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计及弱磁效应的直驱式波浪发电系统变系数模型预测控制策略

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3531-3540,I0016页

作者：秦川姜安妮孙铱萌金默涵丁维吴峰河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 国网安徽省电力有限公司天长市供电公司安徽省滁州市239300 国网江苏省电力有限公司超高压分公司江苏省南京市211100

为提高波浪发电系统(wave energy converter,WEC)能量捕获效率,并保证其在运行过程中满足系统的各种约束条件,该文以平均捕获功率最优为目标,提出计及弱磁效应的直驱式波浪发电系统变系数模型预测控制(model predictive control,MPC)策... 详细信息

为提高波浪发电系统(wave energy converter,WEC)能量捕获效率,并保证其在运行过程中满足系统的各种约束条件,该文以平均捕获功率最优为目标,提出计及弱磁效应的直驱式波浪发电系统变系数模型预测控制(model predictive control,MPC)策略。针对波浪激励力过大导致的变流器输出电压过调制问题,将弱磁控制引入优化算法,在满足发电机弱磁极限的前提下增大发电系统的运行范围,提高WEC的能量捕获效率。此外,基于仿真分析,发现了规则波下MPC目标函数的正则系数与平均捕获功率的对应关系。在此基础上,引入快速傅里叶变换(fast Fourier transformation,FFT)与叠加定理,构建了适用于不规则波输入的直驱式WEC变系数MPC控制策略。仿真结果表明,在不规则波浪下,所提方案能在满足系统约束条件的同时,有效提高能量捕获效率。

关键词：直驱式波浪发电最大功率捕获模型预测控制弱磁控制变系数

考虑用户需求响应博弈推演的区域综合能源运营策略

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电网技术 2024年第9期48卷 3745-3757,I0066-I0071页

作者：喻洁曹阳鄢鹏阳李扬东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江省杭州市310016 东南大学软件学院江苏省南京市210096

随着工商业用户能源种类多样化及其耦合程度紧密化,通过激励消费者剩余价值引导综合能源用户参与需求响应,对于降低综合能源系统运行成本以及提高用户能效具有积极意义。该文设计了基于消费者剩余的体验估值函数,并将其考虑在用户侧目... 详细信息

随着工商业用户能源种类多样化及其耦合程度紧密化,通过激励消费者剩余价值引导综合能源用户参与需求响应,对于降低综合能源系统运行成本以及提高用户能效具有积极意义。该文设计了基于消费者剩余的体验估值函数,并将其考虑在用户侧目标函数中,通过演化博弈推导工商业用户参与需求响应的动态过程,从而克服传统分析方法对用户侧参与需求响应的定值设置。该文建立了基于用户侧需求响应演化博弈的综合能源系统优化运营模型,上层建立了区域综合能源系统优化模型,计算面向用户的用能价格;下层建立了考虑剩余价值的区域综合能源系统用户响应模型,并进行演化博弈推导。算例基于电-热-气综合能源系统,采用演化博弈分析了需求侧市场用户响应行为及其影响因素。结果表明,工商业两类用户参与需求响应使得综合能源系统的运行总成本降低5.5%,同时两类用户效用分别提高了51.91%和44.29%。所提模型和方法不仅可以模拟用户侧需求响应动态博弈过程,而且能够为综合能源系统中运营商和需求侧用户的策略选择提供有益参考。

关键词：演化博弈需求侧响应区域综合能源市场有限理性

基于CZ-BWT改进的LZW压缩算法在电力报文中的应用

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计算机集成制造系统 2024年第8期30卷 2947-2953页

作者：周航潘小辉孙佳炜腾力阳江结林国网南京供电公司江苏南京210019 南京信息工程大学软件学院江苏南京210044

随着电网远动信息数据量日益剧增,对有限的硬件存储和网络带宽带来严峻考验。通过对报文数据的无损压缩研究以缓解硬件设备压力,确保数据解压后能无损还原出压缩之前的数据显得尤为重要。针对IEC60870-5-104报文特有结构及LZW(Lempel-Zi... 详细信息

随着电网远动信息数据量日益剧增,对有限的硬件存储和网络带宽带来严峻考验。通过对报文数据的无损压缩研究以缓解硬件设备压力,确保数据解压后能无损还原出压缩之前的数据显得尤为重要。针对IEC60870-5-104报文特有结构及LZW(Lempel-Ziv-Welch)的特点,提出基于截断CZ-BWT(Burrows-Wheeler transform)改进的LZW报文压缩算法。首先对输入的IEC60870-5-104报文进行CZ-BWT转换作为预处理,增大报文内容的相关性;其次用LZW算法对转换后的数据进行压缩操作。实验结果表明,基于CZ-BWT改进的LZW算法的压缩率优于传统LZW算法。此外,在压缩和解压速度方面,相比于大部分的压缩算法而言,具有一定优势。

关键词：数据压缩 LZW算法远动信息规约无损压缩

面向高比例新能源消纳的地区电网柔性互联规划与运行技术综述

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电网技术 2024年第6期48卷 2272-2286,I0007-I0010页

作者：司金冬吴熙郭其胜蔡晖程亮黄俊辉东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院江苏省南京市210008 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024

随着大规模新能源逐步渗透于不同电压等级的各级电网,地区电网呈现源荷分布不均、输变电设备容量紧张与过剩并存,新能源消纳严重受限。地区电网内部或之间中电压等级的互联新形态可有效降低输电升/降压冗余,分担主网架输送压力,具有广... 详细信息

随着大规模新能源逐步渗透于不同电压等级的各级电网,地区电网呈现源荷分布不均、输变电设备容量紧张与过剩并存,新能源消纳严重受限。地区电网内部或之间中电压等级的互联新形态可有效降低输电升/降压冗余,分担主网架输送压力,具有广阔应用前景。对面向高比例新能源消纳的地区电网柔性互联规划与运行技术进行评述和展望。首先概述了高比例新能源消纳的地区电网新形态与新挑战;其次介绍了现有典型柔性互联技术;在此基础上,分别从规划和运行角度对地区电网的柔性互联技术进行评述,阐明新形态下地区电网亟需关注的关键问题、解决思路;最后,对现有研究不足进行总结和展望,为高比例新能源地区电网柔性互联规划与运行提供科学依据。

关键词：新能源消纳地区电网分层协调多区联动规划运行

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车联网环境下电动汽车主动充电引导模型

电力系统自动化 2024年第7期48卷 159-168页

作者：袁晓冬甘海庆王明深滕欣元阮文骏龙寰国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

为了适应电动汽车数量和充电需求的急剧增长,从电动汽车用户视角出发,提出了一种在车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型。首先,融入红绿灯等待时间和不走回头路条件,改进A*路径规划算法,利用实际路... 详细信息

为了适应电动汽车数量和充电需求的急剧增长,从电动汽车用户视角出发,提出了一种在车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型。首先,融入红绿灯等待时间和不走回头路条件,改进A*路径规划算法,利用实际路网状态信息更新路网时空状态矩阵,实时优化电动汽车行驶路径,获取电动汽车充电行驶时间。其次,利用深度置信网络预测充电站电动汽车短时到达量,基于排队论M/G/k模型预测电动汽车充电等待时间。最后,以最小化电动汽车充电行驶时间和充电等待时间为目标,搭建电动汽车主动充电引导模型。以中国南京市中心区域为算例,验证了所提主动充电引导模型的有效性,所提算法能够提高充电桩的利用率并减少电动汽车用户综合充电时间。

关键词：车联网电动汽车主动充电引导排队论路径规划

快速频率响应负荷参与惯量辅助服务能力评估及应用

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电力系统自动化 2024年第16期48卷 99-108页

作者：缪蔡然江叶峰施琳樊陈姚建国王琦东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

新能源比重的不断增加导致电力系统惯量水平降低。为防止低惯量系统故障后频率快速跌落,亟须挖掘新型惯量响应资源。快速频率响应负荷(FFRL)可以根据电网故障后频率变化率灵活调节负荷水平以提供紧急支撑。文中基于FFRL参与的电力系统... 详细信息

新能源比重的不断增加导致电力系统惯量水平降低。为防止低惯量系统故障后频率快速跌落,亟须挖掘新型惯量响应资源。快速频率响应负荷(FFRL)可以根据电网故障后频率变化率灵活调节负荷水平以提供紧急支撑。文中基于FFRL参与的电力系统频率响应模型给出了FFRL惯量支撑效果评估方法,并结合不同市场主体的惯量服务补偿机制建立了FFRL参与惯量辅助服务优化模型。算例结果验证了所提FFRL惯量支撑效果评估方法的准确性与FFRL参与惯量辅助服务对系统运行经济性与系统频率安全稳定的提升效果。相比于传统火电机组,FFRL可以凭借更少的响应容量提供更多的惯量响应,并根据其响应策略与控制方式进行灵活变换,从而更精准地响应电网对自身惯量水平的要求。

关键词：新能源快速频率响应负荷电力系统惯量惯量支撑辅助服务

计及电缆绝缘不均匀老化的接地电流相位角特性研究

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高压电器 2024年第5期60卷 156-163页

作者：刘刚王秀茹邱冬王德鲍诗杰张东东国网宿迁供电公司江苏宿迁223800 南京工程学院南京215000

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆广泛应用于配电网和输电网,但它们在持续的电应力下遭受长期的老化退化,电缆老化容易造成绝缘击穿事故。为了提升电缆绝缘老化状态的在线评估技术,基于PSCAD建立了计及电缆绝缘不均匀老化的三芯管型电缆接地电... 详细信息

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆广泛应用于配电网和输电网,但它们在持续的电应力下遭受长期的老化退化,电缆老化容易造成绝缘击穿事故。为了提升电缆绝缘老化状态的在线评估技术,基于PSCAD建立了计及电缆绝缘不均匀老化的三芯管型电缆接地电流相位角计算模型,通过快速傅里叶变换FFT变化得到单相不均匀老化、双相不均匀老化、三相均匀老化3类情况的接电线电流相位角特性。结果表明:相比于钢铠接地线电流,屏蔽线电流相角对于老化特性的反应更为灵敏;对于单相老化,介电常数由2增加为5,屏蔽线电流相位角从-51.01°递增为-50.6°;对于双相老化,随老化程度增加,相位角增幅逐渐增大;对于三相均匀老化,相比于正常电缆的屏蔽线电流相角增值为0.24°,同时相比于介电常数同为2.8的单相老化与双相老化的屏蔽线电流相角增值为最大(单相老化为0.15°、双相老化为0.17°);通过屏蔽线电流相位幅值,不仅可以判断电缆绝缘是否老化,还可区分老化相别与老化程度。本研究结果可为通过地线电流相位角评估电缆绝缘老化等级提供重要理论依据。

关键词：三芯电缆绝缘老化介电常数接地电流相位角

对称故障下变流器控制对差动保护影响及优化策略

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5063-5072,I0004页

作者：黄涛谢华徐晓春赵青春南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102

变流器输出故障特征的强可控性给交流系统继电保护带来了严峻挑战。该文分析并网线路发生对称故障时跟网型变流器的控制响应过程,从故障期间变流器电流控制目标不能自动匹配故障回路功率需求的角度,分析推导变流器网侧电压相位发生跳变... 详细信息

变流器输出故障特征的强可控性给交流系统继电保护带来了严峻挑战。该文分析并网线路发生对称故障时跟网型变流器的控制响应过程,从故障期间变流器电流控制目标不能自动匹配故障回路功率需求的角度,分析推导变流器网侧电压相位发生跳变并不断旋转的变化特征。受故障回路阻抗约束,变流器输出短路电流相位与网侧电压相位同步变化,造成并网线路差动保护性能严重下降。基于变流器网侧电压相位变化机理,从电流控制目标与锁相环控制两个维度,提出兼顾保护需求和供电需求的变流器控制优化策略。仿真结果表明,并网线路对称故障时所提策略能有效抑制两侧电流相位差,显著提升了差动保护动作性能。

关键词：变流器差动保护相位受控控制目标锁相环

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基于分数阶傅里叶变换的分布式光纤振动识别

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 159-164页

作者：孔小红张明管翰林蒋陵郭闯国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏南京210000

针对当前分布式光纤振动传感对振动干扰事件的识别容易过拟合以及泛化能力不强的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的分布式光纤振动事件识别方法。采用FrFT对时域振动信号进行时频变换,相比传统的时域方法多了一个新的分析维... 详细信息

针对当前分布式光纤振动传感对振动干扰事件的识别容易过拟合以及泛化能力不强的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的分布式光纤振动事件识别方法。采用FrFT对时域振动信号进行时频变换,相比传统的时域方法多了一个新的分析维度。相比传统时频域方法,该方法不仅解决了时间分辨率和频率分辨率相互制约的问题,还增强了时频数据的特征丰富度,更利于深度模型的学习,可有效防止模型过拟合。户外实地实验表明,FrFT方法的识别准确率达到98.5%,且在专门的泛化测试集上依然能保持98%以上的准确率。同时引入更可靠的评估指标f1-score(f1-score是精确率和召回率的调和平均数)来综合评估精确率和召回率,该方法识别各事件的f1-score均高于0.975。

关键词：光纤传感分布式光纤传感分数阶傅里叶变换分布式光纤振动传感