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压力作用下高压电缆缓冲层表面电阻特性及等效模型

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南方电网技术 2024年第2期18卷 133-141页

作者：吴照国黄会贤王谦吴海涛包健康李勇刘佳徐扬国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123 国网重庆市电力公司重庆400014 重庆邮电大学重庆400065

针对缓冲层导电特性测试中未考虑压力影响的问题开展了压力作用下高压电缆半导电缓冲阻水带的表面电阻特性研究。首先开展了缓冲层表面电阻测试,并从缓冲层微观结构特征以及纳米填料导电机理两方面对测试的表面电阻数据统计特征进行了... 详细信息

针对缓冲层导电特性测试中未考虑压力影响的问题开展了压力作用下高压电缆半导电缓冲阻水带的表面电阻特性研究。首先开展了缓冲层表面电阻测试,并从缓冲层微观结构特征以及纳米填料导电机理两方面对测试的表面电阻数据统计特征进行了分析。通过在表面电阻测试电极以及电极之间的缓冲层表面上施加不同重量的载荷研究了缓冲层表面电阻值与外界压力的关系。基于n阶电阻网络以及差分方程组建立了压力作用下的缓冲层表面电阻模型,利用缓冲层微观压阻特性以及模型仿真计算分析了缓冲层表面电阻测试特性以及该特性随压力作用而变化的规律。研究成果有助于掌握高压电缆缓冲层在真实运行压力环境下的导电特性。

关键词：高压电缆缓冲层表面电阻压阻特性差分方程组模型

基于改进kShape聚类的谐波污染分区方法

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2024年第3期43卷 342-350页

作者：张敏樊瑞祗会强张世锋李慧蓬赵军国网山西省电力公司电力科学研究院山西太原030001

针对大量电力电子负荷接入后,谐波源数量大幅增加,全网谐波源位置追溯困难的问题,利用电能质量监测数据,提出一种基于双层聚类的谐波分区溯源方案。首先,使用基于波形相似性的kShape时间序列聚类算法,通过计算谐波电压序列的形态距离来... 详细信息

针对大量电力电子负荷接入后,谐波源数量大幅增加,全网谐波源位置追溯困难的问题,利用电能质量监测数据,提出一种基于双层聚类的谐波分区溯源方案。首先,使用基于波形相似性的kShape时间序列聚类算法,通过计算谐波电压序列的形态距离来度量数据波动相似性,挖掘谐波污染关联信息;然后,引入自适应密度峰值聚类改进kShape算法,解决初始聚类中心随机选取导致的局部最小化问题,实现最佳聚类数目的自适应选择。该方法能够有效实现多谐波源的区域化定位,缩小主导谐波源的嫌疑范围,适用于大规模谐波源接入场景的溯源分析。基于IEEE123节点网络和监测平台的实测数据,验证了方法的有效性和实用性。

关键词：谐波溯源谐波污染分区 kShape聚类时间序列相似性自适应密度峰值聚类

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基于运行数据的风电场风速传感器运行品质评价方法及应用

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电工技术学报 2024年第13期39卷 4188-4203页

作者：李阳沈小军杨伟新张扬帆同济大学电气工程系上海200092 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京100045

风电场风速传感器运行的可靠性和稳定性是机组高效发电和安全运行的关键,精准识别风速传感器的失稳和失准等缺陷模式,客观地描述其运行品质对于风电场提寿增效意义重大。该文对风电场风速传感器运行品质评价展开研究,围绕运行、测量、... 详细信息

风电场风速传感器运行的可靠性和稳定性是机组高效发电和安全运行的关键,精准识别风速传感器的失稳和失准等缺陷模式,客观地描述其运行品质对于风电场提寿增效意义重大。该文对风电场风速传感器运行品质评价展开研究,围绕运行、测量、抗扰动等维度,建立风速传感器运行品质标签架构、量化规则和评价模型,提出基于数据驱动的多维标签应用体系,挖掘风电场风速传感器的扰动敏感度、韧性、性能演化趋势、集群特征,为辨识设备的运行态势提供一套精细化数学建模方法。以某风电场运行数据为研究对象,对所提的运行品质评价体系及应用策略进行阐述,验证所提方法在风电场主动运检和精益化管理方面的工程应用价值。

关键词：风电场风速传感器运行数据运行品质评价体系

站用10 kV系统中性点接地方式对避雷器地电位升安全限值的影响

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高电压技术 2024年第4期50卷 1499-1507页

作者：鲁海亮王会武李志忠谭波李伟李元杰武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院西安710100 中国电力科学研究院有限公司武汉430074

随着电网容量变大和新型电力系统的发展,站用10 kV系统中性点接地方式发生改变,仍沿用系统中性点不接地方式下避雷器耐受接地网地电位(U_(GPR))升高的安全限值可能会导致避雷器在其他接地方式下出现安全事故。采用电磁暂态程序ATP-draw... 详细信息

随着电网容量变大和新型电力系统的发展,站用10 kV系统中性点接地方式发生改变,仍沿用系统中性点不接地方式下避雷器耐受接地网地电位(U_(GPR))升高的安全限值可能会导致避雷器在其他接地方式下出现安全事故。采用电磁暂态程序ATP-draw可以搭建不同中性点接地方式下U_(GPR)反击避雷器的模型,通过校核避雷器在U_(GPR)作用下动作过程中的吸收能量,得到了中性点接地方式对避雷器耐受U_(GPR)安全限值的影响规律:中性点不接地时,避雷器耐受U_(GPR)安全限值为10~23 kV,随线路对地电容变大而减小;中性点经消弧线圈接地时,U_(GPR)在消弧线圈和线路对地电容的串联回路中产生振荡,导致避雷器耐受U_(GPR)安全限值更低,安全限值主要由脱谐度与阻尼率决定,典型值为8~9.5 kV;中性点经电阻接地时,U_(GPR)大部分耦合至高压母线,使避雷器耐受U_(GPR)安全限值更高,并随线路对地电容和中性点电阻的增大而减小,大电阻接地工况下的典型值大于15 kV,小电阻接地工况下的典型值大于25 kV。

关键词：地电位升安全限值避雷器中性点接地方式反击站用电系统

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基于碲化铋基柔性热电器件的自取能温度传感器结构设计及性能研究

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材料导报 2024年第6期38卷 98-102页

作者：彭鹏邵宇鹰胡海敏李振明刘伟国网上海市电力公司上海200438 中国电力科学研究院有限公司储能与电工新技术研究所北京100192

本工作以开关柜触头这一易发热设备为研究对象,选取碲化铋基柔性热电器件构建自取能温度传感器。将柔性热电技术与无线传感技术相结合,开发适应电力设备运行特性的自取能可塑型温度传感材料器件,同时实现就地自取能和电网设备运行状态... 详细信息

本工作以开关柜触头这一易发热设备为研究对象,选取碲化铋基柔性热电器件构建自取能温度传感器。将柔性热电技术与无线传感技术相结合,开发适应电力设备运行特性的自取能可塑型温度传感材料器件,同时实现就地自取能和电网设备运行状态温度参数在线感知。利用COMSOL有限元软件系统研究了环境(温度和对流换热系数)、器件拓扑结构(高度和填充率)、界面接触电阻/热阻等因素对碲化铋基柔性热电器件输出性能的影响。模拟结果表明,在热端温度为308.15 K、环境温度为288.15 K、对流换热系数为5 W/(m^(2)·K)的边界条件下,热电臂高度2 mm和填充率15%的热电器件能够达到最大输出电压95 mV、最大输出功率0.83 mW,满足无线通信模块传输电压信号的用电需求。通过本研究工作发现,降低环境温度,增加对流换热系数,优化热电臂高度或填充率,或降低界面接触电阻/热阻有利于提高热电器件的开路电压和输出功率。

关键词：碲化铋基柔性热电器件自取能温度传感器有限元计算模拟

基于光电振荡器的变电站设备高精度温度监测系统

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电力系统及其自动化学报 2024年第6期36卷 119-128页

作者：郑文杰杨祎李勇李壮壮国网山东省电力公司电力科学研究院济南250003 国网山东省电力公司济南250001

为有效监测变电站设备的实时温度,提出一种基于光电振荡器的高精度温度实时监测系统。首先,将温度信息映射到光电振荡器的振荡频率;然后利用现场可编程逻辑门阵列对温度参量进行实时解算,并通过4G模块将数据无线传输至终端,完成变电站... 详细信息

为有效监测变电站设备的实时温度,提出一种基于光电振荡器的高精度温度实时监测系统。首先,将温度信息映射到光电振荡器的振荡频率;然后利用现场可编程逻辑门阵列对温度参量进行实时解算,并通过4G模块将数据无线传输至终端,完成变电站设备温度的在线监测。通过实验验证了本系统对变电站设备温度实时监测的可行性和有效性。

关键词：变电站电力系统温度监测微波光子学光电振荡器光纤传感

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GIS内触头过热的无线感知系统研制

高压电器 2024年第5期60卷 31-38,45页

作者：李爽鲁旭臣唐红唐佳能崔文军国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院沈阳110006

为了实现72.5 kV及以上电压GIS内触头温度的无线感知,文中阐述了一套GIS内触头温度无线感知系统的设计思路,并进行了研制。通过功能性试验,验证了本系统的有效性和可行性。最后,建立了252 kV GIS角型隔离开关接触良好和接触不良工况模型... 详细信息

为了实现72.5 kV及以上电压GIS内触头温度的无线感知,文中阐述了一套GIS内触头温度无线感知系统的设计思路,并进行了研制。通过功能性试验,验证了本系统的有效性和可行性。最后,建立了252 kV GIS角型隔离开关接触良好和接触不良工况模型,开展了一系列局部过热无线感知试验。试验数据与热电偶测试数据进行了对比,验证了本系统的可信性。试验结果表明:本系统能够实现GIS内部触头温度的无线感知;当接触电阻Rj>250μΩ,动触头及静触头座的温度上升较快;当Rj达到620μΩ,负荷电流600 A时,静触头座的温度已接近50℃,可勉强通过红外成像检出;当Rj达到1.8 mΩ,负荷电流大于400 A时,触头的温度一直在增长,可通过红外成像清晰检测。

关键词： GIS内触头无线感知局部过热红外成像接触电阻

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基于腐蚀大数据的碳钢海洋大气腐蚀行为

中国表面工程 2024年第2期37卷 58-71页

作者：夏晓健杨国威林德源李清朱仁政杨小佳陈奕扬万芯瑗严康骅韩纪层陈云翔洪毅成陈天鹏国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350007 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 国网福建省电力有限公司莆田供电公司莆田351100

随着“一带一路”和“海洋强国”等重大战略的深入推进,沿海地区及海上重大装备设施面临着空前严峻的海洋环境挑战。深入研究海洋大气腐蚀行为,对于延缓腐蚀过程、确保设施安全运行以及防止重大安全事故和经济损失具有至关重要的意义。... 详细信息

随着“一带一路”和“海洋强国”等重大战略的深入推进,沿海地区及海上重大装备设施面临着空前严峻的海洋环境挑战。深入研究海洋大气腐蚀行为,对于延缓腐蚀过程、确保设施安全运行以及防止重大安全事故和经济损失具有至关重要的意义。以Q235碳钢作为研究对象,基于腐蚀大数据技术,通过周期浸泡加速试验获取实时连续的腐蚀数据,研究环境因子Cl^(−)、HSO_(3)^(−)及pH值对碳钢海洋大气腐蚀行为的影响。结果表明:随着Cl^(−)、HSO_(3)^(−)浓度的增加或pH值的降低,腐蚀累积量呈不断上升的趋势,腐蚀大数据采集结果与碳钢试样腐蚀形貌及锈层分析结果一致。随试验的进行,当Cl^(−)浓度较低时,锈层朝着更加稳定的方向发展;Cl^(−)浓度较高时,锈层稳定性不断下降。0.05%HSO_(3)^(−)浓度下,腐蚀始终以相对较低的速率匀速进行;浓度为0.1%时,腐蚀先是匀速进行,但由于腐蚀后期形成了具有一定保护性的锈层,腐蚀速率有所下降;当浓度达到0.2%时,腐蚀速率在试验后期反而加快,锈层难以维持相对稳定的状态。试验环境pH=5或3时,整个试验周期的腐蚀速率整体呈下降趋势;pH=1时,腐蚀速率呈持续上升趋势。腐蚀大数据方法与传统挂片法研究结果具有较高的一致性,验证了腐蚀大数据手段对于环境腐蚀研究的可靠性,研究结果可为后续开展数据分析与挖掘工作奠定基础。

关键词：海洋大气腐蚀碳钢腐蚀传感器腐蚀大数据

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微电网中考虑运行参数变化的双馈机组振荡特性研究

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热力发电 2024年

作者：董啸李云婧孙蓬勃孙树敏孙宁国网山东省电力公司烟台供电公司国网山东省电力公司国网山东省电力公司电力科学研究院

为了研究微电网内电力设备间的耦合及振荡特性，以双馈风电机组为例，基于暂态能量流法，计及风速和机组控制策略，推导双馈风电机组中风力机子系统、发电机及励磁子系统的能量函数；然后，研究风速、机组控制参数等运行参数变化时各个... 详细信息

为了研究微电网内电力设备间的耦合及振荡特性，以双馈风电机组为例，基于暂态能量流法，计及风速和机组控制策略，推导双馈风电机组中风力机子系统、发电机及励磁子系统的能量函数；然后，研究风速、机组控制参数等运行参数变化时各个子系统能量消耗的变化机理，分析机组振荡特性；最后，在PSCAD/EMTDC平台建模仿真，分析运行参数变化时双馈风电机组的能量变化及功率振荡特性，并与特征值计算结果比较，验证分析的合理性，得到风速变化对双馈风电机组振荡的影响机理。

关键词：微电网双馈风电机组控制参数能量消耗振荡