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单相共用模块型柔性多状态开关研究

电力自动化设备 2023年第8期43卷 155-160,166页

作者：史明明刘瑞煌袁宇波袁晓冬张宸宇缪惠宇国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

柔性多状态开关(FMS)作为一种新型电力电子装置可连接不同配电网,实现调节功率传输的功能。基于级联型H桥柔性多状态开关(CHB-FMS)提出了一种单相共用模块型柔性多状态开关(SMFMS)拓扑。CHB-FMS模块由整流、隔离及逆变三级构成,新拓扑... 详细信息

柔性多状态开关(FMS)作为一种新型电力电子装置可连接不同配电网,实现调节功率传输的功能。基于级联型H桥柔性多状态开关(CHB-FMS)提出了一种单相共用模块型柔性多状态开关(SMFMS)拓扑。CHB-FMS模块由整流、隔离及逆变三级构成,新拓扑运用模块共用思想,共用模块仅保留整流级,可节省大量的全桥子模块与DC/DC隔离单元,有效降低了FMS的体积与成本。同时研究了SMFMS拓扑工作原理,建立其数学模型,研究参数设计方法,推导电压、功率控制方程,并提出模块均压策略。最后搭建了由2个模块组成的500 WSMFMS原理性实验样机,进行了不同相位下功率传输以及功率跳变实验,验证了所提拓扑及其控制策略的可行性。

关键词：柔性多状态开关配电网级联型H桥共用模块双闭环控制

一种基于圆周运动轨迹方程的电力系统基波频率测量方法

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电网技术 2024年

作者：许苏迪袁宇波王晨清郑明忠高磊国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

随着新能源的大规模接入，系统惯量降低，电力系统的频率波动变得剧烈，增加了频率准确测量的难度，而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此，本文从圆周运动角度，提出了一种新颖的频率精确测量方法。... 详细信息

随着新能源的大规模接入，系统惯量降低，电力系统的频率波动变得剧烈，增加了频率准确测量的难度，而频率的测量精度直接关系着电力系统各类基于频率控制应用的有效性。因此，本文从圆周运动角度，提出了一种新颖的频率精确测量方法。该方法建立了电力系统电压信号正弦变化的旋转相量圆周运动表征模型，基于匀速圆周运动和变速圆周运动的轨迹运动方程，推导了旋转相量及其导数与系统频率之间的函数关系；利用二次多项式拟合电压信号动态变化的幅值和相角，提出了基于最小二乘法的旋转相量及其导数求解方法，进一步，提出了基于频率网格化的迭代优化方法，消除了频率偏移对算法的影响。仿真和硬件测试表明，所提算法在频率偏移、线性和非线性变化条件下均能准确的测量基波频率。

关键词：频率测量旋转相量圆周运动最小二乘法

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车网互动技术激励机制演化分析

上海交通大学学报 2024年

作者：潘益王明深缪惠宇袁晓冬韩华春国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

电动汽车（Electric Vehicle，EV）可以为电力系统的灵活运行提供重要支持，其中车网互动（Vehicle-to-Grid，V2G）模式是电动汽车参与电网调频调压的重要方式。然而V2G的市场化进程至今较为缓慢，缺乏有效的市场运行机制，使得大规模... 详细信息

电动汽车（Electric Vehicle，EV）可以为电力系统的灵活运行提供重要支持，其中车网互动（Vehicle-to-Grid，V2G）模式是电动汽车参与电网调频调压的重要方式。然而V2G的市场化进程至今较为缓慢，缺乏有效的市场运行机制，使得大规模电动汽车难以参与到电网辅助服务。本文创新性地提出了一种电力监管部门、电力公司和电动汽车三方演化博弈模型，探究政-企-车各利益主体的策略选择对V2G市场运行的影响，以期找到促进V2G模式发展的长期演化的政府补贴机制和电价机制。为研究三方演化博弈中多个策略均衡点的稳定性，建立了该博弈的复制者动态方程，并利用李雅普诺夫稳定性理论分析了均衡点的稳定性，给出了促进V2G发展的补贴额度。最后，通过对我国上海市实际电价的仿真分析界定了可以促使电动汽车参与V2G模式的政府补贴系数区间和电价区间，为电力监管部门与电力公司制定补贴、定价策略提供理论支撑。

关键词：演化博弈电动汽车车网互动演化稳定策略

计及数据中心和风电不确定性的微电网经济调度

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中国电力 2023年

作者：易文飞朱卫平郑明忠国网江苏省电力有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

随着风电机组并网容量占比增大，给电力系统风电消纳带来了巨大挑战。数据中心作为高灵活性电负荷，对电网风电消纳具有巨大潜力。因此，本文针对数据中心参与微电网调度进行研究，提出一种计及数据中心和风电不确定性的微电网经济调度... 详细信息

随着风电机组并网容量占比增大，给电力系统风电消纳带来了巨大挑战。数据中心作为高灵活性电负荷，对电网风电消纳具有巨大潜力。因此，本文针对数据中心参与微电网调度进行研究，提出一种计及数据中心和风电不确定性的微电网经济调度。首先，根据数据中心的分层结构建立信息层和电力层之间的耦合模型。其次，针对风电出力不确定性，提出计及数据中心和风电不确定性的微电网经济调度模型。最后，基于对偶理论和两阶段鲁棒优化算法，将调度模型转化为鲁棒优化模型采用列和约束生成算法(column and constraint generation， C&CG)和对偶理论进行求解。算例结果表明，数据中心参与微电网经济调度可有效降低运行成本，同时系统运行商按需求可灵活调整风电出力不确定性。

关键词：数据中心风电不确定性微电网经济调度鲁棒优化

基于YOLOv3和HSV颜色空间的绝缘子低/零值故障诊断研究

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高压电器 2023年第1期59卷 148-153页

作者：邱刚陈杰张廼龙谭笑高嵩黄新宇国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103

针对绝缘子在运行过程中长期受恶劣环境的影响而导致其绝缘性能恶化的问题,文中提出了基于YOLOv3和HSV颜色空间的绝缘子低/零值故障诊断技术,以判断出其低/零值故障。首先,采用YOLOv3算法构建瓷绝缘子劣化预测模型,从红外图像中提取瓷... 详细信息

针对绝缘子在运行过程中长期受恶劣环境的影响而导致其绝缘性能恶化的问题,文中提出了基于YOLOv3和HSV颜色空间的绝缘子低/零值故障诊断技术,以判断出其低/零值故障。首先,采用YOLOv3算法构建瓷绝缘子劣化预测模型,从红外图像中提取瓷绝缘子的最小矩形面积。然后,利用K⁃means算法从矩形区域中分割出绝缘子,以避免背景干扰。在此基础上,利用旋转矩形按长轴方向绘制HSV颜色空间特征归一化值,包括H分量的最大值和最小值、S分量的平均值和V分量的最大值,对绝缘子图像进行校正。最后,结合HSV分量与温升的相关性,推导出瓷绝缘子低/零故障的检测判据,完成对绝缘子运行状态的评价,验证了该方法能够准确区分正常绝缘子和低/零绝缘子。

关键词：低/零瓷绝缘子 HSV 缺陷检测 YOLOv3 最优特征量

基于驱动电机电流与振动信号的有载分接开关故障诊断方法

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高压电器 2022年第5期58卷 202-210页

作者：马勇王树刚王同磊许建刚吴鹏石琦吴益明国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103 国网江苏省电力有限公司南京211100

有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)是电力变压器中唯一可以运动的机构,具有复杂的机械结构。为了解决有载分接开关机械故障诊断中样本库无法涵盖所有故障类型的问题,文中提出了一种基于驱动电机电流与振动信号的有载分接开关故障... 详细信息

有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)是电力变压器中唯一可以运动的机构,具有复杂的机械结构。为了解决有载分接开关机械故障诊断中样本库无法涵盖所有故障类型的问题,文中提出了一种基于驱动电机电流与振动信号的有载分接开关故障诊断方法。首先,文中研究了有载分接开关多源监测信号的特征提取方法,提出了驱动电机电流信号的持续时间、绝对值之和以及开关本体振动信号的经验模态分解能量等特征。接着,文中结合随机森林(random forest)和孤立森林(isolation forest)算法,提出了一种与异常检测相融合的有载分接开关故障诊断方法。最后,文中对VRG型有载分接开关进行了实验,采集了正常、护罩松动、连杆窜动、触头松动4类样本数据,实验结果表明,文中所提出的方法对已知故障的诊断准确率达97.78%,对未知故障的识别准确率达92.5%。

关键词：有载分接开关故障诊断随机森林孤立森林

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基于DDQN的电力传感网资源分配算法

中国电力 2023年第11期56卷 60-66页

作者：朱雪琼胡成博杨景刚路永玲国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

电力传感网可以用于对电力网络的设备工作状态和工作环境等信息实时采集和获取,对于电力网络设施的实时监控与快速响应具有重要作用。针对系统在数据排队时延和丢包率上的特殊要求,提出了一种基于强化学习的电力传感网资源分配方案。在... 详细信息

电力传感网可以用于对电力网络的设备工作状态和工作环境等信息实时采集和获取,对于电力网络设施的实时监控与快速响应具有重要作用。针对系统在数据排队时延和丢包率上的特殊要求,提出了一种基于强化学习的电力传感网资源分配方案。在资源受限的情况下,通过资源分配算法来优化传感器节点的排队时延和丢包率,并将该优化问题建模为马尔可夫决策过程(Markov decision process,MDP),通过双深度Q网络(double deep Q-learning,DDQN)来对优化目标函数求解。仿真结果与数值分析表明,所提方案在收敛性、排队时延和丢包率等方面的性能均优于基准方案。

关键词：电力传感网资源分配马尔可夫决策过程双深度Q网络

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基于量子萤火虫算法的配电网故障恢复策略

中国电力 2023年第12期56卷 191-198页

作者：李娟汪家铭许苏迪姜云龙杨雄国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京221103

针对原有配电网故障恢复策略在处理高渗透率分布式光伏并网时效率低、易陷入局部收敛等问题,提出了一种基于量子萤火虫算法的配电网故障恢复策略。首先,以最小化失电负荷量为主和最小化网络损耗为从,构建主从双目标优化目标函数,并计及... 详细信息

针对原有配电网故障恢复策略在处理高渗透率分布式光伏并网时效率低、易陷入局部收敛等问题,提出了一种基于量子萤火虫算法的配电网故障恢复策略。首先,以最小化失电负荷量为主和最小化网络损耗为从,构建主从双目标优化目标函数,并计及约束条件建立含分布式光伏并网的配电网故障恢复模型。其次,为克服标准萤火虫算法的不足,采用量子编码和量子旋转门的方式提高萤火虫算法的寻优速度和全局搜索能力,缩短故障恢复模型求解时间。然后,采用量子萤火虫算法求解故障恢复模型,通过控制配电网系统开关的通断,在保证重要负荷恢复供电的基础上尽可能多地恢复失电负荷,同时减少网络损耗。最后,在IEEE 33节点系统上进行算例分析以验证所述方法的可行性和优越性。

关键词：配电网故障恢复分布式光伏量子旋转门量子萤火虫算法

基于频率线性映射的海上风电-低频输电系统的调频控制方法

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南京理工大学学报 2023年第2期47卷 254-261页

作者：汪成根李强韩华春国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

随着海上风电场高占比接入电网,迫切需要海上风电主动支撑电网频率以缓解系统的频率稳定问题。然而,背靠背式变换器作为低频输电技术的核心元件,将海上风电系统和陆上交流系统之间解耦,使得海上风电场无法直接响应陆上系统的频率变化。... 详细信息

随着海上风电场高占比接入电网,迫切需要海上风电主动支撑电网频率以缓解系统的频率稳定问题。然而,背靠背式变换器作为低频输电技术的核心元件,将海上风电系统和陆上交流系统之间解耦,使得海上风电场无法直接响应陆上系统的频率变化。为此,该文针对海上风电经低频输电并网系统提出一种频率协调控制策略。首先提出一种下垂控制策略将陆上交流系统的频率变化映射为低频输电系统的频率变化,背靠背式变换器采用双环控制策略以响应频率的调整。接着,使用下垂系数对风电机组功率进行协调控制,为大电网的频率提供支撑。仿真结果表明,海上风电场采用该文提出的方法能够很好地响应陆上电力系统的频率变化,从而加快陆上电网频率的恢复。

关键词：海上风电场柔性低频输电背靠背式变换器下垂控制频率协调控制