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一种基于夏普利值及油中溶解气体分析的可解释变压器故障诊断方法

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电网技术 2024年第4期48卷 1752-1761,I0099页

作者：廖才波杨金鑫邱志斌胡雄曾清霖黄智勇南昌大学能源与电气工程系江西省南昌市330031 国网江西省电力有限公司赣州供电分公司江西省赣州市341000

相比于三比值等传统方法,基于机器学习算法的变压器故障诊断方法在诊断效率及准确性等方面具有一定的优势,但“黑箱模型”的本质属性决定了其决策过程及诊断结果的不可解释性。针对该问题,该文提出了一种基于油中溶解气体分析的可解释... 详细信息

相比于三比值等传统方法,基于机器学习算法的变压器故障诊断方法在诊断效率及准确性等方面具有一定的优势,但“黑箱模型”的本质属性决定了其决策过程及诊断结果的不可解释性。针对该问题,该文提出了一种基于油中溶解气体分析的可解释变压器故障诊断方法,采用树形夏普利加法解释(tree Shapely additive explanations,TreeSHAP)方法实现了基于树结构概率密度估计优化极端梯度提升(tree-structured parzen estimator-extreme gradient boosting,TPE-XGBoost)的变压器故障诊断模型的可解释性分析。首先,构建了涵盖油中溶解气体含量、比值及编码等多结构数据的24维故障特征集合,并筛选得到10个有效特征量。其次,提出了基于TPE-XGBoost算法的变压器故障诊断方法,采用树结构概率密度估计完成XGBoost模型的多参数同步优化,实现对故障类型的准确判断。最后,引入TreeSHAP理论开展变压器故障诊断模型的可解释性分析,实现了故障诊断决策过程及其影响因素的可视化,并获取了不同故障类型的关键特征量。研究表明,该文所述变压器故障诊断方法的平均准确率为90.23%,同时可反映特征量对模型决策的影响过程及程度。该方法具有较好的准确性、鲁棒性及可解释性,可为变压器运维检修提供针对性的指导建议。

关键词：变压器故障诊断树结构概率密度估计极端梯度提升可解释性夏普利值

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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

考虑新能源场站间相互作用的宽频振荡特性研究

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太阳能学报 2024年第1期45卷 563-573页

作者：马燕峰陈鑫刘新元赵书强江伟建河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学) 保定071003 国网江西省电力有限公司宜春供电分公司宜春336000 国网山西省电力公司电力科学研究院太原030001 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司嘉兴314000

相对于单源并网系统,以风光为代表的多源并网系统由于场站间相互作用的存在,使得系统的宽频振荡分析变得更加复杂。针对新能源场站间相互作用参与的宽频振荡问题,该文首先采用图形化建模方法建立系统的小信号模型并进行仿真验证,接着通... 详细信息

相对于单源并网系统,以风光为代表的多源并网系统由于场站间相互作用的存在,使得系统的宽频振荡分析变得更加复杂。针对新能源场站间相互作用参与的宽频振荡问题,该文首先采用图形化建模方法建立系统的小信号模型并进行仿真验证,接着通过特征值分析法进行宽频振荡模式分析,找出风电场与光伏电站共同参与的交互模式,进一步采用阻抗法研究新能源场站间相互作用并进行影响因素分析。研究结果表明,新能源场站间的相互作用取决于场站等值导纳的相对大小及相位,新能源场站的并网距离及出力比均会对场站间相互作用产生影响从而影响系统交互模式,通过分析新能源的不同位置和运行工况下的交互作用规律可对大规模新能源接入及运行提供一定指导。

关键词：风电场光伏发电系统电力系统稳定性宽频振荡场站间相互作用

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基于单电流传感器的改进相电流重构技术

电力自动化设备 2024年第6期44卷 96-101页

作者：徐航肖曦谢玉龙王潇曾萍刘志刚清华大学电机工程与应用电子技术系北京100080 国网江西省电力有限公司吉安供电分公司江西吉安343000

在电机闭环控制过程中,电流传感器故障、不同电流传感器的不一致性等因素可能导致系统失稳。为提高系统的容错能力,减小故障对控制系统稳定性的影响,提出一种基于单电流传感器的改进相电流重构技术。通过移动脉宽调制的脉冲矢量来消除... 详细信息

在电机闭环控制过程中,电流传感器故障、不同电流传感器的不一致性等因素可能导致系统失稳。为提高系统的容错能力,减小故障对控制系统稳定性的影响,提出一种基于单电流传感器的改进相电流重构技术。通过移动脉宽调制的脉冲矢量来消除母线电流采样盲区,进而通过母线电流重构获得三相电流。相比于传统电流重构方法,所提改进方法重构的电流更接近真实电流值,能够减小电流总谐波,降低电磁转矩脉动,提升系统的稳态性能。通过仿真和实验对比2种重构方法,证明了所提改进方法的优势。结果表明所提改进方法能有效实现电流重构,提升系统稳态性能。

关键词：母线电流相电流重构脉冲移位单电流传感器电流信号采样矢量合成

主动负荷参与的低压台区三相负荷不平衡自动均衡方法

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中国电力 2024年第2期57卷 49-54页

作者：胡志强叶远誉俞林刚伍栋文胡涛国网江西省电力有限公司江西南昌330000 国网江西省电力有限公司电力科学研究院江西南昌330096

为了解决三相负荷不平衡造成的损耗增加、供电质量降低等问题,提出主动负荷参与的低压台区三相负荷不平衡自动均衡方法。基于电力物联网高速载波技术采集低压台区的电表负荷数据,实时监测和收集负荷数据。设计了三相负荷不平衡均衡控制... 详细信息

为了解决三相负荷不平衡造成的损耗增加、供电质量降低等问题,提出主动负荷参与的低压台区三相负荷不平衡自动均衡方法。基于电力物联网高速载波技术采集低压台区的电表负荷数据,实时监测和收集负荷数据。设计了三相负荷不平衡均衡控制终端,并建立了目标函数。采用鸽群算法求解函数,实现低压台区三相负荷不平衡的自动均衡控制,具有良好控制效果。

关键词：主动负荷数据填补换相控制低压台区

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

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基于水循环算法的配电网故障区段定位方法

水电能源科学 2024年第5期42卷 197-201页

作者：邱日强王巍璋彭飞魏汉卿徐春营徐碧川国网江西省电力有限公司南昌供电分公司江西南昌330096 国网江西省电力有限公司南昌市进贤供电分公司江西南昌331799 国网江西省电力有限公司电力科学研究院江西南昌330006

快速准确的故障区段定位对恢复配电网供电及缩短用户停电时间至关重要。分布式电源的接入使得以往功率单向流动的配电网转变为复杂的有源配电网,也给故障区段定位增加了困难。针对智能算法定位速度较慢、寻优存在局限性的问题,提出一种... 详细信息

快速准确的故障区段定位对恢复配电网供电及缩短用户停电时间至关重要。分布式电源的接入使得以往功率单向流动的配电网转变为复杂的有源配电网,也给故障区段定位增加了困难。针对智能算法定位速度较慢、寻优存在局限性的问题,提出一种基于水循环算法的配电网故障区段定位方法。对各线路区段及各节点所配置终端的反馈信息进行刻画,根据上下游节点信息的逻辑性对故障电流信息进行容错处理,修正可识别的畸变信息。使用水循环算法进行寻优求解,锁定故障线路区段。最后,利用不同配网系统测试算例验证了所提方法的优越性。

关键词：配电网故障区段定位水循环算法容错畸变信息

基于红外图像目标检测与偏斜矫正的变压器套管发热缺陷检测方法

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南方电网技术 2024年

作者：张润邱志斌童志鹏吴睿雯唐智健国网江西省电力有限公司吉安供电分公司南昌大学能源与电气工程系

变压器套管在红外巡检图像中占比较小，发热缺陷特征不明显，人工检测套管发热缺陷易受主观判断影响，且难以应对巡检产生的海量红外图像。为提高套管发热缺陷检测效率，提出一种结合目标检测算法与图像偏斜矫正的变压器套管发热缺陷检... 详细信息

变压器套管在红外巡检图像中占比较小，发热缺陷特征不明显，人工检测套管发热缺陷易受主观判断影响，且难以应对巡检产生的海量红外图像。为提高套管发热缺陷检测效率，提出一种结合目标检测算法与图像偏斜矫正的变压器套管发热缺陷检测方法。首先，采用YOLOv7目标检测模型对套管目标进行识别与定位，引入SimAM注意力机制与高效解耦头对模型进行改进，提高套管目标的识别准确率与召回率。然后，对定位裁剪的套管目标进行图像偏斜矫正，提取中心区域温度特征信息进行发热缺陷诊断。实验结果表明：改进后模型对套管目标识别准确率为95.50%，召回率为97.14%、平均精度为98.30%，检测FPS为42帧/秒，所提方法能精准定位套管目标并提取对应温度曲线，有效提高了套管发热缺陷检测效率。

关键词：套管红外图像目标检测温度曲线发热缺陷

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