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基于改进DDPG的变速抽蓄机组参与系统调频研究

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太阳能学报 2024年第3期45卷 240-250页

作者：劳文洁史林军王伟杨冬梅吴峰林克曼河海大学能源与电气学院南京210098 智能电网保护和运行控制国家重点实验室南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司南京211106

在挖掘双馈型抽水蓄能(DFIM-PSH)机组调频能力的基础上,提出一种基于改进深度确定性策略梯度(DDPG)算法的系统频率控制方法。首先,基于所确定的DFIM-PSH机组在发电与抽水工况下的频率控制环节,构建考虑风电接入的含DFIMPSH单区域系统频... 详细信息

在挖掘双馈型抽水蓄能(DFIM-PSH)机组调频能力的基础上,提出一种基于改进深度确定性策略梯度(DDPG)算法的系统频率控制方法。首先,基于所确定的DFIM-PSH机组在发电与抽水工况下的频率控制环节,构建考虑风电接入的含DFIMPSH单区域系统频率控制模型。其次,在考虑机组运行约束的基础上以最小化系统频率偏差及调频出力为目标,引入DDPG算法对各机组的AGC控制指令进行优化。通过在预学习中同时引入随机外部扰动与模型参数变化,提高AGC控制器在具有强不确定性环境中的适应性。最后,在仿真验证DFIM-PSH调频优势的基础上,在不同风电接入及扰动等多场景进行仿真分析,结果表明,所提频率控制方法能有效改善新型电力系统的频率特性且具有强鲁棒性。

关键词：抽水蓄能机组鲁棒性(控制系统) 频率控制深度确定性策略梯度算法新型电力系统

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电力变压器油中溶解气体离群值识别和数据重构

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电工技术学报 2024年第17期39卷 5521-5533页

作者：江军张文乾李波李晓涵范利东江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 南京211106 国网安阳供电公司安阳455000 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103 杭州钱江电气集团股份有限公司杭州311243

高质量传感数据是驱动新型电力系统数字化和智能化发展的基础,而由于传感器性能退化、传输中断或其他干扰因素,数据时常出现错误和异常值,造成数据利用率低等问题。针对在役电力变压器油中溶解气体在线监测数据,该文提出了基于COPOD、... 详细信息

高质量传感数据是驱动新型电力系统数字化和智能化发展的基础,而由于传感器性能退化、传输中断或其他干扰因素,数据时常出现错误和异常值,造成数据利用率低等问题。针对在役电力变压器油中溶解气体在线监测数据,该文提出了基于COPOD、孤立森林(IForest)与Grubbs的联合方法提升油中溶解气体数据的价值。首先,通过COPOD和IForest筛选出包含离群点的数据集,再采用Grubbs对其进行检验,有效识别离群值。进一步地,采用掩码方式优化训练Transformer神经网络模型,填补空缺值重构油中溶解气体数据序列。在相同气体数据序列上,所提算法正确识别点数、正确识别离群点数和受试者工作特征曲线平均面积相比于传统K-近邻算法分别提升了3.5%、29.4%和5.0%。对于数据填补,对比双向缩放算法,填补后的数据与实际数据的方均根误差均值为7.29μL/L,平均绝对误差均值为2.7μL/L,性能分别提升了9.7%和9.2%,有效地提高了数据的质量和利用率。最后,通过11台500 kV变压器油中溶解气体数据分析,有力支撑了变压器状态评价和设备数字化管理。

关键词：电力变压器油中溶解气体联合检测方法离群点检测数据重构技术

适应能源转型发展的输配电价动态激励机制研究

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电网技术 2024年第6期48卷 2511-2519,I0070,I0071页

作者：周静涵何永秀李润菎吕媛黄成华北电力大学经济与管理学院北京市昌平区102206 新能源电力与低碳发展研究北京市重点实验室北京市昌平区102206 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

在能源转型的背景下,“重约束,轻激励”的输配电定价方式已不适应输配电网络低碳、安全、高效转型的发展需求。因此,该文设计了一种激励与约束相容的输配电价动态激励机制,研究表明:转型阶段下,需要进一步通过优化电网投资结构,减少投... 详细信息

在能源转型的背景下,“重约束,轻激励”的输配电定价方式已不适应输配电网络低碳、安全、高效转型的发展需求。因此,该文设计了一种激励与约束相容的输配电价动态激励机制,研究表明:转型阶段下,需要进一步通过优化电网投资结构,减少投资冗余来提高输配电网络运营效率,电网仍是成本超支风险的主要承担者;省级电网的低碳、安全、高效之间的耦合协调程度整体呈现为逐年提升;所提激励机制兼顾差异性和公平性,有利于各省输配电网的清洁、低碳、可持续发展。

关键词：新型电力系统输配电价数据包络分析耦合协调动态激励机制

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等离子体喷射触发型SF_(6)和SF_(6)/N_(2)间隙开关的触发性能劣化规律

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电网技术 2024年第7期48卷 3084-3090,I0120-I0121页

作者：李晓昂蒋攀李志兵张然王海晖赵科张乔根电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网江苏省电力公司电力科学研究院江苏省南京市210036

在江苏—白鹤滩±800 kV特高压混合直流输电工程中,采用等离子体喷射触发型气体间隙开关可以对可控避雷器进行旁路控制,具有响应速度快,绝缘恢复能力强,通流容量大等优势,应用前景广泛,但触发间隙气体氛围的优化选择尚有所缺失,间隙触... 详细信息

在江苏—白鹤滩±800 kV特高压混合直流输电工程中,采用等离子体喷射触发型气体间隙开关可以对可控避雷器进行旁路控制,具有响应速度快,绝缘恢复能力强,通流容量大等优势,应用前景广泛,但触发间隙气体氛围的优化选择尚有所缺失,间隙触发特性和寿命的提升仍有待进一步研究。搭建了等离子体喷射触发实验平台,研究了等离子体喷射触发气体间隙的触发性能劣化规律,分别在SF_(6)和SF_(6)/N_(2)混合气体中探究了间隙触发的临界电路参数,在确定的电路参数下进行触发寿命实验同时探究性能劣化规律。结果表明:相同绝缘强度下,当间隙电压为10 kV时,0.2 MPa SF_(6)氛围下间隙最低可触发电压为3.5 k V,而在0.266 MPa SF_(6)/N_(2)氛围下降低为2.6 kV;在最佳触发电路参数条件和相同绝缘强度下,实验初期,SF_(6)中间隙导通时延为~270μs,等离子体最大喷射高度为4.8 cm,最大喷射速度为1296 m/s,而在SF_(6)/N_(2)中间隙导通时延为~100μs,等离子体最大喷射高度为7.2 cm,最大喷射速度为1525 m/s,而随着放电次数的增加,间隙导通时延增加,等离子体最大喷射高度降低,最大喷射速度减小,直到间隙第一次触发失败达到间隙寿命,SF_(6)中间隙的触发寿命仅有695次,而SF_(6)/N_(2)混合气体中间隙的触发寿命达到了1540次。对可控避雷器用气体间隙触发开关的性能和寿命提升提供了理论指导,同时有助于其在工程领域推广应用。

关键词：气体氛围触发特性触发寿命性能劣化 SF_(6)和SF_(6)/N_(2)混合气体

基于斜坡渐变扰动的新型电力系统等效惯量评估

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 49-56页

作者：刘勃陈中王毅周涛谭林林东南大学电气工程学院江苏南京210096 智能电网保护和运行控制国家重点实验室(国网电力科学研究院有限公司) 江苏南京211106 南京理工大学自动化学院江苏南京210094

基于阶跃扰动的惯量评估方式依赖难以准确测量的初始频率变化率(RoCoF)与稀少的频率事件,而基于类噪声扰动的惯量评估方法无法评估电流源型虚拟惯量且对数据要求高。对此,提出基于可再生能源机组主动输出斜坡渐变扰动功率的惯量评估方... 详细信息

基于阶跃扰动的惯量评估方式依赖难以准确测量的初始频率变化率(RoCoF)与稀少的频率事件,而基于类噪声扰动的惯量评估方法无法评估电流源型虚拟惯量且对数据要求高。对此,提出基于可再生能源机组主动输出斜坡渐变扰动功率的惯量评估方法。建立含RoCoF与斜坡渐变扰动功率的等效惯量评估基础模型。考虑RoCoF噪声阶跃易导致等效惯量评估产生较大误差,推导双二阶广义积分锁相环中的q轴电压分量变化量与RoCoF的线性关系,并将其代入基础评估模型替代RoCoF。采用改进的非线性最小二乘拟合斜坡渐变扰动下q轴电压分量变化量与时间的非线性表达式,从拟合的表达式中提取系统等效惯量。在改进的EPRI-36中验证了所提评估方法相较于常规方法的优越性。

关键词：新型电力系统等效惯量斜坡渐变扰动惯量评估 q轴电压分量频率变化率

具备直流短路故障阻断能力的子模块桥臂复用型模块化多电平固态变压器

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电网技术 2024年第3期48卷 1224-1234页

作者：鄢寅宇孙毅超郭宛鑫侯凯智能电网保护和运行控制国家重点实验室(南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司) 江苏省南京市211106 南京师范大学南瑞电气与自动化学院江苏省南京市210023

模块化多电平换流器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)由于具备多电压等级、多电压形态的端口,在交直流混合配电网中得到广泛关注。传统的输入串联输出并联(inputseriesoutput paralle... 详细信息

模块化多电平换流器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)由于具备多电压等级、多电压形态的端口,在交直流混合配电网中得到广泛关注。传统的输入串联输出并联(inputseriesoutput parallel,ISOP)型MMC-SST具有较高的功率密度,但是在中压直流(medium voltage DC,MVDC)端口短路故障情况下无法持续向低压侧供电;双向有源全桥变换器(dualactive bridge,DAB)型MMC-SST则存在功率密度低、成本高等问题,并且传统的半桥结构的DAB型MMC-SST在MVDC端口短路故障情况下同样无法持续向低压侧供电。文章提出了一种子模块桥臂复用(arm integrated submodule,AISM)型MMC-SST拓扑,在不改变MMC-SST端口电气特性的情况下,在有效减少开关器件数量的同时,还使得SST具备中压直流端口短路故障下的不间断运行能力,进而提升SST的功率密度和供电可靠性。针对文中提出的AISM型MMCSST拓扑,该文还提出了一种针对输入级MMC的混频调制方法,基于共模、差模解耦原理,实现输入级MMC桥臂电压的高频分量和低频分量的解耦。通过理论分析与仿真模拟,验证了所提拓扑及控制方法的可行性。

关键词：模块化多电平固态变压器子模块桥臂复用中压直流短路故障不间断运行混频调制

基于混合模型的脱硫废水旁路蒸发系统能耗特性

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化工进展 2024年第6期43卷 2968-2976页

作者：郑锁祺詹凌霄陈恒李志浩王禹瑞赵宁吴昊杨林军东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096 南方电网电力科技股份有限公司广东广州510080 南京师范大学能源与机械工程学院江苏南京210046

脱硫废水旁路蒸发系统抽取部分空预器入口热烟气会使锅炉效率降低、煤耗增加。为了实现对抽取热烟气造成能耗增加的精准预测,提出了一种机理模型与人工神经网络有机结合的混合模型预测方法。采集广东某660MW电厂的运行数据作为样本,以... 详细信息

脱硫废水旁路蒸发系统抽取部分空预器入口热烟气会使锅炉效率降低、煤耗增加。为了实现对抽取热烟气造成能耗增加的精准预测,提出了一种机理模型与人工神经网络有机结合的混合模型预测方法。采集广东某660MW电厂的运行数据作为样本,以空气预热器进口的风温、空气的流量、抽取烟气量、抽取烟气温度、锅炉负荷以及给煤量6个参数作为输入,建立了用于预测经过空气预热器空气换热量的BP神经网络模型,对不同隐含层结构进行模拟计算,分析比较确定了网络的最优结构是6-9-1,最终模型的决定系数R^(2)是0.99478,预测模型的相对误差在1%附近波动,整体预测效果较好。在此基础上结合机理模型,针对机组负荷波动及抽取烟气量波动的典型工况进行了能耗预测,获得了旁路蒸发系统能耗的定性规律。

关键词：脱硫废水热烟气旁路蒸发系统能耗预测混合模型

基于改进自适应陷波的双馈风电场时变次同步振荡抑制策略

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1836-1847,I0014页

作者：吴熙徐珊珊冯双范立新顾文东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 江苏省智能电网技术与装备重点实验室(东南大学) 江苏省南京市210096 江苏方天电力技术有限公司江苏省南京市211102

双馈风电场经串补电容并网时,可能引发次同步控制相互作用(subsynchronous control interaction,SSCI),严重威胁系统安全稳定运行。通过在风机控制器中引入陷波器可有效阻断SSCI,然而固定参数陷波器难以适应实际系统中次同步振荡表现出... 详细信息

双馈风电场经串补电容并网时,可能引发次同步控制相互作用(subsynchronous control interaction,SSCI),严重威胁系统安全稳定运行。通过在风机控制器中引入陷波器可有效阻断SSCI,然而固定参数陷波器难以适应实际系统中次同步振荡表现出的频率大范围时变特征。为解决这一问题,该文提出一种基于改进自适应陷波(adaptive notch filter,ANF)的双馈风电场时变次同步振荡抑制策略。首先,分析ANF安装于风机转子侧变流器(rotor-side converter,RSC)不同位置时对次同步振荡分量的阻断效果,确定ANF的最佳安装位置;其次,基于紧缩技术近似投影子空间跟踪算法(projection approximation subspace tracking based on the deflation technique,PASTd)在线获取次同步振荡信息,提出总体控制架构,设计基于量测数据辨识的ANF中心频率更新策略;最终,在考虑风速、风机台数、无功出力、电网拓扑变化等多种影响因素的情况下,验证控制策略对频率时变次同步振荡的抑制效果。与现有方法相比,所提控制策略不依赖于系统的准确数学模型,且具备较强的鲁棒性和适应性。

关键词：双馈风机次同步振荡转子侧变流器安装位置自适应陷波器

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具备无功输出能力的光伏逆变器IGBT可靠性分析

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太阳能学报 2024年第6期45卷 296-302页

作者：张波高远李铁成胡雪凯王磊华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003 东南大学电气工程学院南京210096 国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050021

提出一种基于数据驱动的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)可靠性评估方法,根据光伏电源有功功率、无功功率、太阳辐照度、环境温度定量分析光伏逆变器IGBT可靠性。该方法利用LightGBM机器学习模型刻画IGBT工况和IGBT结温之间的非线性映射关系,... 详细信息

提出一种基于数据驱动的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)可靠性评估方法,根据光伏电源有功功率、无功功率、太阳辐照度、环境温度定量分析光伏逆变器IGBT可靠性。该方法利用LightGBM机器学习模型刻画IGBT工况和IGBT结温之间的非线性映射关系,有效解决了IGBT可靠性评估中IGBT结温计算耗时长、依赖模型参数的问题。最后,基于IEEE 33节点配电系统对参与配电网无功调控的光伏逆变器IGBT可靠性进行量化评估分析。

关键词：太阳能配电网光伏逆变器可靠性分析 LightGBM模型结温