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基于改进长短期记忆网络的电力系统暂态稳定评估方法研究

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电网技术 2024年第3期48卷 998-1007页

作者：解治军张东霞韩肖清胡伟电力系统运行与控制山西省重点实验室(太原理工大学) 山西省太原市030024 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机工程与应用电子技术系) 北京市海淀区100084

现代电力系统海量量测数据为电力系统暂态稳定评估提供可靠的数据基础,与此同时,数据信息挖掘成为研究焦点,暂态稳定分析中不平衡故障样本以及多特征电气量时间序列数据中所蕴藏的信息仍有待深入挖掘。为此,该文提出一种结合注意力机制... 详细信息

现代电力系统海量量测数据为电力系统暂态稳定评估提供可靠的数据基础,与此同时,数据信息挖掘成为研究焦点,暂态稳定分析中不平衡故障样本以及多特征电气量时间序列数据中所蕴藏的信息仍有待深入挖掘。为此,该文提出一种结合注意力机制的长短期记忆网络(long short term memory network with attention,LSTMA)方法,用以深入挖掘暂态稳定评估样本中所蕴藏的信息。在离线训练环节,以长短期记忆网络为基础分类器,引入Attention注意力机制引导模型学习样本中关键特征,并对损失函数进行改进,以此强化对不平衡样本的学习能力;在线应用环节,在目标域小样本条件下采用迁移学习方法更新成型的离线LSTMA模型,并对比不同迁移学习策略对模型性能影响,经过迁移学习建立的新运行点下的改进LSTMA模型评估精度有效提高,训练时间大幅减少,所得出的迁移学习策略确定方法有利于实际应用环节快速决策。研究在IEEE39节点和IEEE300节点系统上进行实验,验证了所提方法的有效性。

关键词：暂态稳定评估长短期记忆网络注意力机制迁移学习不平衡样本

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 217-224页

作者：刘阳陈祥文王玉龙李会新李勇王英英国家电网有限公司华中分部湖北武汉430077 柳焕章劳模创新工作室湖北武汉430077 南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的... 详细信息

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

关键词：反时限零序过流保护定时限零序过流保护继电保护高阻接地故障超、特高压交流线路选择性速动性整定原则

计及多重交易耦合的省间交易通道可用输电能力优化方法

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电网技术 2024年第9期48卷 3705-3712,I0055,I0056页

作者：魏聪颖徐箭汪旸徐浩廖思阳国家电网有限公司华中分部湖北省武汉市430077 武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072

省间电力交易模型的简化使得虚拟交易流和实际电力流不一致,在区域电网内存在安全运行风险。对此,提出一种考虑多重省间交易耦合及潮流阻塞的区域电网省间交易通道可用输电能力优化方法,在保证电网安全运行的前提下,最大化交易可行域空... 详细信息

省间电力交易模型的简化使得虚拟交易流和实际电力流不一致,在区域电网内存在安全运行风险。对此,提出一种考虑多重省间交易耦合及潮流阻塞的区域电网省间交易通道可用输电能力优化方法,在保证电网安全运行的前提下,最大化交易可行域空间,以发挥区域电网资源配置优势。首先,以虚拟交易网络和实际物理网络关联关系为基础,构建了省间电力交易的网络约束模型。其次,采用平面外拓方法搜索网络约束的可行域边界,从而将可用输电能力优化问题归结为可行域覆盖问题。然后,引入有向测度的概念定量刻画可行域的大小,并设计了以智能算法为外层框架、经典线性规划为内层主体的双层混合求解算法。最后,在实际场景中验证了所提方法的适用性和时效性。

关键词：省间电力市场可用输电能力网络阻塞可行域测度论

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基于高阻接地距离继电器的零序电流保护选择性提升方案

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电力系统自动化 2024年

作者：李勇李银红柳焕章刘阳国家电网有限公司华中分部柳焕章劳模创新工作室华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)

交流线路零序电流保护最末一段均采用300 A定值，存在无序跳闸风险。因此，文中提出了基于零序电抗线和非故障相极化的高阻接地距离继电器新原理。继电器采用先选相、后测量的技术路线，选相元件将零序电抗线与非故障相极化方法相结合... 详细信息

交流线路零序电流保护最末一段均采用300 A定值，存在无序跳闸风险。因此，文中提出了基于零序电抗线和非故障相极化的高阻接地距离继电器新原理。继电器采用先选相、后测量的技术路线，选相元件将零序电抗线与非故障相极化方法相结合，构成多种组合判据，以分工完成选相。由于保护安装处零序电流与故障点零序电流存在相位差异，单相接地故障的故障相和相间接地故障的超前相的零序电抗线在故障点位于整定点附近时存在混叠区。区内近端、低阻单相接地故障时非故障相工作电压大幅变化，不利于区分混叠区的两类故障，故将选相元件分为低阻模块和高阻模块。低阻模块采用下偏的零序电抗线，用于识别近端、低阻故障；经低阻模块辅助后，高阻模块只需针对性处置故障点位于整定点附近的故障，可有效区分两类故障。选相完成后，通过非故障相极化的方法获得故障前工作电压，从而确定继电器的动作特性。高阻距离继电器的耐过渡电阻能力远超规程要求，提高了接地后备保护对高阻接地故障的选择性。

关键词：高阻接地距离继电器零序电流极化非故障相极化零序电流保护接地距离保护零序电抗线距离继电器稳态超越

基于合作博弈与改进理想解法的低碳化电网运营水平综合评价

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武汉大学学报（工学版） 2024年第4期57卷 453-461页

作者：金维刚向朝阳胡晶陈红坤国家电网公司华中分部湖北武汉430077 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

在我国能源领域“双碳”目标的引领下,电网呈现低碳化发展趋势,因此需要构建更加全面的综合评价体系进行低碳化电网运营水平的综合评价。提出了一种基于合作博弈与改进理想解法的低碳化电网运营水平综合评价方法。首先,考虑低碳化电网... 详细信息

在我国能源领域“双碳”目标的引领下,电网呈现低碳化发展趋势,因此需要构建更加全面的综合评价体系进行低碳化电网运营水平的综合评价。提出了一种基于合作博弈与改进理想解法的低碳化电网运营水平综合评价方法。首先,考虑低碳化电网运营的影响因素,提出了包括安全与可靠性、经济性、灵活性、适应性和环保性的多级低碳化电网运营水平评价指标体系;其次,通过基于合作博弈的最优组合赋权法确定各指标的组合权重,并采用指数型变权函数对组合权重进行调整;最后,以某地区实际电网运营数据为算例,采用改进理想解法进行运营水平综合评价,结果表明所提方法可准确、合理地评价低碳化电网的运营水平,有助于指导低碳化电网的规划决策。

关键词：合作博弈组合权重低碳化电网改进理想解法电网运营评价

兼顾连锁跳闸免疫和端部故障响应能力的距离保护Ⅲ段自适应椭圆动作特性研究

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电力自动化设备 2024年

作者：吕东晓刘阳张今林湘宁冀吉豪翁汉琍李正天魏繁荣国家电网有限公司华中分部柳焕章劳模创新工作室华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室三峡大学电气与新能源学院

针对潮流转移引发距离保护Ⅲ段误动作的问题，提出了一种基于椭圆动作特性的保护自适应调节优化策略。分析了现有透镜形判据自适应调节所存在的问题，针对性地设计了椭圆形判据，并探讨了其整定原则。理论分析及基于PSCAD的仿真结果表... 详细信息

针对潮流转移引发距离保护Ⅲ段误动作的问题，提出了一种基于椭圆动作特性的保护自适应调节优化策略。分析了现有透镜形判据自适应调节所存在的问题，针对性地设计了椭圆形判据，并探讨了其整定原则。理论分析及基于PSCAD的仿真结果表明，所提策略可有效规避以距离保护Ⅲ段为代表的后备保护应对潮流转移工况时可能存在的误动作风险，且在区内短路故障时允许保护正确动作。相较于现有的自适应调节距离保护Ⅲ段保护判据，采用所提判据的保护抗过渡电阻能力得到了有效恢复。

关键词：继电保护后备保护距离保护Ⅲ段连锁跳闸潮流转移椭圆动作特性自适应调节

区域中长期合约电量输电路径优化对省内现货市场出清的影响

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广东电力 2024年第5期37卷 43-51页

作者：张银芽李锋刘念余旸严泽张科杰国家电网有限公司华中分部湖北武汉430000 北京清能互联科技有限公司北京100080

区域中长期电力市场是区域电力市场的主要研究对象之一,为提高合约电量利用率,降低交易电量因传输通道未被充分利用或线路过载而被削减的可能性,基于目前的区域中长期合约定价机制,以“点对点”交易方式为基础,结合电网各类分布因子,以... 详细信息

区域中长期电力市场是区域电力市场的主要研究对象之一,为提高合约电量利用率,降低交易电量因传输通道未被充分利用或线路过载而被削减的可能性,基于目前的区域中长期合约定价机制,以“点对点”交易方式为基础,结合电网各类分布因子,以区域中长期合约电量线损量最小为目标函数,对区域中长期合约电量传输路径进行优化,并将新的优化路径作为省内现货出清的约束条件,研究区域中长期合约电量路径优化对省内现货出清结果的影响,以及对降低省内线路潮流量的效果。为此,分别建立省内现货出清模型和区域中长期路径优化模型,找到两者的约束耦合关系。最后,利用IEEE 30节点系统进行算例仿真,分析区域中长期合约路径优化对降低其合约能量损耗和降低省内现货出清线路潮流的可能性。

关键词：现货市场中长期市场交易路径优化出清

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基于新型元启发式BP神经网络的500kV覆冰输电线路力学响应预测研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第1期32卷 100-122页

作者：苏仁斌熊卫红刘先珊张林于明智周庆曹明宇国家电网有限公司华中分部湖北武汉430072 重庆大学土木工程学院重庆400045 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401121 重庆大学计算机学院重庆400045 国网湖南超高压输电公司湖南衡阳421002

覆冰高压输电线路塔体高、跨度大,断线、倒塔、舞动等事故频发,现有的监测设备量少,不足以及时反映其力学响应特征,提高覆冰线路的事前预警准确性是运维关键.以某500kV典型覆冰塔线体系为研究对象,结合在线监测信息验证该模型的合理性,... 详细信息

覆冰高压输电线路塔体高、跨度大,断线、倒塔、舞动等事故频发,现有的监测设备量少,不足以及时反映其力学响应特征,提高覆冰线路的事前预警准确性是运维关键.以某500kV典型覆冰塔线体系为研究对象,结合在线监测信息验证该模型的合理性,基于三维有限元提出计算杆塔力学响应的代理模型,快速获得了不同覆冰工况的杆塔位移及应力值,形成力学响应数据库,并提出基于新型元启发式即浣熊优化算法(COA)BP神经网络的覆冰线路力学响应预测方法.对比了4种优化算法在23个测试函数中的进化能力、收敛速度及收敛精度,说明浣熊优化算法对复杂问题全局最优求解的高效性,并开展了不同训练样本数的正弦函数和余弦函数的仿真研究,阐明了COA进化神经网络计算更准确,且更快收敛于最优解.进一步,以覆冰输电线路力学响应的主控因子及塔顶位移为网络输入,以杆塔最大位移、最大拉应力及最大压应力为网络输出,基于风向角45°的监测数据集验证预测模型的学习泛化能力,并对比其他4种进化神经网络模型的预测值,再次阐明了该预测模型的优势.最后将该模型应用于风向角180°的塔线体系力学响应预测,其预测值均与实际覆冰工况的杆塔位移及应力值吻合,特别是不同覆冰工况的力学响应变化曲线再次验证了上述预测模型的可行性.可见,基于新型元启发式BP神经网络模型可实现覆冰高压塔线体系力学响应预测的实时性、高效性和准确性,为输电线路实时健康评估及事前预测预警提供了技术支持.

关键词：覆冰塔线体系新型元启发算法浣熊优化算法进化神经网络模型力学响应预测模型

新能源送出系统基于SVG缺相控制的暂态过电压抑制方法

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高压电器 2024年

作者：王晨星李朋飞彭珑刘羿辰王聪华北电力科学研究院有限责任公司国网冀北电力有限公司电力科学研究院国家电网公司华北分部

针对新能源集中送出系统的人工接地短路试验和仿真结果表明，风电、光伏汇集线路发生单相瞬时接地故障后，系统在故障相分闸至重合期间存在暂态过电压，并已成为制约新能源送出能力的主要因素之一。文中基于对典型新能源集中送出工程暂... 详细信息

针对新能源集中送出系统的人工接地短路试验和仿真结果表明，风电、光伏汇集线路发生单相瞬时接地故障后，系统在故障相分闸至重合期间存在暂态过电压，并已成为制约新能源送出能力的主要因素之一。文中基于对典型新能源集中送出工程暂态过电压的仿真计算和人工接地短路试验结果，分析了汇集线路故障发生及清除后暂态过电压的阶段性特征及其产生机制；研究了静止无功发生器（static var generator，SVG）在原有控制策略下的无功响应情况与系统过电压情况的关联性，分析了原有策略的缺陷；进而从动作逻辑和判断条件角度提出了SVG装置无功控制策略的优化调整方法，并通过对比仿真验证了优化策略的合理性及有效性。结果表明：通过增加SVG缺相控制，以系统缺相运行期间三相电压不平衡特征作为该模式进出判据，能够在不影响已有低压/高压故障穿越控制模式的前提下，使SVG正确判断和迅速响应进入或退出缺相模式；并且通过将缺相模式下SVG无功响应值设定为一较低恒定值，能够显著降低新能源送出系统暂态过电压水平。

关键词：新能源送出系统暂态过电压静止无功发生器控制策略电压不平衡