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镀锌线夹大气腐蚀温升特性及表征特征量研究

电工技术学报 2024年

作者：廖乙蒋兴良赵嘉诚张志劲黄武鸿国家电网河南省许昌供电公司国家电网湖南超高压变电公司重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站

大气化合物会腐蚀输电线路镀锌线夹，造成不可逆损伤，严重威胁电网安全。及时且准确地评估其腐蚀状态对线路运维具有重要意义。带电条件下，不同状态的线夹温升各异，可利用该特性进行腐蚀程度判断和定级。该文以镀锌并沟线夹为研究对... 详细信息

大气化合物会腐蚀输电线路镀锌线夹，造成不可逆损伤，严重威胁电网安全。及时且准确地评估其腐蚀状态对线路运维具有重要意义。带电条件下，不同状态的线夹温升各异，可利用该特性进行腐蚀程度判断和定级。该文以镀锌并沟线夹为研究对象，采用实验室加速腐蚀试验与热循环试验相结合的方法，研究线夹在不同电流下被不同酸碱度、浓度腐蚀液腐蚀时，其外表面的腐蚀过程及温升特性。基于试验结果，定义表征腐蚀程度的特征量k，给出k值提取方法。结果表明，酸性和碱性环境腐蚀过程类似，但酸性产物会加重腐蚀，碱性产物对铝层有保护作用，盐雾腐蚀性最低，线夹在酸、碱和盐性环境中温升也逐渐降低；同一腐蚀环境中，溶液电导率和电流与线夹表面温升呈正相关。提取的k值可客观量化镀锌线夹腐蚀程度，基于此提出了腐蚀定级方法和便于工程应用的拟合方程。该文可为镀锌线夹实际腐蚀检测提供理论依据。

关键词：导电镀锌线夹加速腐蚀试验温升红外热成像腐蚀识别

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不对称短路故障下多风电场电压控制方法研究

电工电能新技术 2024年第9期43卷 64-73页

作者：张梦瑶许凌张添秦振涛姚骏国家电网有限公司华东分部上海200120 重庆大学电气工程学院重庆400044

由于风电场往往处在电网末端,与负荷中心呈现逆分布特点,系统在不对称短路故障条件下具有较差的电压支持能力,风电机组的低电压运行适应性能受到严峻挑战。因此,有必要进一步结合风电并网导则,研究提升电网故障下多风电系统低电压运行... 详细信息

由于风电场往往处在电网末端,与负荷中心呈现逆分布特点,系统在不对称短路故障条件下具有较差的电压支持能力,风电机组的低电压运行适应性能受到严峻挑战。因此,有必要进一步结合风电并网导则,研究提升电网故障下多风电系统低电压运行适应能力的控制方法。论文首先建立了多风电系统的正负序等效电路,分析了影响系统公共连接点电压的因素。其次,分析了不对称故障下单风电场电压控制的限制条件,然后以改善不同运行场景下风电系统低电压运行适应能力为目标,提出了多风电系统暂态电压协同控制方法。最后,建立了多风场暂态电压控制仿真计算模型,仿真结果表明所提方案可有效改善公共连接点暂态电压水平,并灵活实现最大风能跟踪,为有效提升多风电系统的低电压运行适应能力奠定基础。

关键词：不对称短路故障风电并网导则暂态电压水平低电压运行适应能力电压协同控制方法

基于变电站容量概率规划的分布式电源可信度和有源配电网容载比计算分析

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电网技术 2024年

作者：李阳彤王主丁陈琳唐奕彬输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆星能电气有限公司国家电网杭州供电公司

为适应分布式电源(distributed generator，DG)渗透率的提高，研究应对DG出力随机性的配电网规划理论体系和具体操作方法具有重要的现实意义。为得到具有一定工程应用普适性的有源配电网变电站容量规划结论，针对基于主变“N-1”安全准... 详细信息

为适应分布式电源(distributed generator，DG)渗透率的提高，研究应对DG出力随机性的配电网规划理论体系和具体操作方法具有重要的现实意义。为得到具有一定工程应用普适性的有源配电网变电站容量规划结论，针对基于主变“N-1”安全准则的变电站容量规划和容载比存在的问题，以涉及变电站容量投资和负荷停电/DG弃电损失的总费用最小为目标，提出了计及DG随机性的变电站容量概率规划简化优化模型和基于容量枚举的求解方法。针对当前有源配电网实际规划中缺乏相关技术导则或研究成果指导的现状，定义了新颖的随机性DG容量可信度和有源配电网容载比/容发比概念，并采用提出的简化模型方法得到了不同DG/负荷类型、不同负荷/DG密度、不同DG/负荷渗透率的DG容量可信度和容载比/容发比的合理典型值查询图/表，从而将复杂的概率规划方法在形式上转化为传统规划方法，以便于众多基层规划人员常态使用。

关键词：有源配电网规划变电站容量概率规划分布式电源容量可信度容载比/容发比

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海水淡化厂与区域水-能耦合系统的协同调度

中国电机工程学报 2024年第2期44卷 573-585,I0011页

作者：赵霞武桢寓李欣怡孙名轶输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 广西电网有限责任公司南宁供电局广西壮族自治区南宁市530000 广东电网有限责任公司广州供电局广东省广州市510600

海水淡化厂具有能量密集、运行灵活的特点,是理想的电力需求响应资源。然而,现有关于淡化厂与电网协同运行的研究大多关注电网和淡化厂的一体化调度、无法适应双方自主决策的工程场景,对淡化厂运行约束的刻画也比较粗糙。该文研究反渗... 详细信息

海水淡化厂具有能量密集、运行灵活的特点,是理想的电力需求响应资源。然而,现有关于淡化厂与电网协同运行的研究大多关注电网和淡化厂的一体化调度、无法适应双方自主决策的工程场景,对淡化厂运行约束的刻画也比较粗糙。该文研究反渗透淡化厂与区域水-能耦合系统(waterenergy nexus,WEN)的协同运行方法。首先,考虑淡化厂的生产流程、调节特性和运行约束,分别建立传统及新能源淡化厂的水-能管理模型;其次,在保障两类淡化厂和区域WEN自主决策和信息隐私的条件下,提出以双方调度计划互动为载体的“激励型”和“价格型”两种协同运行机制及调度模型,并提出基于二阶锥松弛和McCormick包络的求解方法。用算例验证所提协同运行机制、调度模型及求解方法的有效性。

关键词：海水淡化综合能源系统水-能耦合系统协同调度二阶锥松弛

20 kV配电网互感器熔断机制分析及抑制措施

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电工技术学报 2024年

作者：杨鸣史一丰司马文霞刘尧夏子鹏输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 广东电网公司珠海供电局

为应对城市电力负荷总量及密度的快速增长，20 kV配电网已在苏州、深圳等地投入使用，成为我国大城市中压配电网的发展趋势。20 kV配电网电缆对地电容显著大于10 kV配电网，导致电磁式电压互感器（PT）熔断器熔断事故频发，且与传统10 k... 详细信息

为应对城市电力负荷总量及密度的快速增长，20 kV配电网已在苏州、深圳等地投入使用，成为我国大城市中压配电网的发展趋势。20 kV配电网电缆对地电容显著大于10 kV配电网，导致电磁式电压互感器（PT）熔断器熔断事故频发，且与传统10 kV配电网故障暂态有显著差异；然而，现有研究尚未揭示此类事故的产生机制，难以提出针对性抑制措施。针对该问题，该文以某20 kV配电网为研究对象，提取故障能量交互回路，建立电缆电容对PT放电过程的非线性微分方程并求取其解析解，分析系统对地电容增加过程中PT电流特征从“量变”到“质变”的规律，揭示系统故障全过程电磁能量交互机制，进而通过机制分析提出针对性抑制措施，仿真验证解析准确性和抑制措施有效性。结果表明：解析得到的PT电流峰值误差仅为0.011 6%，提出的抑制措施能够快速耗散电容能量，显著减小PT故障电流幅值，解决其熔断器熔断难题，支撑20 kV配电网安全稳定运行。

关键词： 20 kV配电网熔断器熔断非线性解析计算电磁暂态仿真

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

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基于CKKS全同态加密的用电数据隐私计算

电工技术 2024年第9期 183-187页

作者：周宁慧郏琨琪国家电网华东分部上海200120 国网上海市区供电公司上海200122

国家电网有限公司提出要提高电网数字化水平,加快数据要素流通,构建能源数字生态圈,支撑各类智慧能源产品和业务创新。然而,数据的安全和隐私问题是数据开放、数据交易的重大障碍,是支撑国家电网的数字化转型战略必须攻克的课题。为此,... 详细信息

国家电网有限公司提出要提高电网数字化水平,加快数据要素流通,构建能源数字生态圈,支撑各类智慧能源产品和业务创新。然而,数据的安全和隐私问题是数据开放、数据交易的重大障碍,是支撑国家电网的数字化转型战略必须攻克的课题。为此,基于CKKS全同态加密,提出并实现了包含三大参与方(数据提供者、服务提供者、研究者或商业使用者)的用电数据隐私计算分析框架,采用基于模拟的方法证明了上述方案的安全性,分析了基于CKKS隐私计算的时空复杂度,并以负荷曲线聚类作为典型应用场景进行误差分析,以证明所提框架的实用性。

关键词： CKKS 全同态加密隐私计算用电数据

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垭口微地形下档内线路不均匀覆冰研究

中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2462-2474,I0032页

作者：蒋兴良吴建国邓颖胡建林任晓东雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站(重庆大学电气工程学院) 重庆市沙坪坝区400044 广东电网有限责任公司广州供电局广东省广州市510620

明确垭口地形因子对垭口输电线路覆冰的影响规律,对山区输电线路的差异化防冰非常关键。该文基于水文分析中反地形理论提出山腰垭口,建立垭口风场数值模型,并通过风洞实验验证该模型。依据垭口风场分布,选定3类垭口线路的架设路径,得出... 详细信息

明确垭口地形因子对垭口输电线路覆冰的影响规律,对山区输电线路的差异化防冰非常关键。该文基于水文分析中反地形理论提出山腰垭口,建立垭口风场数值模型,并通过风洞实验验证该模型。依据垭口风场分布,选定3类垭口线路的架设路径,得出垭口线路的风速区间。将初始状态下导线单次覆冰冰层厚度不得超过线径的7%作为覆冰步长取值依据,循环计算流场、粒子传输模型、热力学方程得出线路风速区间内导线的覆冰情况,进而得出垭口线路的冰荷载曲线,山腰、山脉、双山垭口线路冰荷载曲线在弧垂区分别出现了弯折、下行、下凹的走势。通过野外垭口线路自然覆冰实验,验证了覆冰计算的有效性,证实横跨垭口线路的不均匀覆冰性,不均匀覆冰规律与计算冰荷载曲线类似。计算不同地形因子组合下3类垭口的冰荷载曲线,并提出最大应力比概念,作为评判覆冰所引起线路事故可能性的标准,量化了不同垭口地形因子与线路最大应力比之间的关系。

关键词：山腰垭口覆冰步长冰荷载曲线最大应力比

多种材质障碍物对甲烷-氢气预混燃气的促爆影响

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高压物理学报 2024年第1期38卷 179-188页

作者：焦一飞熊晓曼任昊米红甫何国钦李品魏鑫国家电网四川省电力公司经济技术研究院四川成都610041 重庆科技学院安全工程学院重庆401331

选取3种不同弯曲强度障碍物进行氢气-甲烷混合气体爆炸影响实验研究,以探究不同环境下的促爆危险性。实验过程中采集爆炸管道内火焰图像以及上下游压力。通过分析火焰图像以及爆炸压力数据后发现,爆炸后膨胀燃气推动流场加速在障碍物后... 详细信息

选取3种不同弯曲强度障碍物进行氢气-甲烷混合气体爆炸影响实验研究,以探究不同环境下的促爆危险性。实验过程中采集爆炸管道内火焰图像以及上下游压力。通过分析火焰图像以及爆炸压力数据后发现,爆炸后膨胀燃气推动流场加速在障碍物后方产生涡流,流场在不同材质障碍物后产生不同的涡流强度,导致燃气后期火焰峰值速度差异以及管道内爆炸超压差异。实验证明了促爆强度与障碍物材质的相关性。在本研究中,促爆强度与障碍物弯曲强度成正比,在氢气加入后,燃气基础反应加快,3种材质障碍物管道内爆炸压力峰值开始产生明显差异。通过上述结果可以得出,环境内障碍物以及粗糙壁面会影响燃气促爆效果,由于材料本身特性影响而产生差异,并且这种差异受燃气自身燃烧速率的影响。

关键词：燃气爆炸障碍物促爆实验预混燃气

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