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国产与进口XLPE绝缘高压交流电缆短时与长时击穿特性

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南方电网技术 2024年第2期18卷 124-132页

作者：伍国兴张成巍陈潇徐曙贾磊侯帅展云鹏朱闻博深圳供电局有限公司广东深圳518000 南方电网科学研究院广州510663

为探究国内外高压电缆XLPE绝缘料的性能差异,制备了220 kV国产与进口电缆绝缘切片试样,对比了两种绝缘料的分子量、熔融和结晶特性、交联副产物含量、短时击穿特性与长时击穿特性。实验结果表明:国产220 kV XLPE电缆绝缘的分子结构、结... 详细信息

为探究国内外高压电缆XLPE绝缘料的性能差异,制备了220 kV国产与进口电缆绝缘切片试样,对比了两种绝缘料的分子量、熔融和结晶特性、交联副产物含量、短时击穿特性与长时击穿特性。实验结果表明:国产220 kV XLPE电缆绝缘的分子结构、结晶度、熔融温度以及副产物含量均与进口绝缘料无明显差异。分析了两种绝缘料短时击穿场强的Weibull分布特性,发现30~50℃下国产XLPE绝缘特征击穿场强高于进口绝缘料,而当温度超过70℃时国产XLPE绝缘特征击穿场强显著下降且低于进口绝缘料,并且国产XLPE绝缘料击穿场强分散性更高。分析了70℃下两种绝缘料在5个电场下的击穿时间,采用反幂模型分析了击穿电场和时间直接的关系,结果表明国产与进口220 kV绝缘料寿命指数值分别为19.3和19.5。研究结果对国产XLPE绝缘的研发与应用提供了理论与实验支撑。

关键词： XLPE 高压电缆理化性能短时击穿长时击穿

含碳捕集及电转氢设备的低碳园区综合能源系统随机优化调度

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中国电力 2024年第5期57卷 149-156页

作者：李江南程韧俐周保荣刘稼瑾毛田赵文猛王滔黄光磊许银亮深圳供电局有限公司广东深圳518000 南方电网科学研究院有限责任公司广东广州510663 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518000

针对工业园区的零碳转型需求,建立了一种“新能源发电+氢储能”与“火电+碳捕集”的多能互补技术组合。系统考虑将氢能直接售卖给氢能汽车获益以达成经济性目标,将氢能汽车减排量加入碳交易以实现低碳性目标。通过可再生能源渗透率、弃... 详细信息

针对工业园区的零碳转型需求,建立了一种“新能源发电+氢储能”与“火电+碳捕集”的多能互补技术组合。系统考虑将氢能直接售卖给氢能汽车获益以达成经济性目标,将氢能汽车减排量加入碳交易以实现低碳性目标。通过可再生能源渗透率、弃风弃光率及氢能汽车减排量3个指标来量化系统的低碳效益。考虑风光出力不确定性,基于蒙特卡洛算法对风光曲线进行场景生成,基于概率距离削减法削减至4个典型场景,然后采用随机优化方法分析典型日运行成本。结果表明:该系统既能增加风光新能源的消纳、降低碳排放,又能降低系统日运行成本,验证了零碳园区转型的可行性。

关键词：电转氢碳捕集随机优化综合能源系统

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电力电缆半导电屏蔽料导电炭黑研究进展

中国电机工程学报 2024年

作者：侯帅何文展云鹏傅明利贾磊罗鑫洪洪浚轩南方电网科学研究院有限责任公司广东电网有限责任公司东莞供电局

半导电屏蔽料是中高压电缆制造的关键原材料，其品质决定了电压等级及电缆运行可靠性。导电填料作为半导电屏蔽料的重要组成成分，对其电性能、力学性能和表面光洁度等关键性能起决定性作用。导电炭黑 (conductive carbon black，CCB)... 详细信息

半导电屏蔽料是中高压电缆制造的关键原材料，其品质决定了电压等级及电缆运行可靠性。导电填料作为半导电屏蔽料的重要组成成分，对其电性能、力学性能和表面光洁度等关键性能起决定性作用。导电炭黑 (conductive carbon black，CCB)因其价格低廉、易于加工等优点，是目前工业上生产中高压电缆半导电屏蔽料首选导电填料。该文系统阐述CCB的形成机理、结构特点和物理化学性质，分析了CCB品质的主要影响因素，并对当前电缆半导电屏蔽料用CCB研究进展进行总结，并指出杂质控制和分散性提升将是未来CCB研究的重点。

关键词：高压电缆半导电屏蔽料导电炭黑体积电阻率

基于RFC-SAGA-RBF的直流偏磁下CT畸变电流反衍方法

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南方电网技术 2024年

作者：王波尹仕红肖勇胡珊珊范小飞潘深琛王保帅深圳供电局有限公司广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室南方电网科学研究院

线路中的直流偏磁电流易引起计量用电流互感器(current transformer, CT)饱和，CT在饱和状态下输出的二次侧电流含有的谐波分量将导致电能计量误差增大。为了提高直流偏磁下互感器测量的准确性，提出了CT畸变电流的反衍方法。该方法将... 详细信息

线路中的直流偏磁电流易引起计量用电流互感器(current transformer, CT)饱和，CT在饱和状态下输出的二次侧电流含有的谐波分量将导致电能计量误差增大。为了提高直流偏磁下互感器测量的准确性，提出了CT畸变电流的反衍方法。该方法将直流偏磁下CT畸变电流反衍过程分为离网和在网两个阶段。离网阶段，首先通过改变CT的运行环境生成数据样本集，然后利用随机森林分类(random forest classification, RFC)算法对CT的饱和程度进行分类，最后针对每一子类分别训练经模拟退火遗传算法优化的径向基神经网络（simulateannealgeneticalgorithm-radialbasisfunction,SAGA-RBF）模型对饱和电流进行反衍；在网阶段，通过小波变换对二次侧电流波形进行饱和数据段提取，再将饱和数据段输入离线模型实现二次侧畸变电流反衍一次侧电流。仿真结果表明，所提方法在各种工况下均能对CT一次侧电流进行反衍以提高CT的计量准确度。

关键词：电磁式电流互感器直流偏磁饱和电流重构小波变换随机森林分类算法

基于谐波分量的配电电缆绝缘劣化状态带电检测技术

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2161-2173页

作者：徐海松张大宁胡冉卢旭王安哲王昱力张冠军西安交通大学电气工程学院西安710049 深圳供电局有限公司深圳518000 中国电力科学研究院有限公司武汉430000

由于受城市电网停电检修的限制,配电电缆的谐波电流带电检测技术有望成为传统离线诊断方法的有效补充,以提升配电电缆绝缘状态的诊断实时性。该文搭建了10 kV配电电缆真型实验平台,并制备了受潮与长时热老化的典型缺陷电缆。通过COMSOL... 详细信息

由于受城市电网停电检修的限制,配电电缆的谐波电流带电检测技术有望成为传统离线诊断方法的有效补充,以提升配电电缆绝缘状态的诊断实时性。该文搭建了10 kV配电电缆真型实验平台,并制备了受潮与长时热老化的典型缺陷电缆。通过COMSOL有限元电磁仿真获取了典型缺陷下电缆绝缘体的磁通演变规律,通过实验测试得到电缆典型缺陷时谐波电流特性及统计特征规律。在此基础上,利用谐波特征数据,构建了基于LASSO回归分析的配电电缆劣化程度分析方法,进一步提出基于聚类分析的缺陷类型辨识方法。结果表明,配电电缆谐波电流的3、4、5、11次谐波与电缆劣化状态密切相关。融合主成分分析(PCA)数据降维和期望最大化聚类分析的模型用于受潮与正常电缆状态辨识时,识别准确度最高可达75.64%。该文提出的带电检测手段及评估方法能有效排查具有潜伏性缺陷的高危电缆。

关键词：感应电流谐波 XLPE 劣化 LASSO 回归分析期望最大化聚类分析绝缘状态评估

中小容量VSC-HVDC在解决电力系统电磁环网问题的应用

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南方电网技术 2024年第07期18卷 19-26页

作者：孙鹏伟周保荣姚文峰李诗旸付超苏寅生梅勇直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院) 中国南方电网电力调度控制中心

电磁环网可以提高电网供电可靠性，但也会造成故障后短路电流增加、线路过载等问题。南方电网公司目前主要采取解环运行和方式预控的措施来降低电磁环网运行风险，但解环不适用于所有场景，方式预控又可能造成电源出力受限。因此提出将... 详细信息

电磁环网可以提高电网供电可靠性，但也会造成故障后短路电流增加、线路过载等问题。南方电网公司目前主要采取解环运行和方式预控的措施来降低电磁环网运行风险，但解环不适用于所有场景，方式预控又可能造成电源出力受限。因此提出将中小容量柔性直流输电系统（VSC-HVDC）应用于含电磁环网的低压电网，利用其灵活可控的特点来降低电磁环网运行风险。首先综合考虑《电力系统安全稳定导则》要求以及经济性确定VSC-HVDC在电磁环网中的接入位置和容量，随后给出了VSC-HVDC直流电压、拓扑结构以及参数的确定原则。其次，设计了VSC-HVDC在电磁环网中的控制策略，该控制策略可以降低网损，提高电磁环网稳定性。最后通过实例仿真验证了提出的中小容量柔性直流方案在降低电磁环网运行风险方面的有效性。

关键词：中小容量VSC-HVDC 电磁环网模块化多电平换流器异同步控制

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基于改进YOLOv5s的电网异物检测算法

智慧电力 2024年第7期52卷 16-23页

作者：肖俊阳李远苏适谢青洋中国南方电网深圳供电局有限公司广东深圳518000 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

针对电网及沿线异物检测中存在的异物尺度变化、实时性低以及复杂环境下识别精度不足等问题,提出1种基于改进YOLOv5s框架的电网异物检测算法。该方法在主干网络中嵌入ECA注意力机制以减轻背景干扰;同时,采用SPD-Conv模块替换主干网络的... 详细信息

针对电网及沿线异物检测中存在的异物尺度变化、实时性低以及复杂环境下识别精度不足等问题,提出1种基于改进YOLOv5s框架的电网异物检测算法。该方法在主干网络中嵌入ECA注意力机制以减轻背景干扰;同时,采用SPD-Conv模块替换主干网络的卷积模块,引入改进的BiFPN,增强模型对于不同尺寸目标的检测能力。最后,采用Alpha_GIoU损失函数替代原始YOLOv5s中的CIoU部分。经过实验验证,改进YOLOv5s在电网异物检测数据集上mAP的值达到96.98%,能够满足复杂环境下电网异物检测的高效率和高精度要求。

关键词： YOLOv5s 电网异物 ECA注意力机制 BiFPN SPD-Conv Alpha_GIoU

融合寻优算法的双馈风力机控制参数分步辨识方法

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太阳能学报 2024年第4期45卷 247-256页

作者：徐恒山李颜汝李文昊薛飞王伟三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750001 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局贵阳550081

为获得准确的双馈风力机(DFIG)控制参数以提高电力系统机电/电磁仿真分析和计算的准确性,将长短期记忆(LSTM)神经网络与改进粒子群(IPSO)算法相结合对DFIG的控制参数进行辨识。首先,利用RT-LAB平台通过硬件在环(HIL)实验获得真实DFIG控... 详细信息

为获得准确的双馈风力机(DFIG)控制参数以提高电力系统机电/电磁仿真分析和计算的准确性,将长短期记忆(LSTM)神经网络与改进粒子群(IPSO)算法相结合对DFIG的控制参数进行辨识。首先,利用RT-LAB平台通过硬件在环(HIL)实验获得真实DFIG控制器的响应数据集;其次,为避免无关特征干扰LSTM模型的预测结果,利用最大信息系数提取出DFIG中高相关性的观测量特征;在此基础上,为提高算法的寻优速度,利用LSTM初步寻优到DFIG控制参数的初始值与搜索范围;最后,通过IPSO算法精确辨识出DFIG的控制参数,提高了辨识算法的寻优效率和精度。HIL测试结果证实了LSTM-IPSO辨识方法在20%~80%低电压穿越工况下具有良好的适应性,并能有效提高DFIG控制参数的辨识精度。

关键词：风电机组长短时记忆网络粒子群算法参数辨识最大信息系数

LCC-MMC混合三端直流输电系统送端交流故障下的不间断运行协调控制策略

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 174-180页

作者：唐岚濮永现邢超耿樾王成磊束洪春卜祥帅昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局云南曲靖655000

为实现基于电网换相换流器与模块化多电平换流器(LCC-MMC)的混合三端直流输电系统送端交流故障下的直流低电压穿越,提出兼顾传输容量与响应速度的自适应电压协调控制策略及有功功率分配策略。在维持故障期间功率续传的前提下,定量分析... 详细信息

为实现基于电网换相换流器与模块化多电平换流器(LCC-MMC)的混合三端直流输电系统送端交流故障下的直流低电压穿越,提出兼顾传输容量与响应速度的自适应电压协调控制策略及有功功率分配策略。在维持故障期间功率续传的前提下,定量分析了模块化多电平换流器(MMC)的降压值以减少传输功率的绝对值损失量,并设计MMC根据本地直流电流偏差快速减投子模块总数的降压方式;考虑到半桥型MMC的调制比约束,设计正极MMC定量吸收无功功率与负极MMC动态调整交流电压参考值的换流站极间协同控制策略;同时,为抑制从站的过电流及避免送端严重交流故障时主站的潮流反转,提出各受端换流站有功功率自适应调整的控制方式。最后通过对输电系统送端交流电压跌落不同幅度时的故障穿越效果进行仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。

关键词： LCC-MMC 直流低电压穿越自适应电压协调控制自适应功率分配定量整定