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具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器

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高电压技术 2024年第6期50卷 2601-2613,I0010-I0014页

作者：陈晓龙冯永涛周宁韩小文李永丽李斌天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 国网天津市电力公司城西供电分公司天津300190

为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器。所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散... 详细信息

为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器。所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散的限流电抗器能量转移到电容中,从而有效减少了故障隔离时间与避雷器能量耗散压力,并为故障性质的判别提供了能量支持。同时,该断路器通过共享主断路器的方式实现故障隔离,结合避雷器泄能需求的下降,大大降低了断路器的制造成本,在经济性方面优势明显。此外,该断路器利用故障识别电流与电容电压在永久性故障与瞬时性故障下的幅值差异来识别故障性质,实现了自适应重合闸,操作简单且易于控制。最后,利用PSCAD/EMTDC在三端MMC柔性直流系统环境下对所提方案的有效性进行了仿真验证,并通过与其他方案的对比分析,证明了所提方案的优越性。

关键词：柔性直流电网多端口混合式直流断路器直流故障隔离经济性自适应重合闸

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配电台区灵活资源多时间尺度优化调度方法——以含虚拟储能的建筑微网为例

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储能科学与技术 2024年第2期13卷 568-577页

作者：黄旭祖国强司威丁琪刘明阳唐万鑫靳小龙国网天津市电力公司城东供电分公司天津300250 国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384 国网天津市电力公司滨海供电分公司天津300450 天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

随着“双碳”目标的提出,配电台区接入大量分布式光伏、电动汽车、微网以及智能建筑等新元素,在给中低压配网安全运行带来挑战的同时也蕴含着巨大的灵活调节潜力。本工作以配电台区的智能建筑为例,提出一种含虚拟储能系统的建筑微网多... 详细信息

随着“双碳”目标的提出,配电台区接入大量分布式光伏、电动汽车、微网以及智能建筑等新元素,在给中低压配网安全运行带来挑战的同时也蕴含着巨大的灵活调节潜力。本工作以配电台区的智能建筑为例,提出一种含虚拟储能系统的建筑微网多时间尺度优化调度方法。首先对建筑围护结构的动态特性进行建模,构建了对建筑灵活性进行定量描述的虚拟储能模型,通过对虚拟储能的充放电过程进行优化调度来实现对建筑灵活性的定量利用;随后,在配电台区灵活资源多时间尺度优化调度模型中详细考虑了建筑的可调虚拟储能特性,分别在日前调度和日间修正两个时间尺度对建筑虚拟储能进行充分利用,提出以运行成本最低为目标的日前经济调度方法和跟踪微网联络线设定值的日间修正方法。最后以夏季制冷场景为例,利用典型建筑微网系统验证了本文所提多时间尺度优化调度方法的有效性。结果表明,本文所提方法可有效调度建筑的虚拟储能能力,实现在日前运行阶段降低建筑微网的运行成本,在日间运行阶段有效平抑可再生能源的随机波动。

关键词：配电台区灵活资源建筑虚拟储能多时间尺度优化

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优化模糊C均值聚类的台区用户用电特征分析方法

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电力系统及其自动化学报 2024年第1期36卷 99-105页

作者：雷光远张涛唐永聪梁特舒可心国网天津市电力公司宝坻供电分公司天津301899

精准的用户特性分析方法是配电网模型计算与电力服务制定的重要基础之一,为克服现有配电台区多样性用户划分的数量选择与特征选择难题,提出一种优化模糊C-均值聚类的用户用电特征分析方法。利用优化的模糊C-均值算法实现聚类分析,通过... 详细信息

精准的用户特性分析方法是配电网模型计算与电力服务制定的重要基础之一,为克服现有配电台区多样性用户划分的数量选择与特征选择难题,提出一种优化模糊C-均值聚类的用户用电特征分析方法。利用优化的模糊C-均值算法实现聚类分析,通过聚类中心建立特征模型,从而获知多样化场景下配电台区用户特性。在聚类过程中,通过蜜獾算法优化选取模糊C-均值聚类初值,来应对易局部最优的难题,找到目标函数最小的结果;利用指标自适应极小值的原则选取最佳聚类数,使聚类中心代表性更强。通过天津地区的典型案例获取用户用电特征,实现聚类目标函数与结果综合性评价指标最优的目的。

关键词：聚类分析模糊C均值蜜獾优化用电特征

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城市中压配电网雪花格式网架结构初探

电力系统及其自动化学报 2024年第9期36卷 51-60页

作者：王哲段佳莉何平王伟臣徐晶张章国网天津市电力公司天津300010 国网天津市电力公司城南供电分公司天津300201 国网天津市电力公司经济技术研究院天津300171

为适应新型电力系统建设需求,提出一种适合国情的雪花格式网架结构。首先,总结国内外典型城市中压配电网结构的特征与优缺点;然后,结合天津已有网架结构,提出雪花格式网架结构及其构建方法;其次,分析测算雪花网结构的负荷转移能力、可... 详细信息

为适应新型电力系统建设需求,提出一种适合国情的雪花格式网架结构。首先,总结国内外典型城市中压配电网结构的特征与优缺点;然后,结合天津已有网架结构,提出雪花格式网架结构及其构建方法;其次,分析测算雪花网结构的负荷转移能力、可靠性与效率效益水平;最后,从结构形式、适合场景等方面给出雪花网结构与花瓣结构等的综合对比情况。结果表明,雪花格式网架结构具有一定综合比较优势,可为中压配电网远景目标网架规划提供指导。

关键词：城市电网中压配电网雪花格式网架结构负荷转移能力

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混合储能系统增强型自抗扰协调控制

太阳能学报 2024年第9期45卷 668-677页

作者：陶珑马小勇王议锋梁宁一王忠达孙明鹏天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 国网天津市电力公司城西供电分公司天津300110

针对复杂扰动下微电网难以实现理想动态问题,依据分频框架和线性自抗扰控制(LADRC)理论,提出一种混合储能增强型自抗扰协调控制策略。该方案在外环中引入级联型线性扩张状态观测器(LESO)以输出理想的波动平抑指令,提高抗扰性。同时,在... 详细信息

针对复杂扰动下微电网难以实现理想动态问题,依据分频框架和线性自抗扰控制(LADRC)理论,提出一种混合储能增强型自抗扰协调控制策略。该方案在外环中引入级联型线性扩张状态观测器(LESO)以输出理想的波动平抑指令,提高抗扰性。同时,在内环的自抗扰控制律中引入参考微分前馈以优化对外环输出指令的跟踪能力,进而改善动态性能。基于理论分析,从扰动观测精度、参考跟踪误差、扰动衰减等方面分析增强型自抗扰协调控制的优越性,并为参数整定提供指导思想。最后,在半实物仿真平台上对所提策略的性能进行对比测试,验证其可行性和有效性。

关键词：微电网储能干扰抑制分频框架级联型线性扩张状态观测器参考微分前馈

基于深度学习低图像要求的继电保护压板状态自动识别方法

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电力科学与技术学报 2024年第2期39卷 134-142页

作者：彭桂喜袁思遥高梓寒吴玉龙孙昊国网天津市电力公司滨海供电分公司天津300450

继电保护装置压板布局方式逐步向简约化、标准化转变,客观上为压板智能化巡视提供了条件,但受限于实际场景,往往无法提供足够大小和分辨率的压板图像用于压板识别。为此,提出一种基于图像增强和目标识别深度神经网络来识别低分辨率保护... 详细信息

继电保护装置压板布局方式逐步向简约化、标准化转变,客观上为压板智能化巡视提供了条件,但受限于实际场景,往往无法提供足够大小和分辨率的压板图像用于压板识别。为此,提出一种基于图像增强和目标识别深度神经网络来识别低分辨率保护压板图像的方法。图像增强网络使用来自目标识别网络的协作学习信号,将极低分辨率的图像增强为更清晰和信息更丰富的图像,使得具有高分辨率图像训练权重的目标识别网络主动参与图像增强网络的学习,并且利用图像增强网络的输出作为增强学习数据,以提高其对极低分辨率对象的识别性能。通过在各种低分辨率图像基准数据集上的实验,验证该方法能够提高保护压板图像的重建和性能的分类。

关键词：图像识别继电保护深度学习新型电力系统图像增强

GIS盆式绝缘子热解反应机理函数的通用表征模型与求解方法

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高压电器 2024年第3期60卷 120-127页

作者：辛晓虎何金满玉岩公衍峰李占军国网天津市电力公司蓟州供电分公司天津301900 国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384 国网天津市电力公司天津300010 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

反应机理函数可有效表征GIS盆式绝缘子的绝缘老化与劣化过程,有助于揭示盆式绝缘子的失效机理,为评估绝缘子的绝缘性能提供了新途径。通过对反应机制的微分方程的解析,建立了4个基本参量的反应机理函数的积分表达式,它能对不同的反应阶... 详细信息

反应机理函数可有效表征GIS盆式绝缘子的绝缘老化与劣化过程,有助于揭示盆式绝缘子的失效机理,为评估绝缘子的绝缘性能提供了新途径。通过对反应机制的微分方程的解析,建立了4个基本参量的反应机理函数的积分表达式,它能对不同的反应阶段或路径进行修正,适用范围更广。在此基础上,根据非等温动力学方程,推导出了该试验函数的结构形式,并推导了该模型的计算公式。利用该方法还可同时计算指前因子。进一步具体解析了盆式绝缘子和交联聚乙烯的反应机理函数,并基于Coast-Redfern法和改进Flynn-Wall-Ozawa法验证了反应机理函数通用表征模型与求解方法的有效性。上述研究工作为分析绝缘子绝缘材料劣化过程的反应机制提供了有效方法。

关键词：绝缘子热动力学反应机理函数活化能

配电网低频非线性振荡引发PT保险熔断的机理及抑制措施

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电力科学与技术学报 2024年第1期39卷 155-163页

作者：魏菊芳姚创崔涵于顺智何潇陈小月郑智慧国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 国网天津市电力公司城西供电分公司天津300190

电缆的接入使配电网中性点不接地系统对地电容电流增大,产生由单相接地故障引发的低频非线性振荡,导致电磁式电压互感器(potential transformer,PT)保险熔断,严重影响系统安全运行。首先,分析了低频非线性振荡导致PT保险熔断的原理,并基... 详细信息

电缆的接入使配电网中性点不接地系统对地电容电流增大,产生由单相接地故障引发的低频非线性振荡,导致电磁式电压互感器(potential transformer,PT)保险熔断,严重影响系统安全运行。首先,分析了低频非线性振荡导致PT保险熔断的原理,并基于ATP⁃EMTP平台对10 kV中性点不接地系统进行了仿真计算,计算表明,低频非线性振荡最大过电压小于2.0 p.u.,故障0.1 s后电流接近熔断器熔断电流,系统对地电容增大、零序电阻减小,保险熔断风险增大;然后,仿真验证了4PT接线和PT高压侧中性点串接压敏电阻抑制措施的有效性,并计算了零序电压测量误差;最后,建立10 kV系统的低频非线性振荡试验平台,验证仿真的有效性,对提高配电网PT运行安全性具有参考价值。

关键词：电磁式电压互感器低频非线性振荡保险熔断抑制措施

基于生物免疫优化支持向量机算法的居民区负荷预测

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光电子．激光 2024年第8期35卷 836-843页

作者：王坤张利赵学明甘智勇王森田禾国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384 国网天津市电力公司城东供电分公司天津300250 天津理工大学机械工程学院天津300384

针对居民区用电负荷随机性强、稳定性差等问题,综合考虑各因素对居民用电负荷的影响,提出一种免疫支持向量机(support vector machine, SVM)算法负荷预测模型。以居民区历史用电量及相关气候数据为处理对象,使用PCA(principal component... 详细信息

针对居民区用电负荷随机性强、稳定性差等问题,综合考虑各因素对居民用电负荷的影响,提出一种免疫支持向量机(support vector machine, SVM)算法负荷预测模型。以居民区历史用电量及相关气候数据为处理对象,使用PCA(principal component analysis)算法对电网历史数据进行处理,并结合免疫算法对电网历史数据进行预处理,形成数据簇并划定标签提供给预测模型进行训练。为提高模型精度,采用生物免疫优化算法对SVM模型参数进行优化,并在负荷预测环节,将预测误差作为调优依据,对预测模型进行反馈调优。将预测效果与常用于负荷预测的BP(back propagation)神经网络、SVM算法模型进行对比,免疫SVM算法负荷预测模型的短期、中期预测精准度均在98%以上,具有较好的精度与鲁棒性。

关键词：支持向量机(SVM) PCA 免疫算法负荷预测