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基于知识图谱和图卷积神经网络的配电网智能规划方法

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计算机工程 2024年

作者：郑洁云张章煌宣菊琴魏鑫薛静玮国网福建省电力有限公司经济技术研究院国网福建省电力有限公司

配电网规划在电力系统中非常重要，因为它直接影响到电力供应的可靠性、效率和经济性。良好的规划可以确保电力资源得到高效分配，同时降低运营成本和减少电力损耗。然而，随着电力需求的增加和系统复杂性的提升，传统的决策方法不再适... 详细信息

配电网规划在电力系统中非常重要，因为它直接影响到电力供应的可靠性、效率和经济性。良好的规划可以确保电力资源得到高效分配，同时降低运营成本和减少电力损耗。然而，随着电力需求的增加和系统复杂性的提升，传统的决策方法不再适用。为提升设备选型、连接配置和电网布局的效率和可靠性，本文提出了一种基于知识图谱(KnowledgeGraph，KG)和图卷积神经网络(GraphConvolutionalNeuralNetwork，GCNN)的配电网智能规划方法KG-GCNN。该方法综合利用KG、图神经网络(Graph Neural Network， GNN)和卷积神经网络(Convolutional Neural Network， CNN)技术的优势，为电力系统规划者提供了一种智能化的配电网规划方法，以更好地理解、分析和优化电力系统的设备配置、连接以及物理布局。本文首先建立了电力网络的KG，该KG包含电网的设备、属性及其相互关系，为后续的分析和优化提供基础；然后，利用GNN对电力网络的结构数据进行分析，以捕捉设备之间的关系和影响，为设备配置和连接决策提供重要信息；最后，引入CNN改善电网的物理布局，以确定电网中设备的最佳位置和连接方式，从而提高电网的性能和可靠性。通过与决策树、支持向量机(Support Vector Machine， SVM)、循环神经网络(Recurrent Neural Network， RNN)相对比，本文所提算法能够有效匹配电网中的复杂拓扑结构，优化电网的物理布局。

关键词：配电网智能规划数据融合知识图谱图神经网络卷积神经网络

基于P-Box和CVaR并考虑灵活性的配电网区间优化方法

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高电压技术 2024年第4期50卷 1478-1487,I0028-I0030页

作者：徐韩伟刘丽军黄惠钰谢锋张林垚陈飞雄福州大学电气工程与自动化学院福州350108 国网福建省电力有限公司龙岩供电公司龙岩364000 国网福建省电力有限公司经济技术研究院福州350011

为实现高比例可再生能源配电系统的安全经济调度,提出了一种计及风电、光伏出力与负荷预测误差的不确定性和配电网灵活性调用能力的日前区间优化调度方法。为避免传统方法在描述不确定性时的信息丢失问题、传统区间方法的保守性以及区... 详细信息

为实现高比例可再生能源配电系统的安全经济调度,提出了一种计及风电、光伏出力与负荷预测误差的不确定性和配电网灵活性调用能力的日前区间优化调度方法。为避免传统方法在描述不确定性时的信息丢失问题、传统区间方法的保守性以及区间截断方法的冒进性,该文基于概率盒理论与条件风险价值方法计算不确定性因素的区间边界。随后,基于灵活性资源的实时调整能力,建立调度计划的灵活性时段耦合约束,并建立线路传输灵活性越限约束,以提高所提方法在调度过程的适应性。以配电网综合运行成本最小为优化目标,采用遗传算法进行求解。最后,基于IEEE-33节点配电系统、某地区实际配电网以及美国PG&E 69节点的算例分析表明,所提出的区间提取方法及调度模型能在保证配电网满足传输容量约束的同时达到系统运行成本最优。

关键词：分布式发电概率盒条件风险价值配网灵活性日前调度

基于场景构建技术的区域微能源网群的分层协调优化方法

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太阳能学报 2024年第5期45卷 289-296页

作者：陈志永丁孝华韩璟琳韩韬冯喜春侯若松李洪涛国网河北省电力有限公司经济技术研究院石家庄050081 国网电力科学研究院有限公司南京211106 国网河北省电力有限公司石家庄050031

考虑区域微能源网中风、光出力与负荷功率的不确定性,提出一种针对新能源消纳的区域微能源网分层协调优化方法。首先,考虑相关性引入正态Copula函数建立各随机变量联合分布关系,并计及预测误差,建立不确定性典型场景。然后,考虑弃风弃... 详细信息

考虑区域微能源网中风、光出力与负荷功率的不确定性,提出一种针对新能源消纳的区域微能源网分层协调优化方法。首先,考虑相关性引入正态Copula函数建立各随机变量联合分布关系,并计及预测误差,建立不确定性典型场景。然后,考虑弃风弃光的损失,以微能源网运行成本最小为目标建立分层协调优化模型。该模型的上层为微能源网群灵活性资源的协调消纳优化,下层为微能源网内部的消纳优化。采用基于目标级联分析的分层优化方法迭代求解,得到区域微能源网分层协调优化策略。最后,以某实例微能源网群为例进行验证,表明所提方法提高了区域电网的新能源消纳率。

关键词：微能源网新能源消纳分层协调优化

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YOLOv5目标算法对输变电杆塔工程质量通病检测

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机械设计与制造 2024年

作者：于新民聂克剑陈远浩魏文新国网福建省电力有限公司经济技术研究院国网福建省电力有限公司

输变电杆塔工程中存在的螺母与引线质量通病问题可能会导致电力系统存在安全隐患，造成难以估计的损失，是电力系统安全维护任务中非常重要的一部分。人工巡检的检测效率低下且人力成本较高，而传统的图像检测算法在实际应用中易受环境... 详细信息

输变电杆塔工程中存在的螺母与引线质量通病问题可能会导致电力系统存在安全隐患，造成难以估计的损失，是电力系统安全维护任务中非常重要的一部分。人工巡检的检测效率低下且人力成本较高，而传统的图像检测算法在实际应用中易受环境因素影响，检测性能较差。针对这一问题，通过研究输变电杆塔工程螺母与引线质量通病问题的特点，本文提出基于YOLOv5目标检测算法的输变电杆塔工程螺母与引线质量通病智能检测方法，使用CSPNet作为网络模型的Backbone，PANet作为网络模型的Neck，并使用Mixup、Mosaic数据增强等方法增加数据样本，实现了YOLOv5算法对输变电杆塔工程质量通病问题的检测。实验结果表明，基于YOLOv5目标检测算法的输变电杆塔工程质量通病检测拥有较高的检测精度，mAP达到了87.6%，检测速度达到了90fps，可用于Jet Nano等嵌入式设备和手机等移动端设备，取得了良好的检测效果。

关键词：深度学习目标检测 YOLOv5 螺母与引线质量通病检测

新一轮电力市场化改革下电网交叉补贴定价研究——考虑精准明补的电网交叉补贴核算方法及平衡机制的分析

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价格理论与实践 2024年第2期 148-153,223页

作者：阮迪(译) 叶楠叶颖津林红阳韩雅儒朱雅芳国网福建省电力有限公司经济技术研究院

在进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革背景下,妥善处理交叉补贴成为推进电力体制改革的关键。随着工商业用户全部进入市场,电网交叉补贴面临收支失衡、补贴过度和责任分摊不公等突出问题,设计一套合理有效且符合我国电力市场改革发... 详细信息

在进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革背景下,妥善处理交叉补贴成为推进电力体制改革的关键。随着工商业用户全部进入市场,电网交叉补贴面临收支失衡、补贴过度和责任分摊不公等突出问题,设计一套合理有效且符合我国电力市场改革发展的电网交叉补贴机制已成为当前重点任务。本文从供需两侧同步清晰核算电网交叉补贴额度思路出发,以用电量差异表征补贴需求水平,基于浮动价格理论建立需求侧交叉补贴定价模型,依据电压等级及用户类型提出供给侧交叉补贴分摊方案,在此基础上构建基于资金池的电网交叉补贴平衡机制。通过算例研究发现:所提核算方法及平衡机制在维持补贴收支平衡基础上,能够同步实现电网交叉补贴的精准分摊和精准收缩,为未来逐步取消交叉补贴提供思路,对完善电网交叉补贴机制具有现实意义。

关键词：交叉补贴输配电价精准补贴市场化改革收支平衡

限流器配置与网架结构优化协同的受端电网短路电流抑制策略

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 151-161页

作者：邓步青文云峰于琳琳蒋小亮湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 国网河南省电力公司经济技术研究院河南省郑州市450052 国网福建省电力公司经济技术研究院福建省福州市350012

如何有效地抑制短路电流水平已成为受端电网规划和运行中不可忽视的问题。文中量化和构建了计及超导故障限流器(SFCL)配置与网架结构优化的短路电流约束。在此基础上,提出了一种SFCL配置与网架结构优化协同的短路电流抑制模型,采用基于M... 详细信息

如何有效地抑制短路电流水平已成为受端电网规划和运行中不可忽视的问题。文中量化和构建了计及超导故障限流器(SFCL)配置与网架结构优化的短路电流约束。在此基础上,提出了一种SFCL配置与网架结构优化协同的短路电流抑制模型,采用基于McCormick包络的交流潮流线性化框架,并通过循环结构最小化松弛误差。为有效求解上述模型,将主问题分解为若干子问题,设计了基于嵌套Benders分解算法的求解策略。基于改进的IEEE 39节点系统和河南电网规划系统开展仿真分析,验证了所提策略在经济性和短路电流抑制效果方面的有效性和实用性。

关键词：短路电流超导故障限流器网架结构优化 Benders分解受端电网

220 kV户内GIS屋顶垂直出线方案及工程实践应用

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高压电器 2024年第1期60卷 215-220页

作者：黄成辰王球周洪伟王庭华国网江苏省电力有限公司经济技术研究院南京210008

配电装置的优化布置是影响变电站紧凑化布局的关键因素。文中提出一种采用屋顶联合构架的新型220 kV户内GIS设备垂直出线设计方案,从GIS设备的生产制造、配电装置的优化布置、设备安装检修及工程实践应用方面进行详细阐述,给出适用于220... 详细信息

配电装置的优化布置是影响变电站紧凑化布局的关键因素。文中提出一种采用屋顶联合构架的新型220 kV户内GIS设备垂直出线设计方案,从GIS设备的生产制造、配电装置的优化布置、设备安装检修及工程实践应用方面进行详细阐述,给出适用于220 kV户内GIS设备屋顶垂直出线方案的推荐尺寸值,并对该设计方案在实际工程应用中应注意的问题进行了说明。文中提出的优化布置方案将220 kV配电装置架空出线间隔宽度从12 m优化至6 m,可大幅降低配电装置占地面积,提高变电站土地利用率,节省工程投资。

关键词： 220 kV GIS 垂直出线屋顶构架配电装置

电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土柱轴压性能研究

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建筑钢结构进展 2024年第6期26卷 76-83页

作者：高献王晖宋培王志滨董靖怡国网福建省电力有限公司经济技术研究院福州350013 福州大学土木工程学院福州350108 国网经济技术研究院有限公司北京102209

进行了14根电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的轴压试验,分析截面高宽比、受火时间和含钢率对其火灾后剩余承载力的影响。试验表明:该类短柱的破坏模态均为局部屈曲、焊缝开裂和混凝土被压碎;试件的剩余承载力随着受火时间或高宽比... 详细信息

进行了14根电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的轴压试验,分析截面高宽比、受火时间和含钢率对其火灾后剩余承载力的影响。试验表明:该类短柱的破坏模态均为局部屈曲、焊缝开裂和混凝土被压碎;试件的剩余承载力随着受火时间或高宽比的增加而降低,受火120 min后该类试件的承载力降低了7.8%~13.9%。接着建立了有限元模型,该模型可很好地模拟实测结果。基于有限元模型开展了理论分析,结果表明初始荷载对该类组合柱的剩余承载力影响较小。参数分析表明当混凝土强度从30 MPa增加到90 MPa时,其强度折减系数降低了15.8%;当截面周长从1 228 mm增加到4 913 mm时,其强度折减系数提高了20.5%;当受火时间从0 min增加到180 min时,其强度折减系数降低了8%;但含钢率、高宽比和钢材强度对其强度折减的影响较小。最后给出了电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的剩余承载力的设计方法。

关键词：不锈钢管混凝土圆端形截面电力火灾剩余承载力有限元设计方法

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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