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基于ARM架构柔性直流控制保护系统的低链路延时优化设计

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 218-224页

作者：黄如海董云龙张进仲浩邹铁锐齐慧文南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102 国家电网有限公司特高压事业部北京100031 国网经济技术研究院有限公司北京102209 国网山西省电力公司经济技术研究院山西太原030021

基于进阶精简指令集机器(ARM)架构多核处理器芯片设计了柔性直流控制保护系统新一代平台,提出适用于柔性直流输电的4层控制系统通用架构,给出新平台控制保护主机配置方案及功能配置原则。建立换流器高频阻抗简化模型,推导得到负阻尼频... 详细信息

基于进阶精简指令集机器(ARM)架构多核处理器芯片设计了柔性直流控制保护系统新一代平台,提出适用于柔性直流输电的4层控制系统通用架构,给出新平台控制保护主机配置方案及功能配置原则。建立换流器高频阻抗简化模型,推导得到负阻尼频率与控制链路延时的数学关系。分析柔性直流控制系统的链路延时构成,提出一种链路复用的在线延时测试方法;基于多核架构与高速接口,研究控制系统的低延时优化方案。最后,在基于实际工程参数的实时仿真系统中,对ARM架构新平台开展了功能和性能测试,并验证了低延时优化方案的有效性。

关键词：柔性直流输电继电保护控制保护 ARM架构控制链路延时高频阻抗负阻尼

基于可控自恢复消能装置的直流送端暂态过电压抑制方法

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 142-150页

作者：刘杉谭开东姜喆宋胜利杨鹏程申笑林黄永瑞先进输电技术国家重点实验室(国网智能电网研究院有限公司) 北京市102209 国家电网有限公司北京市100031 国网经济技术研究院有限公司北京市102209 许继集团有限公司河南省许昌市461000

常规特高压直流输电系统受端换相失败或直流闭锁时输送功率受限,将导致送端换流站的无功消纳盈余进而诱发送端系统过电压。提出基于可控自恢复消能装置的过电压抑制方法,能够防止常规特高压直流输电系统送端电压上升过大。首先,分析了... 详细信息

常规特高压直流输电系统受端换相失败或直流闭锁时输送功率受限,将导致送端换流站的无功消纳盈余进而诱发送端系统过电压。提出基于可控自恢复消能装置的过电压抑制方法,能够防止常规特高压直流输电系统送端电压上升过大。首先,分析了送端过电压产生机理;其次,介绍了可控自恢复消能装置的过电压抑制原理,并给出了装置参数整定方法;最后,结合PSCAD/EMTDC和试验平台验证了可控自恢复消能装置实现常规特高压直流输电系统暂态过电压抑制的有效性。

关键词：可控自恢复消能装置特高压直流换相失败过电压抑制

基于新型元启发式BP神经网络的500kV覆冰输电线路力学响应预测研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第1期32卷 100-122页

作者：苏仁斌熊卫红刘先珊张林于明智周庆曹明宇国家电网有限公司华中分部湖北武汉430072 重庆大学土木工程学院重庆400045 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401121 重庆大学计算机学院重庆400045 国网湖南超高压输电公司湖南衡阳421002

覆冰高压输电线路塔体高、跨度大,断线、倒塔、舞动等事故频发,现有的监测设备量少,不足以及时反映其力学响应特征,提高覆冰线路的事前预警准确性是运维关键.以某500kV典型覆冰塔线体系为研究对象,结合在线监测信息验证该模型的合理性,... 详细信息

覆冰高压输电线路塔体高、跨度大,断线、倒塔、舞动等事故频发,现有的监测设备量少,不足以及时反映其力学响应特征,提高覆冰线路的事前预警准确性是运维关键.以某500kV典型覆冰塔线体系为研究对象,结合在线监测信息验证该模型的合理性,基于三维有限元提出计算杆塔力学响应的代理模型,快速获得了不同覆冰工况的杆塔位移及应力值,形成力学响应数据库,并提出基于新型元启发式即浣熊优化算法(COA)BP神经网络的覆冰线路力学响应预测方法.对比了4种优化算法在23个测试函数中的进化能力、收敛速度及收敛精度,说明浣熊优化算法对复杂问题全局最优求解的高效性,并开展了不同训练样本数的正弦函数和余弦函数的仿真研究,阐明了COA进化神经网络计算更准确,且更快收敛于最优解.进一步,以覆冰输电线路力学响应的主控因子及塔顶位移为网络输入,以杆塔最大位移、最大拉应力及最大压应力为网络输出,基于风向角45°的监测数据集验证预测模型的学习泛化能力,并对比其他4种进化神经网络模型的预测值,再次阐明了该预测模型的优势.最后将该模型应用于风向角180°的塔线体系力学响应预测,其预测值均与实际覆冰工况的杆塔位移及应力值吻合,特别是不同覆冰工况的力学响应变化曲线再次验证了上述预测模型的可行性.可见,基于新型元启发式BP神经网络模型可实现覆冰高压塔线体系力学响应预测的实时性、高效性和准确性,为输电线路实时健康评估及事前预测预警提供了技术支持.

关键词：覆冰塔线体系新型元启发算法浣熊优化算法进化神经网络模型力学响应预测模型

基于LiDAR数据与光谱影像融合的单木提取方法

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农业机械学报 2024年第1期55卷 203-211,262页

作者：孟小前李俊磊胡伟田茂杰马春田王瑞瑞国网电力空间技术有限公司北京102209 北京林业大学林学院北京100083

针对现有的机载数据单木分割方法对林型的普适度不高,尤其在高郁闭度阔叶林地带提取精度偏低的问题,选用海南省海口市热带阔叶林地带的光谱影像和LiDAR数据,先采用基于距离阈值的单木分割方法,利用高分光谱影像分割得到的树冠边缘,对初... 详细信息

针对现有的机载数据单木分割方法对林型的普适度不高,尤其在高郁闭度阔叶林地带提取精度偏低的问题,选用海南省海口市热带阔叶林地带的光谱影像和LiDAR数据,先采用基于距离阈值的单木分割方法,利用高分光谱影像分割得到的树冠边缘,对初始探测树顶点进行位置约束。获得单木顶点的精确定位后,采用基于种子点的单木分割方法分割,完成了阔叶林的单木提取。结果显示,与已有的基于单木间相对间距单木分割方法相比,本研究通过选取最佳分割尺度结合光谱影像进行精确定位,改善了原有单一尺度分割方法导致的过分割现象,将单木识别精确率由0.67提升至0.92。该方法在使用遥感对森林单木进行分割工作中,可以更好地识别单木,对不同林型适用度较高,可以为后续的单木信息提取工作提供数据基础。

关键词：针阔叶混交林单木分割机载LiDAR 光谱影像数据融合

具备短路电流限制能力的新能源直流汇集双极直流变换器

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电网技术 2024年第1期48卷 162-170页

作者：索之闻王智冬蒋维勇王菲国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

直流汇集和外送为未来沙漠戈壁荒漠大规模新能源消纳提供了一种可行解决方案,直流变换器是新能源直流汇集系统的关键设备。谐振直流变换器具有在全负载范围内损耗较小,波形质量好等优点,在新能源纯直流汇集场景具有应用前景,然而因其呈... 详细信息

直流汇集和外送为未来沙漠戈壁荒漠大规模新能源消纳提供了一种可行解决方案,直流变换器是新能源直流汇集系统的关键设备。谐振直流变换器具有在全负载范围内损耗较小,波形质量好等优点,在新能源纯直流汇集场景具有应用前景,然而因其呈现低阻抗、短路故障电流上升速度快的特征,必须对短路电流进行限制。该文提出了一种具备短路限流能力的双极直流变换器,首先分析了拓扑运行原理及其参数设计方法,然后分析了所提直流变换器的故障限流机理,设计了其短路电流控制方法,最后通过Matlab/Simulink仿真和实验样机验证了所提电路和故障限流方法的可行性。结果表明,所提直流变换器能够实现直流短路电流限制,能够在一极故障时维持另一极正常运行,提高了供电可靠性。相关研究成果将为新能源直流汇集系统的构建和工程实施提供技术参考。

关键词：新型电力系统大规模新能源直流汇集系统谐振直流变换器直流短路电流限制

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

碳化硅MOSFET并联电流分配不均衡影响因素与抑制方法综述

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高电压技术 2024年第2期50卷 634-648页

作者：赵志斌乔建申孙鹏蔡雨萌赵斌魏宏新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 国网北京电科院北京100075 南瑞集团公司(国网电力科学研究院)有限公司南京211000 中电普瑞科技有限公司北京102200

碳化硅MOSFET凭借其高压、高温和高频等优异性能逐渐在工业中得到应用,然而碳化硅MOSFET并联电流分配不均衡问题限制了其性能发挥,并增加失效风险。为了充分发挥碳化硅MOSFET的性能优势,本文首先从芯片参数、功率回路参数和驱动回路参数... 详细信息

碳化硅MOSFET凭借其高压、高温和高频等优异性能逐渐在工业中得到应用,然而碳化硅MOSFET并联电流分配不均衡问题限制了其性能发挥,并增加失效风险。为了充分发挥碳化硅MOSFET的性能优势,本文首先从芯片参数、功率回路参数和驱动回路参数3个方面阐述并联电流分配不均衡影响因素,然后综述了近年来国内外抑制并联不均衡电流的研究成果,对电流不均衡抑制方法从电流均衡种类、扩展难度、集成难度和经济成本四个维度进行了综合比较分析。最后,根据现有研究不足与面临挑战,本文对碳化硅MOSFET并联电流分配不均衡抑制方法进行展望。

关键词：碳化硅MOSFET 并联电流分配不均衡影响因素抑制方法

纳米ZnO改性聚丙烯热力学性能的分子动力学模拟

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复合材料学报 2024年第1期41卷 485-494页

作者：李亚莎王佳敏夏宇郭玉杰晏欣悦陈俊璋三峡大学电气与新能源学院宜昌443002 国网冀北电力有限公司超高压分公司北京102488

聚丙烯(PP)作为环境友好型热塑性材料,在超特高压电缆线路的应用中具有巨大潜力。但其在实际应用中,热、力学性能难以协同提升,所处的潮湿环境加速了水树枝的引发,严重掣肘了PP的快速发展。为此,基于分子动力学模拟技术,搭建纯PP、半径... 详细信息

聚丙烯(PP)作为环境友好型热塑性材料,在超特高压电缆线路的应用中具有巨大潜力。但其在实际应用中,热、力学性能难以协同提升,所处的潮湿环境加速了水树枝的引发,严重掣肘了PP的快速发展。为此,基于分子动力学模拟技术,搭建纯PP、半径分别为0.4 nm和0.6 nm的球型纳米粒子ZnO/PP复合模型及含水分子的模型,利用热、力学性能等参数指标的变化情况,从分子层面研究球型纳米ZnO对PP性能的影响。结果表明:纳米ZnO能够在提高PP热稳定性的同时,改善其力学性能,且不同半径的ZnO颗粒提升效果有所不同。其中,半径为0.6 nm的纳米ZnO使PP的玻璃化转变温度提高56 K,能够明显降低其杨氏模量和剪切模量,对PP分子链运动和水分子运动具有较好的抑制作用。水分子使均方位移有明显的提高,玻璃化转变温度和力学参数均下降,扩散能力随着温度的升高不断增强;由于纳米ZnO与水分子之间的氢键作用,该复合体系中水分子运动受限,从而保持良好的热稳定性。研究结果对抑制PP水树枝生长、老化及开发实用型和环境友好型电缆料提供了微观层面的参考。

关键词：分子动力学模拟聚丙烯纳米ZnO 玻璃化转变温度力学性能

大规模新能源接入弱同步支撑柔直系统的送端自适应VSG控制策略

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中国电力 2024年第5期57卷 211-221页

作者：朱子民张锦芳常清周专张晓林国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830001 中电普瑞电力工程有限公司北京102200 国网新疆乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830011 国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐830000

新能源汇集经柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)技术送出是促进新能源消纳的有效方式。但新能源渗透率的持续增加导致电网强度不断下降,采用传统跟网型(grid-following,GFL)换流技术... 详细信息

新能源汇集经柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)技术送出是促进新能源消纳的有效方式。但新能源渗透率的持续增加导致电网强度不断下降,采用传统跟网型(grid-following,GFL)换流技术已无法满足系统稳定运行需求。为提高系统弱电网适应性,满足大规模新能源接入弱同步支撑柔直系统应用场景需求,提出在柔直系统送端换流站采用VSG控制策略。首先,建立整流侧控制小信号数学模型,利用根轨迹法深入研究虚拟阻抗对系统稳定性的影响。其次,提出利用交流电压变化率及电压差值等电气量构建虚拟电抗自适应调整项的改进VSG控制算法,在保证系统等效阻抗呈感性的同时,可提高送端交流系统的等效短路比,达到改善系统整体性能的效果。最后,通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证所提控制策略的有效性。

关键词：新能源发电弱交流电网柔性直流系统虚拟同步发电机自适应算法