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城市配电网合环电流计算及主动控制研究综述

电网技术 2024年

作者：郑凯元周运斌高阳陈茜张志坚沙立成王海云董楠张再驰于希娟朱溪国网北京市电力公司电力科学研究院国网北京市电力公司

城市电网合环失败诱发次生事故乃至连锁停电会导致严重后果，而分布式电源接入对合环的影响机理研究不够深入、合环主动控制策略缺失、现有合环操作判别指标普适性缺乏等问题增大了合环失败的概率。该文综述现有城市电网合环的相关研究... 详细信息

城市电网合环失败诱发次生事故乃至连锁停电会导致严重后果，而分布式电源接入对合环的影响机理研究不够深入、合环主动控制策略缺失、现有合环操作判别指标普适性缺乏等问题增大了合环失败的概率。该文综述现有城市电网合环的相关研究，并明确城市电网合环的未来关键技术及可能的发展趋势。首先，综述了现有合环电流计算方法和操作判别方法，明确在合环电流计算层面需重点考虑分布式电源的影响；然后，回顾了现有关于合环条件的影响因素及其改善措施的相关研究，指出合环主动控制策略的缺失是使被动等待合环时机电网运行风险加大的主要原因。在此基础上，进一步明确城市电网合环研究的发展趋势及关键技术布局。

关键词：合环操作城市配电网合环潮流合环主动控制分布式电源

计及频率响应时空相关性的新能源电力系统惯量估计方法

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电力系统自动化 2024年第8期48卷 53-66页

作者：裴铭叶林罗雅迪沙立成张再驰宋旭日中国农业大学信息与电气工程学院北京市100083 中国电力科学研究院有限公司北京市100192 国网北京市电力公司北京市100031 国网北京市电力公司电力科学研究院北京市100075

高比例新能源电力系统惯性水平低、不确定性强,系统惯性水平与频率动态响应过程密切相关。系统内各节点之间的频率响应过程在时空上具有相关性,动态量化节点间频率的时空相关性是实时估计新型电力系统惯量的技术手段。首先,给出了面向... 详细信息

高比例新能源电力系统惯性水平低、不确定性强,系统惯性水平与频率动态响应过程密切相关。系统内各节点之间的频率响应过程在时空上具有相关性,动态量化节点间频率的时空相关性是实时估计新型电力系统惯量的技术手段。首先,给出了面向同步机组和新能源发电机组惯量的计算方法;其次,利用Granger因果检验算法,动态分析系统内不同节点之间频率的相关性,构建随时间变化的系统频率时空因果相关集合;此外,基于系统内各节点频率响应过程的摇摆方程,建立系统惯性常数-频率状态空间模型;然后,基于无迹卡尔曼滤波器和固定滞后平滑器,提出高比例新能源电力系统惯量估计方法;最后,在改进的IEEE 39节点系统中验证了所提方法的有效性和适用性。结果表明,所提方法可以在不同新能源渗透率和频率扰动场景下保证惯量估计效果的一致性,具有工程应用潜力。

关键词：惯量估计电力系统新能源因果相关状态空间频率响应滤波-平滑两阶段估计

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V2G直流充电桩检测方案与检测系统设计

电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 161-170页

作者：张倩陈熙王立永赵宇彤金渊关宇张心国网北京市电力公司电力科学研究院北京100051

针对现有V2G直流充电桩现场检测装置功能不全面、检测方案单一、控制及管理困难等问题,依据国家相关标准,设计了V2G直流充电桩检测方案和检测系统。首先,根据需要设计了3种检测方案:现场检测方案、实验室检测方案以及动力电池检测方案... 详细信息

针对现有V2G直流充电桩现场检测装置功能不全面、检测方案单一、控制及管理困难等问题,依据国家相关标准,设计了V2G直流充电桩检测方案和检测系统。首先,根据需要设计了3种检测方案:现场检测方案、实验室检测方案以及动力电池检测方案。不同的检测方案对应V2G充电桩不同检测环境和检测项目。然后,依据3种检测方案给出了检测系统的硬件设计和软件设计,能够实现对V2G直流充电桩充放电功能、直流输出性能、并网性能及保护功能等进行检测。同时还可以对电动汽车动力电池状态进行评估,从而判断电池潜在风险。最后,通过对V2G直流充电桩和车辆动力电池进行不同项目检测。测试结果表明所设计的检测方案和检测系统能够准确实现对V2G直流充电桩的功能和性能检测。

关键词： V2G直流充电桩检测系统现场检测实验室检测通信连接数据采集

电刷镀Ag-Bi合金镀层的结构与耐蚀性能研究

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表面技术 2024年第4期53卷 110-116,183页

作者：杜宝帅闫芝成张忠文张都清索帅李新梅国网山东省电力公司电力科学研究院济南250002

目的采用电刷镀技术制备Ag-Bi合金镀层,揭示镀层的微观结构特征与耐腐蚀性能。方法基于酸性硫代硫酸钠无氰镀液体系,利用电刷镀技术在铜基体上制备了纯银以及Ag-Bi合金镀层。利用XRD和SEM分析了镀层的物相组成和微观形貌,采用显微硬度... 详细信息

目的采用电刷镀技术制备Ag-Bi合金镀层,揭示镀层的微观结构特征与耐腐蚀性能。方法基于酸性硫代硫酸钠无氰镀液体系,利用电刷镀技术在铜基体上制备了纯银以及Ag-Bi合金镀层。利用XRD和SEM分析了镀层的物相组成和微观形貌,采用显微硬度计测试了镀层的硬度,通过极化曲线和电化学阻抗谱对镀层的耐腐蚀能力进行了表征。结果电刷镀制备的合金镀层均由面心立方结构Ag(Bi)过饱和固溶体组成,在Ag-15.64Bi合金镀层中还形成了六方结构α-Bi相。所制备的镀层具有纳米级晶粒尺寸,范围为13.5~21nm。与纯Ag镀层相比,电刷镀Ag-Bi合金镀层的致密性和平整度明显提高。合金镀层的硬度随着Bi含量的增加而增加,最高为220.7HV。镀层的自腐蚀电位和电荷转移电阻随着Bi含量的增加先增加后减小,腐蚀电流密度呈现相反趋势,Ag-4.52Bi镀层具有最佳的耐腐蚀能力,其自腐蚀电位为-0.189 V,腐蚀电流密度为1.76×10^(-2) mA·cm^(-2),电荷转移电阻为1635Ω·cm^(2)。结论通过在酸性硫代硫酸钠镀液中加入硝酸铋,可以电刷镀制备Ag-Bi合金镀层。Bi元素含量对镀层的显微硬度和耐腐蚀能力均具有显著影响。随着镀层中Bi元素的增加,固溶强化、细晶强化效应使镀层的硬度明显增加。合金镀层中孔隙和缝隙等结构缺陷的减少阻碍了腐蚀介质的渗入,Bi元素对镀层钝化膜的形成具有促进作用,最终使镀层的耐腐蚀性能得到提升。

关键词：电刷镀 Ag-Bi镀层耐蚀性显微硬度

冷热循环对微米AlO环氧复合绝缘介电性能的影响

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绝缘材料 2024年

作者：潘泽华任志刚刘音郭卫李华春国网北京市电力公司电力科学研究院

为了探究高低温持续变化对电缆终端环氧复合绝缘的影响，本文制备了微米Al2O3/环氧复合绝缘试样，并对此进行了冷热循环实验。通过交流击穿、等温表面电位衰减和介电性能等测试分析了不同冷热循环次数下环氧复合绝缘试样介电性能的变化... 详细信息

为了探究高低温持续变化对电缆终端环氧复合绝缘的影响，本文制备了微米Al2O3/环氧复合绝缘试样，并对此进行了冷热循环实验。通过交流击穿、等温表面电位衰减和介电性能等测试分析了不同冷热循环次数下环氧复合绝缘试样介电性能的变化规律，通过扫描电子显微镜和热膨胀测试研究了试样的微观结构、自由体积的变化以及材料劣化机理。结果表明，在冷热循环过程中，环氧复合绝缘经历高温热老化和高低温交变应力的共同作用，交联网络逐渐发生劣化，基体与填料界面逐渐脱离，试样内出现微裂纹和孔洞，自由体积不断增大，进而导致其介电常数和击穿场强不断降低。其中，在经过750 h的冷热循环后，试样的交流击穿场强下降了15.2%，深陷阱密度下降了40%，浅陷阱密度呈现先下降后上升趋势，介电常数逐渐降低，损耗角正切（tanδ）先降低后小幅增大。本文可为电缆实际运行时的环氧复合绝缘状态评估提供理论支撑。

关键词：环氧复合绝缘微米Al O 冷热循环介电性能

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电能计量装置的知识图谱构建与应用

电测与仪表 2024年第4期61卷 218-224页

作者：宋玮琼韩柳羡慧竹姚盛楠郭帅刘云鹏国网北京市电力公司电力科学研究院北京100161

因知识图谱具备强大的实体关系表达推理能力,近年来在各领域得到了广泛应用。文中针对电能计量装置存在标准规范多,建设管理运营成本和门槛高的问题,研究并提出了一种电能计量装置知识图谱的自动构建方法。针对技术规范文档存在的实体... 详细信息

因知识图谱具备强大的实体关系表达推理能力,近年来在各领域得到了广泛应用。文中针对电能计量装置存在标准规范多,建设管理运营成本和门槛高的问题,研究并提出了一种电能计量装置知识图谱的自动构建方法。针对技术规范文档存在的实体嵌套、语义模糊和图谱不全等问题,文中综合采用基于候选实体图匹配的命名实体识别方法,基于多依存句法树融合的关系抽取方法和概念层次图融合的关系推理方法,并在电能计量装置知识图谱构建中进行了验证。实验表明文章构建的知识图谱在实体识别、关系提取和关系推理的准确率以及扩展性方面都取得了较大提升,可大幅度降低相关领域标准规范的应用审查门槛和成本。

关键词：知识图谱图神经网络候选实体依存句法树概念层次图

XLPE电缆绝缘片晶周期性结构演变及其对电性能的影响

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 1205-1213,I0030页

作者：周士贻门业堃刘博及洪泉陈道远高建李建英国网北京市电力公司电力科学研究院北京市丰台区100075 西安交通大学陕西省西安市710049

为了研究长期高温条件下高压直流电缆交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘片晶周期性结构演变对直流绝缘特性的影响,将500 kV直流XLPE电缆绝缘层的薄片试样置于135℃条件下加速热老化。采用小角X射线散射(small angle X-ray... 详细信息

为了研究长期高温条件下高压直流电缆交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘片晶周期性结构演变对直流绝缘特性的影响,将500 kV直流XLPE电缆绝缘层的薄片试样置于135℃条件下加速热老化。采用小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)分析热老化对组成球晶的片晶/无定形区过渡界面、片晶和片晶长周期结构的影响。同时,分析XLPE直流电导特性和击穿强度的变化。实验结果表明:片晶/无定形区界面厚度、片晶厚度、片晶长周期尺寸随着老化的进行先略微增大后逐渐减小,在老化336 h时出现最大值,这与电荷注入阈值场强和直流击穿强度具有相似的变化规律,而与载流子迁移率变化和片晶间无定形区尺寸的变化相反。基于陷阱控制的阈值场强变化和自由体积击穿理论,分析片晶周期性结构变化对直流击穿强度的影响。综合分析可知,经过短时间热老化有助于改善XLPE的片晶周期性结构,从而提升直流击穿强度。

关键词：交联聚乙烯过渡界面片晶长周期阈值场强直流击穿

光伏-直流智能充电桩有序充电策略与应用效果

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中国电力 2024年第5期57卷 70-77页

作者：丁屹峰曾爽张宝群王立永刘畅付智张吉国网北京市电力公司电力科学研究院北京100075 清华大学建筑学院北京100084

在双碳目标的指引下,建筑屋顶可作为分布式光伏的重要场景,同时汽车电动化是交通领域减碳的关键举措。然而,大量光伏出力和电动汽车充电需求在时间上的不匹配,给电网稳定性带来较大压力。提出一种光伏-直流智能充电桩的有序充电策略,在... 详细信息

在双碳目标的指引下,建筑屋顶可作为分布式光伏的重要场景,同时汽车电动化是交通领域减碳的关键举措。然而,大量光伏出力和电动汽车充电需求在时间上的不匹配,给电网稳定性带来较大压力。提出一种光伏-直流智能充电桩的有序充电策略,在满足充电需求的基础上,减少外网供电,可有效提高光伏自消纳能力和负荷满足率。以北京市某办公建筑为例,通过实验测试和模拟计算,分析了不同天气条件下系统运行效果。结果表明,该充电策略可以完全利用建筑光伏满足电动汽车充电需求,无须向外网取电,即负荷满足率可达100%。与传统恒功率充电方式相比,光伏消纳率提高了42%,光伏最大并网功率下降了54%,为建筑光伏高效利用和交通领域电气化提供借鉴和参考。

关键词：充电桩有序充电策略电动汽车 S2V 直流系统

白鹤滩-江苏特高压混合级联直流工程数模仿真平台构建及特性研究

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电网技术 2024年第1期48卷 434-442页

作者：雷霄杨立敏朱艺颖黄威博崔校瑞庞广恒杨尚瑾中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网山西省电力公司电力科学研究院山西省太原市030001

白(鹤滩)—江(苏)特高压直流输电工程是世界上第1个受端采用电网换相换流器(line-commutated converters,LCC)+模块化多电平换流器(modular multilevel converters,MMC)级联结构的实际工程,且受端分层接入4个交流馈入点。根据白江工程... 详细信息

白(鹤滩)—江(苏)特高压直流输电工程是世界上第1个受端采用电网换相换流器(line-commutated converters,LCC)+模块化多电平换流器(modular multilevel converters,MMC)级联结构的实际工程,且受端分层接入4个交流馈入点。根据白江工程设计资料与实际参数,构建了包含与实际工程功能一致的MMC数字阀控系统、小步长现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)阀体仿真模型、直流实际控制保护装置的白江工程数模混合实时仿真平台,实现对白江工程百纳秒–微秒–毫秒级多时间尺度精准仿真。通过大量的功能性试验,以及与实际工程录波的一致性对比试验,验证了仿真平台的准确性;仿真分析了白江工程特殊结构和控制模式能在一定程度上提升对受端交流故障的抵御能力,可避免换相失败或降低换相失败的功率扰动,并改善受端故障引起送端交流过电压问题。本平台将继续应用于多回直流馈入华东的大电网数模混合仿真研究中。

关键词：模块化多电平高压直流输电混合级联换相失败数模混合仿真