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集成结温在线监测功能的IGBT智能驱动器

半导体技术 2024年第2期49卷 183-188页

作者：肖凯许琳浩王振严喜林王奇彭茂兰邹延生中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院广州510000

结温是表征功率器件寿命的重要参数,对功率器件结温进行监测具有重要意义。基于热敏电参数法,选取对温度敏感的电参量饱和导通压降V_(CE(sat))作为研究对象,在IGBT驱动器中集成高精度结温参数测量电路,使系统可在线监测功率器件结温。... 详细信息

结温是表征功率器件寿命的重要参数,对功率器件结温进行监测具有重要意义。基于热敏电参数法,选取对温度敏感的电参量饱和导通压降V_(CE(sat))作为研究对象,在IGBT驱动器中集成高精度结温参数测量电路,使系统可在线监测功率器件结温。同时为了得到更加精准的热-电参量对应关系,通过分段拟合的方式对IGBT模块在工作状态下结温与V_(CE(sat))的关系进行数学建模。在此基础上,还设计了相应的退饱和检测电路和分级驱动电路。经过实验验证,最终解决了传统结温测量方式工程应用性差的问题,提高了参数采集精度,将热敏电参数的结温预测误差控制在±5℃以内。

关键词： IGBT 热敏电参数驱动器结温在线监测电压测量电路

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数字孪生技术在特高压直流系统中的应用实践

南方电网技术 2024年

作者：吕金壮廖毅石延辉李昭扬章芳情中国南方电网有限责任公司超高压输电公司中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局武汉大学动力与机械学院

针对现有数字孪生在特高压直流系统中的应用，分析了数字孪生技术在解决特高压直流系统规模、数据、应用等方面存在的挑战与问题。并在基础管理、设备管理、安全管理和业务运营等方面，系统地展示数字孪生技术的应用场景与功能特点，根... 详细信息

针对现有数字孪生在特高压直流系统中的应用，分析了数字孪生技术在解决特高压直流系统规模、数据、应用等方面存在的挑战与问题。并在基础管理、设备管理、安全管理和业务运营等方面，系统地展示数字孪生技术的应用场景与功能特点，根据业务需求，构建了数字孪生场景，以及数字孪生技术为关键节点的数字电网创新应用技术体系。以电网数字孪生转型为基础，从数据感知、模型构建、模型应用角度探索其应用场景，提高系统在虚拟世界中的感知预测能力，同时支撑变电站智能化应用，支撑新型电力系统的数字化服务需求，为电力行业的数字化转型提供具体有效的路径与参考，提升了电网互动性、安全性，逐步实现电网业务的自动化、智能化、无人化。

关键词：数字孪生技术特高压直流系统智能化管理与运维

模拟树冠火条件下导线-板空气间隙直流击穿特性

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南方电网技术 2024年

作者：李文荣杨跃光毕吉禹黄道春王华清罗瑞杰中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院武汉大学电气与自动化学院

为研究树冠火条件下的导线-板电极空气间隙直流击穿特性，搭建松树木垛火与树冠火条件下5m导线-板电极空气间隙击穿放电试验平台，研究两种火焰形态不同燃烧阶段的燃烧特性与间隙直流击穿特性，分析火焰高度与间隙击穿电压的关系，并通... 详细信息

为研究树冠火条件下的导线-板电极空气间隙直流击穿特性，搭建松树木垛火与树冠火条件下5m导线-板电极空气间隙击穿放电试验平台，研究两种火焰形态不同燃烧阶段的燃烧特性与间隙直流击穿特性，分析火焰高度与间隙击穿电压的关系，并通过回归分析给出拟合表达式。研究结果表明：不同燃烧阶段，树冠火对导线-板电极空气间隙绝缘强度影响程度不同；最大火势阶段，松木木垛火平均击穿电压梯度为104.5 kV/m，松木树冠火平均击穿电压梯度为84.7 kV/m，分别为同海拔下空气间隙平均击穿电压梯度的38.9%与31.6%；松木木垛火与树冠火的间隙平均击穿电压梯度与火焰高度有良好的线性关系，对比松木木垛火与树冠火间隙直流击穿电压值，火焰区的温度与高度导致的火焰特性差异对间隙绝缘强度的影响弱于烟雾区中烟雾颗粒特性差异对间隙绝缘强度的影响。研究结果可为输电线路山火短路击穿风险评估提供指导。

关键词：输电线路树冠火燃烧特性击穿特性击穿电压平均击穿电压梯度

基于差动电流与分布电容电流比值的直流线路纵联保护方案

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 162-170页

作者：褚倍钰李海锋彭光强梁远升王钢华南理工大学电力学院广东省广州市510641 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院广东省广州市510663

分布电容电流会对直流线路纵联保护性能造成影响。文中以三端混合高压直流输电线路为对象,讨论分析了差动电流与分布电容电流比值的故障特征。由于差动电流和分布电容电流都会随着过渡电阻的增大而减小,采用差动电流与分布电容电流的比... 详细信息

分布电容电流会对直流线路纵联保护性能造成影响。文中以三端混合高压直流输电线路为对象,讨论分析了差动电流与分布电容电流比值的故障特征。由于差动电流和分布电容电流都会随着过渡电阻的增大而减小,采用差动电流与分布电容电流的比值作为判据,可以削弱过渡电阻对判据的影响,提高保护的灵敏性。基于此,提出了一种基于差动电流与分布电容电流比值的纵联保护方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真验证表明,所提保护判据整定简单且天然具有故障选极功能,能可靠识别区内外故障,耐过渡电阻能力强且具有较高的灵敏性和可靠性。

关键词：直流输电纵联保护电流差动保护分布电容电流

AFOCT系统中敏感光纤器件的老化对系统测量准确性的影响

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传感技术学报 2024年第2期37卷 209-215页

作者：陈明锟陈辉杨肖彭光强王越杨孙豪陆云清王瑾南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210023 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心广东广州510700 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局云南昆明650021

研究了全光纤电流互感器(AFOCT)系统中敏感光纤器件老化对系统测量准确性的影响。首先,基于法拉第磁光效应,采用琼斯矩阵建立AFOCT系统的传输模型;结合存在双折射的传感光纤的琼斯矩阵,给出系统的注入电流测量值的表达式。进一步,搭建... 详细信息

研究了全光纤电流互感器(AFOCT)系统中敏感光纤器件老化对系统测量准确性的影响。首先,基于法拉第磁光效应,采用琼斯矩阵建立AFOCT系统的传输模型;结合存在双折射的传感光纤的琼斯矩阵,给出系统的注入电流测量值的表达式。进一步,搭建了光学测试系统,实验表征传感光纤的双折射率;基于测试结果,对传感光纤的琼斯矩阵以及系统传输模型进行校准,以降低AFOCT系统注入电流的测量误差。最后,对传感光纤开展了相当于实际运行3个月的加速老化试验,并测试获得老化后传感光纤的双折射率。采用校准后的AFOCT系统传输模型,分析了老化后双折射率的变化对系统注入电流测量值的影响。实验结果表明,在传感光纤老化3个月之后,系统就已经产生了0.2955%的相对误差。

关键词：全光纤电流互感器琼斯矩阵双折射敏感光纤老化校准

智能反射面辅助的大规模MIMO系统中叠加导频优化设计

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北京邮电大学学报 2024年第1期47卷 45-50,99页

作者：宋玉杨建新金思年鞠默然中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局广州510663 大连海事大学信息科学技术学院大连116026

相较于时分复用导频,叠加导频因具有频带利用率高和传输速率快的优点而受到广泛关注。基于此,研究了叠加导频模式下智能反射面辅助的大规模多输入多输出(MIMO)系统,推导了基站使用最小二乘信道估计和最大比合并检测时系统可达和速率的... 详细信息

相较于时分复用导频,叠加导频因具有频带利用率高和传输速率快的优点而受到广泛关注。基于此,研究了叠加导频模式下智能反射面辅助的大规模多输入多输出(MIMO)系统,推导了基站使用最小二乘信道估计和最大比合并检测时系统可达和速率的闭合表达式。另外,为了改善叠加导频模式的导频信号与数据信号的相互干扰问题,提出了一种基于几何规划和遗传算法的迭代优化算法。该算法能够通过协同控制导频信号的功率控制系数、数据信号的功率控制系数和智能反射面相位,实现系统可达和速率的最大化。仿真结果验证了速率闭合表达式的准确性,同时表明了所提算法能够有效地提高系统速率性能。

关键词：智能反射面大规模多输入多输出叠加导频几何规划

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

昆柳龙特高压混合多端直流阀控触发异常分析及优化措施

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南方电网技术 2024年第3期18卷 104-110,128页

作者：谢惠藩彭光强姚传涛宋阳徐光虎黄伟煌林雪华陈秋鹏王杨正中国南方电网电力调度控制中心广州510663 南方电网超高压输电公司电力科研院广州510623 南方电网超高压输电公司天生桥局贵州兴义550081 南方电网超高压输电公司柳州局广西柳州545006 南方电网科学研究院广州510663 南方电网超高压输电公司贵阳局贵阳550000 南瑞继保公司南京211102

昆柳龙特高压混合多端直流工程是世界首个特高压混合多端直流工程,较传统两端直流运行方式更加灵活,但也增加了控制保护策略的复杂性。自投运以来多次发生运行异常,其“首台套”控制保护系统和设备的可靠性有待进一步提升。详细分析了... 详细信息

昆柳龙特高压混合多端直流工程是世界首个特高压混合多端直流工程,较传统两端直流运行方式更加灵活,但也增加了控制保护策略的复杂性。自投运以来多次发生运行异常,其“首台套”控制保护系统和设备的可靠性有待进一步提升。详细分析了昆柳龙直流“6·9”阀控触发异常事件,全面梳理控制保护功能配置和直流响应情况,提出了增加阀组触发异常检测保护功能并实施应用,该策略能准确迅速检测出阀控脉冲丢失或脉冲延时故障,完善了直流控制保护系统对阀组触发异常工况的风险识别和抵御能力,有效提升昆柳龙特高压多端混合直流工程运行的可靠性和稳定性,研究成果可为后续特高压混合多端直流工程控制保护系统的功能设计提供借鉴和指导。

关键词：昆柳龙特高压直流混合多端直流阀控系统触发异常

基于改进MFCC-OCSVM和贝叶斯优化BiGRU的GIS异常工况声纹识别算法

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南方电网技术 2024年

作者：庄小亮李乾坤刘紫罡张禄亮季天瑶张长虹南方电网超高压输电公司华南理工大学电力学院南方电网超高压输电公司电力科研院

为了准确识别气体绝缘开关柜（gas insulated switchgear, GIS)设备的异常工况，提出了一种基于加权MFCC-OCSVM和贝叶斯优化的BiGRU的声纹识别算法。首先，利用基于F统计量的MFCC对声纹数据进行加权特征提取，突出重要特征并减弱噪声的... 详细信息

为了准确识别气体绝缘开关柜（gas insulated switchgear, GIS)设备的异常工况，提出了一种基于加权MFCC-OCSVM和贝叶斯优化的BiGRU的声纹识别算法。首先，利用基于F统计量的MFCC对声纹数据进行加权特征提取，突出重要特征并减弱噪声的影响，然后利用OCSVM对加权后的特征进行异常检测和去除异常值，提高数据质量。为解决样本不平衡问题，采用SMOTE技术进行声纹样本的均衡。最后，应用基于贝叶斯优化的BiGRU模型进行声纹识别。以某GIS设备为例，采集了20类不同工况下操纵机构的声音样本，与多种经典分类模型进行对比。结果显示，本算法取得了最高的平均识别准确率，达到了92.8%，相比于自适应增强、朴素贝叶斯和线性判别分析算法分别提升了30.1%、14.7%和11.5%。此外，一系列的消融实验进一步评估和验证了本算法各个流程对声纹识别的实际效果和性能影响。这一研究结果可为GIS设备异常工况的声纹识别提供高效的技术路线。

关键词： GIS设备梅尔频谱倒谱系数单类支持向量机双向门控循环单元声纹识别贝叶斯优化