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基于SC-XGBoost的电站燃煤低位发热量软测量方法

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煤炭科学技术 2024年第S1期52卷 332-340页

作者：乔世超王轶男吕佳阳陈衡刘涛徐钢翟融融华北电力大学北京102206 北京国电通网络技术有限公司北京100086

随着国家大力推进能源供给侧结构性改革,新能源装机容量不断提升,电力市场竞争愈加激烈。另一方面,全球煤炭市场的复杂多变,导致以煤炭为能量来源的发电企业成本上涨。燃煤发热量是衡量煤质的重要评价标准之一,也是采购煤炭最重要的依据... 详细信息

随着国家大力推进能源供给侧结构性改革,新能源装机容量不断提升,电力市场竞争愈加激烈。另一方面,全球煤炭市场的复杂多变,导致以煤炭为能量来源的发电企业成本上涨。燃煤发热量是衡量煤质的重要评价标准之一,也是采购煤炭最重要的依据,对燃煤发热量进行准确预测能够有效地控制电厂运行采购成本。为了实现燃煤发热量的高效预测,采用Pearson系数对相关变量进行特征选取,采用基于密度的噪点空间聚类(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)算法对某电厂自备煤厂近2年1733条化验数据进行去噪,对去噪后数据进行谱聚类(Spectral Clustering,SC)分析。将分类后的子样本集采用极致梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)算法分别建立预测模型,并与最小二乘法回归(Ordinary Least Squares,OLS)、支持向量机(Support Vector Machines,SVM)模型进行性能比较。结果表明,基于XGBoost的电站燃煤发热量预测模型相较于其他算法准确性有明显提升,泛化能力更强。对经过SC算法分类后的燃煤分别建立预测模型能够进一步提高模型的精细化水平,为燃煤电站发热量预测提供一种可靠高效的方法。

关键词：低位发热量机器学习谱聚类极致梯度提升(XGBoost) 软测量

基于元度量学习的小样本输电线路图像部件缺陷分类方法

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高电压技术 2024年第9期50卷 4131-4141页

作者：董超张珂谢志远石超君王宁赵振兵华北电力大学电子与通信工程系保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室保定071003 河北省互感器技术创新中心保定071003 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州510000

对巡检图像缺陷准确分类是输电线路自动巡检领域中的关键技术之一。针对因缺陷类别图片数量少而导致传统深度学习方法容易出现过拟合与精度低的问题,提出了一种基于元度量学习的小样本输电线路图像部件缺陷分类方法。首先,搭建了基于小... 详细信息

对巡检图像缺陷准确分类是输电线路自动巡检领域中的关键技术之一。针对因缺陷类别图片数量少而导致传统深度学习方法容易出现过拟合与精度低的问题,提出了一种基于元度量学习的小样本输电线路图像部件缺陷分类方法。首先,搭建了基于小样本学习的图像分类网络,采用基于深度残差结构的卷积层来增强网络特征表达能力。然后,在度量模块中引入基于皮尔森相似度的k-近邻算法与局部特征描述符重加权机制,以提高网络分类能力。最后,为验证所提方法的有效性,利用巡检图像构成的数据集对本文方法和其他基于元度量学习的小样本分类方法进行实验对比分析。结果表明:该文提出的方法在分类性能上有明显优势。同时,本文算法的平均准确率在每类缺陷的测试样本仅有15张图片的情况下达到80.24%。

关键词：小样本分类元度量学习皮尔森相似度局部描述符重加权输电线路图像

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融合编码及对抗攻击的元路径聚合图神经网络

系统工程理论与实践 2024年第5期44卷 1549-1560页

作者：陈学刚姜征和李佳玉华北电力大学数理学院北京102206 智者四海(北京)技术有限公司北京100083 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

异质信息网络(HIN)由于包含不同类型的节点和边,在实际问题中具有广泛的应用前景.HIN的表示学习模型旨在寻找一种有效的建模方法,将HIN中的节点表示为低维向量,并尽可能地保留网络中的异质信息.然而,现有的表示学习模型仍存在着对异质... 详细信息

异质信息网络(HIN)由于包含不同类型的节点和边,在实际问题中具有广泛的应用前景.HIN的表示学习模型旨在寻找一种有效的建模方法,将HIN中的节点表示为低维向量,并尽可能地保留网络中的异质信息.然而,现有的表示学习模型仍存在着对异质信息利用不充分的情况.为解决这一问题,本文提出了一种融合编码和对抗攻击的元路径聚合图神经网络模型(FAMAGNN),该模型由三个模块构成,分别是节点内容转换、元路径内聚合和元路径间聚合.该模型旨在解决现有HIN表示学习方法提取特征不充分的问题.同时,FAMAGNN引入了融合的元路径实例编码器,以提取HIN中丰富的结构和语义信息.此外,模型还引入了对抗训练,在模型训练过程中进行对抗攻击,以提高模型的鲁棒性.FAMAGNN在节点分类和节点聚类等下游任务中的优异表现证明了其有效性.

关键词：异质信息网络网络表示学习元路径对抗训练

跨国跨州/跨省跨区输电定价机制及对中国专项工程定价的启示

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电力系统自动化 2024年第4期48卷 86-100页

作者：朱一兵丛野张粒子胡娱欧张晶崔福博华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 华北电力大学现代电力研究院北京市102206 国家电网有限公司华北分部北京市100053

中国资源禀赋和能源需求呈逆向分布,促进新能源资源在更大范围的优化配置是中国新型电力系统建设的内在要求。跨省跨区输电价格作为跨省跨区电力交易价格的重要组成部分,其定价机制的合理性不仅会影响输电工程投资成本的合理回收,还会... 详细信息

中国资源禀赋和能源需求呈逆向分布,促进新能源资源在更大范围的优化配置是中国新型电力系统建设的内在要求。跨省跨区输电价格作为跨省跨区电力交易价格的重要组成部分,其定价机制的合理性不仅会影响输电工程投资成本的合理回收,还会影响电力市场竞争效率乃至资源在更大范围内优化配置。为此,在梳理中国及欧洲、美国典型电力市场跨省跨区和跨国跨州输电工程现状的基础上,对国际典型电力市场跨国跨州和跨市场输电定价机制的历史沿革和发展情况进行梳理,探究影响跨国跨州和跨市场输电定价的关键因素,并结合中国跨省跨区专项工程输电定价机制的发展沿革,分析了中国现行的跨省跨区专项工程输电定价机制在新型电力系统和全国统一电力市场体系建设的背景下将面临的问题,提出对中国跨省跨区专项工程输电定价的启示与未来发展方向。

关键词：跨省跨区专项工程新型电力系统输电价格定价机制电力市场

交流电压下油纸绝缘放电发展过程中电-磁-声特征参量的变化规律

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高电压技术 2024年第8期50卷 3805-3813页

作者：江长明黄猛郝震李雨刘健马鑫晟国家电网有限公司华北分部北京100053 华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室北京102206 华北电力科学研究院有限责任公司北京100045

沿面放电是变压器油纸绝缘结构最严重的放电故障类型之一。为了准确获取交流电压下油纸绝缘沿面放电发展过程中特征参量的变化规律,搭建了沿面放电发展过程模拟试验平台并建立了1套能够满足对放电发展过程中电、磁、声这3种物理量同步... 详细信息

沿面放电是变压器油纸绝缘结构最严重的放电故障类型之一。为了准确获取交流电压下油纸绝缘沿面放电发展过程中特征参量的变化规律,搭建了沿面放电发展过程模拟试验平台并建立了1套能够满足对放电发展过程中电、磁、声这3种物理量同步在线监测需求的测量系统。在此基础上,提取沿面放电发展过程中多物理参量的典型特征,通过对特征参量全过程幅值变化规律的分析对放电过程进行阶段划分,并给出相应的阶段特征及机理概述。试验结果表明,通过分析多参量典型特征及变化规律可以将沿面放电发展过程划分为4个阶段:微小能量放电阶段、低能量放电阶段、高能量放电阶段、临近击穿阶段,阶段特征与电荷分布及绝缘材料耐受强度有关。相比常规单参量监测手段,多参量同步检测方法为变压器沿面故障诊断和及时预警提供了更可靠准确的参考依据。

关键词：变压器油纸绝缘沿面放电多参量信号变化规律阶段划分

电力变压器绝缘成型件的局部放电特性及其绝缘性能综合评价方法

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绝缘材料 2024年第1期57卷 58-67页

作者：刘鑫常文婧张学友田宇高春嘉邢通苏飞洋齐波国网安徽省电力有限公司安徽合肥230001 国网安徽省电力有限公司超高压分公司安徽合肥230000 华北电力大学北京102206

本文搭建了电力变压器绝缘成型件的局部放电特性和闪络特性测试平台,获得了不同绝缘成型件的局部放电起始场强、局部放电起始放电量、局部放电熄灭场强、沿面闪络场强等4个关键绝缘指标的分布规律。结果表明:绝缘成型件的局部放电起始... 详细信息

本文搭建了电力变压器绝缘成型件的局部放电特性和闪络特性测试平台,获得了不同绝缘成型件的局部放电起始场强、局部放电起始放电量、局部放电熄灭场强、沿面闪络场强等4个关键绝缘指标的分布规律。结果表明:绝缘成型件的局部放电起始场强随着电极间距的增大而降低,平行分量下当电极间距从10 mm增大到25 mm时,局部放电起始场强降低了40.6%左右,不同分量下局部放电起始放电量为8.51~13.70 pC;在平行分量下,绝缘撑条和绝缘垫块的局部放电起始场强分别为2.55~2.85 kV/mm和1.43~1.78 kV/mm;在垂直分量下,绝缘撑条和绝缘垫块的局部放电起始场强分别为2.65~3.35 kV/mm和4.31~5.49 kV/mm。不同绝缘成型件表面形貌对其沿面闪络特性影响显著,表面压纹凹槽越密集,尺寸越大,阻碍沿面放电发展的效果越好。基于测试的试样数据库,提出基于熵权法的绝缘成型件综合性能评价方法,利用绝缘成型件放电特性的4个指标以及表观密度、尺寸偏差的离散程度确定不同性能指标的权重,对不同绝缘件进行了综合性能评价,验证了该评价方法的合理性。

关键词：电力变压器绝缘成型件局部放电起始特性闪络特性绝缘性能综合评价方法

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特高压直流GIL运行可靠性设计与研究

高压电器 2024年第3期60卷 69-79页

作者：黎斌刘琳梁作栋李丽娜曹少华梁芳蔚李传扬何金良张长虹广东电网有限公司电力科学研究院广州510080 清华大学北京100084 平高集团有限公司河南平顶山467000 山东泰开高压开关有限公司山东泰安271000 南方电网超高压输电公司广州540610

特高压直流GIL运行可靠性取决于内绝缘设计的可靠性。此外,导电元件直流电流密度的取值、弹簧触头的定位设计、GIL各元件中的绝缘件与金具连接处的楔形气隙的处理以及母线中支撑件的结构设计细节,都会对产品运行可靠性产生重大影响,不... 详细信息

特高压直流GIL运行可靠性取决于内绝缘设计的可靠性。此外,导电元件直流电流密度的取值、弹簧触头的定位设计、GIL各元件中的绝缘件与金具连接处的楔形气隙的处理以及母线中支撑件的结构设计细节,都会对产品运行可靠性产生重大影响,不能忽视。对于运行环境十分严酷的UHV DC GIL为保证内绝缘工作可靠性和减少气体维护工作量,文中还提出了高气密性结构设计。为适应-50℃低温运行要求,产品选用了液化温度很低的N_(2)/SF_(6)混合气体,对两种气体的配比,压力特性和绝缘特性进行了讨论与计算。还有产品的局放、气体密度及微水含量的监视系统的可靠性设计,都会对产品运行可靠性产生直接影响。文中对上述问题的研究成果作了介绍,可供高压直流产品设计使用。对其中未解的新技术如基于冷镜露点测试原理、微机电技术制作的智能气体湿度和密度监测装置、高压直流复合绝缘套管伞面局放起始场强提出了研究方案。文中提出的诸多GIL运行可靠性设计要点,对于其他超/特高压直流气体绝缘电器可参考选用。

关键词：电流密度弹簧触头定位楔形气隙高气密性设计局放微水监测预警新技术

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特高压直流GIL绝缘设计与研究

高压电器 2024年第2期60卷 1-25页

作者：黎斌刘琳梁作栋李丽娜曹少华梁芳蔚李传扬何金良张长虹广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510080 清华大学北京100084 平高集团有限公司河南平顶山467002 山东泰开高压开关有限公司山东泰安271000 南方电网超高压输电公司广州540610

高压直流电器随电压等级升高其绝缘结构设计难度显著增大,不能简单地沿用交流绝缘件增大尺寸来处理;否则不仅会增大产品尺寸和成本,在绝缘件运行存在温度梯度时其表面还会积聚大量电荷,使电场分布产生更严重畸变。近年来众多研究企图通... 详细信息

高压直流电器随电压等级升高其绝缘结构设计难度显著增大,不能简单地沿用交流绝缘件增大尺寸来处理;否则不仅会增大产品尺寸和成本,在绝缘件运行存在温度梯度时其表面还会积聚大量电荷,使电场分布产生更严重畸变。近年来众多研究企图通过调整绝缘件质量或覆盖表面涂层来改善直流绝缘件电场分布,虽获得一些研究成果,但还不能被产品设计使用。文中强调通过调整绝缘件形状来改善电荷聚集和电场分布的观点,由此提出了结构尺寸小,电场分布好的“椎盘/椎盆”新的直流绝缘件设计,并对其结构和电场作了优化设计计算。对GIL基本母线单元母线中支撑件设计作了分析与论证。此外,对产品内绝缘的金属微粒的防治强调防重于治的设计思想,并提出了相应的防治措施。文中对高压直流产品设计必须用的各种场强设计允许值提出了研究方案。文中提出的椎盘/椎盆绝缘件也适于其他超/特高压直流气体绝缘电器选用。

关键词：特高压直流绝缘结构椎盘/椎盆绝缘子表面电荷与电场优化

基于桥臂调制波调整的多端柔直系统直流过电压抑制策略

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中国电力 2024年第4期57卷 171-181页

作者：彭茂兰冯雷王宇徐李清赵薇郭春义南方电网公司直流输电装备与海底电缆安全运行联合实验室(超高压输电公司电力科研院) 广东广州510663 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的多端柔性直流输电系统能够实现多电源供电和多落点受电,运行方式灵活,是解决清洁能源并网和消纳问题的有效技术手段。然而当系统受端交流侧发生故障时将出现盈余功率,导致... 详细信息

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的多端柔性直流输电系统能够实现多电源供电和多落点受电,运行方式灵活,是解决清洁能源并网和消纳问题的有效技术手段。然而当系统受端交流侧发生故障时将出现盈余功率,导致直流过电压问题。对此,提出一种基于桥臂调制波动态调整的多端柔直系统直流过电压抑制策略。所提策略通过在换流阀桥臂调制波中引入直流电压偏差控制,动态调整暂态期间桥臂调制波的直流电压参考值,从而减少桥臂投入的子模块数量,最终达到抑制直流过电压的目的。为验证所提控制策略的有效性,在PSCAD/EMTDC中搭建了送端光水打捆经四端柔性直流输电的外送系统,给出了所提控制策略的参数设计方法。通过设置受端交流系统不同工况,对比研究了所提控制策略投入后的系统直流过电压特性,结果表明所提控制策略可以有效抑制因受端交流侧故障引起的多端柔性直流输电系统的直流过电压。

关键词：多端柔性直流输电系统盈余功率直流过电压桥臂调制波动态调整直流电压偏差控制