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可控电感在WPT系统动态性能的优化方法

重庆大学学报 2024年第6期47卷 103-117页

作者：凌荣光何磊杰刘巧孟繁超叶佳青唐春森国网浙江省电力有限公司宁波供电公司浙江省宁波市315000 重庆大学自动化学院重庆400044

SS型Buck-WPT(Buck-wireless power transfer)系统由Buck电路和基本的SS型无线电能传输电路组成。该电路系统因为结构和控制方式简单、控制效果明显等优点在感应式无线电能传输方面得到广泛应用。但该电路的动态特性并不能满足一些时变... 详细信息

SS型Buck-WPT(Buck-wireless power transfer)系统由Buck电路和基本的SS型无线电能传输电路组成。该电路系统因为结构和控制方式简单、控制效果明显等优点在感应式无线电能传输方面得到广泛应用。但该电路的动态特性并不能满足一些时变系统对快速性的较高要求。例如,系统在启动时会存在较强震荡和较大超调,系统负载改变时稳定状态会发生改变且存在明显抖动,系统极限空载时原边谐振电流会增大,且该电流值远超出安全工作范围。本文提出了一种基于可控电感的SS型Buck-WPT系统。首先,分析了电感值可调的方法并在COMSOL中建立仿真模型验证其电感值可控的特性。其次,对SS型Buck-WPT系统进行数学建模,将SS型WPT系统作为Buck电路的特殊负载,推导SS型Buck-WPT系统状态空间方程。研究其三维空间内相轨迹的降维描述方法,将该系统用二维相轨迹描述系统运行过程。然后,通过分析启动阶段相轨迹运行规律,改进前级Buck电路。将传统Buck电路中的电感换成可控电感,运用其电感值可调的控制系统开通阶段的运行轨迹,使系统在1个开关周期内无超调快速进入稳态。当系统负载改变时,系统的输出电压会改变,且是不断抖动来回反复的过程,利用PI算法对系统进行恒流控制。通过可控电感控制系统相轨迹,使副边输出能无抖动快速进入稳态,保证输出电压不变。针对SS型谐振网络的Buck-WPT系统中出现空载大电流的问题,提出了将可控电感串联接入原边谐振网络的方法。实时检测原边谐振电流值,该值超过正常工作范围,感值就快速增大,减小原边谐振电流,达到空载时维持原边谐振电流安全值以下。最后,验证上述方法在优化SS型Buck-WPT系统动态特性的有效性,在Simulink中搭建仿真电路。该方法能减小工作条件改变时带来的系统抖动,且在不改变系统响应速度前提下减小超调,优化系统动态性能,增强系统抗负载扰动力,提高系统带负载能力有明显效果。

关键词：无线电能传输动态性能优化可控电感相轨迹规划

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基于目标检测算法的复合绝缘子表面憎水性智能判别方法

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高压电器 2024年

作者：何潇孙剑邓冶强王羽付忠祥姜炯挺文习山武汉大学电气与自动化学院国网老河口供电公司国网宁波供电公司

目前基于卷积神经网络将复合绝缘子喷水图像进行整体憎水性分类的方法对于图像局部的憎水性关注度不足，因此本文提出了一种基于目标检测算法的复合绝缘子表面憎水性判别方法。首先取样不同形态的喷水图片共5 800张，根据水珠形貌和接... 详细信息

目前基于卷积神经网络将复合绝缘子喷水图像进行整体憎水性分类的方法对于图像局部的憎水性关注度不足，因此本文提出了一种基于目标检测算法的复合绝缘子表面憎水性判别方法。首先取样不同形态的喷水图片共5 800张，根据水珠形貌和接触角提出了单独针对水珠的分类标准。之后采用以SE-Resnet为骨架网络的Faster R-CNN对表面水珠进行分类，并获得了基于目标检测算法的21个水珠局部特征参数。为了兼顾图片全局特性，同时基于数字图像处理构建了12个与水珠亮斑面积和形态相关的全局参数。最后通过特征筛选，建立了基于BP神经网络的26参数憎水性等级自动判别模型，实现了检测过程的自动化。在±1误差允许范围内，模型判别准确率达到了99.13%。

关键词： BP神经网络绝缘子憎水性目标检测算法图像处理

含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 31-40页

作者：刘妍胡志坚陈锦鹏翁菖宏高明鑫刘盛辉武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 国网漳州供电公司福建省漳州市363000 国网福州供电公司福建省福州市350009

随着中国“碳达峰·碳中和”战略的不断推进,综合能源系统的绿色低碳转型迫在眉睫。针对传统碳捕集电厂灵活性较差、风电并网难以消纳等问题,提出一种含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,引入储液罐对传... 详细信息

随着中国“碳达峰·碳中和”战略的不断推进,综合能源系统的绿色低碳转型迫在眉睫。针对传统碳捕集电厂灵活性较差、风电并网难以消纳等问题,提出一种含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,引入储液罐对传统碳捕集电厂进行改造,提高电厂应对风电波动的运行灵活性;其次,构建含两段式电转气、氢燃料电池、储氢罐和掺氢热电联产在内的氢能多元利用结构,以充分挖掘氢能利用与碳捕集电厂的协同运行潜力。在此基础上,引入阶梯碳交易机制,建立以碳交易、碳封存、燃煤及购气成本之和最小为优化目标的低碳经济调度模型。算例结果表明,文中模型能够有效提高系统的风电消纳水平和能源利用效率,具有显著的低碳经济效益。此外,碳交易基准价格的合理设定能够引导系统提高碳捕集水平。

关键词：碳捕集电厂氢能碳交易低碳经济调度综合能源系统

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优化电力营商环境的居民充电桩报装研究

农电管理 2024年第2期 31-33页

作者：雷前朱斌史乔石赵婉芳国网浙江省电力有限公司宁波市鄞州区供电公司

“新能源汽车充电难”已成为了政府、群众关注的民生热点问题,解决电动汽车充电难题为电网公司创新服务方式、革新服务理念、提升企业社会形象指明了行动方向。本文分析了鄞州区居民充电桩创新服务的落地与实践,总结了居民充电桩报装面... 详细信息

“新能源汽车充电难”已成为了政府、群众关注的民生热点问题,解决电动汽车充电难题为电网公司创新服务方式、革新服务理念、提升企业社会形象指明了行动方向。本文分析了鄞州区居民充电桩创新服务的落地与实践,总结了居民充电桩报装面临的问题和提升居民充电桩办电效率的服务举措,参考先进地区充电桩报装的实践经验,从服务体系、政策支持、电网建设和投资模式提出了进一步优化居民充电桩报装的工作建议。

关键词：企业社会形象报装营商环境充电桩电网公司新能源汽车电效率民生热点

基于级联线性-非线性自抗扰控制器的永磁直线同步电机速度控制策略研究

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中国电机工程学报 2024年第15期44卷 6158-6168,I0027页

作者：谢浩然胡纯福卢萌刘晓黄守道湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 国网宁波供电公司浙江省宁波市315200

为了提升永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在负载变化、参数摄动和其他不确定因素下的抗扰性能和速度跟踪性能,提出一种基于级联线性-非线性自抗扰控制器的PMLSM速度控制策略。首先,建立考虑负载扰... 详细信息

为了提升永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在负载变化、参数摄动和其他不确定因素下的抗扰性能和速度跟踪性能,提出一种基于级联线性-非线性自抗扰控制器的PMLSM速度控制策略。首先,建立考虑负载扰动和参数失配的PMLSM数学模型;其次,设计级联线性-非线性扩张状态观测器来实时估计和补偿系统所受的不确定扰动,前级线性扩张状态观测器保证系统在大扰动下保持稳定,后级非线性扩张状态观测器利用非线性机制进一步提高系统对扰动的估计精度,从而将线性自抗扰控制和非线性自抗扰控制的优势相结合,以此提升系统的速度跟踪性能和抗扰动能力;并且,对所提控制器提出基于劳斯判据的稳定性分析方法,并对系统的抗扰性能和噪声抑制性能进行了频域分析;最后,对基于PI控制、级联线性自抗扰控制、非线性自抗扰控制和级联线性-非线性自抗扰控制的永磁直线同步电机系统进行仿真和实验对比,验证所提方法的优越性。

关键词：永磁直线同步电机自抗扰控制级联线性-非线性扩张状态观测器扰动抑制稳定性分析

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基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测

电网技术 2024年第2期48卷 730-739页

作者：游文霞梁皓杨楠李清清吴永华李文武三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司咸宁供电公司湖北省咸宁市437000 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司湖北省孝感市432000

针对电力用户类别不平衡导致窃电检测具有偏向性问题,该文提出一种基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测模型。首先以Easy-ensemble混合集成学习框架为基础确定最佳采样子集数;然后通过重采样自适应策略,即根据用户用电数据集的不... 详细信息

针对电力用户类别不平衡导致窃电检测具有偏向性问题,该文提出一种基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测模型。首先以Easy-ensemble混合集成学习框架为基础确定最佳采样子集数;然后通过重采样自适应策略,即根据用户用电数据集的不平衡度以及最佳采样子集数确定检测模型的重采样方式,使用电数据达到平衡;最后按照先串行集成减小偏差、后并行集成降低方差的混合集成方式,对重采样后的均衡样本进行窃电检测。算例对比分析表明所提检测模型通过重采样和混合集成有效解决了传统集成算法在不平衡窃电检测中的偏向问题,降低了由于用电数据的不平衡性对集成结果的影响,提高了用户类别不平衡的窃电检测效果,在多种不平衡度下模型的准确率、F1值和G均值均表现优异。

关键词：窃电检测不平衡数据重采样集成学习 Easy-Ensemble集成框架

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面向配网规划的光储最优配比显式表征及量化分析方法

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南方电网技术 2024年

作者：王旭晴龚向阳杨林泽董博曾德龙王海玲汪洋赖晓文雷星雨北京清能互联科技有限公司国网浙江省电力有限公司宁波市奉化区供电公司宁波恒晨电力建设有限公司

随着光伏大规模接入配电网，为平抑光伏出力的波动性，提高配网运行经济效益，储能作为灵活、经济的可控资源，成为配电网规划投资的重要选择。传统的配网规划光储最优配比以及经济效益分析方法通过对不同光伏容量下的规划问题进行求解... 详细信息

随着光伏大规模接入配电网，为平抑光伏出力的波动性，提高配网运行经济效益，储能作为灵活、经济的可控资源，成为配电网规划投资的重要选择。传统的配网规划光储最优配比以及经济效益分析方法通过对不同光伏容量下的规划问题进行求解，以获得光储配比。此类方法需要求解大量规划问题，计算效率低下，且无法显式量化地分析储能容量对于整体经济效益的影响，难以对系统规划起到指导作用。为此，提出了一种面向配网规划的光储最优配比显式表征及量化分析方法。首先，考虑接入配网的光伏出力以及储能物理运行特性约束，构建以配网光储规划总体经济效益最高为目标的配网光储规划模型，并通过预求解的方法将模型进行凸转化。然后，基于多参数规划方法，以光伏容量为规划参数，构建储能最优规划容量以及配网规划总体成本与配网接入光伏容量的解析表达式。最后，基于解析表达式分析不同光伏容量下最优储能容量以及最优光储配比对配网规划整体经济效益的影响机理，以辅助配网规划方案的制定。在PJM5节点系统与IEEE 141节点系统的算例分析结果验证所提方法的有效性。

关键词：光储联合系统配电网规划多参数规划

基于FDADMM算法的多元融合高弹性有源配电网灵活互动方法

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智慧电力 2024年第6期52卷 23-30页

作者：高强何启晨李扬罗姚钢周健周丹蒋达国网浙江省电力有限公司浙江杭州311500 国网浙江宁波供电公司浙江宁波315899 国网浙江慈溪供电公司浙江慈溪315399 国网浙江德清县供电公司浙江湖州313299 浙江工业大学浙江杭州310014

针对现有交替方向乘子法(ADMM)无法实现完全分布式计算的难题,将对数障碍函数法和虚拟智能体与ADMM结合提出了1种改进的完全分布式交替方向乘子法(FDADMM),并且研究了其在考虑需求响应的有源配电网经济调度中的应用,提出了1种源-荷-储... 详细信息

针对现有交替方向乘子法(ADMM)无法实现完全分布式计算的难题,将对数障碍函数法和虚拟智能体与ADMM结合提出了1种改进的完全分布式交替方向乘子法(FDADMM),并且研究了其在考虑需求响应的有源配电网经济调度中的应用,提出了1种源-荷-储协同的有源配电网优化配置方案。最后采用某IEEE14节点的有源配电网系统进行仿真分析,仿真结果验证了所提算法相对于其他方法的的可行性和优越性,并在某57节点的有源配电网中验证了有源配电网优化配置方案的有效性。

关键词：有源配电网分布式经济调度 ADMM 对数障碍函数虚拟智能体需求响应

基于节点网元的韧性配电网时-空调度序列协同优化负荷恢复策略

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 73-79页

作者：孙明琦郑予容林苑刘振宇国网上海市电力公司市南供电公司上海200030

为提升配电网的韧性,在更大的时间尺度和空间范围内确保新型电力系统下灵活、高效的电力供应,提出一种新颖的基于节点网元的韧性配电网时-空调度序列协同优化负荷恢复策略,获取配电网灾后场景下的最优负荷恢复序列方案及其调度时刻表。... 详细信息

为提升配电网的韧性,在更大的时间尺度和空间范围内确保新型电力系统下灵活、高效的电力供应,提出一种新颖的基于节点网元的韧性配电网时-空调度序列协同优化负荷恢复策略,获取配电网灾后场景下的最优负荷恢复序列方案及其调度时刻表。在多智能体代理系统架构下提出节点网元的概念,制定负荷恢复序列方案,通过邻近节点间局部信息的交互获取全局参数信息,作为灾后信息网络受损下负荷恢复优化模型的输入。对灾后负荷恢复模型中的混合整数线性规划问题进行求解,获取负荷恢复路径及修复时刻表,形成由多个分布式电源组成的节点网元以恢复停电负荷,实现检修人员调度和操作人员调度间的协同优化。最后,通过改进IEEE 37节点和IEEE 123节点系统验证了所提协同调度优化模型的有效性。

关键词：节点网元负荷恢复韧性配电网检修人员操作人员调度序列