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550kV快速断路器液-机-气整机联合仿真

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高电压技术 2024年第3期50卷 1003-1013页

作者：邹焕成林莘钟建英魏建巍徐华陈孝信沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 平高集团有限公司平顶山467001 国家电网浙江省电力有限公司杭州310007

快速断路器可实现短路故障的快速切除,对保证电力系统安全稳定运行具有重要意义。针对一种快速响应、高速运动的新型液压操动机构,建立液压操动机构、传动系统和灭弧室之间的耦合关系,开展液-机-气联合仿真研究,分析不同操作功对动触头... 详细信息

快速断路器可实现短路故障的快速切除,对保证电力系统安全稳定运行具有重要意义。针对一种快速响应、高速运动的新型液压操动机构,建立液压操动机构、传动系统和灭弧室之间的耦合关系,开展液-机-气联合仿真研究,分析不同操作功对动触头运动特性、液压缸缓冲特性和灭弧室反力特性的影响规律,在此基础上,对传动系统应力分布进行计算,对存在破坏风险的零部件提出改进策略,确定试验样机设计方案。研究结果表明:操作功对分闸速度影响明显,确定机构活塞杆侧作用面积为3160mm^(2),分闸速度提升至13.63m/s,触头机械分离时间缩短至4.45 ms,满足快速开断需求。随着机构操作功的提升,机构缓冲力峰值和灭弧室压气反力峰值提升明显,造成部分传动件应力值超标,通过优化液压操动机构缓冲性能以及传动件结构,设计出满足机械强度要求的传动系统。研究成果指导研发了操动机构试验样机,试验结果满足快速开断要求。

关键词：快速断路器液压操动机构传动系统灭弧室操作功分闸速度机械强度

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

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

基于公式化限额和最小裕度最大化的电网热稳定限额计算

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 159-167页

作者：曾涛陈浩郭瑞鹏汪震浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国家电网有限公司华东分部上海市200120

编制热稳定控制限额是电网调度控制中心的重要工作,也是保障电网安全运行的重要手段。针对新能源大规模并网后潮流不确定性大导致热稳定限额制定难度增大的问题,以预想故障分析为基础计算潮流转移关系并建立电网安全约束,进而提出了基... 详细信息

编制热稳定控制限额是电网调度控制中心的重要工作,也是保障电网安全运行的重要手段。针对新能源大规模并网后潮流不确定性大导致热稳定限额制定难度增大的问题,以预想故障分析为基础计算潮流转移关系并建立电网安全约束,进而提出了基于公式化限额和最小裕度最大化的三阶段电网热稳定限额计算方法,实现了热稳定限额的批量自动计算。第1阶段对输电通道限额进行初始化,第2阶段对故障后易过载的通道按照故障后不超瓶颈设备短时载流能力制定公式化限额要求,第3阶段对转移关系约束存在耦合的通道集合逐次按最小裕度最大化原则计算通道控制限额。对输电资源紧张的通道同时采用公式化限额和通道控制限额要求可以减小保守性,充分释放通道输电能力;对其余通道只采用通道控制限额要求,可减少并简化控制要求。以某区域电网2023年夏季高峰运行方式为例,限额自动计算结果与稳定规程的一致性较好,验证了所提方法的有效性。

关键词：热稳定限额公式化限额预想故障最小裕度最大化冗余约束过滤

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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年第9期56卷 38-47页

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) 天津300401 国家电网山东省电力公司邹平供电公司山东邹平256200 国家电网河北省电力公司邯郸新区供电公司河北邯郸056000 国家电网冀北电力公司张家口供电公司河北张家口075000

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

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长三角D-2日电能量市场机制设计

电力自动化设备 2024年第4期44卷 197-203页

作者：胡朝阳杜非段翩张丙金陈雨果国家电网有限公司华东分部上海200120 北京清能互联科技有限公司北京100080

立足于我国多层次市场体系建设现状和国、网、省三级调度业务架构,界定现阶段区域内省间市场和跨区省间市场在全国统一电力市场中的功能定位。为了解决不同范围、不同周期市场的衔接问题,提出建设长三角D-2日电能量市场,通过D-2日电能... 详细信息

立足于我国多层次市场体系建设现状和国、网、省三级调度业务架构,界定现阶段区域内省间市场和跨区省间市场在全国统一电力市场中的功能定位。为了解决不同范围、不同周期市场的衔接问题,提出建设长三角D-2日电能量市场,通过D-2日电能量市场统筹全网电力电量平衡,保障区外送电计划的可执行性,实现市场从中长期到日前的平滑过渡。引入市场用户报量报价参与区域市场;设计市场衔接、市场定价、偏差处理等关键机制;考虑到华东电网是耦合关系复杂的交流电网,构建全网络出清模型。算例结果表明,D-2日电能量市场有利于全网资源优化配置,保障全网电力安全以及解决发电侧市场力问题,证明了市场机制设计的有效性。

关键词：区域电力市场市场衔接 D-2日电能量市场跨省交易定价机制市场出清模型

极端气候场景下高水电占比西南电网电力交易保供体系构建

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电网技术 2024年

作者：文旭周全孙田杨洋毛锐文思傲北京电力交易中心有限公司国家电网有限公司西南分部

当前，新型电力系统建设，以水电为主大规模“靠天吃饭”清洁能源的接入，以及极端气候的频发，给西南电网电力可靠供应带来严峻挑战。首先，本文介绍了西南电网概况和电力市场运营格局。然后，从2022年夏季极端干旱高温少雨气候下，西... 详细信息

当前，新型电力系统建设，以水电为主大规模“靠天吃饭”清洁能源的接入，以及极端气候的频发，给西南电网电力可靠供应带来严峻挑战。首先，本文介绍了西南电网概况和电力市场运营格局。然后，从2022年夏季极端干旱高温少雨气候下，西南电网川渝地区电力保供事件出发，基于区域电网和市场化的双重视角，归纳总结了西南电网电力保供存在四方面问题：预警层级有限、保供周期较短、保供空间局限、保供资源单一，由此，提出了基于双层级、全周期、全空间、全资源（简称“一双三全”）理念的西南电网电力保供研究思路和研究框架。其次，系统构建了极端气候场景下西南电网电力交易保供体系，主要包括：1）提出了区域电网电力保供预警响应的概念及其等级确定方法，构建了“省级电网+区域电网”的双层级电力交易保供预警响应机制；2）提出了中长期省间可中断电力保供交易品种，构建了“中长期+现货+应急”全周期电力交易保供体系；3）提出了跨区、区内省间市场电力保供的理念，设计了大水电时空置换交易，构建了“跨区+区内省间+省内”的全空间电力交易保供体系；4）提出了负荷侧削峰省间中长期电力保供交易品种，构建了“发电侧+负荷侧”的全资源电力交易保供体系。最后，给出了上述研究成果在西南电网的工程案例，验证了所做研究的创新性和实用性；同时，也为大规模清洁能源并网后其他区域电网电力保供提供了新思路，具有普适性。

关键词：极端气候西南电网电力市场高水电占比电力保供

随机振动下电连接器微动磨损试验与性能退化模型

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兵器装备工程学报 2024年第8期45卷 34-44页

作者：骆燕燕陈月港王永鹏刘旭阳张兆攀河北工业大学电工产品可靠性技术省部共建协同创新中心天津300130 国家电网山东省电力公司邹平市供电有限公司山东邹平256200 国家电网河北省电力有限公司超高压分公司石家庄050071 国家电网山东省电力公司超高压公司济南250000

针对电连接器在随机振动下微动磨损导致的接触性能退化问题,采用电容层析成像技术监测微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑的堆积和分布特征。结果表明,随机振动时间、振动水平和载荷电流对磨屑的堆积具有正向累积效应;轴向振动下微动... 详细信息

针对电连接器在随机振动下微动磨损导致的接触性能退化问题,采用电容层析成像技术监测微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑的堆积和分布特征。结果表明,随机振动时间、振动水平和载荷电流对磨屑的堆积具有正向累积效应;轴向振动下微动磨损最为严重;磨屑分布不均匀,插针根部的磨屑较多。接触电阻值呈现波动上升趋势,不同于磨屑特征值总量的阶梯式增加,但在较高随机振动水平和负载电流下,两者呈现较强的相关性。基于磨屑分布信息构建的布谷鸟搜索算法优化BP神经网络性能退化模型的预测误差小于6%。

关键词：电连接器微动磨损磨屑电容层析成像 BP神经网络

步进随机振动下电连接器微动磨损试验及性能退化模型

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：骆燕燕祁侨绅王永鹏武雄伟河北工业大学电工产品可靠性技术省部共建协同创新中心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

针对电连接器工作时受步进随机振动作用，产生微动磨损而接触性能降低的问题，开展步进应力随机振动试验，采用电容层析成像技术（ECT）检测微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑特征值，通过接触电阻与磨屑特征值研究步进应力随机振动... 详细信息

针对电连接器工作时受步进随机振动作用，产生微动磨损而接触性能降低的问题，开展步进应力随机振动试验，采用电容层析成像技术（ECT）检测微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑特征值，通过接触电阻与磨屑特征值研究步进应力随机振动条件下接触件的磨损程度及接触性能的退化规律。引入具有鲁棒性好、可以表征非线性关系的最大互相关系数（MIC）进行磨屑特征值与接触电阻的相关性分析，通过MIC筛选降维以提高模型预测精度。结果表明：步进应力随机振动下磨屑特征值、磨屑特征值总量和接触电阻均呈现阶梯状变化趋势；通过最大互信息系数计算发现磨屑特征总量与接触电阻呈现强相关；能谱分析的结果与试验结果相吻合；采用MIC筛选优化的CHIO-Elman的性能退化模型的平均绝对误差小于4％。

关键词：电连接器电容层析成像微动磨损最大互信息系数冠状病毒群体免疫优化算法