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电力作业多源要素风险的自适应识别模型

清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1047-1059页

作者：胥明凯朱坤双李元良杨啸帅秦挺鑫王皖国网山东省电力公司济南供电公司济南250013 国网山东省电力公司济南250001 中国标准化研究院北京100191

电力作业人员通常面临多种安全风险,对其生命健康造成严重威胁,但是场景复杂、随机性强等原因致使电力作业存在风险识别极其困难的问题,因此急需采用合适的技术手段对电力作业风险进行有效识别。该文构建了一种动态兼容多种典型空间的... 详细信息

电力作业人员通常面临多种安全风险,对其生命健康造成严重威胁,但是场景复杂、随机性强等原因致使电力作业存在风险识别极其困难的问题,因此急需采用合适的技术手段对电力作业风险进行有效识别。该文构建了一种动态兼容多种典型空间的电力作业风险的自适应识别(ARI)模型。从宏观上构建了电力行业典型作业的风险识别框架,建立了典型作业多源要素的全域风险因子体系。通过融合渐进式蜜獾算法、极大熵准则、约束调节机制,提出了一种主客观动态融合的ARI模型,以低成本适应不同的典型作业空间。案例结果验证了所提ARI模型具有鲁棒性强、实施成本优、偏颇风险低的特性,可有效量化电力行业典型作业的多源要素风险。

关键词：电力作业多源要素风险自适应识别主客观动态融合渐进式蜜獾算法

基于算力-能量全分布式在线共享的5G网络负荷管理策略

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电力系统保护与控制 2024年第9期52卷 154-165页

作者：孙毅陈恺郑顺林王文婷于芃李开灿董文秀华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250000 国网山东省电力公司山东济南250001

5G与边缘计算等信息基础设施海量部署造成运营商用电成本上升,需推动边缘网络与电网的能量互动以节能降本。现有研究重点关注边缘网络参与日前经济调度,未考虑可再生能源和网络流量双重随机性造成的网络能量供需不平衡问题。针对强随机... 详细信息

5G与边缘计算等信息基础设施海量部署造成运营商用电成本上升,需推动边缘网络与电网的能量互动以节能降本。现有研究重点关注边缘网络参与日前经济调度,未考虑可再生能源和网络流量双重随机性造成的网络能量供需不平衡问题。针对强随机环境下的网络负荷管理问题,提出面向虚拟化边缘网络的能量实时管理策略。首先,以网络用能成本最小化为目标,构建联合网络资源管理、储能充放电与能量共享模型。其次,针对未来网络信息未知无法直接求解的问题,提出基于随机对偶次梯度法的在线管理策略。然后,针对资源共享涉及运营商隐私问题,提出全分布式的计算资源与能量协同共享算法。最后,仿真验证表明,所提在线算法在无需先验知识的前提下有效减少了5G边缘网络的用能成本。

关键词： 5G通信在线调度信息能量耦合资源共享随机对偶次梯度法联邦梯度下降法

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超/特高压GIS绝缘可靠性提升研究综述

高压电器 2024年

作者：陈刚郭冲李平冯英葛栋张鹏飞黄河许渊国家山东省电力公司中国电力科学研究院有限公司国家电网有限公司

超/特高压GIS绝缘故障率升高，严重威胁电力系统的安全稳定运行，其绝缘可靠性提升已经成为普遍关注和亟待解决的重大问题。文中从GIS放电原因与防控措施、真型试验及设计改进、缺陷识别与监测预警等方面入手，综述了超/特高压GIS绝缘... 详细信息

超/特高压GIS绝缘故障率升高，严重威胁电力系统的安全稳定运行，其绝缘可靠性提升已经成为普遍关注和亟待解决的重大问题。文中从GIS放电原因与防控措施、真型试验及设计改进、缺陷识别与监测预警等方面入手，综述了超/特高压GIS绝缘可靠性提升的关键措施与研究进展：产品设计方面，超/特高压GIS设计与工艺匹配度不足，未充分考虑工艺实施、运输及运行等因素，造成盆式绝缘子表面积聚异物、合闸片破损等问题；零部件制造工艺与检验方面，GIS关键组部件质量管控不严与卡脖子问题并存，常规的工频耐压、局部放电、冲击耐压等静态耐压试验可以在一定程度上检出绝缘缺陷，但对潜伏性缺陷存在检测盲区，绝缘考核的针对性和灵敏度有待提升；带电检测方面，现行的GIS局部放电在线监测策略对绝缘沿面缺陷的检出率较低，偶发性局部放电的检测往往被忽略，导致故障预警的及时性与准确性不高，采用“偶发性局部放电+X射线+高灵敏组分”相结合的检测技术可以有效提升故障预警的成功率。进一步需要推进全寿命周期异物产生与放电机理研究，深化GIS绝缘设计与微粒抑制技术，提升绝缘试验对缺陷检出的有效性，同时加快GIS关键组部件质量提升及国产化，提高GIS故障预警能力，并在此基础上构建GIS全寿命周期健康评估能力，切实提升超/特高压GIS绝缘可靠性。

关键词：超/特高压GIS 绝缘可靠性异物防控试验有效性带电检测

基于全阶模型的直驱风电机组多时间尺度等效惯量机理建模

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电力系统自动化 2024年第8期48卷 79-90页

作者：姜继恒鲁宗相乔颖李佳明程艳关逸飞汪挺电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京市100084 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250003 国网山东省电力公司山东省济南市250000

构建风电机组的等效惯量模型是开展风电场暂态支撑定量分析与优化控制工作的关键基础,在转动惯量降低、频率特性劣化的高比例可再生能源电网场景下尤其关键。然而,现有模型研究往往结合分析目标侧重若干环节而未能建立全环节的完整模型... 详细信息

构建风电机组的等效惯量模型是开展风电场暂态支撑定量分析与优化控制工作的关键基础,在转动惯量降低、频率特性劣化的高比例可再生能源电网场景下尤其关键。然而,现有模型研究往往结合分析目标侧重若干环节而未能建立全环节的完整模型,也未能揭示不同时间尺度降阶模型与计算精度的关系。首先,以直驱风电机组为对象,在对比风电等效惯量与同步机惯量在机理和实现方式等方面差异的基础上,分析了机械、控制、电气等环节对风电等效惯量的动态影响,建立了风电机组的频率响应全阶模型。然后,基于奇异摄动理论推导了考虑不同时间尺度动态的等效惯量降阶模型,应用瓦西里耶娃理论推导了误差与模型时间尺度之间的关系。最后,采用电磁暂态仿真算例验证了全阶机理模型的有效性及不同降阶模型的精度水平。

关键词：风电机组等效惯量多时间尺度奇异摄动降阶模型瓦西里耶娃理论

低压直流系统高频振荡问题的降阶建模及控制参数设计

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中国电力 2024年第2期57卷 82-93页

作者：刘晓董春发瞿寒冰于光远苏善诚国网山东省电力公司济南供电公司山东济南250012

电压源型变流器、直流线路和恒功率负荷之间相互影响会导致低压直流系统出现高频振荡失稳问题。为此,建立了适用于系统高频振荡建模分析的统一化降阶模型,并从统一化降阶模型角度解释了系统高频振荡失稳原因。在此基础上,提出了一种能... 详细信息

电压源型变流器、直流线路和恒功率负荷之间相互影响会导致低压直流系统出现高频振荡失稳问题。为此,建立了适用于系统高频振荡建模分析的统一化降阶模型,并从统一化降阶模型角度解释了系统高频振荡失稳原因。在此基础上,提出了一种能够抑制高频振荡的控制参数可行域分析方法。该可行域不仅能够直观呈现系统在不同控制参数下的低频稳定区域和高频失稳区域,还能在稳定区域详细显示系统级动态特性(振荡频率和阻尼比)的定制化设计曲线。最后,利用PLECS软件搭建了低压直流系统的仿真算例,多组仿真时域结果均验证了统一化降阶模型及控制参数可行域的有效性。

关键词：低压直流系统高频振荡统一化降阶模型控制参数可行域

微电网中考虑运行参数变化的双馈风电机组振荡特性研究

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热力发电 2024年第3期53卷 24-33页

作者：董啸李云婧孙蓬勃孙树敏孙宁国网山东省电力公司山东济南250001 国网山东省电力公司烟台供电公司山东烟台264000 国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250002

为了研究微电网内电力设备间的耦合及振荡特性,以双馈风电机组为例,基于暂态能量流法,计及风速和机组控制策略,推导双馈风电机组中风力机子系统、发电机及励磁子系统的能量函数;然后,研究风速、机组控制参数等运行参数变化时各个子系统... 详细信息

为了研究微电网内电力设备间的耦合及振荡特性,以双馈风电机组为例,基于暂态能量流法,计及风速和机组控制策略,推导双馈风电机组中风力机子系统、发电机及励磁子系统的能量函数;然后,研究风速、机组控制参数等运行参数变化时各个子系统能量消耗的变化机理,分析机组振荡特性;最后,在PSCAD/EMTDC平台建模仿真,分析运行参数变化时双馈风电机组的能量变化及功率振荡特性,并与特征值计算结果比较,验证分析的合理性,得到风速变化对双馈风电机组振荡的影响机理。

关键词：微电网双馈风电机组控制参数能量消耗振荡

考虑右半平面极点的三相并网变换器小干扰稳定性分析

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电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 42-50页

作者：邢法财蒋哲武诚张志轩田鸣鹤赵玉静叶华国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250000 山东省智能电网技术创新中心山东济南250000 国网山东省电力公司电力调度控制中心山东济南250000 山东大学电气工程学院山东济南250061

电力电子设备渗透率的不断提高使得电力系统转动惯量和阻尼水平下降,对新型电力系统安全稳定运行带来不可忽略的影响。目前并网变换器系统判稳方法常采用奈奎斯特判据和广义奈奎斯特判据,但这两种判据均适用于阻抗比中不含右半平面(righ... 详细信息

电力电子设备渗透率的不断提高使得电力系统转动惯量和阻尼水平下降,对新型电力系统安全稳定运行带来不可忽略的影响。目前并网变换器系统判稳方法常采用奈奎斯特判据和广义奈奎斯特判据,但这两种判据均适用于阻抗比中不含右半平面(right half plane, RHP)极点的场景。针对上述问题,基于考虑正负序耦合和源荷之间耦合的等效单输入单输出(single-input single-output, SISO)系统阻抗模型,提出了考虑RHP极点的三相变换器并网系统判稳方法。首先,对研究系统的RHP极点个数及奈奎斯特曲线包围点(-1, j0)的次数进行估算。然后,在奈奎斯特判据的基础上,利用SISO系统阻抗伯德图进行分析,在系统存在RHP极点的情况下对系统的稳定性进行判断。最后,基于Matlab/Simulink中搭建电磁暂态仿真模型,验证了在有无RHP极点的不同场景下,所提判稳方法均能对三相变换器并网系统的小干扰稳定性进行有效分析。

关键词：并网变换器单输入单输出小干扰稳定性右半平面极点源荷耦合阻抗伯德图

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低压直流配电网强弱电弧特征及检测算法

中国电力 2024年第2期57卷 94-102页

作者：刘国强李国春郝亚楠李贵海吴中杰国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250003

直流电弧没有过零点特性,难以自行熄灭,易引发电气火灾,威胁直流配用电安全。通过搭建电弧模拟发生实验平台,采集不同电压下电弧信号,研究电弧电阻、电压等特性,分析了不同电压下电弧特征的差异性。以GB/T 35727—2017中低压直流配网标... 详细信息

直流电弧没有过零点特性,难以自行熄灭,易引发电气火灾,威胁直流配用电安全。通过搭建电弧模拟发生实验平台,采集不同电压下电弧信号,研究电弧电阻、电压等特性,分析了不同电压下电弧特征的差异性。以GB/T 35727—2017中低压直流配网标称电压优选值为依据,研究220 V、750 V、1 500 V3种不同电压等级电弧检测特征,对比傅里叶、小波、奇异值分解等频域特性,最大值、最小值、平均值、标准差等时域特性,得到不同电压等级下电弧检测的优质判据,证明了不同时频域特征适用于不同的电压等级。结合神经网络模型,设计了适用于750 V系统的电弧检测算法,算法检测精度为99.12%。

关键词：直流配电网电弧小波包奇异值时频域特性

考虑源荷不确定性和新能源消纳的综合能源系统协同调度方法

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电网技术 2024年第2期48卷 517-526页

作者：尚文强李广磊丁月明杜善慧谭亲跃庞博文康定毅西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西省咸阳市712100 国网山东省电力公司电力科学研究院山东省济南市250002 国网山东省电力公司日照供电公司山东省日照市276800

随着“双碳”战略的实施,风光等新能源渗透比例不断提高。需求侧资源参与有功调度是源荷平衡和提高新能源消纳率的重要方式之一,而源荷侧的多重不确定性又会对综合能源系统中多类型能源的管理提出了新的要求。在此背景下,该文提出了一... 详细信息

随着“双碳”战略的实施,风光等新能源渗透比例不断提高。需求侧资源参与有功调度是源荷平衡和提高新能源消纳率的重要方式之一,而源荷侧的多重不确定性又会对综合能源系统中多类型能源的管理提出了新的要求。在此背景下,该文提出了一种调度与消纳协同优化方法,构建能源管理与定价双层优化模型。首先,上层能源管理模型采用该文提出的随机-鲁棒优化方法解决综合能源系统调度面临的新能源发电时序波动性、负荷及其响应的不确定性等问题;其次,在下层能源定价模型中,以系统新能源就地消纳率最大为目标,通过价格变化信号引导用户合理消费,从而优化负荷曲线,消纳上层控制中因安全稳定运行需要而导致的弃风弃光功率;之后,应用线性优化强对偶定理和列和约束生成算法,将上层模型转化为混合整数线性规划问题,并利用商业化求解器YALMIP/GUROBI对双层优化模型进行求解。最后,算例分析验证了该文优化方法能够兼顾系统运行鲁棒性与经济性,同时可以在高比例新能源接入情景下有效促进新能源消纳。

关键词：综合能源系统源荷不确定性高比例新能源协同调度需求侧响应随机-鲁棒优化

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