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基于无相位谐波监测数据的谐振源辨识方法

电力系统保护与控制 2024年第4期52卷 166-175页

作者：高敏朱明星张华赢丁同焦亚东安徽大学电气工程与自动化学院安徽合肥230601 南方电网公司新型智慧城市高品质供电联合实验室(深圳供电局有限公司) 广东深圳518020

针对电网中大量谐波监测数据因缺乏相位信息难以实现电网谐振监测的技术难题,提出了一套计及主导系数、相关系数及敏感度指标的电网谐振源辨识方法。首先,基于多谐波源谐振分析模型,分析了谐振状态下谐波参数的相关特性与回归特征,提出... 详细信息

针对电网中大量谐波监测数据因缺乏相位信息难以实现电网谐振监测的技术难题,提出了一套计及主导系数、相关系数及敏感度指标的电网谐振源辨识方法。首先,基于多谐波源谐振分析模型,分析了谐振状态下谐波参数的相关特性与回归特征,提出了计及主导系数的强主导谐振状态判别方法。其次,论证了强主导谐振状态下的谐波阻抗特征及数据特征,构建了融合机理模型和谐振数据特征的电网谐振状态及谐振源辨识方法。最后,基于建模仿真和工程案例验证,在背景谐波对母线谐波电压贡献率小于20%的工况下,敏感谐振支路和敏感谐波源的耦合谐波阻抗测量偏差小于2%,所提方法能够准确辨识谐振状态及谐振源。

关键词：监测数据相关性分析敏感性分析敏感谐振支路敏感谐波源

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基于FVMD&WVD方法的非接触式电缆故障在线监测技术研究与应用

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高压电器 2024年第1期60卷 205-214,220页

作者：崔江静吴宏晓南保峰李莹广东电网有限责任公司珠海供电局广东珠海519000

基于行波法的双端故障定位是一种有效的高压电缆故障快速定位技术,测量故障行波和计算行波到达时间是影响定位精度的两个关键问题。首先,文中设计了一种增益可变的非接触式故障电压测量传感器,计算了增益调整参考曲线,用于指导传感器增... 详细信息

基于行波法的双端故障定位是一种有效的高压电缆故障快速定位技术,测量故障行波和计算行波到达时间是影响定位精度的两个关键问题。首先,文中设计了一种增益可变的非接触式故障电压测量传感器,计算了增益调整参考曲线,用于指导传感器增益调节。然后,采用反馈式变分模态分解(feedback variational mode decomposition,FVMD)计算故障行波高频分量,结合魏格纳—威利分布(Wigner-Ville distribution,WVD)计算高频分量能量分布曲线最大值点,从而获得准确的故障行波的到达时间。PSCAD/EMTDC仿真验证该方法能有准确地确定故障行波的到达时间。最后,在一条退运的110 kV电缆线路开展了实验验证,结果表明定位误差不大于0.5%,远优于目前常用的几种方法。文中的理论和实验结果均表明,研制的新型传感器及选取的FVMD&WVD方法,能用于快速有效地确定电缆故障的位置,对开展电缆故障的快速定位以及运维抢修具有指导意义。

关键词：电缆故障传感器变分模态分解 Wigner-Ville分布

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仓库系统冗余并联机器人结构多目标优化研究

机械设计与制造 2024年

作者：杨宗能余琼高月仕车鑫云南电网有限公司红河供电局

针对自动仓库系统中存储/检索操作的任务需求，研究了冗余约束绳驱并联机器人(RA-CDPRs)的几何结构和移动平台参数的优化问题。采用满足约束条件的最大有效载荷目标来确定最优的几何结构，在优化几何结构的基础上，设计了最小绳索张力作... 详细信息

针对自动仓库系统中存储/检索操作的任务需求，研究了冗余约束绳驱并联机器人(RA-CDPRs)的几何结构和移动平台参数的优化问题。采用满足约束条件的最大有效载荷目标来确定最优的几何结构，在优化几何结构的基础上，设计了最小绳索张力作为RA-CDPRs移动平台参数优化的另一个目标，从而得到了自动仓库系统中RA-CDPRs的最优几何结构和相应的移动平台参数。通过对六自由度RA-CDPR的仿真，表明优化后的结构能以更少的绳索张力来平衡外力，且显著提高了自动仓库系统的有效载荷质量。

关键词：冗余并联机器人仓库系统仿真分析优化设计

550kV/8000A大容量SF_(6)充气式套管温升特性的仿真研究

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高电压技术 2024年第3期50卷 986-993页

作者：王流火陶雄武周俊宏王海燕谢榕昌熊志武广东电网有限责任公司广州510410 广东电网有限责任公司惠州供电局惠州516001

为研究550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管的温升特性,建立了550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管多物理场耦合模型,利用ANSYS软件,综合考虑涡流效应、集肤效应、重力作用、热对流、热辐射等因素,计算分析了1.1倍额定电流(8000 A),即880... 详细信息

为研究550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管的温升特性,建立了550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管多物理场耦合模型,利用ANSYS软件,综合考虑涡流效应、集肤效应、重力作用、热对流、热辐射等因素,计算分析了1.1倍额定电流(8000 A),即8800 A电流条件下套管的温度场与气流场分布规律,并进行了550 kV/8000 A SF_(6)充气套管的温升试验,验证了仿真结果的正确性。最后仿真分析了外部风速、气体压强、负载电流、中心导体外径等4种影响因素对套管温升特性的影响。研究结果表明:最高温度位于套管内中心导体上部的小孔下方,最高温度为363 K,从整体角度看,套管上方的温度高于下方;仿真结果与试验结果一致性较好,误差在8%以内;套管的温升随外部风速的增大明显降低,但降幅逐渐减小;套管的温升随着气体压强的增大而降低;电流越大,产生的焦耳热越多,负载电流直接影响导体温升;套管的温升随着中心导体外径的减小而增大。研究内容为大容量高压SF_(6)充气套管的设计工作提供了理论借鉴。

关键词： SF_(6)充气套管温升特性多物理场耦合温度场气流场温升试验影响因素

基于多源数据的巢湖蓝藻水华时空分布及驱动因素分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2694-2706页

作者：金晓龙邓学良戴睿徐倩倩吴月范裕祥合肥市气象局合肥230041

富营养化和有害藻类水华暴发是全世界淡水湖泊共同面临的生态环境问题之一.巢湖作为典型的内陆淡水湖泊,其富营养化水平和蓝藻水华暴发面积常年居高不下,且在各湖区表现为一定的时空分布差异.为认识和了解不同阶段巢湖蓝藻水华发生和发... 详细信息

富营养化和有害藻类水华暴发是全世界淡水湖泊共同面临的生态环境问题之一.巢湖作为典型的内陆淡水湖泊,其富营养化水平和蓝藻水华暴发面积常年居高不下,且在各湖区表现为一定的时空分布差异.为认识和了解不同阶段巢湖蓝藻水华发生和发展基本规律,利用巢湖水上综合观测平台和卫星遥感等多源数据,获得2015~2020年水体中藻密度和水华面积的时空分布信息,并采用基于增强回归树的机器学习算法,定量评估不同阶段各环境因子对蓝藻水华影响的重要程度及相互作用关系.结果表明:(1)巢湖蓝藻水华表现出较大的季节变化特征,蓝藻细胞在春季开始复苏,主要在巢湖西半湖和沿岸地区形成轻度水华,水体藻密度在夏、秋季达到最大,该季节发生中等程度以上的水华频率较高.(2)非暴发期间,巢湖藻密度变化受物理和化学因素影响较大,二者对解释藻密度方差变化的贡献率可达80.3%,水体中高浓度溶解氧、弱碱性pH值(7.2~7.6)和适宜水温(3℃)是藻类细胞生长繁殖的有利环境条件,巢湖蓝藻水华首次暴发一般在气温稳定通过7℃初日11 d前后出现.(3)暴发期内,巢湖蓝藻水华发生主要受藻类生物量和气象条件的综合影响,气温、藻密度、日照时数和风速的累计贡献率为95%,各因子均存在一个有利于蓝藻水华发生的最适区间.多因子交互作用分析结果显示,在水体藻密度大、气温适宜和微风的综合作用下,巢湖蓝藻水华发生概率较高.上述研究成果分析和揭示了不同阶段巢湖蓝藻水华的时空分布特征及其主导影响因子,可为巢湖蓝藻水华防控和预测、预警提供科学依据.

关键词：蓝藻水华时空变化巢湖影响因素驱动分析

基于改进EKF_LOAM的电缆沟巡检机器人精准定位策略

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中国惯性技术学报 2024年第4期32卷 326-335页

作者：双丰马翰林杨杰李少东广西大学广西电力装备智能控制与运维重点实验室南宁530004 广西电网有限责任公司南宁供电局南宁530021

精确定位和准确构建地图(SLAM)是电缆沟巡检机器人顺利完成巡检任务的基础。传统激光SLAM算法在电缆沟环境中容易产生“长廊效应”,且容易在z轴方向上产生漂移。针对上述问题,提出了一种基于多传感器融合的改进扩展卡尔曼滤波激光雷达... 详细信息

精确定位和准确构建地图(SLAM)是电缆沟巡检机器人顺利完成巡检任务的基础。传统激光SLAM算法在电缆沟环境中容易产生“长廊效应”,且容易在z轴方向上产生漂移。针对上述问题,提出了一种基于多传感器融合的改进扩展卡尔曼滤波激光雷达测距与制图(EKF_LOAM)算法。通过扩展卡尔曼滤波器(EKF)将车轮里程计和惯性里程计融入LeGO_LOAM算法框架中来抑制“长廊效应”,在EKF_LOAM算法的基础上引入IMU的z轴线速度测量值,并设计基于特征点数量的自适应协方差计算方程,约束由面特征点严重缺失引起的z轴漂移。分别在虚拟和真实电缆沟环境中开展实验,结果显示所提算法的最终行进误差比LeGO_LOAM算法的行进误差减小了超过40%,比Cartographer算法的行进误差减小4.57%,z轴方向误差比EKF_LOAM算法减小49%,证明了所提算法在电缆沟环境中优于传统的LeGO_LOAM、Cartographer和EKF_LOAM算法,更适用于电缆沟巡检任务。

关键词：电缆沟巡检 EKF_LOAM 激光SLAM 长廊效应 z轴漂移

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电力信息物理系统故障通信恢复策略

电网技术 2024年

作者：杨挺李浩赵宇明刘亚闯深圳供电局有限公司智能电网教育部重点实验室(天津大学)

极端灾害将导致电力系统与通信系统同时发生大面积瘫痪，基于“保电救灾、通信先行”原则，优先恢复故障通信是支撑保障电力系统安全运行的关键。本文针对灾后电力通信高效恢复问题，提出了一种计及电力侧状态感知需求与运行调控能力保... 详细信息

极端灾害将导致电力系统与通信系统同时发生大面积瘫痪，基于“保电救灾、通信先行”原则，优先恢复故障通信是支撑保障电力系统安全运行的关键。本文针对灾后电力通信高效恢复问题，提出了一种计及电力侧状态感知需求与运行调控能力保障的增广路径最大流电力通信网络恢复算法。首先考虑到电力通信系统与电力物理系统的紧耦合特性，设计了计及电力侧影响的状态感知与运行调控能力量化指标，辨识关键信息节点。然后，通过图论最大流理论，搜寻关键信息节点的增广路径集。在此基础上，引入恢复贡献度，从增广路径集中选择具有大容量、低延时以及少故障链路的通信路径进行优先重建，为灾后电力系统快速恢复过程提供可达、可靠的通信支撑。最后，以IEEE39标准系统作为仿真算例，验证了所提恢复策略下的通信系统具有更高的通信服务质量（quality of service， QoS），避免了在恢复过程中由于带宽容量不足而发生业务频繁掉线风险。

关键词：通信故障电力信息物理系统最大流理论状态感知运行调控

考虑安全裕度的多方竞争电网扩展规划方法研究

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电测与仪表 2024年

作者：陈永淑洪海生唐娴周先华李荣琳广东电网有限责任公司广州供电局

电网扩展时往往在多方案下进行，不同方案给电网带来的收益与安全裕度并不一致。因此，提出一种平衡电网安全与投资收益的多方竞争规划方法。建立含多个投资人的电网扩展规划数学模型，采用纳什均衡的概念对电网规划博弈建模为具有平衡... 详细信息

电网扩展时往往在多方案下进行，不同方案给电网带来的收益与安全裕度并不一致。因此，提出一种平衡电网安全与投资收益的多方竞争规划方法。建立含多个投资人的电网扩展规划数学模型，采用纳什均衡的概念对电网规划博弈建模为具有平衡约束的平衡问题（equilibrium problem with equilibrium constraints， EPEC）。通过一系列线性化，将EPEC建模为混合整数线性规划问题。将能源短缺概率作为安全裕度评估标准，用于建模电网规划博弈中不确定运行参数的风险。通过安全裕度建模，可以得到在不同风险水平下的电网规划博弈的纳什均衡。电网投资博弈的结果可能不同于社会效益最大化基准模式。设计了支持预算机制来激励投资方，使得电网规划博弈的结果尽可能接近社会效益最大化结果。在两种规模的系统上对所提出的方法进行了评估，测试结果表明，所提出的方法可以使非合作博弈的均衡点向社会成本较小的点靠拢，验证了其有效性。

关键词：电网规划电力安全多方竞争纳什均衡

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模糊控制法在电缆机器人视觉定位的应用研究

机械设计与制造 2024年

作者：刘东省周磊郑杰邹茂青云南电网有限责任公司曲靖供电局

针对电缆移动机器人螺栓拧紧的操作效率，提出基于模糊逻辑的视觉定位控制方法。根据电缆线路的结构特点，提出了螺栓的自主搜索方法，得出机械手的姿态控制参数，以机械手螺栓螺母的相对姿态和倾斜角度为控制变量，设计了二维模糊机器... 详细信息

针对电缆移动机器人螺栓拧紧的操作效率，提出基于模糊逻辑的视觉定位控制方法。根据电缆线路的结构特点，提出了螺栓的自主搜索方法，得出机械手的姿态控制参数，以机械手螺栓螺母的相对姿态和倾斜角度为控制变量，设计了二维模糊机器人视觉定位控制器。通过对控制参数的动态调整，可以得到最优位置运动控制参数，并用于机器人的运动控制。将所提出的模糊控制算法用于螺栓定位控制，并与传统PID控制方法进行了性能比较。仿真结果表明该模糊控制算法大幅提高了实时作业机械手的定位精度和作业效率。

关键词：模糊逻辑电缆机器人螺栓拧紧视觉定位控制