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基于一维卷积和图神经网络的配电网故障区段定位方法

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电力系统保护与控制 2024年第17期52卷 27-39页

作者：何小龙高红均黄媛高艺文王仁浚刘俊勇四川大学电气工程学院四川成都610065 国网四川省电力公司四川成都610041

快速、准确地定位故障区段对配电网的安全运行至关重要。传统故障定位方法容错率低、耗费时间长,多数深度学习算法对拓扑变动的泛化性不足。基于此,提出了一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-C... 详细信息

快速、准确地定位故障区段对配电网的安全运行至关重要。传统故障定位方法容错率低、耗费时间长,多数深度学习算法对拓扑变动的泛化性不足。基于此,提出了一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)和图神经网络(graph neural network,GNN)的配电网故障区段定位方法。该方法将配电网原始信息与GNN等深度学习算法相结合进行建模。首先利用基于注意力的时空图卷积网络从不同的时空尺度上对遥测数据进行故障特征提取,使用图注意力网络来融合多源遥信数据。然后,利用1D-CNN来调整特征输出维度以实现节点特征到故障支路的映射。最后,通过增设全连接网络来输出故障区段定位结果。依托于Matlab/Simulink平台搭建10 kV中性点不接地配电网系统进行仿真和测试。结果表明,所提方法具有优越的定位性能,能够灵活适用于各类低、中、高阻性接地故障场景,对系统拓扑变动具有强大的泛化能力以及对故障数据不完备的鲁棒性好。

关键词：配电网故障区段定位一维卷积图神经网络拓扑变动数据不完备

多类型资源协调的“双高”送端电网频率紧急控制策略

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电网技术 2024年第9期48卷 3801-3811,I0076,I0077,I0078页

作者：钟祖浩文云峰叶希刘方郭威周师晨湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 国网四川省电力公司四川省成都市610041 国网四川省电力公司经济技术研究院四川省成都市610041

针对大容量直流闭锁下“双高”送端电网调频资源紧缺、稳控切机量大等问题,提出了一种多类型资源协调的频率紧急控制策略。首先,分析直流闭锁后送端电网频率响应过程,整合同步电源、新能源、抽水蓄能、电化学储能、直流调制和稳控切机... 详细信息

针对大容量直流闭锁下“双高”送端电网调频资源紧缺、稳控切机量大等问题,提出了一种多类型资源协调的频率紧急控制策略。首先,分析直流闭锁后送端电网频率响应过程,整合同步电源、新能源、抽水蓄能、电化学储能、直流调制和稳控切机等事件/响应驱动资源特性,构建了“双高”送端电网频率紧急控制框架和频率响应模型。进而,以直流闭锁后紧急控制代价最低为目标,考虑多元异质资源控制量约束、功率平衡和暂态频率安全约束,建立了多类型资源协调的频率紧急控制模型。最后,基于改进的IEEE RTS-79系统开展了算例测试,仿真结果表明所提模型解算的紧急控制策略能够在满足暂态频率安全要求的同时协调各类资源,且能够有效避免直流闭锁后新能源高频脱网。

关键词：频率稳定 “双高”电力系统送端电网频率紧急控制新能源脱网

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风光制氢合成氨系统的多时段可调度域分析

中国电机工程学报 2024年第1期44卷 160-173,I0013页

作者：周步祥朱文聪朱杰邱一苇臧天磊贺革陈刚四川大学四川省成都市610065 国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610041

为直观描述风光发电制氢合成氨(power-to-ammonia,P2A)系统的柔性负荷调节潜力,计及制氢、合成氨化工过程的负载调控特性,基于动态规划思想和计算几何理论,提出其多时段可调度域(multi-stagedispatchableregion,MSDR)的刻画方法。所提... 详细信息

为直观描述风光发电制氢合成氨(power-to-ammonia,P2A)系统的柔性负荷调节潜力,计及制氢、合成氨化工过程的负载调控特性,基于动态规划思想和计算几何理论,提出其多时段可调度域(multi-stagedispatchableregion,MSDR)的刻画方法。所提方法将多时段间相互耦合的鲁棒约束变换为“氢缓冲罐贮量–合成氨产率”状态空间中的确定性多面体约束,使得对于可调度域内的任意系统状态,均存在满足完整调度过程安全约束的“制氢流量–氨产率爬坡速率”控制序列,从而实现P2A系统可调度能力的可视化。所提MSDR模型可进一步用于构造多时段鲁棒优化调度,在保证可行性的前提下优化P2A系统的经济收益。最后,基于内蒙古自治区某在建示范工程构造算例,验证所提方法的有效性。

关键词：电制氢绿氨可调度域工业负荷调控动态规划鲁棒优化计算几何

一起110 kV GIS设备自由金属颗粒放电缺陷及解体分析案例

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高压电器 2024年第4期60卷 214-220页

作者：林岑邱炜周波杨红权刘彦琴刘鑫高竣曾晓维国网四川省电力公司成都供电公司成都610000

介绍了一起110 kV GIS设备母线PT开关气室超声波信号异常的分析处理案例。通过幅值定位、时延定位和改变设备运行状态,判断缺陷来自于开关气室内部。对局放超声波信号进行多种测试图谱分析,认为该气室底部自由金属颗粒放电是产生异常超... 详细信息

介绍了一起110 kV GIS设备母线PT开关气室超声波信号异常的分析处理案例。通过幅值定位、时延定位和改变设备运行状态,判断缺陷来自于开关气室内部。对局放超声波信号进行多种测试图谱分析,认为该气室底部自由金属颗粒放电是产生异常超声波信号的主要原因。经开罐检查,发现开关静触头均压罩上存在明显刮痕,气室底部存在较多黑色固体碎屑,开关安装工艺不良导致金属碎屑掉落在气室底部,产生局部放电引起超声波信号异常。该起PT开关气室放电是一起较为典型的自由金属颗粒放电案例,为今后类似异常情况的分析处理提供了借鉴与参考。

关键词： GIS设备自由金属颗粒放电异常超声波开关

基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术

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电工技术学报 2024年第9期39卷 2771-2783页

作者：陈司懿胡海涛肖冬华潘鹏宇宋依桐西南交通大学电气工程学院成都611756 国网四川省电力公司仁寿县供电分公司眉山620500 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072

精确获取牵引供电系统的宽频带阻抗特性,是分析车-网耦合系统的宽频带振荡问题的关键途径,对保障电气化铁路的安全稳定运行具有重要意义。目前的阻抗测量技术大多难以兼顾大功率与频带可控的测量要求,因此,该文提出一种基于多电平滞环... 详细信息

精确获取牵引供电系统的宽频带阻抗特性,是分析车-网耦合系统的宽频带振荡问题的关键途径,对保障电气化铁路的安全稳定运行具有重要意义。目前的阻抗测量技术大多难以兼顾大功率与频带可控的测量要求,因此,该文提出一种基于多电平滞环电流控制的牵引供电系统可控宽频带阻抗测量技术,测量频带为10 Hz~5 kHz,可通过一次谐波扰动注入快速获取目标频带的系统阻抗,相比于传统的滞环电流控制方法,具有更低的开关频率,并且能有效避免死区效应,改善输出电流的波形,更适用于宽频信号的跟踪控制。最后,通过仿真和硬件在环实验验证了该测量技术的有效性。

关键词：牵引供电系统阻抗测量技术多电平滞环电流控制谐波扰动

基于反射系数与核函数构建的新型电缆缺陷诊断方法

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2184-2192,2213页

作者：饶显杰徐忠林刘翔宇关惠方周凯国网四川省电力公司成都供电公司成都610041 四川大学电气工程学院成都610065

为解决现有的电缆局部缺陷检测方法中缺陷定位效果差、缺陷类型判断困难等问题,提出一种基于反射系数谱(RCS)的新型电缆缺陷诊断方法。首先,利用电缆线路的分布参数模型,建立了含局部缺陷电缆线路的RCS数学模型,根据RCS数学模型,确定合... 详细信息

为解决现有的电缆局部缺陷检测方法中缺陷定位效果差、缺陷类型判断困难等问题,提出一种基于反射系数谱(RCS)的新型电缆缺陷诊断方法。首先,利用电缆线路的分布参数模型,建立了含局部缺陷电缆线路的RCS数学模型,根据RCS数学模型,确定合理的核函数,设计出基于RCS的新型缺陷诊断函数,该缺陷诊断函数的极值峰可用于定位电缆线路中的缺陷,并确定缺陷的类型、严重程度等特征;然后,对不同类型与严重程度的电缆线路缺陷进行建模仿真诊断,测试该方法的可行性与准确性;最后,在同轴电缆与10 kV电力电缆上设计了局部缺陷,并用该方法对真实电缆缺陷进行诊断分析。仿真与实测结果表明,该方法能精准地定位电缆线路中的缺陷,并且可以准确地判断出缺陷的类型与严重程度,说明了该方法的实用性,且具有较高的实际工程价值。

关键词：电缆线路局部缺陷反射系数谱缺陷定位缺陷分析

基于电容分布效应的一二次融合柱上断路器断口绝缘性能分析与优化研究

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高压电器 2024年第5期60卷 220-228页

作者：李龙江白杨张文凯张艳晓国网四川省电力公司成都610072 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072 许继电气股份有限公司河南许昌461000

针对现有一二次融合柱上断路器负载侧或电源侧单侧配置电子式电压传感器(electronic voltage transformer,EVT)后断口工频电压试验时,壳体对地电位过高造成柱上断路器破坏性放电的问题,文中对配置EVT的柱上断路器断口绝缘性能进行研究... 详细信息

针对现有一二次融合柱上断路器负载侧或电源侧单侧配置电子式电压传感器(electronic voltage transformer,EVT)后断口工频电压试验时,壳体对地电位过高造成柱上断路器破坏性放电的问题,文中对配置EVT的柱上断路器断口绝缘性能进行研究。文中首先对柱上断路器断口耐压试验时壳体对地放电问题进行了电容分布理论分析,并给出配置不同容值制作的EVT的柱上断路器在断口耐压试验时壳体与地之间的电压值。其次给出了现有国网标准化方案一二次融合柱上断路器的理论设计依据,同时指出电源侧配置EVT的一二次融合柱上断路器的绝缘设计裕度,得出在满足开关性能及EVT准确度要求的前提下,EVT高压臂尽量采用电容容值低的电容降低壳体对地电压。最后提出在现有试验方式下一种负载侧和电源侧均配置EVT的一二次融合型柱上断路器新型结构形式,并给出试验结果。分析及试验结果证明,该结构的柱上断路器断口耐压试验时,壳体对地电压小于GB/T 11022—2020规定的相对地电压42 kV,避免了断口耐压试验时壳体与地击穿的现象,并已在工程中得到广泛的应用。

关键词：电容分布柱上断路器断口绝缘

虚拟电厂两阶段准线型需求响应优化及收益共享-风险共担决策方法

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电网技术 2024年第2期48卷 799-808页

作者：成雨阳高红均王仁浚高艺文刘俊勇四川大学电气工程学院四川省成都市610065 国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610041

末端分散式资源的需求响应(demand response,DR)是支撑电力系统灵活调节的重要形式,但末端资源通常规模大且单体容量小,迫切需要虚拟电厂(virtual power plant,VPP)等市场主体进行聚合代理,从而间接参与电网公司的调节服务。聚焦于准线... 详细信息

末端分散式资源的需求响应(demand response,DR)是支撑电力系统灵活调节的重要形式,但末端资源通常规模大且单体容量小,迫切需要虚拟电厂(virtual power plant,VPP)等市场主体进行聚合代理,从而间接参与电网公司的调节服务。聚焦于准线型需求响应这一新兴的响应模式,重点研究VPP内部分散式资源的利益-风险互动协调策略,提出面向准线型DR的VPP两阶段优化及收益共享-风险共担决策方法,构建VPP与电网、内部用户互动协调新模式。首先,在准线型激励下VPP以整体收益最大化为目标,考虑柔性负荷响应积极度与新能源准确度因子,进行日前-日内两阶段DR优化;其次,在收益共享-风险共担决策方法下,VPP与柔性负荷共享准线型激励、与新能源共担不确定性风险,并以改进的Shapley法对内部柔性负荷进行利益分配。仿真结果表明,相较于传统DR,准线型DR给出全时段响应目标,更具有优越性;共享-共担决策吸引柔性负荷参与VPP调节,促使VPP与用户双赢。

关键词：虚拟电厂准线型需求响应收益共享-风险共担改进Shapley

基于零模行波S变换时频矩阵的配电网单相接地故障定位方法

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电力科学与技术学报 2024年第4期39卷 93-101页

作者：杨小磊袁明哲邹经鑫国网四川省电力公司四川成都610041 国网四川省电力公司成都供电公司四川成都610042

为提高配电网发生单相接地故障时的定位精度,提出一种基于电压零模行波S变换时频矩阵的选线和定位方法。首先,将各条馈线末端行波检测装置测得的行波信号解耦,得到故障电压零模行波;然后,在主馈线、一级和二级分支支路等特殊位置设置故... 详细信息

为提高配电网发生单相接地故障时的定位精度,提出一种基于电压零模行波S变换时频矩阵的选线和定位方法。首先,将各条馈线末端行波检测装置测得的行波信号解耦,得到故障电压零模行波;然后,在主馈线、一级和二级分支支路等特殊位置设置故障,得到对应故障位置的S变换时频矩阵,建立确定故障支路的对比库;最后,将故障零模电压行波S变换时频矩阵与对比库中数据进行相似度对比,确定单相接地故障发生的馈线和所在支路,针对不同性质支路选取适应性最优的定位方法,实现配电网单相接地故障的精确定位。仿真结果表明:该方法的定位准确度高,且无须全网配备行波检测装置便能够实现配电网单相接地故障的精确定位。

关键词：配电网行波定位 S变换矩阵相似度