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基于仿射可调鲁棒的非预期全场景可行机组组合

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中国电机工程学报 2024年

作者：肖杨丁涛黄海煜张碧元熊玮张彦涛西安交通大学电气工程学院国家电网有限公司华中分部国网电力科学研究院有限公司

非预期性是指当前决策无法依赖于未来尚未实现的不确定参数，是电力调度时序决策的因果逻辑和基本原则。全场景可行性是指不确定参数所有可能的实现值都存在一种可行决策结果与之对应，是电力调度的最终目标。随着新能源的大规模并网，... 详细信息

非预期性是指当前决策无法依赖于未来尚未实现的不确定参数，是电力调度时序决策的因果逻辑和基本原则。全场景可行性是指不确定参数所有可能的实现值都存在一种可行决策结果与之对应，是电力调度的最终目标。随着新能源的大规模并网，电力系统的运行需要应对显著的不确定性，因此在电力调度的过程中考虑决策过程的非预期性并使决策结果满足全场景可行性变得愈发重要。为此，本文探讨了非预期性和全场景可行性的内在机理并构造了非预期性约束和满足全场景可行且场景数目有限的场景集，然后建立了一种基于场景的非预期全场景可行机组组合模型，以提供满足全场景可行性的机组组合结果。鉴于上述机组组合模型的规模巨大且求解困难，本文利用仿射可调鲁棒模型处理全场景可行机组组合问题，提出了基于仿射可调鲁棒的非预期全场景可行机组组合模型。该模型仅以少量保守性和最优性损失，换取了模型规模的指数级显著减小和问题求解效率的显著提升，可以被认为是非预期全场景可行机组组合问题的有效解决方案。最后，本文基于IEEE-118 测试系统，详细分析了考虑决策过程非预期性和决策满足全场景可行性在电力调度中的求解效率和保守性，论证了本文所提基于仿射可调鲁棒的非预期全场景可行机组组合模型的优势。

关键词：非预期性全场景可行性机组组合仿射变换仿射可调鲁棒优化

面向直流受端新型电力系统暂态电压稳定的紧急控制策略

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 195-202页

作者：李轻言林涛杜蕙付希越李君徐遐龄李大虎饶渝泽交直流智能配电网湖北省工程中心湖北武汉430000 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 国家电网公司华中分部湖北武汉430077 国网湖北省电力有限公司湖北武汉430077

在直流受端新型电力系统中,新能源电源及直流的接入导致同步机开机减少,动态无功功率相对紧张,暂态电压失稳风险显著增大。为高效快速获取紧急控制策略,即直流电流控制方案,并使其适应不同的电网运行方式和故障场景,尤其是电网拓扑结构... 详细信息

在直流受端新型电力系统中,新能源电源及直流的接入导致同步机开机减少,动态无功功率相对紧张,暂态电压失稳风险显著增大。为高效快速获取紧急控制策略,即直流电流控制方案,并使其适应不同的电网运行方式和故障场景,尤其是电网拓扑结构的变化,基于图卷积神经网络(GCN)对常规深度强化学习模型深度确定性决策梯度(DDPG)的网络结构进行改造,构建了GCN-DDPG融合模型。在此基础上,引入双评价网络机制和评价网络与动作网络非同步更新策略以提升算法效果。进一步地,在应用方面,基于GCN-DDPG融合模型构建紧急控制模型并将其下达至安控主站,安控主站将依据电网实际运行方式和故障等信息,对紧急控制策略进行在线量化计算,并发送至直流控保系统执行。最后,通过改造的IEEE 14节点系统验证所提方法的有效性和优越性。

关键词：高压直流输电直流受端新型电力系统暂态电压稳定紧急控制电流控制方案 DDPG GCN

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LCL型并网逆变器电容电流反馈有源阻尼特性通用图形化评估方法及应用

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电源学报 2024年

作者：李智曾垂辉谢俊王伟姚俊张杰国家电网公司华中分部南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院) 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司

电容电流反馈有源阻尼广泛用于LCL谐振峰抑制。控制延时会引起有源阻尼等效的虚拟阻抗表现为负阻尼效应，导致系统的稳定性降低。为削弱负阻尼效应，需根据LCL谐振频率合理选择和设计反馈函数。本文提出了一种通用的图形化评估方法，可... 详细信息

电容电流反馈有源阻尼广泛用于LCL谐振峰抑制。控制延时会引起有源阻尼等效的虚拟阻抗表现为负阻尼效应，导致系统的稳定性降低。为削弱负阻尼效应，需根据LCL谐振频率合理选择和设计反馈函数。本文提出了一种通用的图形化评估方法，可直观界定出不同反馈函数的正阻尼频率范围，这为选择合适的有源阻尼反馈函数提供指导。运用该方法，本文提出对LCL谐振频率波动具有强鲁棒性的相位滞后补偿器。在一台6kW单相LCL型并网逆变器上进行实验，实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：并网逆变器 LCL滤波器电容电流反馈有源阻尼评估方法

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提高配电网承载力的分布式光伏双层规划方法

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第7期52卷 69-75页

作者：杨志淳朱炳兆操燕春王丹国网湖北省电力有限公司电力科学研究院华中科技大学电气与电子工程学院国网湖北省电力有限公司黄冈供电公司

针对光伏发电爆发式增长、规模化并网，配电网结构和运行状态发生较大改变，配电网的可靠性和安全性受到挑战的问题，以广义短路比(gSCR)、节点电压关联裕度(VIMI)和电压偏差作为配电网承载能力评估指标，提出了一种提高配电网承载能力... 详细信息

针对光伏发电爆发式增长、规模化并网，配电网结构和运行状态发生较大改变，配电网的可靠性和安全性受到挑战的问题，以广义短路比(gSCR)、节点电压关联裕度(VIMI)和电压偏差作为配电网承载能力评估指标，提出了一种提高配电网承载能力的分布式光伏选址定容双层规划模型．上层以配电网承载能力最大为目标，对分布式光伏设备进行选址定容；下层规划以网损最小为目标，调节光伏设备无功出力，优化光伏接入容量．利用天牛须(BAS)-粒子群算法和二阶锥松弛方法对模型进行求解．最后通过案例验证模型的有效性，结果表明所提方案具有良好的鲁棒性和适用性．

关键词：承载能力配电网分布式光伏选址定容双层规划

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超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 217-224页

作者：刘阳陈祥文王玉龙李会新李勇王英英国家电网有限公司华中分部湖北武汉430077 柳焕章劳模创新工作室湖北武汉430077 南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的... 详细信息

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

关键词：反时限零序过流保护定时限零序过流保护继电保护高阻接地故障超、特高压交流线路选择性速动性整定原则

双馈风电场无串补并网振荡场景及关键影响因素研究

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高电压技术 2024年第2期50卷 660-672,I0011-I0013页

作者：熊浩清何鹏飞孙冉孙海顺巴贵田春笋国网河南省电力公司郑州450000 电力安全与高效湖北省重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074 国网西藏电力有限公司拉萨850000 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052

双馈风电场经串补线路送出系统存在次同步振荡风险的问题已为共知并得到广泛深入研究,然而实际系统中也发生过双馈风电场经无串补线路送出的次超同步振荡问题,目前针对这一问题的报道和研究很少。因此,采用特征模式分析法结合电磁暂态仿... 详细信息

双馈风电场经串补线路送出系统存在次同步振荡风险的问题已为共知并得到广泛深入研究,然而实际系统中也发生过双馈风电场经无串补线路送出的次超同步振荡问题,目前针对这一问题的报道和研究很少。因此,采用特征模式分析法结合电磁暂态仿真,针对双馈风电无串补接入电网的次同步振荡问题开展研究,分析了系统主导失稳振荡模式以及运行条件和风电控制参数的影响,厘清了无串补并网系统中双馈风电网侧变流器内环电流控制主导失稳,锁相控制主导失稳,以及转子侧变流器内环电流控制主导失稳等3种次超同步振荡场景,并与双馈经串补送出系统振荡场景进行了对比分析,较为全面地揭示了双馈风电并网系统振荡的不同场景及机理,可为实际工程双馈风电场并网振荡问题分析提供参考。

关键词：双馈风机次同步振荡弱电网特征值分析主导振荡模态

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面向波动可再生能源的质子交换膜电制氢系统最优压强运行

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电力自动化设备 2024年第8期44卷 210-217页

作者：刘元肖碧涛卢昂刘文昕钟治垚方家琨王辉黄蕾国电南京自动化股份有限公司江苏南京210032 华中科技大学强电磁技术全国重点实验室湖北武汉430074

为提升质子交换膜电制氢系统在波动可再生能源输入下的制氢效率,提出面向最大效率的质子交换膜电制氢系统最优压强运行模式。介绍质子交换膜电制氢系统,提出基于压强控制的协调运行原理;对质子交换膜电制氢系统的压强特性和功率特性进... 详细信息

为提升质子交换膜电制氢系统在波动可再生能源输入下的制氢效率,提出面向最大效率的质子交换膜电制氢系统最优压强运行模式。介绍质子交换膜电制氢系统,提出基于压强控制的协调运行原理;对质子交换膜电制氢系统的压强特性和功率特性进行建模,从而建立面向最大效率的压强优化模型。在波动电流输入算例下检验最优压强运行模式的制氢效果,结果表明,相较于恒定压强模式,最优压强运行模式下的质子交换膜电制氢系统平均制氢能耗得到有效降低,系统性能得到明显提升。

关键词：可再生能源质子交换膜电制氢系统压强特性建模最大制氢效率最优压强运行

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构网型直驱风电机组间控制相互作用研究

电力自动化设备 2024年第3期44卷 82-90页

作者：王玉坤张慕婕李壮穆清王东泽孙海顺潘晓杰邵德军国家电网公司华中分部湖北武汉430070 中国电力科学研究院有限公司北京100192 华中科技大学电气与电子工程学院电力安全与高效湖北省重点实验室湖北武汉430074

构网型风电控制技术具有很好的弱电网适应性,可以有效避免风电并网次超同步振荡问题。但是虚拟同步控制引入固有的低频特征模式,接入强电网时会发生低频振荡,同时多台构网型风电机组并联运行时存在控制器相互作用。针对此问题,采用特征... 详细信息

构网型风电控制技术具有很好的弱电网适应性,可以有效避免风电并网次超同步振荡问题。但是虚拟同步控制引入固有的低频特征模式,接入强电网时会发生低频振荡,同时多台构网型风电机组并联运行时存在控制器相互作用。针对此问题,采用特征模式分析方法,研究了基于虚拟同步控制方法的构网型直驱风电机组并联运行时的控制相互作用及主导低频特征模式稳定性。揭示了虚拟惯量控制参数及系统运行方式对构网型风电机组并联运行低频振荡特性的影响。通过详细时域仿真验证了分析结果的正确性。

关键词：构网型直驱风电机组次同步振荡弱电网特征模式分析

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昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥方案比选

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世界桥梁 2024年第1期52卷 19-24页

作者：邓祖龙中国铁建股份有限公司华中区域总部江苏南京211899

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥为承载时速350 km高速铁路的大跨度公铁合建桥,主跨320 m,公铁混层对称布置,下层桥面中间布置双线无砟轨道高速铁路、两侧布置双向4车道城市主干路,上层桥面布置双向8车道城市快速路。结合桥址区建... 详细信息

昌九高铁扬子洲赣江公铁大桥西支主桥为承载时速350 km高速铁路的大跨度公铁合建桥,主跨320 m,公铁混层对称布置,下层桥面中间布置双线无砟轨道高速铁路、两侧布置双向4车道城市主干路,上层桥面布置双向8车道城市快速路。结合桥址区建设条件,对跨径布置为(64+128+320+128+64)m箱桁组合梁斜拉桥和钢桁架拱桥2种桥型方案进行对比,结果表明箱桁组合梁斜拉桥受力明确,具有较好的施工稳定性和良好的经济性,为选定方案。针对扇形双索面密索体系、扇形双索面稀索体系和竖琴形双索面密索体系3种体系斜拉桥方案,从结构受力性能、施工难度、经济性、景观性等方面进行综合分析,最终选择受力合理、施工简便、经济性优、景观效果好的竖琴形双索面斜拉桥方案。桥塔采用花瓶形构造,主梁采用中间双桁、带挑臂的箱桁组合截面,结构受力合理,具有优良的整体性和结构刚度。

关键词：公路铁路两用桥斜拉桥拱桥斜拉索体系箱桁组合梁桥型方案比选桥梁设计