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面向电量-调频-容量市场的数据中心园区算力及电力资源规划

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 59-66页

作者：丁巧宜王梓耀潘振宁吴毓峰余涛王克英华南理工大学电力学院广东省广州市510641 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东省广州市510641

数据中心广泛建设是智能时代的发展趋势。如何在保证数据中心服务质量的前提下,考虑数据中心负荷转移特性,并对其进行合理规划,对降低数据中心规划总成本及提升新型电力系统灵活性均有显著意义。为此,提出一种考虑多元电力市场引导下的... 详细信息

数据中心广泛建设是智能时代的发展趋势。如何在保证数据中心服务质量的前提下,考虑数据中心负荷转移特性,并对其进行合理规划,对降低数据中心规划总成本及提升新型电力系统灵活性均有显著意义。为此,提出一种考虑多元电力市场引导下的数据中心园区算力及电力资源优化规划方法。首先,通过多面体定界收缩法建立虚拟发电机和虚拟储能模型,描述数据中心园区的聚合可调特性。然后,根据不同电力市场的结算规则,研究了数据中心园区参与电量-调频-容量市场的方式和经济收益。在此基础上,以综合成本最小化为目标,优化数据中心园区发电机、储能的建设容量以及服务器的建设数量。最后,以阿里巴巴公开运行数据为例,证明考虑多元电力市场能够大大降低数据中心规划成本,激励数据中心园区投资建设更多灵活性资源,为电网提供有效的调频服务和容量支撑。

关键词：数据中心规划算力虚拟储能电力市场置信容量

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基于协作通信的电力线通信关键技术研究综述

电网技术 2024年

作者：陈智雄刘宗山金鑫冯俊豪华北电力大学电子与通信工程系河北省电力物联网技术重点实验室南方电网科学研究院有限责任公司广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室

为了满足物联网与智能电网高可靠性、高吞吐量、灵活接入等要求，电力线与无线协作通信技术受到广泛的关注。通过对多媒质并行通信或中继转发等技术进行设计优化，能够从不同的角度增强通信系统的综合性能。基于此，对现有的电力线和无... 详细信息

为了满足物联网与智能电网高可靠性、高吞吐量、灵活接入等要求，电力线与无线协作通信技术受到广泛的关注。通过对多媒质并行通信或中继转发等技术进行设计优化，能够从不同的角度增强通信系统的综合性能。基于此，对现有的电力线和无线协作通信的研究进行整理，从物理层技术、媒体访问控制层(medium access control，MAC)协议、硬件设计及通信标准等主要方向对现有研究进行了归纳总结，分析了其中存在的问题与发展思路。最后从中继系统性能分析、中继机器学习优化处理、多模通信MAC接入机制、中继系统跨层设计、感知和通信协同等五个方面展望了未来的发展方向。

关键词：电力线通信协作通信中继 MAC算法

面向局域配电网谐波网损综合抑制的有源电力滤波器多目标优化配置策略

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供用电 2024年第2期41卷 73-80页

作者：张华赢杨泽斌易皓李艳阴晓晴卫唯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518000 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049

随着配电网电力电子化程度不断提高,各类非线性负载广泛分散地接入配电网,使得配电网谐波抑制问题更为复杂。传统的并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)就近补偿方法存在安装设备数量多和运维成本较高的问题。因此,... 详细信息

随着配电网电力电子化程度不断提高,各类非线性负载广泛分散地接入配电网,使得配电网谐波抑制问题更为复杂。传统的并联型有源电力滤波器(shunt active power filter,SAPF)就近补偿方法存在安装设备数量多和运维成本较高的问题。因此,为了提高治理设备单机利用效率,研究谐波综合抑制的SAPF配置方法已成为电能质量治理领域的重要需求之一。以配电网谐波网损和谐波抑制为优化目标,采用多目标粒子群优化算法(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO),对SAPF的数量和容量进行配置。首先,建立谐波综合抑制模型,以配电网中谐波网损、谐波畸变、SAPF安装数量与容量为多个优化目标,通过改进的多目标粒子群优化算法对模型进行求解。其次,搭建含有14个非线性负载的IEEE 18节点仿真模型对优化算法进行验证。最后,仿真结果表明,优化配置策略治理效果良好,可以通过少量SAPF来实现配电网谐波网损和谐波的综合抑制,证明了所提算法的有效性和可行性。

关键词：并联型有源电力滤波器谐波网损谐波畸变配置方法多目标粒子群优化

基于递归图和预训练迁移学习的电能质量扰动分类

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南方电网技术 2024年

作者：王继东王泽平张迪国网沈阳供电公司智能电网教育部重点实验室(天津大学)

电能质量扰动 (Power Quality Disturbances，PQDs)分类任务中，深度学习方法的应用越来越广泛。针对实测标签数据不足，而仿真数据可以批量生成的特点，本文提出了一种基于递归图理论和预训练迁移学习的扰动识别方法。首先，使用递归... 详细信息

电能质量扰动 (Power Quality Disturbances，PQDs)分类任务中，深度学习方法的应用越来越广泛。针对实测标签数据不足，而仿真数据可以批量生成的特点，本文提出了一种基于递归图理论和预训练迁移学习的扰动识别方法。首先，使用递归图算法将PQDs信号转换为二维递归图像。接着，使用大量仿真数据对VGG-16深度学习网络进行预训练，并保存模型权重参数。最后，通过迁移学习方法，使用少量实测数据对模型的全连接层进行微调，实现在训练样本数量受限情况下对PQDs信号的深度特征提取和分类。仿真和实测数据验证表明，本文方法在标签数据不足情况下训练得到的模型仍具有较高的分类准确率。

关键词：电能质量扰动分类递归图预训练迁移学习时间序列分类深度学习

全尺寸高压开关柜电缆绝缘故障电致燃烧试验研究及机理分析

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高压电器 2024年第3期60卷 42-49页

作者：张佳庆陈庆涛柯艳国赵恒阳尚峰举贾佳过羿马国明国网安徽省电力有限公司电力科学研究院合肥230601 电力火灾与安全防护安徽省重点实验室合肥230022 国家电网公司输变电设施火灾防护实验室合肥230022 国网安徽省电力有限公司合肥230061 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

由于开关柜的封闭特性,长期以来研究人员对于开关柜内火灾发展的时空演变规律缺乏认知,对电缆放电能否引燃、如何燃烧有争议,针对性的防范措施缺乏依据。燃烧试验难度大,全尺寸试验难以开展。文中针对高压开关柜电缆单相接地短路引发火... 详细信息

由于开关柜的封闭特性,长期以来研究人员对于开关柜内火灾发展的时空演变规律缺乏认知,对电缆放电能否引燃、如何燃烧有争议,针对性的防范措施缺乏依据。燃烧试验难度大,全尺寸试验难以开展。文中针对高压开关柜电缆单相接地短路引发火灾的过程开展研究。搭建全尺寸试验平台,研究掌握了电缆短路起火过程中开关柜内外以及电缆外皮的温度分布情况。开展了多物理场仿真研究,构建了开关柜起火模型,掌握了火灾蔓延规律。基于仿真和试验结果对电缆电致燃烧过程中电缆材料分解过程及材料分解对燃烧的影响进行了分析。通过上述研究,掌握了高压开关柜电缆绝缘故障燃烧机理,掌握了电缆外皮温度可以很好的反应开关柜内部故障温度,为开关柜火灾预防奠定了基础。

关键词：燃烧模拟电缆故障数值模拟引燃机理材料热解

一种高性能低成本的中压异质器件混合型模块化多电平变换器及其控制策略

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电网技术 2024年第9期48卷 3686-3694,I0046,I0047-I0049页

作者：周志涂春鸣侯玉超郭祺任鹏刘红文杨金东国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南省昆明市650000

针对少子模块数的中压模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)装置损耗、成本等指标难以综合提升的问题,该文提出一种基于Si基绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和SiC基金属氧化物半导体场效... 详细信息

针对少子模块数的中压模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)装置损耗、成本等指标难以综合提升的问题,该文提出一种基于Si基绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)和SiC基金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)混合的模块化多电平变换器,简称异质器件混合型模块化多电平变换器(heterogeneous device hybrid MMC,HDHMMC)。HDHMMC由全Si IGBT的低频模块和Si IGBT与SiC MOSFET混合的高频模块组成。针对此拓扑提出一种特定的高低频混合调制策略,充分发挥Si IGBT通态损耗低、SiC MOSFET开关损耗低的优势。此外,详细分析了高低频模块的能量波动机理,并针对高低频模块直流侧电容电压不稳定问题提出一种特定的稳压策略。仿真和实验结果验证了HDHMMC拓扑及其调制、稳压策略的可行性。最后,将HDHMMC与现有MMC拓扑进行损耗与成本对比,证明所提拓扑可以更好地平衡成本、效率、功率密度等性能指标。

关键词：模块化多电平变换器 Si IGBT SiC MOSFET 混合调制稳压策略

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“人-车-桩-路-网”深度耦合下的配电网协同规划与运行优化

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电力系统自动化 2024年第7期48卷 24-37页

作者：穆云飞金尚婷赵康宁董晓红贾宏杰戚艳智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津市300130 国网天津市电力公司电力科学研究院天津市300384

电动汽车(EV)作为连接交通电气化和电网清洁化的纽带和桥梁,可实现电力-交通-信息之间的深度耦合,形成电力-交通一体化的规划及运行架构。配电-交通融合系统(DTIS)中,EV充放电行为多时空动态交织、电能流-交通流-信息流深度融合、多利... 详细信息

电动汽车(EV)作为连接交通电气化和电网清洁化的纽带和桥梁,可实现电力-交通-信息之间的深度耦合,形成电力-交通一体化的规划及运行架构。配电-交通融合系统(DTIS)中,EV充放电行为多时空动态交织、电能流-交通流-信息流深度融合、多利益主体动态博弈等大量不确定性因素使配电网的规划及运行优化的边界都将发生重大转变,但同时也给挖掘利用EV的移动储能特性和提升配电网灵活性带来了契机。为此,在分析“人-车-桩-路-网”深度耦合下配电网的形态演化特征基础上,剖析了新形态下配电网协同规划与运行优化所面临的新挑战,进而针对“人-车-桩-路-网”耦合下的EV灵活性建模、灵活域高效构建及预测、协同规划、运行优化4个方面关键技术展开讨论,并对相关技术问题的研究方向进行了展望。

关键词：电动汽车电力-交通一体化协同规划运行优化灵活域多模态信息融合

算力-热力灵活性协同的数据中心能量管理方法

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高电压技术 2024年第9期50卷 4069-4079,I0022,I0023页

作者：王天琪于浩赵金利宋关羽习伟李鹏智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 南方电网新型电力系统(北京)研究院有限公司北京102209

随着数字经济产业快速发展,数据中心成为电能消耗的重要部分。多样化的数据处理需求、大量的计算用电及制冷用电,在带来高能耗问题的同时也为数据中心的运行调度提供了灵活性。因此,协同考虑计算灵活性和热灵活性,制定数据中心优化运行... 详细信息

随着数字经济产业快速发展,数据中心成为电能消耗的重要部分。多样化的数据处理需求、大量的计算用电及制冷用电,在带来高能耗问题的同时也为数据中心的运行调度提供了灵活性。因此,协同考虑计算灵活性和热灵活性,制定数据中心优化运行策略,可有效提高能源利用效率,提升数据中心运行经济性。该文提出一种考虑算力-热力灵活性协同的数据中心能量管理方法。首先,考虑数据负载灵活调度、冷却系统温度变化以及冷热通道热惯性等精细化要素,实现了信息技术设备和冷却设备的协同建模。其次,进行模型的线性化转换,降低了求解难度。在此基础上,实现了基于灵活性协同的数据中心能量管理,从而降低数据中心运行能耗及成本。最后通过算例验证了所提方法的有效性。

关键词：数据中心数据负载调度热灵活性精细化建模能量管理经济运行

基于图卷积神经网络和格拉姆角场的电能质量扰动分类

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电气传动 2024年第3期54卷 84-90页

作者：黄光磊田启东林志贤郑炜楠徐特李冰然深圳供电局有限公司广东深圳310030 国家电网江苏省电力有限公司江苏苏州215000

由于新能源系统的广泛加入,系统中的电能质量扰动数量和种类也相应增加,而传统电能质量扰动(PQD)分类方法存在准确率和效率不高的问题,难以适应现有包含高新能源渗透率的电力系统的电能质量管理。因此,提出了一种基于图卷积神经网络(GCN... 详细信息

由于新能源系统的广泛加入,系统中的电能质量扰动数量和种类也相应增加,而传统电能质量扰动(PQD)分类方法存在准确率和效率不高的问题,难以适应现有包含高新能源渗透率的电力系统的电能质量管理。因此,提出了一种基于图卷积神经网络(GCNNs)和格拉姆角场(GAF)的电能质量扰动分类方法。首先,对原始的PQD信号进行归一化和极坐标转化处理;然后采用GAF对不同种类的PQD一维信号进行图形化转换,生成包含不同PQD特征的二维图片;最后,采用GCNNs对不同种类的PQD图片进行训练和分类,实现不同PQD的分类。实验部分采用IEEE-39节点系统仿真并模拟不同种类的PQD曲线,对所提方法进行验证。实验结果表明,所提方法可以自动地进行特征的提取和优化,满足PQD识别和分类的高效性和准确性。

关键词：电能质量扰动图卷积神经网络格拉姆角场扰动分类

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