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电力作业多源要素风险的自适应识别模型

清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1047-1059页

作者：胥明凯朱坤双李元良杨啸帅秦挺鑫王皖国网山东省电力公司济南供电公司济南250013 国网山东省电力公司济南250001 中国标准化研究院北京100191

电力作业人员通常面临多种安全风险,对其生命健康造成严重威胁,但是场景复杂、随机性强等原因致使电力作业存在风险识别极其困难的问题,因此急需采用合适的技术手段对电力作业风险进行有效识别。该文构建了一种动态兼容多种典型空间的... 详细信息

电力作业人员通常面临多种安全风险,对其生命健康造成严重威胁,但是场景复杂、随机性强等原因致使电力作业存在风险识别极其困难的问题,因此急需采用合适的技术手段对电力作业风险进行有效识别。该文构建了一种动态兼容多种典型空间的电力作业风险的自适应识别(ARI)模型。从宏观上构建了电力行业典型作业的风险识别框架,建立了典型作业多源要素的全域风险因子体系。通过融合渐进式蜜獾算法、极大熵准则、约束调节机制,提出了一种主客观动态融合的ARI模型,以低成本适应不同的典型作业空间。案例结果验证了所提ARI模型具有鲁棒性强、实施成本优、偏颇风险低的特性,可有效量化电力行业典型作业的多源要素风险。

关键词：电力作业多源要素风险自适应识别主客观动态融合渐进式蜜獾算法

考虑荷电与储氢状态的风光氢储系统动态控制仿真模型

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中国电力 2024年第7期57卷 109-124页

作者：邵冲胡荣义余姣王明典国网甘肃省电力公司甘肃兰州730000 国网甘肃省电力公司张掖供电公司甘肃张掖734000

储能是平抑可再生能源波动的重要手段之一。考虑内部气体跨膜传输现象,基于质子交换膜电解槽的组件结构以及电化学和热平衡原理,构建了可描述质子交换膜电解槽物质传输以及能量转换的精细化仿真模型。在此基础上,建立了包含电化学储能... 详细信息

储能是平抑可再生能源波动的重要手段之一。考虑内部气体跨膜传输现象,基于质子交换膜电解槽的组件结构以及电化学和热平衡原理,构建了可描述质子交换膜电解槽物质传输以及能量转换的精细化仿真模型。在此基础上,建立了包含电化学储能、氢储能的电-氢耦合系统模型。提出了一种考虑电化学储能荷电状态与氢储能氢状态的双层协调控制策略。上层功率分配考虑了系统内电负荷和氢负荷需求变化,将电化学储能荷电状态、储氢罐氢状态作为重要约束因素,确定系统各设备的工作模式。底层控制根据设备的工作特性,采用PQ控制、VQ控制等方法实现功率追踪调整。通过多种不同运行场景的算例仿真验证了所提模型与控制方法的有效性。研究成果可为风光氢储系统控制策略优化提供支撑。

关键词：可再生能源氢储能电化学储能荷电状态储氢状态协调控制

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多虚拟电厂电-碳联合优化建模及求解

电力系统自动化 2024年

作者：王磊徐志龙杨晨宇袁贵林唐亮王绪利国网安徽省电力公司经济技术研究院国网安徽省电力公司芜湖供电公司新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学)

随着"碳达峰·碳中和"目标的提出，能源低碳转型愈加成为未来的发展趋势。基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多虚拟电厂（virtual power plant, VPP）电-碳联合优化运行方法，建立多VPP双层优化模型。首先，根据碳排放流理... 详细信息

随着"碳达峰·碳中和"目标的提出，能源低碳转型愈加成为未来的发展趋势。基于碳排放流理论提出一种计及动态碳排放因子的多虚拟电厂（virtual power plant, VPP）电-碳联合优化运行方法，建立多VPP双层优化模型。首先，根据碳排放流理论，建立计及效益最优的上级电网经济调度上层模型，计算各VPP的电价和动态碳排放因子并进行下发；其次，考虑电-碳交易的耦合性，建立基于纳什谈判理论的多VPP低碳联合优化下层模型；再次，采用加速-自适应交替方向乘子法进行求解，得到各VPP的电能需求并反馈上层，该方法在保护成员隐私的基础上能够有效提升求解速度；最后，基于非对称议价方法，提出一种基于交互产品贡献度的电-碳收益分配方法，实现各VPP收益的合理分配。算例分析表明，本文所提方法能有效降低VPP的运行成本和碳排放，兼顾VPP的经济效益与环境效益的同时实现VPP收益的公平合理分配。

关键词：虚拟电厂动态碳排放因子电-碳交易加速-自适应交替方向乘子法非对称纳什议价

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基于改进正余弦算法的抱杆结构优化

应用数学和力学 2024年第5期45卷 529-538页

作者：杨小猛李亮胡雄飞周焕林合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 国网安徽省电力有限公司建设分公司合肥230071 国网安徽省电力有限公司安庆供电公司安徽安庆246001

抱杆是组立输电铁塔的特种起重设备.以最小质量为优化目标,杆件的截面尺寸、辅材连接方式以及摇臂节点坐标为优化变量,许用应力、位移和屈曲系数为约束条件,建立抱杆优化设计模型.提出一种改进的正余弦算法(improved sine cosine algori... 详细信息

抱杆是组立输电铁塔的特种起重设备.以最小质量为优化目标,杆件的截面尺寸、辅材连接方式以及摇臂节点坐标为优化变量,许用应力、位移和屈曲系数为约束条件,建立抱杆优化设计模型.提出一种改进的正余弦算法(improved sine cosine algorithm,ISCA),开展抱杆尺寸、形状和拓扑优化.引入Lévy飞行增强算法全局搜索能力,采用精英引导策略增强算法局部搜索能力,使用贪婪选择策略更新最优解.算例表明ISCA能够有效求解空间桁架结构的优化设计问题.

关键词：正余弦算法抱杆桁架结构结构优化有限元分析

含智能软开关新能源配电系统的电压治理与经济协同调控方法研究

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：郑德宇张守强娄伟程明俞艳涂武国网安徽省电力公司滁州供电公司国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学)

针对新能源渗透率高和电力市场化改革造成的配电网电压不稳定与经济性差问题，提出含智能软开关新能源配电系统的电压治理与经济协同调控方法。首先，提出基于模型预测控制的多时间尺度柔性配电系统优化调度框架；其次，建立基于电压稳... 详细信息

针对新能源渗透率高和电力市场化改革造成的配电网电压不稳定与经济性差问题，提出含智能软开关新能源配电系统的电压治理与经济协同调控方法。首先，提出基于模型预测控制的多时间尺度柔性配电系统优化调度框架；其次，建立基于电压稳定约束的柔性配电系统日前、日内两阶段电压治理与经济协同优化模型；再次，采用线性化和二阶锥转化方法将原非凸模型线性化；最后，通过IEEE-33节点系统进行仿真，验证了所提策略对配电网电压稳定性和经济性提升的有效性。

关键词：智能软开关柔性配电系统多时间尺度电压稳定约束混合整数二阶锥规划

计及弱磁效应的直驱式波浪发电系统变系数模型预测控制策略

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3531-3540,I0016页

作者：秦川姜安妮孙铱萌金默涵丁维吴峰河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 国网安徽省电力有限公司天长市供电公司安徽省滁州市239300 国网江苏省电力有限公司超高压分公司江苏省南京市211100

为提高波浪发电系统(wave energy converter,WEC)能量捕获效率,并保证其在运行过程中满足系统的各种约束条件,该文以平均捕获功率最优为目标,提出计及弱磁效应的直驱式波浪发电系统变系数模型预测控制(model predictive control,MPC)策... 详细信息

为提高波浪发电系统(wave energy converter,WEC)能量捕获效率,并保证其在运行过程中满足系统的各种约束条件,该文以平均捕获功率最优为目标,提出计及弱磁效应的直驱式波浪发电系统变系数模型预测控制(model predictive control,MPC)策略。针对波浪激励力过大导致的变流器输出电压过调制问题,将弱磁控制引入优化算法,在满足发电机弱磁极限的前提下增大发电系统的运行范围,提高WEC的能量捕获效率。此外,基于仿真分析,发现了规则波下MPC目标函数的正则系数与平均捕获功率的对应关系。在此基础上,引入快速傅里叶变换(fast Fourier transformation,FFT)与叠加定理,构建了适用于不规则波输入的直驱式WEC变系数MPC控制策略。仿真结果表明,在不规则波浪下,所提方案能在满足系统约束条件的同时,有效提高能量捕获效率。

关键词：直驱式波浪发电最大功率捕获模型预测控制弱磁控制变系数

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干式铁芯电抗器振动特性数值模拟及试验研究

高电压技术 2024年第3期50卷 962-973,I0002页

作者：廖才波黎凯邱志斌胡雄李童宏飞陈则宇南昌大学信息工程学院南昌330031 国网四川省电力公司内江供电公司内江641100

振动是影响干式铁芯电抗器运行状态的关键因素之一。在考虑铁芯夹件、垫块等结构件的影响下,采用有限元法实现了10 kV干式铁芯电抗器的3维瞬态电磁-结构多物理场仿真分析,研究了电抗器在磁致伸缩力、麦克斯韦力与洛伦兹力3者共同作用下... 详细信息

振动是影响干式铁芯电抗器运行状态的关键因素之一。在考虑铁芯夹件、垫块等结构件的影响下,采用有限元法实现了10 kV干式铁芯电抗器的3维瞬态电磁-结构多物理场仿真分析,研究了电抗器在磁致伸缩力、麦克斯韦力与洛伦兹力3者共同作用下的振动位移及速度分布特性。仿真结果表明,正常运行状态下,干式铁芯电抗器铁芯夹件的振动位移及速度显著大于其他部位,尤其是用于固定绕组的穿心螺杆。其次,结合干式铁芯电抗器模态仿真分析,获得了其模态特性及固有频率,并进一步分析了其振动机理。最后,采用多普勒激光测振仪测量了某10 kV干式铁芯电抗器的振动特性。试验结果表明,干式铁芯电抗器的振动频率以100 Hz及其倍频为主,其中300 Hz的振动响应最显著,其与其固有频率较接近,存在一定的共振风险。同时,试验结果与仿真结果一致性较好,验证了该文所述仿真分析方法的正确性和有效性。

关键词：干式铁芯电抗器多物理场仿真磁致伸缩效应振动速度固有频率振动测量

对称双向多电平逆变器单极性LS-PWM调制策略

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高电压技术 2024年第4期50卷 1560-1570,I0034页

作者：叶满园尧佳新喻生铭刘文芳夏辉陈韬华东交通大学电气与自动化工程学院南昌330013 国网安徽省电力有限公司怀宁县供电公司安庆246121

针对传统功率开关器件-二极管(power switch-diode,PSD)多电平逆变器拓扑存在反向电流和电压尖峰的问题,提出一种对称双向PSD多电平逆变器拓扑,该拓扑通过增加反向电流回流路径的方式,不仅能够解决传统PSD拓扑存在的反向电流和电压尖峰... 详细信息

针对传统功率开关器件-二极管(power switch-diode,PSD)多电平逆变器拓扑存在反向电流和电压尖峰的问题,提出一种对称双向PSD多电平逆变器拓扑,该拓扑通过增加反向电流回流路径的方式,不仅能够解决传统PSD拓扑存在的反向电流和电压尖峰问题,而且在使用功率器件数量、总阻塞电压以及开关损耗等方面均具备优势。为了控制逆变器运行时反向电流的流向,通过对对称双向级联型多电平逆变器的开关状态进行分析,提出一种适用的单极性LS-PWM调制策略,该调制策略可降低逆变器开关损耗,同时防止功率倒灌。最后通过仿真和实验结果验证了该拓扑及调制策略的有效性。

关键词： PSD多电平逆变器反向电流电压尖峰 LS-PWM调制策略功率倒灌

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基于BPNN的非迭代式配电网潮流计算

中国电力 2024年

作者：张威王斌王献礼周贝孙战里安徽大学电气工程学院国网安徽省电力有限公司宣城供电公司

潮流计算是电力系统运行与控制的基础。为了解决配电网可再生能源渗透率不断增加带来的负荷点电压波动变大的不确定性问题，本文提出了一种基于数据驱动的潮流分析模型，构建了一种基于BPNN结合GA和Adam优化算法（GA-BPNN）模型来分析... 详细信息

潮流计算是电力系统运行与控制的基础。为了解决配电网可再生能源渗透率不断增加带来的负荷点电压波动变大的不确定性问题，本文提出了一种基于数据驱动的潮流分析模型，构建了一种基于BPNN结合GA和Adam优化算法（GA-BPNN）模型来分析随机性下配电网的潮流计算方法，整个过程分为训练和计算两个阶段；引入潮流初值信息、拓扑结构特征以及功率因数指标等进行模型训练；使用GA-Adam算法优化模型初值和权重参数，使得模型更加稳定、潮流计算结果更加精确。最后，基于IEEE-33节点配电模型进行验证，并将本文模型进行潮流计算，通过最大误差、平均绝对误差和均方根误差评估指标与其他方法进行对比分析。

关键词：潮流计算 BPNN 配电网遗传算法