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国内柔性直流换流阀与阀控系统综述

电网技术 2024年

作者：高剑剑刘卓锟李国强周凯戴瑞成赵璧国文亮宋坚瑞国网北京市电力公司检修分公司国家电网有限公司直流技术中心

近几年我国柔性直流技术发展迅速，已建成多个高压大容量柔性直流工程。换流阀作为柔性直流系统的核心设备，其可靠性直接影响直流系统的稳定运行。自渝鄂工程开展柔性直流换流阀标准化设计与可靠性提升专项工作以来，国内换流阀可靠性... 详细信息

近几年我国柔性直流技术发展迅速，已建成多个高压大容量柔性直流工程。换流阀作为柔性直流系统的核心设备，其可靠性直接影响直流系统的稳定运行。自渝鄂工程开展柔性直流换流阀标准化设计与可靠性提升专项工作以来，国内换流阀可靠性得到了明显提升，但随着设备运行时间的增加仍发生了多起因换流阀或阀控系统（valve base controller，VBC）故障导致子模块损坏或直流临停事故。本文通过梳理换流阀和阀控系统设计与功能配置情况、总结不同换流阀厂家技术路线的差异并进行分析，并提出相关建议，为下一阶段换流阀与阀控系统标准化设计与可靠性提升专项工作提供参考。

关键词：子模块保护配置控制策略阀控硬件

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基于历史天气的区域电网负荷预测

中国测试 2024年第6期50卷 183-190页

作者：董莉娜张志劲王茂政输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 国家电网重庆市电力公司市区供电分公司重庆400015

随着社会经济的迅速发展,人们对电能的需要日益增加,但是在电网运行中,常常会出现电力产能过剩或者不足的情况,为保证电力系统安全稳定、经济运行,就必须掌握各种区域电网负荷的变化规律和发展趋势。论文对重庆市区供电分公司供电区域... 详细信息

随着社会经济的迅速发展,人们对电能的需要日益增加,但是在电网运行中,常常会出现电力产能过剩或者不足的情况,为保证电力系统安全稳定、经济运行,就必须掌握各种区域电网负荷的变化规律和发展趋势。论文对重庆市区供电分公司供电区域电网中长期负荷进行预测,提出一种预测区域电网中长期负荷的方法,即一种基于前12个月历史天气条件和区域电网负荷关联关系的多元非线性拟合的特征参数因子曲线的中长期负荷预测方法,建立基于不同算法的多种预测模型,通过归一化处理,得到的区域电网中长期负荷预测的精度高,与实际区域电网负荷之间的误差小,对于区域电网中长期负荷预测分析具有重要参考利用价值。

关键词：中长期负荷预测归一化多元非线性拟合历史天气条件区域电网

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大型交流励磁变速抽水蓄能机组技术特征与研制框架

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电网技术 2024年第6期48卷 2366-2375,I0036页

作者：陈龙翔乐振春刘永奇国家电网有限公司北京市西城区100031

交流励磁变速抽水蓄能是国际上应用最广泛成熟的变速机组技术路线,是中国抽水蓄能发展需要重点攻克的关键技术。当前,国内大型交流励磁变速抽水蓄能技术自主化工程研制和应用仍处于起步阶段,从电机设计、变频系统设计到机网协调控制策... 详细信息

交流励磁变速抽水蓄能是国际上应用最广泛成熟的变速机组技术路线,是中国抽水蓄能发展需要重点攻克的关键技术。当前,国内大型交流励磁变速抽水蓄能技术自主化工程研制和应用仍处于起步阶段,从电机设计、变频系统设计到机网协调控制策略等方面关键技术都亟待突破。为进一步攻克交流励磁变速抽水蓄能关键技术、理清研发重点,该文首先从抽水蓄能技术基本原理出发,概括不同抽水蓄能技术路线的特点和适用条件。然后,重点分析了交流励磁变速抽水蓄能机组的技术特征,提出了交流励磁变速发电电动机、水泵水轮机、变频器等核心装备的研制框架和重点。最后,给出交流励磁变速机组研制的思考和总体方法。

关键词：抽水蓄能变速机组交流励磁技术特征装备研发重点

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基于改进小波阈值—CEEMDAN的变压器局部放电超声波信号白噪声抑制方法

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高压电器 2024年第1期60卷 163-171页

作者：周晶罗日成黄军长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410004 国网重庆市电力公司万州供电分公司重庆404000

为了有效去除变压器局部放电超声信号中的白噪声干扰,提高后续局部放电模式识别及定位的准确性,提出了一种基于改进小波阈值和自适应噪声完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEE... 详细信息

为了有效去除变压器局部放电超声信号中的白噪声干扰,提高后续局部放电模式识别及定位的准确性,提出了一种基于改进小波阈值和自适应噪声完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)的变压器局部放电超声波信号去噪方法。首先,通过对放电信号进行CEEMDAN分解得到一系列由高频到低频的本征模函数IMF(intrinsic mode function);然后,利用多尺度排列熵(multi-scale permutation entropy,MPE)算法计算各阶IMF分量的排列熵PE(permutation entropy),根据各IMF的排列熵值确定信号的去噪阈值与有效阈值。对高于去噪阈值的IMF分量采用改进小波阈值法进行去噪处理,对低于有效阈值的IMF分量视为基线漂移进行剔除。最后,通过重构去噪分量与剩余分量来获得去噪后的超声波信号。仿真和实验结果均表明,文中所提出的去噪算法大大提高了信号的信噪比,并保留了原始超声波信号中的有效信息,对提高后续利用超声波信号进行局部放电模式识别及定位的精确性具有重要意义。

关键词：局部放电超声波信号去噪改进小波阈值多尺度排列熵 CEEMDAN

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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

低温等离子体射流处理对硅橡胶材料性能的影响研究

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绝缘材料 2024年第08期57卷 66-72页

作者：伍雪峰段家振史如新刘洪涛何轶聪任显铭国家电网常州供电公司

为解决硅橡胶电缆表面印字污染问题，本文提出利用低温等离子体射流对硅橡胶进行表面处理。以交流电源激励针-环结构电极产生氩气等离子体射流，对不同移动速度下的硅橡胶电缆表面进行动态处理，系统研究处理速度对硅橡胶电缆憎水性、... 详细信息

为解决硅橡胶电缆表面印字污染问题，本文提出利用低温等离子体射流对硅橡胶进行表面处理。以交流电源激励针-环结构电极产生氩气等离子体射流，对不同移动速度下的硅橡胶电缆表面进行动态处理，系统研究处理速度对硅橡胶电缆憎水性、沿面耐压和击穿性能的影响，通过SEM和EDS检测硅橡胶表面物理形貌和化学成分变化。结果表明：射流静态处理会导致材料表面温度升高，而动态处理可以显著降低温升。处理后硅橡胶的水接触角和闪络电压均有小幅度下降。随着处理速度增大，硅橡胶的憎水性和电气绝缘性能逐渐恢复。5 mm/s处理条件下，硅橡胶表面抗油墨粘接性显著提高。结合物化特性结果可知，等离子体射流处理后硅橡胶表面交联聚合程度提高，界面分子扩散运动受到阻碍，进而降低了硅橡胶表面自黏性能。

关键词：低温等离子体射流表面改性硅橡胶电缆

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基于注意力机制和LSTM-LightGBM的特高压直流输电线路可听噪声无效数据清洗方法

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南方电网技术 2024年

作者：吴海荣李振华程紫熠张传计华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心国家电网重庆市电力公司建设分公司三峡大学电气与新能源学院

特高压直流输电线路可听噪声试验过程中，外界环境的突发性干扰会使实验数据中掺杂较多的无效数据，严重影响后续的数据分析。文章提出了一种基于注意力机制(AM)和长短时记忆网络-轻量级梯度提升机(LSTM-LightGBM)的输电线路可听噪声无... 详细信息

特高压直流输电线路可听噪声试验过程中，外界环境的突发性干扰会使实验数据中掺杂较多的无效数据，严重影响后续的数据分析。文章提出了一种基于注意力机制(AM)和长短时记忆网络-轻量级梯度提升机(LSTM-LightGBM)的输电线路可听噪声无效数据清洗方法。首先，针对可听噪声数据的非线性、高维时序冗余特征等特点，以LSTM神经网络为基础进行特征提取；同时，引入特征维度注意力机制，自适应地分配权重来刻画关键特征信息的表达能力；进而，利用LightGBM对提取到的特征进行分类，检测出无效数据；然后，以某特高压直流输电线路实测可听噪声数据试验分析，结果表明该方法的检测精准率为95.55%，召回率为97.73%，F1分数为0.9663，均优于对比实验模型；最后，将无效数据删除并使用均值插补法填补，无效数据清洗后数据的50%值和95%值基本不变，仅降低无效数据的最大值和5%值。该算法对提高输电线路可听噪声数据的可靠性具有一定参考意义。

关键词：输电线路可听噪声长短时记忆网络注意力机制轻量级梯度提升机无效数据

基于新型元启发式BP神经网络的500kV覆冰输电线路力学响应预测研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第1期32卷 100-122页

作者：苏仁斌熊卫红刘先珊张林于明智周庆曹明宇国家电网有限公司华中分部湖北武汉430072 重庆大学土木工程学院重庆400045 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401121 重庆大学计算机学院重庆400045 国网湖南超高压输电公司湖南衡阳421002

覆冰高压输电线路塔体高、跨度大,断线、倒塔、舞动等事故频发,现有的监测设备量少,不足以及时反映其力学响应特征,提高覆冰线路的事前预警准确性是运维关键.以某500kV典型覆冰塔线体系为研究对象,结合在线监测信息验证该模型的合理性,... 详细信息

覆冰高压输电线路塔体高、跨度大,断线、倒塔、舞动等事故频发,现有的监测设备量少,不足以及时反映其力学响应特征,提高覆冰线路的事前预警准确性是运维关键.以某500kV典型覆冰塔线体系为研究对象,结合在线监测信息验证该模型的合理性,基于三维有限元提出计算杆塔力学响应的代理模型,快速获得了不同覆冰工况的杆塔位移及应力值,形成力学响应数据库,并提出基于新型元启发式即浣熊优化算法(COA)BP神经网络的覆冰线路力学响应预测方法.对比了4种优化算法在23个测试函数中的进化能力、收敛速度及收敛精度,说明浣熊优化算法对复杂问题全局最优求解的高效性,并开展了不同训练样本数的正弦函数和余弦函数的仿真研究,阐明了COA进化神经网络计算更准确,且更快收敛于最优解.进一步,以覆冰输电线路力学响应的主控因子及塔顶位移为网络输入,以杆塔最大位移、最大拉应力及最大压应力为网络输出,基于风向角45°的监测数据集验证预测模型的学习泛化能力,并对比其他4种进化神经网络模型的预测值,再次阐明了该预测模型的优势.最后将该模型应用于风向角180°的塔线体系力学响应预测,其预测值均与实际覆冰工况的杆塔位移及应力值吻合,特别是不同覆冰工况的力学响应变化曲线再次验证了上述预测模型的可行性.可见,基于新型元启发式BP神经网络模型可实现覆冰高压塔线体系力学响应预测的实时性、高效性和准确性,为输电线路实时健康评估及事前预测预警提供了技术支持.

关键词：覆冰塔线体系新型元启发算法浣熊优化算法进化神经网络模型力学响应预测模型

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新型电力系统平衡机理及演进过程研究

中国电机工程学报 2024年

作者：许涛王国春董昱王超李增辉国家电网有限公司

立足大电网运行实践，开展新型电力系统平衡机理及演进过程研究。构建了新型电力系统平衡基本方程和高级方程，提出了新型电力系统平衡的五个机理，揭示了新能源渗透率、新能源弃电率、系统调节能力等关键平衡要素间的关联关系；结合运... 详细信息

立足大电网运行实践，开展新型电力系统平衡机理及演进过程研究。构建了新型电力系统平衡基本方程和高级方程，提出了新型电力系统平衡的五个机理，揭示了新能源渗透率、新能源弃电率、系统调节能力等关键平衡要素间的关联关系；结合运行实践开展仿真测算和统计分析，验证了所提数学模型和平衡机理的准确性。在理论分析和仿真测算基础上，指出新型电力系统平衡的主要矛盾是不断增长的调节需求和有限的系统调节能力之间的矛盾，二者对比关系的变化构成了新型电力系统的平衡演进过程，指出新型电力系统发展将先后跨越“质变点”、“临界点”两个关键节点，对应三个主要发展阶段。最后，对新型电力系统后续发展建设方向进行了展望，提出相关建议。

关键词：新型电力系统平衡调节能力等效负荷新能源弃电率新能源渗透率