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对称故障下变流器控制对差动保护影响及优化策略

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5063-5072,I0004页

作者：黄涛谢华徐晓春赵青春南京南瑞继保电气有限公司江苏省南京市211102

变流器输出故障特征的强可控性给交流系统继电保护带来了严峻挑战。该文分析并网线路发生对称故障时跟网型变流器的控制响应过程,从故障期间变流器电流控制目标不能自动匹配故障回路功率需求的角度,分析推导变流器网侧电压相位发生跳变... 详细信息

变流器输出故障特征的强可控性给交流系统继电保护带来了严峻挑战。该文分析并网线路发生对称故障时跟网型变流器的控制响应过程,从故障期间变流器电流控制目标不能自动匹配故障回路功率需求的角度,分析推导变流器网侧电压相位发生跳变并不断旋转的变化特征。受故障回路阻抗约束,变流器输出短路电流相位与网侧电压相位同步变化,造成并网线路差动保护性能严重下降。基于变流器网侧电压相位变化机理,从电流控制目标与锁相环控制两个维度,提出兼顾保护需求和供电需求的变流器控制优化策略。仿真结果表明,并网线路对称故障时所提策略能有效抑制两侧电流相位差,显著提升了差动保护动作性能。

关键词：变流器差动保护相位受控控制目标锁相环

快速频率响应负荷参与惯量辅助服务能力评估及应用

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电力系统自动化 2024年第16期48卷 99-108页

作者：缪蔡然江叶峰施琳樊陈姚建国王琦东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

新能源比重的不断增加导致电力系统惯量水平降低。为防止低惯量系统故障后频率快速跌落,亟须挖掘新型惯量响应资源。快速频率响应负荷(FFRL)可以根据电网故障后频率变化率灵活调节负荷水平以提供紧急支撑。文中基于FFRL参与的电力系统... 详细信息

新能源比重的不断增加导致电力系统惯量水平降低。为防止低惯量系统故障后频率快速跌落,亟须挖掘新型惯量响应资源。快速频率响应负荷(FFRL)可以根据电网故障后频率变化率灵活调节负荷水平以提供紧急支撑。文中基于FFRL参与的电力系统频率响应模型给出了FFRL惯量支撑效果评估方法,并结合不同市场主体的惯量服务补偿机制建立了FFRL参与惯量辅助服务优化模型。算例结果验证了所提FFRL惯量支撑效果评估方法的准确性与FFRL参与惯量辅助服务对系统运行经济性与系统频率安全稳定的提升效果。相比于传统火电机组,FFRL可以凭借更少的响应容量提供更多的惯量响应,并根据其响应策略与控制方式进行灵活变换,从而更精准地响应电网对自身惯量水平的要求。

关键词：新能源快速频率响应负荷电力系统惯量惯量支撑辅助服务

面向自由车流的悬索桥梁端纵向位移分析与优化控制方法

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 1223-1230页

作者：邓超任远郭道俊许翔樊梓元叶乔炜黄侨东南大学交通学院南京211189 江苏扬子江高速通道管理有限公司南京214200 浙江理工大学建筑工程学院杭州310018 南京市公共工程建设中心南京210000

为控制悬索桥的梁端纵向位移,提出了一种黏滞阻尼器和支座联合作用的位移优化控制方法.首先,采用经验小波变换对实测信号进行成分分析;然后,建立自由车流下的悬索桥动力模型,并通过实测数据进行验证;最后,分析黏滞阻尼器和支座对悬索桥... 详细信息

为控制悬索桥的梁端纵向位移,提出了一种黏滞阻尼器和支座联合作用的位移优化控制方法.首先,采用经验小波变换对实测信号进行成分分析;然后,建立自由车流下的悬索桥动力模型,并通过实测数据进行验证;最后,分析黏滞阻尼器和支座对悬索桥梁端纵向位移的影响,采用响应面法对联合作用参数进行优化设计.结果表明,车辆等动力效应引起的位移占梁端纵向位移累计量的94.5%.黏滞阻尼器和支座水平力对位移的影响范围不同,增大黏滞阻尼器阻尼系数或减小阻尼指数能够减小累计位移,而支座水平力影响范围有限.优化黏滞阻尼器和支座联合作用参数可使累计位移减小38%,可提升梁端约束装置服役寿命.

关键词：悬索桥纵向位移有限元模型位移控制黏滞阻尼器支座

基于图像对抗卷积自编码的燃烧稳定性定量监测

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3610-3618,I0023页

作者：韩哲哲曾文浩唐晓雨王益许传龙南京工程学院信息与通信工程学院江苏省南京市211167 江苏顶晶融合电力工程有限公司江苏省南京市210019 东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

燃烧稳定性的准确监测对于优化燃烧状态具有重要意义。传统燃烧稳定性监测方法不仅高度依赖先验专家知识,而且难以实现定量评估。为了克服这些局限性,该文提出一种新的燃烧稳定性定量评价方法。该方法建立一种对抗卷积自编码(adversaria... 详细信息

燃烧稳定性的准确监测对于优化燃烧状态具有重要意义。传统燃烧稳定性监测方法不仅高度依赖先验专家知识,而且难以实现定量评估。为了克服这些局限性,该文提出一种新的燃烧稳定性定量评价方法。该方法建立一种对抗卷积自编码(adversarial convolutional autoencoder,ACAE)提取火焰图像的深层特征,并利用一种定量评价指标进行特征分析。其中,ACAE采用一种新型对抗机制来提高训练效率,从而增强特征学习能力;定量评价指标的数值区间为[0,1],且当评价指标低于0.5时,燃烧状态稳定。通过乙烯燃烧实验测试了稳定性监测方法的可行性。结果表明,由ACAE提取的深层图像特征能够用于定量估计燃烧稳定性。此外,该监测方法具有较强的泛化性能,能够准确识别训练数据集范围以外的火焰图像。

关键词：燃烧稳定性火焰图像对抗卷积自编码定量监测

基于集群动态划分的配电网无功电压自律-协同控制

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电力系统自动化 2024年第10期48卷 171-181页

作者：杜红卫尉同正夏栋周苏洋韩韬南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及传统集中式控制面临的通信延时、计算量大与控制设备过多等问题,提出一种基于集群动态划分的配电网无功电压自律-协同控制方法。首先,建立日前集中式无功电压优化模型,安排离... 详细信息

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及传统集中式控制面临的通信延时、计算量大与控制设备过多等问题,提出一种基于集群动态划分的配电网无功电压自律-协同控制方法。首先,建立日前集中式无功电压优化模型,安排离散无功补偿设备投退计划,日内调度以节点电压偏差最小为目标建立日内无功电压滚动优化模型,结合同步型交替方向乘子法实现各集群间的分布式协调控制;然后,通过群内本地电压实时控制抑制群内节点电压的波动;最终,以改进的IEEE 33节点系统及某地实际60节点配电网为例,验证了该方法的正确性与有效性。

关键词：配电网分布式电源集群划分同步型交替方向乘子法无功电压优化协同控制

面向高比例新能源消纳的地区电网柔性互联规划与运行技术综述

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电网技术 2024年第6期48卷 2272-2286,I0007-I0010页

作者：司金冬吴熙郭其胜蔡晖程亮黄俊辉东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院江苏省南京市210008 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024

随着大规模新能源逐步渗透于不同电压等级的各级电网,地区电网呈现源荷分布不均、输变电设备容量紧张与过剩并存,新能源消纳严重受限。地区电网内部或之间中电压等级的互联新形态可有效降低输电升/降压冗余,分担主网架输送压力,具有广... 详细信息

随着大规模新能源逐步渗透于不同电压等级的各级电网,地区电网呈现源荷分布不均、输变电设备容量紧张与过剩并存,新能源消纳严重受限。地区电网内部或之间中电压等级的互联新形态可有效降低输电升/降压冗余,分担主网架输送压力,具有广阔应用前景。对面向高比例新能源消纳的地区电网柔性互联规划与运行技术进行评述和展望。首先概述了高比例新能源消纳的地区电网新形态与新挑战;其次介绍了现有典型柔性互联技术;在此基础上,分别从规划和运行角度对地区电网的柔性互联技术进行评述,阐明新形态下地区电网亟需关注的关键问题、解决思路;最后,对现有研究不足进行总结和展望,为高比例新能源地区电网柔性互联规划与运行提供科学依据。

关键词：新能源消纳地区电网分层协调多区联动规划运行

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车联网环境下电动汽车主动充电引导模型

电力系统自动化 2024年第7期48卷 159-168页

作者：袁晓冬甘海庆王明深滕欣元阮文骏龙寰国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

为了适应电动汽车数量和充电需求的急剧增长,从电动汽车用户视角出发,提出了一种在车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型。首先,融入红绿灯等待时间和不走回头路条件,改进A*路径规划算法,利用实际路... 详细信息

为了适应电动汽车数量和充电需求的急剧增长,从电动汽车用户视角出发,提出了一种在车联网环境下基于改进A*路径规划算法与排队论的电动汽车主动充电引导模型。首先,融入红绿灯等待时间和不走回头路条件,改进A*路径规划算法,利用实际路网状态信息更新路网时空状态矩阵,实时优化电动汽车行驶路径,获取电动汽车充电行驶时间。其次,利用深度置信网络预测充电站电动汽车短时到达量,基于排队论M/G/k模型预测电动汽车充电等待时间。最后,以最小化电动汽车充电行驶时间和充电等待时间为目标,搭建电动汽车主动充电引导模型。以中国南京市中心区域为算例,验证了所提主动充电引导模型的有效性,所提算法能够提高充电桩的利用率并减少电动汽车用户综合充电时间。

关键词：车联网电动汽车主动充电引导排队论路径规划

考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 50-58页

作者：金旭张远实李明窦晓波阮文骏段梅梅东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 国家电网有限公司北京市100031 国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210000

居民空调负荷是电力系统重要的灵活性资源,评估其调控潜力有助于负荷高效管理,促进节能减排。然而,受资金成本、数据存储和隐私保护等因素制约,居民空调状态及参数难以直接测量,差异化评估不同居民空调负荷的调控潜力存在困难。此外,居... 详细信息

居民空调负荷是电力系统重要的灵活性资源,评估其调控潜力有助于负荷高效管理,促进节能减排。然而,受资金成本、数据存储和隐私保护等因素制约,居民空调状态及参数难以直接测量,差异化评估不同居民空调负荷的调控潜力存在困难。此外,居民使用空调是为了满足自身的热舒适度要求。若评估空调负荷调控潜力时忽视热舒适度限制,将导致评估值过高,降低负荷管理策略的有效性。因此,提出一种考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估方法。该方法首先建立居民热舒适度及空调热动力学模型,提取影响居民热舒适度和空调负荷的关键参数;然后,利用隐马尔可夫模型和维特比算法辨识空调状态及参数;在此基础上,计算不同居民热舒适度可接受范围内的空调负荷调控潜力。基于真实居民负荷数据的算例分析表明,所提方法能够准确辨识居民空调状态并有效评估满足居民热舒适度要求的空调负荷调控潜力。

关键词：居民空调负荷热舒适度状态辨识调控潜力评估隐马尔可夫模型维特比算法

考虑容量共享的新能源-电网-用户侧储能优化配置策略

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5607-5619,I0014页

作者：郝丽丽吕肖旭丁逸行金坤坎南京工业大学电气工程与控制科学学院江苏省南京市211816 南京磐控微型电网技术有限公司江苏省南京市211100

在新能源场站、电网和用户侧配置储能有助于新型电力系统的安全经济运行,目前大多针对某侧储能需求独立考虑配置方案。忽略各侧储能的相互支援能力与共享空间,易造成社会储能资源浪费和储能投资回报率降低。为此,该文基于新能源场站、... 详细信息

在新能源场站、电网和用户侧配置储能有助于新型电力系统的安全经济运行,目前大多针对某侧储能需求独立考虑配置方案。忽略各侧储能的相互支援能力与共享空间,易造成社会储能资源浪费和储能投资回报率降低。为此,该文基于新能源场站、电网和用户侧独立储能的收益模式分析,讨论各侧储能的容量共享能力,并提出新能源-电网-用户侧储能的容量共享机制。进一步提出考虑容量共享的新能源-电网-用户侧储能配置双层优化模型,上层为长周期储能优化配置模型,下层为计及容量共享的短周期储能优化调度模型。建立计及容量共享的三侧储能配置方案优化求解方法。通过算例验证表明,该文所提方法可以实现系统各侧储能的共享、协同配置,从而有效提高各侧储能的容量利用率,避免系统中储能的冗余配置。

关键词：新能源-电网-用户侧储能配置共享机制收益模式规划运行收益双层优化模型