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数据驱动的电力系统暂态稳定评估方法综述

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3408-3428,I0006页

作者：范士雄赵泽宁郭剑波马士聪王铁柱李东琦中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

快速、准确地识别电力系统暂态稳定态势,是保证大电网安全稳定运行的重要前提。相较于传统物理解析方法,基于数据驱动的电力系统暂态稳定评估技术在解决复杂非线性映射和快速评估方面具有较大的优势,已成为目前电力系统暂态稳定评估技... 详细信息

快速、准确地识别电力系统暂态稳定态势,是保证大电网安全稳定运行的重要前提。相较于传统物理解析方法,基于数据驱动的电力系统暂态稳定评估技术在解决复杂非线性映射和快速评估方面具有较大的优势,已成为目前电力系统暂态稳定评估技术研究的重要方向。该文首先结合电力系统暂态稳定评估场景需求和通用智能应用框架建立基于数据驱动的暂态稳定评估技术的基本架构,从离线训练、在线应用和反馈更新的维度分析数据驱动下各个流程环节的功能;其次,围绕着数据增强、机器学习算法和学习机制3个方面针对数据驱动技术在电网暂态稳定评估中的应用研究工作进展以及关键技术进行综述,分析不同模型和方法在解决电力系统暂态稳定评估的数据拟合和泛化能力的优势和不足。最后,结合高比例新能源电力系统暂态稳定评估新特点和当前人工智能技术的发展,从数据、模型和应用3个方面对电力系统暂态稳定评估技术的研究方向进行展望,为电网暂态稳定评估数字化和智能化提供技术参考。

关键词：电力系统暂态稳定评估人工智能数据驱动主动学习迁移学习

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广义S变换下串联故障电弧的时频分析及识别研究

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电网技术 2024年第7期48卷 2995-3003页

作者：张蓬鹤秦译为宋如楠陈敢超中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

在当前用户侧负载日益复杂的情形下,故障电弧信号难以有效识别,阻碍了线路隐患监测及预警技术的发展。该文基于广义S变换进行了故障串联电弧的时频分析及识别研究。首先,比较了短时傅里叶变换、小波变换、广义S变换3种电弧时频特征提取... 详细信息

在当前用户侧负载日益复杂的情形下,故障电弧信号难以有效识别,阻碍了线路隐患监测及预警技术的发展。该文基于广义S变换进行了故障串联电弧的时频分析及识别研究。首先,比较了短时傅里叶变换、小波变换、广义S变换3种电弧时频特征提取方法的区别,阐明广义S变换在处理非线性负载高频特征方面的优势。然后,利用双曲高斯窗的广义S变换对负载信号进行时频特征提取,构建图像特征样本。最后,利用二维卷积神经网络对样本进行训练及分类,通过准确率、识别结果聚类进一步分析和验证识别算法的有效性。该文算法总体识别准确率在96.81%,涉及负载广泛,为后续电弧故障的监测识别研究提供参考。

关键词：故障电弧广义S变换双曲高斯窗函数时频域分析卷积神经网络

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含大规模分布式光伏接入电网的无功电压控制降损方法研究

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科学技术与工程 2024年第12期24卷 4983-4989页

作者：李洋王彦卿杨博白广国网北京市电力公司北京100031

大规模分布式光伏(distributed photovoltaic,DP)接入电网后,电网电压易出现大幅度波动,导致电网损失问题越来越突出。当前已有的电网降损方法没有考虑光伏发电自身的无功调节能力,应用效果不理想。为此,设计一种含大规模DP接入电网的... 详细信息

大规模分布式光伏(distributed photovoltaic,DP)接入电网后,电网电压易出现大幅度波动,导致电网损失问题越来越突出。当前已有的电网降损方法没有考虑光伏发电自身的无功调节能力,应用效果不理想。为此,设计一种含大规模DP接入电网的无功电压控制降损方法。通过建立目标函数,设定约束条件,采用敏感性分析方法分析电压稳定性,将敏感度较高的值作为无功补偿位置,并对当前负荷进行预测,确定最佳的补偿容量,实现电网降损。试验结果表明:所提方法降损后较降损前基准电压更趋于1 pu,更为稳定,所提方法能够针对光伏控制接入分布特性,有效控制无功功率变化情况,相对于其他方法,无功功率波动较小,表现出较好的降损效果。

关键词：无功电压控制分布式光伏电网降损目标函数无功补偿

基于多流融合的柔性互联配电网数据驱动鲁棒供电恢复方法

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高电压技术 2024年第08期 3508-3524页

作者：杨志淳杨帆雷杨闵怀东胡伟国网湖北省电力有限公司电力科学研究院

传统配电网通过柔性互联实现了“业务流-能量流-信息流-控制流”多流融合，随之而来的是如何更好地解决分布式光伏出力不确定性对供电恢复业务流的影响，为此，提出了基于多流融合的柔性互联配电网数据驱动鲁棒供电恢复方法。首先，在... 详细信息

传统配电网通过柔性互联实现了“业务流-能量流-信息流-控制流”多流融合，随之而来的是如何更好地解决分布式光伏出力不确定性对供电恢复业务流的影响，为此，提出了基于多流融合的柔性互联配电网数据驱动鲁棒供电恢复方法。首先，在柔性互联配电网多流融合框架下建立多时段供电恢复模型，主要包括供电恢复业务流目标和能量流-信息流-控制流融合约束条件；然后，针对描述分布式光伏出力不确定性的凸包多面体集合存在放缩过程中保守性大的问题，建立了数据驱动的超平面多面体集合模型；进一步，将所建立的不确定集合应用到供电恢复模型中，构建了柔性互联配电网鲁棒供电恢复模型，并采用列与约束生成算法对鲁棒供电恢复模型进行求解。最后，通过改进IEEE 33节点系统和实际示范工程系统进行仿真验证，结果表明基于多流融合的柔性互联配电网数据驱动鲁棒供电恢复方法可以降低保守性，提高供电恢复结果的鲁棒性。

关键词：柔性互联配电网多流融合超平面多面体集合供电恢复两阶段鲁棒优化

基于改进鸟群算法的多目标微电网优化调度研究

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智慧电力 2024年第6期52卷 46-53,99页

作者：孙兵赵广怀李金友赵紫君国网北京市电力公司信息通信分公司北京100176 国网北京市电力公司北京100031

为克服传统智能算法在微电网多目标优化调度中存在局部最优、过早收敛等问题,提高微电网调度的准确性、稳定性和收敛速度,提出了1种基于改进鸟群算法的多目标微电网优化调度策略。首先,分析了微电网多目标调度的影响因素,建立了基于最... 详细信息

为克服传统智能算法在微电网多目标优化调度中存在局部最优、过早收敛等问题,提高微电网调度的准确性、稳定性和收敛速度,提出了1种基于改进鸟群算法的多目标微电网优化调度策略。首先,分析了微电网多目标调度的影响因素,建立了基于最低经济成本及最小环境影响的微电网调度模型。其次,通过随机均匀分布自适应选择惯性权重系数,运用线性调整策略及学习系数平衡全局和局部搜索能力,提高鸟群算法的收敛速度和搜索精度,并基于Lévy飞行策略更新鸟类群体的空间位置,扩大搜索范围、丰富种群多样性,从而使所提方法跳出局部最优实现精准收敛。最后,通过搭建并网运行条件下的典型微电网场景进行仿真实验,并使用典型的测试函数将所提方法与其他成熟算法进行对比分析。实验结果表明,所提方法的全局优化性能、收敛精度、稳定性和收敛速度均优于其他对比方法,且具有良好的经济性和环境友好性,能够实现良好的多目标优化平衡。

关键词：微电网多目标优化鸟群算法 Lévy飞行自适应

考虑容量限制的构网型光储系统惯量与一次调频参数优化配置方法

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中国电力 2024年

作者：胡英杰李强李群国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

随着电力系统可再生能源占比不断提高，系统的惯量水平逐步降低，通过配置储能使光伏发电提供惯量与一次调频支撑成为应对频率稳定性问题的有效手段。过小的频率支撑参数无法充分利用光储系统的调频能力，而过大的参数将导致暂态过程中... 详细信息

随着电力系统可再生能源占比不断提高，系统的惯量水平逐步降低，通过配置储能使光伏发电提供惯量与一次调频支撑成为应对频率稳定性问题的有效手段。过小的频率支撑参数无法充分利用光储系统的调频能力，而过大的参数将导致暂态过程中储能或变流器功率越限，引发设备损坏风险。为此，提出了一种考虑容量限制的光储系统惯量与一次调频参数优化配置方法。首先，基于构网型光储系统的控制方程建立了频率偏差、频率死区、一次调频系数与变流器出力间的解析关系，从而推导出保证变流器和储能出力不越限的一次调频系数的可行边界。其次，以光储系统容量限制和其参与暂态频率支撑的动态方程为约束，建立了最大化频率最低点的光储系统频率支撑优化模型，以确定最佳的虚拟惯量系数。最后，仿真分析验证了所提方法可在多种场景下充分利用光储系统的暂态频率支撑能力，并满足容量限制。

关键词：构网型光储容量限制一次调频惯量响应参数优化

考虑(火用)损失的三联供系统容量配置与运行模式研究

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电测与仪表 2024年第1期 113-118页

作者：王剑锋王旭东李峰戚艳邬斌扬苏万华国网天津市电力公司天津大学机械工程学院国网天津市电力公司电力科学研究院

节能减排一直是世界各国持续关注的热点问题，综合能源三联供系统因其具有更高的一次能源利用率而被广泛应用。针对综合能源三联供系统的容量配置和运行模式规划问题，提出考虑(火用)损失的综合性能指标作为优化的目标函数，从高效、低... 详细信息

节能减排一直是世界各国持续关注的热点问题，综合能源三联供系统因其具有更高的一次能源利用率而被广泛应用。针对综合能源三联供系统的容量配置和运行模式规划问题，提出考虑(火用)损失的综合性能指标作为优化的目标函数，从高效、低碳、经济三个方面进行综合优化。以燃气轮机的容量和运行模式为设计变量，建立综合能源三联供系统容量配置与运行模式研究模型。将此方法应用到某宾馆建筑的联供系统进行分析，研究结果为：燃气轮机的最佳容量为200 kW,热电结合是最优的运行模式。在该模式下综合能源三联供系统较传统供能系统(火用)损失率降低3.5%,年综合碳排量减少593.7 t,年经济成本节约29.8万元。该方法能够全面、客观地分析某容量、某种运行模式下的系统性能，为解决联供系统的运行规划问题提供参考。

关键词：冷、热、电三联供系统运行模式容量配置

等离子体喷射触发型SF_(6)和SF_(6)/N_(2)间隙开关的触发性能劣化规律

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电网技术 2024年第7期48卷 3084-3090,I0120-I0121页

作者：李晓昂蒋攀李志兵张然王海晖赵科张乔根电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网江苏省电力公司电力科学研究院江苏省南京市210036

在江苏—白鹤滩±800 kV特高压混合直流输电工程中,采用等离子体喷射触发型气体间隙开关可以对可控避雷器进行旁路控制,具有响应速度快,绝缘恢复能力强,通流容量大等优势,应用前景广泛,但触发间隙气体氛围的优化选择尚有所缺失,间隙触... 详细信息

在江苏—白鹤滩±800 kV特高压混合直流输电工程中,采用等离子体喷射触发型气体间隙开关可以对可控避雷器进行旁路控制,具有响应速度快,绝缘恢复能力强,通流容量大等优势,应用前景广泛,但触发间隙气体氛围的优化选择尚有所缺失,间隙触发特性和寿命的提升仍有待进一步研究。搭建了等离子体喷射触发实验平台,研究了等离子体喷射触发气体间隙的触发性能劣化规律,分别在SF_(6)和SF_(6)/N_(2)混合气体中探究了间隙触发的临界电路参数,在确定的电路参数下进行触发寿命实验同时探究性能劣化规律。结果表明:相同绝缘强度下,当间隙电压为10 kV时,0.2 MPa SF_(6)氛围下间隙最低可触发电压为3.5 k V,而在0.266 MPa SF_(6)/N_(2)氛围下降低为2.6 kV;在最佳触发电路参数条件和相同绝缘强度下,实验初期,SF_(6)中间隙导通时延为~270μs,等离子体最大喷射高度为4.8 cm,最大喷射速度为1296 m/s,而在SF_(6)/N_(2)中间隙导通时延为~100μs,等离子体最大喷射高度为7.2 cm,最大喷射速度为1525 m/s,而随着放电次数的增加,间隙导通时延增加,等离子体最大喷射高度降低,最大喷射速度减小,直到间隙第一次触发失败达到间隙寿命,SF_(6)中间隙的触发寿命仅有695次,而SF_(6)/N_(2)混合气体中间隙的触发寿命达到了1540次。对可控避雷器用气体间隙触发开关的性能和寿命提升提供了理论指导,同时有助于其在工程领域推广应用。

关键词：气体氛围触发特性触发寿命性能劣化 SF_(6)和SF_(6)/N_(2)混合气体

次/超同步间谐波影响下PMU基频测量误差机理分析及抑制方法

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电力系统自动化 2024年

作者：许苏迪袁宇波王晨清李娟李鹏高磊国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

高比例新能源和高比例电力电子设备使电网中产生了大量的次/超同步间谐波，导致同步相量测量装置的基波频率出现较大测量偏差，影响各类频率应用的有效性。因此，文中提出了一种次/超同步间谐波影响下基波频率测量误差机理分析及其抑制... 详细信息

高比例新能源和高比例电力电子设备使电网中产生了大量的次/超同步间谐波，导致同步相量测量装置的基波频率出现较大测量偏差，影响各类频率应用的有效性。因此，文中提出了一种次/超同步间谐波影响下基波频率测量误差机理分析及其抑制方法。首先，建立了频率测量算法的频域特性模型，基于此推导了单个间谐波和对称次/超同步间谐波影响下的基波频率振荡数学模型，揭示了间谐波干扰下的基频测量误差机理。其次，根据频率的振荡行为，建立了多分量叠加的拟合模型，提出了基于傅里叶变换和最小二乘法的短时窗频率振荡分量抑制方法，大幅降低了基波频率偏差。最后，仿真和现场录波数据测试表明，与抑制前误差相比，所提方法极大降低了频率测量误差。

关键词：新型电力系统基波频率测量次/超同步间谐波相量测量装置同步相量测量