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基于改进SABO-BP算法的电网谐波预测

广东电力 2024年第2期37卷 56-65页

作者：吕鸿王玲朱远哲杜婉琳刘宁杨冬海岑宝仪广东电网有限责任公司电力科学研究院广东广州510080 广东省电力装备可靠性企业重点实验室广东广州510080 深圳市中电电力技术股份有限公司广东深圳518040

针对日趋严重的电网谐波污染亟需大量谐波数据支撑分析和治理及电网谐波监测能力不足的问题,提出一种改进减法平均优化(subtraction average based optimizer, SABO)算法优化反向传播(back-propagation, BP)神经网络实现谐波预测,以缓... 详细信息

针对日趋严重的电网谐波污染亟需大量谐波数据支撑分析和治理及电网谐波监测能力不足的问题,提出一种改进减法平均优化(subtraction average based optimizer, SABO)算法优化反向传播(back-propagation, BP)神经网络实现谐波预测,以缓解当前谐波数据匮乏的问题。为了克服现有SABO算法易于陷入局部最优解,初始化时使用Logistic混沌映射替代随机数,同时迭代搜索中利用黄金正弦优化算法辅助SABO跳出局部最优,从而提高BP神经网络预测准确率。最后,以某省实际运行数据验证所提改进SABAO-BP模型在谐波电压畸变率及单次谐波电压含有率预测中均具有较高准确性。

关键词：电能质量谐波预测改进BP神经网络减法平均优化算法

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复合绝缘子酥朽断裂事故的分布规律研究

高压电器 2024年第2期60卷 133-142页

作者：卢明高超李子岳吴焱松梅红伟王黎明河南省电力线路舞动防治技术重点实验室国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055

论文在调研了2010—2020年国网范围内发生的复合绝缘子酥朽断裂事故的基础上,总结了复合绝缘子酥朽断裂事故在中国的地域分布特征,研究了自然环境因素以及运行条件与酥朽断裂事故的关联关系。复合绝缘子酥朽断裂事故集中分布在中国东部... 详细信息

论文在调研了2010—2020年国网范围内发生的复合绝缘子酥朽断裂事故的基础上,总结了复合绝缘子酥朽断裂事故在中国的地域分布特征,研究了自然环境因素以及运行条件与酥朽断裂事故的关联关系。复合绝缘子酥朽断裂事故集中分布在中国东部沿海及南方地区。根据统计,90%左右的事故绝缘子都位于年降水量在500 mm以上的地区,事故发生前处于相对湿度60%以上的环境中。酥断事故在任何环境温度下均有发生的可能,但仍集中分布在20℃以上的环境温度下。除了环境温度、湿度,酥朽断裂事故的分布与地形、海拔、风力等其他自然因素并无明显的相关性。与酥朽断裂相关性较大的运行条件是电压等级和串型。通过电场计算,高压侧局部场强过大是造成酥朽断裂事故集中分布在500 kV电压等级线路绝缘子的重要原因,但不是V串500 kV复合绝缘子酥朽断裂事故多发的原因。

关键词：复合绝缘子酥朽断裂自然环境运行状况电场计算

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基于光伏充电的低压混合式断路器设计及仿真

南方电网技术 2024年第4期18卷 10-18,40页

作者：孔令哲何柏娜李辉刘雨佳边晨曦娄辉戴雪婷刘洋山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000 中国电力科学研究院有限公司武汉430000

直流断路器是实现直流系统电流故障清除和隔离的关键设备。基于人工过零点的直流断路器熄弧时刻具有不确定性,且换流电容需要更换辅助电源,降低断路器可靠性,增加维护成本。为此,在传统直流断路器基础上,提出了一种基于光伏充电的混合... 详细信息

直流断路器是实现直流系统电流故障清除和隔离的关键设备。基于人工过零点的直流断路器熄弧时刻具有不确定性,且换流电容需要更换辅助电源,降低断路器可靠性,增加维护成本。为此,在传统直流断路器基础上,提出了一种基于光伏充电的混合式直流断路器拓扑结构设计方案。该方案在断路器过零点未熄弧时闭锁IGBT开关,加速电弧熄灭,并设计光伏储能供电系统为换流电容预充电能,以保障断路器持续运行。同时对所提断路器的拓扑结构、开断时序、拓扑参数进行了设计,基于MATLAB/Simulink实验平台建立了150 V混合式直流断路器模型,讨论IGBT开关器件闭锁时刻及电阻电容二极管(resistance-capacitance diode,RCD)缓冲电路对断路器开断的影响。在此基础上,通过仿真实验分析了正常和短路工况下断路器开断过程,验证了所提方案的可行性。

关键词：混合式直流断路器人工过零点拓扑结构 IGBT开关 RCD缓冲电路光伏供电系统

基于轻量级密集残差网络的输电线路绝缘子红外图像的超分辨率重建

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高压电器 2024年

作者：吴田杨威陶雄俊王申华黎鹏普子恒方春华三峡大学电气与新能源学院三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局国网浙江省电力有限公司武义县供电公司

红外成像是检测输电线路绝缘子发热缺陷的一种有效方法，受采集设备和拍摄距离的影响，其分辨率较低，图像中绝缘子目标小，大量数据难以处理。针对红外图像分辨率低的问题，文章提出了一种基于轻量级密集残差网络（lightweight residua... 详细信息

红外成像是检测输电线路绝缘子发热缺陷的一种有效方法，受采集设备和拍摄距离的影响，其分辨率较低，图像中绝缘子目标小，大量数据难以处理。针对红外图像分辨率低的问题，文章提出了一种基于轻量级密集残差网络（lightweight residual in residual dense block，LRRDB）的图像超分辨率重建算法（I-SRGAN），设计一种轻量级的密集残差网络，加深网络的深度以提取到更深层次的特征信息，通过深度可分离卷积减少网络参数量；为了克服网络深度过深存在的过拟合和“梯度爆炸”等问题，采用Wasserstein梯度惩罚保证网络训练的稳定性；并结合自注意力机制（self-attention，SA）自适应调节特征信息的权重，提升网络对重要特征的关注。通过对±800 kV输电线路绝缘子红外图像进行超分辨率重建试验，结果表明：I-SRGAN在峰值信噪比（peak signal-to-noise ratio，PSNR）上比SRGAN（super resolution using a generative adversarial network）平均值高3.57%；在结构相似度（structural similarity index measure，SSIM）上比双三次插值(BiCubic）方法提高3.90%，比SRCNN（super-resolution convolutional neural network）提高2.68%，比SRGAN提高1.41%，轻量级的加入也使重建时间大大减少，可为输电线路绝缘子红外图像的超分辨率重建提供参考。

关键词：绝缘子超分辨率重建轻量级密集残差块注意力机制

基于HPO优化ECA-CNN-BiLSTM的变压器运行状态分类与识别方法

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南京信息工程大学学报 2024年

作者：邹德旭毛雅婷权浩周涛彭庆军洪志湖代维菊王山重庆大学电气工程学院中国南方电网云南电网有限责任公司电力科学研究院南京理工大学自动化学院

变压器运行状态分类与准确识别对于变压器稳定运行和电力系统安全供电至关重要，此类研究目前还存在对变压器负荷数据的关注使用较少、机理模型复杂度高以及油温等数据和过负荷状态并不明确对应等问题。因此，本文提出一种改进的混合模... 详细信息

变压器运行状态分类与准确识别对于变压器稳定运行和电力系统安全供电至关重要，此类研究目前还存在对变压器负荷数据的关注使用较少、机理模型复杂度高以及油温等数据和过负荷状态并不明确对应等问题。因此，本文提出一种改进的混合模型，结合了猎人猎物优化(Hunter-Prey Optimization，HPO)算法和高效通道注意力(Efficient Channel Attention，ECA)模块，应用于卷积神经网络(Convolutional Neural Network，CNN)和双向长短期记忆(Bidirectional Long Short-Term Memory，BiLSTM)神经网络，用于变压器运行状态分类和过负荷故障识别。选取某主变包含9种变压器负荷相关特征的数据作为样本，通过K-Means++聚类和变压器正常周期性负荷分析选定负荷状态类别，基于HPO优化混合模型参数，提高模型的性能和泛化能力。通过对变压器负荷数据进行预处理和特征提取，使用优化后的模型进行负荷阶段的准确识别。实验结果表明，所提出方法的识别准确率可达99.24%，在变压器运行状态的分类和识别上取得了良好的效果。

关键词：电力变压器状态分类识别高效通道注意力卷积神经网络双向长短期记忆

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废弃矿地下空间储能方案及性能

西安交通大学学报 2024年

作者：卜宪标王一鸣刘石杨毅陈洪年李华山舒杰王令宝中国科学技术大学能源科学与技术学院中国科学院广州能源研究所南方电网电力科技股份有限公司广东新型储能国家研究院有限公司山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队)

为高效利用废弃煤矿地下空间，提出了废弃地下巷道储存热能和电能的方案。基于气水互驱原理并巧妙利用沉降区人工湖，提出了定压压缩空气储能的新思路以高效利用地下空间并提高储能性能，构建了废弃地下巷道储热、抽水蓄能、定容和定压... 详细信息

为高效利用废弃煤矿地下空间，提出了废弃地下巷道储存热能和电能的方案。基于气水互驱原理并巧妙利用沉降区人工湖，提出了定压压缩空气储能的新思路以高效利用地下空间并提高储能性能，构建了废弃地下巷道储热、抽水蓄能、定容和定压压缩空气储能的数学模型并进行了数值求解，分析了储热和储电性能，对比了储能密度和能量回收效率，同时探索了定压压缩空气储能的高值化利用方式。结果表明（1）地下巷道储热可解决太阳能光热的不稳定性和跨季节储存难题，热回收效率大于98%，储能密度653.42 kJ/m3/day，折算电能为0.18 kW.h/m3/day。（2）地下巷道抽水蓄能、定容和定压压缩空气储能的能量回收效率和储能密度分别为70.56%，57.76%，67.64%和1.14，2.25，5.56 kW.h/m3/day。因残余气少，储释能过程总压比和膨胀比不变，定压压缩空气储能性能优异；（3）通过地上发电地下储能，可将废弃矿场打造为集发电储电和冷热淡冰联产于一体的新能源供应中心。研究成果可为废弃矿地下空间储能工程提供决策依据，为可再生能源配储提供有力支撑。

关键词：废弃矿储能废弃矿地下空间废弃矿储热压缩空气储能定压压缩空气储能

计及SOP参数优化的柔性配电网风险评估方法

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贵州大学学报（自然科学版） 2024年第2期41卷 42-52页

作者：刘国涛邹晓松袁旭峰祝健杨曾宝宝潘俊贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州贵阳550002 贵州电网有限责任公司铜仁供电局贵州铜仁554300

为分析智能软开关(soft open point,SOP)连续调节能力对柔性配电网(flexible distribution network,FDN)风险的影响。首先,实现基于三点估计的FDN风险评估方法;采用三点估计法结合交直流交替迭代法和Gram-Charlier级数展开法进行FDN概... 详细信息

为分析智能软开关(soft open point,SOP)连续调节能力对柔性配电网(flexible distribution network,FDN)风险的影响。首先,实现基于三点估计的FDN风险评估方法;采用三点估计法结合交直流交替迭代法和Gram-Charlier级数展开法进行FDN概率潮流计算,获得节点电压与支路有功功率的概率密度函数,使用越限偏移量结合风险偏好型效用函数构建严重度函数,根据风险评估理论建立并计算风险评估指标。其次,在此基础上,提出一种计及SOP参数优化的FDN风险评估方法;以系统总风险最低为目标,建立计及SOP参数优化的FDN风险评估模型,采用粒子群优化算法结合基于三点估计的FDN风险评估方法对其进行求解,用得到的结果去配置SOP,并对此FDN进行风险评估。以3个IEEE 33节点网络通过三端口SOP互联形成的FDN为例,验证了所提风险评估方法的有效性,分析了SOP连续调节能力以及不同接入位置对FDN风险的影响。

关键词：柔性配电网风险评估三端口SOP 三点估计法粒子群优化算法

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基于心率监测的高温户外电力基建作业工人热安全评估

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职业与健康 2024年第5期40卷 581-586页

作者：沈雅利杨帆李华亮毛焱王琪如杜晨秋广东电网有限责任公司中山供电局广东中山528400 广东电网有限责任公司电力科学研究院广东广州510080 重庆大学土木工程学院重庆400045

目的准确评估高温作业工人个体热应激风险。方法以广州220 kV电力综自改造户外基建现场为例,于2019年7-8月开展热环境和工人生理参数监测调研,分析高温暴露与工人工作时长、心率等变化关系。结果调研期间平均湿球黑球温度(wet bulb glob... 详细信息

目的准确评估高温作业工人个体热应激风险。方法以广州220 kV电力综自改造户外基建现场为例,于2019年7-8月开展热环境和工人生理参数监测调研,分析高温暴露与工人工作时长、心率等变化关系。结果调研期间平均湿球黑球温度(wet bulb globe temperature,WBGT)指数值在28.4~40.2℃,工人工作时长随WBGT增加显著降低。基于心率得到了工人6种作业类型的平均代谢率,破碎作业代谢率最高[(300±62)W],不同作业类型工人代谢率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。以标准推荐的WBGT与代谢率的安全限值为参考,多数作业工人代谢率处于Ⅱ级轻度和Ⅲ级中等范围,且平均代谢率均处于推荐限值之上,表明高温环境中多数工人户外作业劳动代谢率超出了限值。结论基于心率监测的实时评估户外高温作业人群热安全方法可为我国高温保护和风险人群识别提供参考。

关键词：高温暴露作业工人实时心率劳动代谢率热安全评估

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飞轮-电化学联合储能调频系统研究

机电信息 2024年第17期 23-25,29页

作者：樊宇航楚攀赵林李洁瑜南方电网能源发展研究院有限责任公司广东广州510530 中国石油深圳新能源研究院有限公司广东深圳518000 冀北思极科技服务(北京)有限公司北京100038 广东电网有限责任公司茂名高州供电局广东茂名525200

我国可再生能源电力装机容量逐年增大,消纳压力持续增加,显著增加了电网的调频需求。目前华北地区的电源结构以大型燃煤火电机组为主,调频电源几乎全部由火电机组承担。新型储能系统调频效能高于传统火电机组,将不同技术路线的新型储能... 详细信息

我国可再生能源电力装机容量逐年增大,消纳压力持续增加,显著增加了电网的调频需求。目前华北地区的电源结构以大型燃煤火电机组为主,调频电源几乎全部由火电机组承担。新型储能系统调频效能高于传统火电机组,将不同技术路线的新型储能引入传统火电机组,可以有效提升调频电源的质量,提高电网运行可靠性。鉴于此,以华北某火电厂为案例,研究燃煤机组与飞轮-电化学联合储能调频系统方案,证明了火力发电厂应用联合储能调频系统具备一定的经济效益。

关键词：火力发电调频飞轮储能电化学储能