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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

不平衡电网下三相PWM整流器模型预测控制及纹波抑制方法

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：胡裕峰叶鹤松孔亮许榕国网江西省电力有限公司九江供电分公司

针对三相电网不平衡故障下的电压型PWM整流器的直流电压二次纹波和网侧电流谐波，本文研究了一种纹波抑制方法。基于传统的双闭环控制结构，提出电网不对称故障下参考电流计算方法，利用模型预测控制取代电流环PI控制，结合PWM调制环节... 详细信息

针对三相电网不平衡故障下的电压型PWM整流器的直流电压二次纹波和网侧电流谐波，本文研究了一种纹波抑制方法。基于传统的双闭环控制结构，提出电网不对称故障下参考电流计算方法，利用模型预测控制取代电流环PI控制，结合PWM调制环节固定开关频率，根据电流预测模型和电流误差最小原则，不仅减小了网侧电流谐波和直流母线侧电压纹波，而且降低了平均开关次数进而减少了器件损耗。最后建立交流侧110 V，直流侧300 V，输出功率0.7 kW的实验平台并实验验证，该系统具有良好的稳态性能。仿真结果和实验结果验证了提出控制方法的有效性以及理论分析的正确性。

关键词：三相不平衡三相PWM整流器模型预测控制

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

计及电-碳交易与综合贡献率的多微网合作运行优化策略

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电网技术 2024年第8期48卷 3258-3268,I0069-I0076页

作者：张忠会熊骁跃万昶阙晓宇段苏东王昭军南昌大学信息工程学院江西省南昌市330031 国网江西省电力有限公司南昌供电分公司江西省南昌市330095

多微网协同互联能够提高系统运行的稳定性与可靠性。针对多微网(multi-microgrids,MMG)系统合作运行过程中由于各微网分属于不同的利益主体而产生的微电网之间的电能交易问题、碳交易问题与利益分配问题,提出一种计及电-碳交易与综合贡... 详细信息

多微网协同互联能够提高系统运行的稳定性与可靠性。针对多微网(multi-microgrids,MMG)系统合作运行过程中由于各微网分属于不同的利益主体而产生的微电网之间的电能交易问题、碳交易问题与利益分配问题,提出一种计及电-碳交易与综合贡献率的多微网合作运行优化策略。首先,分析了含点对点(peer-to-peer,P2P)电-碳交易的多微网合作运行架构,并引入碳捕集系统(carbon capture system,CCS)与电转气(power to gas,P2G)装置,建立了微电网系统及设备模型。其次,在单微网模型构建之后,基于纳什议价理论,构建了含P2P电-碳交易的多微网系统合作运行模型,并将非凸非线性的纳什议价问题转化为易于求解的MMG合作成本最小化与支付收益最大化两个子问题。然后,在合作后的利益分配过程中,量化各微电网对MMG的综合贡献程度并计算出各自的综合贡献率,通过综合贡献率来分配各微网的收益。最后,采用交替方向乘子法(alternating direction multiplier method,ADMM)求解,有效保护了各微网隐私。算例分析与方案对比结果表明,所提策略能够实现微网间的P2P电-碳交易,有效降低MMG总运行成本,减少系统的碳排放量,并且采用的利益分配策略公平合理,能够有效提升各微网参与合作运行的积极性。

关键词：多微网合作运行 P2P电-碳交易纳什议价综合贡献率

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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

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基于缺失数据填补的油浸式变压器故障诊断

高电压技术 2024年

作者：廖才波杨金鑫邱志斌胡雄蒋子豪李欣南昌大学能源与电气工程系国网江西省电力有限公司南昌供电分公司

数据质量是影响变压器故障诊断模型准确性及可靠性的重要因素。针对现有变压器故障诊断模型对数据完整性要求较高等问题，本文以油浸式变压器为研究对象，提出了一种基于缺失数据填补的变压器故障诊断方法。首先，采用极端随机树(ERT)... 详细信息

数据质量是影响变压器故障诊断模型准确性及可靠性的重要因素。针对现有变压器故障诊断模型对数据完整性要求较高等问题，本文以油浸式变压器为研究对象，提出了一种基于缺失数据填补的变压器故障诊断方法。首先，采用极端随机树(ERT)算法对变压器样本的缺失数据进行填补，通过与多种回归模型对比，评价ERT模型的预测效果。然后，基于油中溶解气体数据，提取能够反应变压器运行状态的16维特征集合，形成完备信息的变压器故障诊断样本。最后，利用树结构概率密度估计(TPE)算法实现梯度提升树(GBDT)模型的参数优化，构建基于TPE-GBDT的变压器故障诊断模型。研究结果表明，在对缺失率为10%的变压器样本数据进行填补时，ERT算法的决定系数达到0.96，高于LR和RFR等回归算法。此外，基于ERT填补后的样本数据在TPE-GBDT模型的平均诊断准确率和标准差分别为90.1%和0.036，其准确性和稳定性均优于LDA和RFC等分类算法。该方法能够有效提升变压器样本质量和故障诊断效果，可为变压器运维检修提供针对性的指导建议。

关键词：变压器缺失数据填补极端随机树故障诊断梯度提升树油中溶解气体分析

多主体参与的区域综合能源系统集中-分布式需求响应机制

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电网技术 2024年第6期48卷 2336-2345,I0026-I0031页

作者：董萌苇朱勐婷徐成司董树锋浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司江苏省苏州市215004 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江省杭州市310009

区域综合能源系统是能源互联网建设背景下能源供给体系的重要发展方向,随着城镇区域内微能源网、虚拟电厂等具备电网互动能力的新用能主体相继出现,该文针对区域综合能源系统需求响应这一重要调控问题,提出一种考虑区域系统运营商与区... 详细信息

区域综合能源系统是能源互联网建设背景下能源供给体系的重要发展方向,随着城镇区域内微能源网、虚拟电厂等具备电网互动能力的新用能主体相继出现,该文针对区域综合能源系统需求响应这一重要调控问题,提出一种考虑区域系统运营商与区域内多用能主体利益协调的实现机制。首先,针对传统集中式调度在保护用户信息和控制自主权方面的不足,构建了由运营商集中调度、新用能主体分布协同的集中-分布式架构。其次,针对运营商和各新用能主体的调峰责任分配和利益协调问题,引入区域调峰需求响应市场,并设计了相应的奖惩机制,在激励用户的同时,规范市场行为。此外,考虑供能安全性和新能源不确定性,建立区域供能系统和新用能主体双层用能优化模型,实现多能互补和能源梯级利用。最后,通过算例验证了所提机制的合理性和有效性,运营商和各新用能主体获得更高收益,且数据交互量少、业务流程简便,适用于现行市场机制下的实际应用场景。

关键词：区域综合能源系统综合需求响应集中-分布式架构优化运行多能互补

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不锈钢防鸟板在输电线路上应用研究

江西电力 2024年第2期48卷 5-12页

作者：聂新华陈乾阳经伟国网江西省电力有限公司吉安供电分公司江西吉安343000

文中分析了江西电网防鸟措施现状,通过近十多年的运行观察,发现已经实际应用在运行线路中的一系列不锈钢防鸟板寿命长、不易损坏,并能有效防止鸟粪及鸟巢对高压输电线路的危害,极大限度降低了线路跳闸率,保障了输电线路的安全稳定运行,... 详细信息

文中分析了江西电网防鸟措施现状,通过近十多年的运行观察,发现已经实际应用在运行线路中的一系列不锈钢防鸟板寿命长、不易损坏,并能有效防止鸟粪及鸟巢对高压输电线路的危害,极大限度降低了线路跳闸率,保障了输电线路的安全稳定运行,具有很强的实用价值。

关键词：不锈钢防鸟板输电线路跳闸率

基于大数据融合的应急物资可追溯信息挖掘模型构建

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计算机应用与软件 2024年第4期41卷 344-349页

作者：刘佳陈雪莲连鸿波国网江西省电力物资有限公司江西南昌330000 国网江西省电力有限公司信息通信分公司江西南昌330000 国网上海松江供电公司上海200000

传统的应急物资信息方法受到应急物资信息类型以及来源的影响,导致追溯效果不佳。为此,构建基于大数据融合的应急物资可追溯信息挖掘模型。选取巴科斯-诺尔范式规范化描述对应急物资可追溯信息,采用大数据融合匹配应急物资信息追溯结果... 详细信息

传统的应急物资信息方法受到应急物资信息类型以及来源的影响,导致追溯效果不佳。为此,构建基于大数据融合的应急物资可追溯信息挖掘模型。选取巴科斯-诺尔范式规范化描述对应急物资可追溯信息,采用大数据融合匹配应急物资信息追溯结果。通过Dasarathy信息融合模型设计三层递进模式,利用EM算法建立挖掘模型,实现对应急物资可追溯信息的有效挖掘。实验结果表明,采用该模型可有效挖掘应急物资可追溯信息,不同情况下挖掘精度均高于99%,并具有较高的实时性。

关键词：大数据融合应急物资可追溯信息挖掘模型