建模架构和建模方法。其中,为实现数字孪生体与外部系统的信息交互,提出基于IEC 61968规范的CIM(Common Information Model)模型的扩展方法。最后以健康评估为例,构建了基于数字孪生体的配电终端健康评估构架和信息流。研究成果可为配电终端健康评估、远程运维等具有配电自动化发展趋势的高级应用奠定模型基础。

关键词：配电终端数字孪生体五层架构 IEC 61968

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中国经济增长与煤炭消费脱钩及影响因素分析

中国环境科学 2024年第2期44卷 1144-1157页

作者：庞军梁宇超孙可可石媛昌中国人民大学环境学院北京100872 中国农业大学理学院北京100083

结合中国各省(区、市)2005~2019年的煤炭消费数据及社会经济发展数据,借助Tapio脱钩模型分析了各省(区、市)煤炭消费与经济增长之间的脱钩情况及时空演变.结果表明:各省(区、市)煤炭消费脱钩状态总体呈现出从增长负脱钩、增长联结向弱... 详细信息

结合中国各省(区、市)2005~2019年的煤炭消费数据及社会经济发展数据,借助Tapio脱钩模型分析了各省(区、市)煤炭消费与经济增长之间的脱钩情况及时空演变.结果表明:各省(区、市)煤炭消费脱钩状态总体呈现出从增长负脱钩、增长联结向弱脱钩、强脱钩转变的较好趋势,大部分地区处于弱脱钩状态.从空间分布来看,东部地区煤炭消费与经济增长脱钩情况明显优于中部地区与西部地区,强脱钩省(区、市)呈现出由北京市、上海市和四川省这3个省(区、市)向外扩张的趋势,而宁夏与新疆的脱钩状态尚不理想,在增长联结与增长负脱钩之间波动.在此基础上,通过拓展的STIRPAT模型和空间杜宾模型分析了影响各省(区、市)脱钩情况的主要因素,并发现能源结构、能源强度、R&D强度、人口密度、对外开放水平、新造林面积、产业结构因素对煤炭消费脱钩指数具有显著影响.未来应加强减煤工作的顶层设计、技术投入与研发和调整能源结构来促进煤炭消费脱钩.

关键词：碳达峰碳中和煤炭消费脱钩 Tapio脱钩分析 STIRPAT模型空间杜宾模型

相间间隔棒对紧凑型输电线路脱冰跳跃响应影响研究

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电网技术 2024年第2期48卷 923-931页

作者：黄增浩杨旗李昊赵林杰曾华荣张志强覃甘简南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州省贵阳市550002 南方电网防冰减灾联合实验室贵州省贵阳市550002

紧凑型输电线路穿过覆冰区容易因导线脱冰跳跃而引起放电跳闸及金具破坏事故。揭示紧凑型输电线路脱冰后的动力响应规律,对线路工程的抗冰设计及加固改造具有重要的指导意义。以某500kV紧凑型线路脱冰跳跃跳闸故障为例,通过数值模拟仿真... 详细信息

紧凑型输电线路穿过覆冰区容易因导线脱冰跳跃而引起放电跳闸及金具破坏事故。揭示紧凑型输电线路脱冰后的动力响应规律,对线路工程的抗冰设计及加固改造具有重要的指导意义。以某500kV紧凑型线路脱冰跳跃跳闸故障为例,通过数值模拟仿真,考察了在实际覆冰厚度下,不同相导线脱冰时,线路的相间间隙以及相间间隔棒受力变化;继而针对最不利安全间隙工况,通过参数分析,提出该线路相间间隔棒布置的优化策略。研究结果表明:1)尽管设置相间间隔棒可以有效抑制脱冰相的竖向跳跃高度,增大导线与地线之间间隙,但对于倒三角形分布的紧凑型线路而言,布置相间间隔棒会减少脱冰后相间间隙。2)下相导线脱冰较上相导线脱冰更容易导致相间间隙不足;且由于上-下相相间间隔棒对下相导线跃起时的侧推作用,容易造成相间间隔棒附近处非连接相间间隔棒一侧的上下相相间间隙不足。3)紧凑型线路相间间隔棒数量和布置位置对脱冰后相间间隙均有影响,其中将相间间隔棒布置远离档距中央可有效增加相间间隙。4)上相脱冰和下相脱冰中与脱冰相有连接的上下相之间的相间间隔棒张力最大;下相脱冰相间间隔棒张力比上相脱冰相间间隔棒张力大,易造成金具损坏,设计中需重点关注。5)由于相邻档对脱冰档的张力作用会增加脱冰跳跃高度进而减少相间间隙,采用耐张串替代V型串有效减少相邻档的负面影响。

关键词：紧凑型输电线路相间间隔棒脱冰跳跃相间间隙

基于实测数据的牵引供电系统并联谐波谐振概率识别方法

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电网技术 2024年第5期48卷 2084-2094,I0073,I0074页

作者：何逢广李朝阳张华赢艾磊胡海涛西南交通大学电气工程学院四川省成都市611756 南方电网公司新型智慧城市高品质供电联合实验室(深圳供电局有限公司) 广东省深圳市518020

当前,我国高速铁路电力机车广泛采用脉冲宽度调制的四象限变流器,在其性能改善的同时也带来了频带更宽的高次谐波问题,更易激发牵引供电系统谐波谐振。谐波谐振可能会引起过电压/过电流,严重时引发设备爆炸、保护误动等安全事故。因此,... 详细信息

当前,我国高速铁路电力机车广泛采用脉冲宽度调制的四象限变流器,在其性能改善的同时也带来了频带更宽的高次谐波问题,更易激发牵引供电系统谐波谐振。谐波谐振可能会引起过电压/过电流,严重时引发设备爆炸、保护误动等安全事故。因此,准确识别系统潜在的谐振频率具有重要意义。目前常用的频率扫描分析、谐振模态分析等方法依赖于系统拓扑和模型的精确性,而基于实测数据的传统识别方法的准确性受系统参数波动和背景谐波影响较大。为此,提出了一种基于实测数据的牵引供电系统并联谐振概率识别方法,以电压、电流波形的余弦相似度作为谐振预判条件以减少无效计算,并综合基波/谐波功率因数、系统谐波阻抗幅值等多层次谐振特征进行概率分析,克服了系统参数波动和背景谐波影响。仿真研究、实测数据分析与已有研究方法对比,表明所提方法在负荷波动性强、背景谐波较大时仍然适用,且识别的准确性更高,验证了该方法的有效性和可靠性。

关键词：牵引供电系统并联谐波谐振复独立分量分析法快速傅里叶变换谐振识别

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基于无相位谐波监测数据的谐振源辨识方法

电力系统保护与控制 2024年第4期52卷 166-175页

作者：高敏朱明星张华赢丁同焦亚东安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 南方电网公司新型智慧城市高品质供电联合实验室(深圳供电局有限公司) 广东深圳518020

针对电网中大量谐波监测数据因缺乏相位信息难以实现电网谐振监测的技术难题,提出了一套计及主导系数、相关系数及敏感度指标的电网谐振源辨识方法。首先,基于多谐波源谐振分析模型,分析了谐振状态下谐波参数的相关特性与回归特征,提出... 详细信息

针对电网中大量谐波监测数据因缺乏相位信息难以实现电网谐振监测的技术难题,提出了一套计及主导系数、相关系数及敏感度指标的电网谐振源辨识方法。首先,基于多谐波源谐振分析模型,分析了谐振状态下谐波参数的相关特性与回归特征,提出了计及主导系数的强主导谐振状态判别方法。其次,论证了强主导谐振状态下的谐波阻抗特征及数据特征,构建了融合机理模型和谐振数据特征的电网谐振状态及谐振源辨识方法。最后,基于建模仿真和工程案例验证,在背景谐波对母线谐波电压贡献率小于20%的工况下,敏感谐振支路和敏感谐波源的耦合谐波阻抗测量偏差小于2%,所提方法能够准确辨识谐振状态及谐振源。

关键词：监测数据相关性分析敏感性分析敏感谐振支路敏感谐波源

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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

基于深度强化学习的园区综合能源系统低碳经济调度

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电网技术 2024年第9期48卷 3604-3613,I0022,I0023页

作者：杨挺刘豪王静党兆帅耿毅男盆海波智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 深圳供电局有限公司广东省深圳市518000

为降低园区综合能源系统的运行成本和碳排放量,同时应对系统不确定性带来的随机波动,提出一种考虑阶梯式碳交易的园区综合能源系统低碳经济调度模型,并采用深度强化学习方法求解。首先构建园区阶梯式碳交易模型,将碳交易成本考虑在内对... 详细信息

为降低园区综合能源系统的运行成本和碳排放量,同时应对系统不确定性带来的随机波动,提出一种考虑阶梯式碳交易的园区综合能源系统低碳经济调度模型,并采用深度强化学习方法求解。首先构建园区阶梯式碳交易模型,将碳交易成本考虑在内对园区综合能源系统低碳经济调度问题进行数学描述;其次将该调度问题表述为马尔可夫决策过程框架,定义系统的观测状态、调度动作和奖励函数;继而采用近端策略优化算法进行低碳经济调度决策。所提方法无需进行负荷预测或不确定性建模,能够对源和荷的随机波动做出实时响应。最后基于多场景多算法进行算例仿真,结果表明所提方法提高系统运行经济性的同时降低了系统碳排放量。

关键词：园区综合能源系统阶梯式碳交易深度强化学习近端策略优化算法低碳经济调度

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