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基于频谱图与时序成像的非侵入式负荷监测方法

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电力系统及其自动化学报 2024年第6期36卷 34-42页

作者：杨克新王小宇徐斌琚佳彬童力诸葛斌上海电力大学电气工程学院上海200090 国家电网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310015 国家电网浙江省电力有限公司桐庐供电公司杭州311599

针对在多种电器设备同时运行的场景下,当前非侵入式负荷监测方法存在分解困难的问题,本文提出了基于频谱图与时序成像的非侵入式负荷监测方法。首先进行负荷分解,利用频谱图变换原理将多种电器设备的聚合电流转换成频谱图矩阵,并通过词... 详细信息

针对在多种电器设备同时运行的场景下,当前非侵入式负荷监测方法存在分解困难的问题,本文提出了基于频谱图与时序成像的非侵入式负荷监测方法。首先进行负荷分解,利用频谱图变换原理将多种电器设备的聚合电流转换成频谱图矩阵,并通过词嵌入将频谱图矩阵变换到高维;然后通过k-均值聚类算法得到单个电器设备的频谱图矩阵并反变换为相应的时序电流;其次,进行负荷分类,将负荷分解得到的各类电器设备的时序电流转换为图像进行分类,分类模型为训练完成的深度神经网络模型。最后,利用公开数据集进行实验,结果表明所提方法具有较好的分解和分类效果。

关键词：非侵入式负荷监测频谱图时序成像深度学习深度残差神经网络

新型电力系统下多元资源发电容量充裕性评估与保障机制

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电力系统自动化 2024年第11期48卷 77-87页

作者：黄海涛贾秀锋程凯许佳丹上海电力大学电气工程学院上海市200090 国家电网公司华东分部上海市200120 国网浙江省电力有限公司温岭市供电公司浙江省温岭市317500

为了适应新型电力系统下容量资源多元化新趋势与投资激励新要求,针对中国发电容量充裕性保障机制建设问题,构建了考虑源储荷多元资源的容量补贴价格机制与容量评估方法。首先,基于边际发电成本理论,揭示了纯电能量市场“缺钱问题”与容... 详细信息

为了适应新型电力系统下容量资源多元化新趋势与投资激励新要求,针对中国发电容量充裕性保障机制建设问题,构建了考虑源储荷多元资源的容量补贴价格机制与容量评估方法。首先,基于边际发电成本理论,揭示了纯电能量市场“缺钱问题”与容量定价原理,提出容量补贴价格制定方法,引入容量调整系数有效激励投资。然后,紧密结合源储荷资源为系统峰荷容量提供支撑的不同特征,建立风光水可再生电源和新型储荷主体有功出力与调度模型,与两态法融合构建各类元件模型,采用序贯蒙特卡洛模拟建立了多元化资源充裕容量的可靠性评估方法。在此基础上,提出分类差别实用化评估方法,克服风光储荷传统评估方法的缺陷,较为科学地反映各类资源对容量支撑的实际贡献,兼顾计算简单透明。最后,算例验证表明,该机制能够实现公平补偿,提供科学的发电投资信号并确保回收,保障发电容量充裕与电价稳定,并且实用化评估方法较好平衡了评估精度与政策实施间的关系。

关键词：新型电力系统发电容量充裕性保障机制容量补贴电价评估源储荷

两电子水氧化反应抑制掺硼金刚石电极氧化有机物过程中氯酸盐和高氯酸盐的生成

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化工进展 2024年第4期43卷 2183-2190页

作者：丁嘉吴文琦李鹏程上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200082 浙江大学环境与资源学院浙江杭州310012 国家电网杭州供电公司浙江杭州310000

掺硼金刚石(BDD)具有羟基自由基(·OH)产率高、稳定性好的优点,作为电极材料被广泛应用于难降解有机物的处理。但BDD电极在处理含氯介质时产生的高毒性副产物——氯酸盐(ClO_(3)^(-))和高氯酸盐(ClO_(4)^(-))是限制其广泛应用的关键障... 详细信息

掺硼金刚石(BDD)具有羟基自由基(·OH)产率高、稳定性好的优点,作为电极材料被广泛应用于难降解有机物的处理。但BDD电极在处理含氯介质时产生的高毒性副产物——氯酸盐(ClO_(3)^(-))和高氯酸盐(ClO_(4)^(-))是限制其广泛应用的关键障碍之一。本文通过两电子水氧化反应(2e^(-)WOR)来控制BDD电极氧化过程中ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)的产生。同时,以一种广泛使用的除草剂——阿特拉津(ATZ)为模型污染物,探究2e^(-)WOR对有机物降解效果的影响。研究表明,NaHCO_(3)作为电解质可以有效催化BDD电极上的2e^(-)WOR,进而降低电解过程中活性氯、ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)的浓度。添加10mmol/L NaHCO_(3)后,活性氯浓度下降了60.3%,ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)的生成速率常数分别下降10.2%和39.2%。当添加50mmol/L和100mmol/L NaHCO_(3)时,活性氯的生成被完全抑制,ClO_(3)^(-)的生成速率常数分别降低了60.0%和72.5%,ClO_(4)^(-)的生成速率常数分别降低了66.2%和72.6%。2e^(-)WOR对ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)抑制作用的机理有两个方面:①2e^(-)WOR产生的H2O2与活性氯反应,降低了关键中间物的浓度,进而控制了ClO_(3)^(-)和ClO_(4)^(-)的生成;②HCO_(3)^(-)与ClO_(3)^(-)竞争·OH反应,降低了ClO_(3)^(-)向ClO_(4)^(-)的转化速率。研究发现,适量添加NaHCO_(3)有利于ATZ的降解。添加10mmol/L和50mmol/L NaHCO_(3)后,ATZ的降解动力学常数分别提高了27.2%和53.8%。甲醇猝灭实验表明,NaHCO_(3)的添加促进了溶液本体中ATZ的降解。

关键词：电化学电解废水降解掺硼金刚石电极氯酸盐高氯酸盐

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电力系统摇摆方程的侵入式谐波解及分析

电网技术 2024年第5期48卷 2022-2030,I0061,I0063,I0064页

作者：李京甘德强倪秋龙周靖皓曹建伟浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310027 国网浙江省电力有限公司湖州供电公司浙江省湖州市313000

开展了大干扰背景下电力系统摇摆方程的侵入式谐波解研究。首先,针对二次微分代数系统的初值问题,提出了系统化的二次型谐波平衡方法;其次,将电网运动方程映射至解耦空间,扩展了摇摆方程的高阶分块解耦形式,并借助二次型谐波平衡方法,... 详细信息

开展了大干扰背景下电力系统摇摆方程的侵入式谐波解研究。首先,针对二次微分代数系统的初值问题,提出了系统化的二次型谐波平衡方法;其次,将电网运动方程映射至解耦空间,扩展了摇摆方程的高阶分块解耦形式,并借助二次型谐波平衡方法,给出了摇摆方程的侵入式谐波解;然后,基于该谐波解分析了电网稳定运动形态特征的数学机理,建立了电力系统暂态稳定的非线性状态-输出方程;最后,单机无穷大系统、IEEE 3机9节点系统的仿真算例进一步验证了所提方法及理论分析的有效性。

关键词：摇摆方程功角动态谐波平衡法暂态稳定

新能源电力系统细粒度并行与多速率电磁暂态仿真

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 113-121页

作者：王啟国徐晋汪可友周建其樊涛电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司浙江省嘉兴市314000 国家电网有限公司数字化工作部北京市100032

随着可再生能源的快速发展,电力系统设备类型越来越多,系统振荡特征越来越复杂,对电磁暂态仿真的精度和效率提出了更高要求。基于大规模集成电路设计中所使用的延迟插入法(LIM),提出了新能源电力系统的细粒度建模方法,并结合图形处理器(... 详细信息

随着可再生能源的快速发展,电力系统设备类型越来越多,系统振荡特征越来越复杂,对电磁暂态仿真的精度和效率提出了更高要求。基于大规模集成电路设计中所使用的延迟插入法(LIM),提出了新能源电力系统的细粒度建模方法,并结合图形处理器(GPU)的资源优势,实现了算法的并行求解。所提方法将传统交流电网与电力电子设备进行解耦,并基于混合数值稳定性判据和局部截断误差的方法确定了各子系统的步长。然后,通过插值实现了新能源电力系统的多速率仿真。最后,基于GPU硬件平台,以含新能源接入的改进39节点系统为例验证了所提方法的精度,并以不同规模的新能源接入、不同仿真步长的组合验证了所提方法在仿真效率方面的优势。

关键词：可再生能源电力系统电磁暂态仿真并行计算细粒度仿真多速率仿真延迟插入法图形处理器

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镀锌线夹大气腐蚀温升特性及表征特征量研究

电工技术学报 2024年

作者：廖乙蒋兴良赵嘉诚张志劲黄武鸿国家电网河南省许昌供电公司国家电网湖南超高压变电公司重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站

大气化合物会腐蚀输电线路镀锌线夹，造成不可逆损伤，严重威胁电网安全。及时且准确地评估其腐蚀状态对线路运维具有重要意义。带电条件下，不同状态的线夹温升各异，可利用该特性进行腐蚀程度判断和定级。该文以镀锌并沟线夹为研究对... 详细信息

大气化合物会腐蚀输电线路镀锌线夹，造成不可逆损伤，严重威胁电网安全。及时且准确地评估其腐蚀状态对线路运维具有重要意义。带电条件下，不同状态的线夹温升各异，可利用该特性进行腐蚀程度判断和定级。该文以镀锌并沟线夹为研究对象，采用实验室加速腐蚀试验与热循环试验相结合的方法，研究线夹在不同电流下被不同酸碱度、浓度腐蚀液腐蚀时，其外表面的腐蚀过程及温升特性。基于试验结果，定义表征腐蚀程度的特征量k，给出k值提取方法。结果表明，酸性和碱性环境腐蚀过程类似，但酸性产物会加重腐蚀，碱性产物对铝层有保护作用，盐雾腐蚀性最低，线夹在酸、碱和盐性环境中温升也逐渐降低；同一腐蚀环境中，溶液电导率和电流与线夹表面温升呈正相关。提取的k值可客观量化镀锌线夹腐蚀程度，基于此提出了腐蚀定级方法和便于工程应用的拟合方程。该文可为镀锌线夹实际腐蚀检测提供理论依据。

关键词：导电镀锌线夹加速腐蚀试验温升红外热成像腐蚀识别

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随机振动下电连接器性能退化及磨屑迁移

哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：骆燕燕祁侨绅王永鹏武雄伟马旋电工产品可靠性技术省部共建协同创新中心(河北工业大学) 国家电网山东省电力公司邹平供电公司国家电网河北省电力公司邯郸新区供电公司国家电网冀北电力公司张家口供电公司

为探究电连接器在运行过程中随机振动导致其接触件发生微动磨损，产生磨屑造成接触性能降低的问题，分别进行步进应力及恒定应力随机振动试验。采用电容层析技术对微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑进行检测，研究振动周期、振动方向... 详细信息

为探究电连接器在运行过程中随机振动导致其接触件发生微动磨损，产生磨屑造成接触性能降低的问题，分别进行步进应力及恒定应力随机振动试验。采用电容层析技术对微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑进行检测，研究振动周期、振动方向、振动量级和负载电流对磨屑堆积与分布的影响；对试验后的试品进行表面形貌及能谱分析，并引用分形维数研究磨屑分布均匀度，量化接触件表面的磨损程度。试验结果表明：振动周期、振动方向、振动量级对接触件间磨屑的产生与堆积具有正向累积效应；负载电流因发热与应力松弛的耦合作用，延缓了性能退化过程；轴向振动磨损最为严重；插针根部为严重磨损区域；电连接器在步进应力随机振动下的性能退化规律与恒定应力下相似，且步进应力下的磨屑特征值呈现出一定的阶跃变化特征；电连接器在微动磨损过程中接触表面形貌会发生显著变化；表面形貌及能谱分析结果与磨屑特征值及接触电阻变化规律相吻合。

关键词：电连接器电容层析技术磨屑微动磨损分形维数

微电网并网逆变器频率自适应前馈双模重复-比例控制

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电工技术学报 2024年

作者：赵强松陈昊王启帆王燕谢文文国家电网郑州供电公司中原工学院电子信息学院

重复控制因其能有效抑制谐波信号而被广泛应用于逆变器控制，但其动态性能较差，且在电网频率波动时谐波抑制性能下降严重。为此，该文提出一种频率自适应前馈双模重复-比例控制。在双模重复控制的内模中加入前馈环节改善系统的动态性... 详细信息

重复控制因其能有效抑制谐波信号而被广泛应用于逆变器控制，但其动态性能较差，且在电网频率波动时谐波抑制性能下降严重。为此，该文提出一种频率自适应前馈双模重复-比例控制。在双模重复控制的内模中加入前馈环节改善系统的动态性能，并使用无限脉冲响应滤波器实现对电网频率波动导致的分数延迟精确近似。该文给出频率自适应前馈双模重复-比例控制的原理、稳定性分析和参数优化设计过程。实验结果证明了所提出的控制方法在电网频率波动时能抑制并网电流谐波，且具有较好的动态性能。

关键词：微电网重复控制并网逆变器频率自适应无限脉冲响应滤波器

12/14无轴承开关磁阻电机双系统性能统一优化策略

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中国电机工程学报 2024年

作者：袁野叶腾杨帆丁世宏徐波孙玉坤国家电网镇江供电公司江苏大学电气信息工程学院

12/14无轴承开关磁阻电机(Bearingless Switched Reluctance Motor， BSRM)结构参数对转矩系统关键性能和悬浮系统关键性能表征出不同的影响规律，导致转矩系统与悬浮系统关键性能难以统一优化。针对上述问题，本文提出了12/14 BSRM转矩... 详细信息

12/14无轴承开关磁阻电机(Bearingless Switched Reluctance Motor， BSRM)结构参数对转矩系统关键性能和悬浮系统关键性能表征出不同的影响规律，导致转矩系统与悬浮系统关键性能难以统一优化。针对上述问题，本文提出了12/14 BSRM转矩/悬浮双系统关键性能统一优化策略。所提优化策略，在探明12/14 BSRM结构参数对转矩系统关键性能和悬浮系统关键性能影响规律的基础上，分类定义了非灵敏变量、单系统灵敏变量与双系统灵敏变量。进一步，着重针对单系统灵敏变量和双系统灵敏变量分别开展了递进式单系统粗优化和交互式双系统协同优化，依次得到单转矩系统灵敏变量最优值、单悬浮系统灵敏变量最优值和双系灵敏变量最优值。最后，对比分析了优化前后的12/14 BSRM转矩系统和悬浮系统关键性能，并搭建实验平台对优化后的样机进行性能测试，仿真和实验结果验证了双系统关键性能统一优化方法的高效性和可行性。

关键词：无轴承开关磁阻电机转矩系统悬浮系统灵敏变量优化策略