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基于状态估计的大规模新能源送出线路纵联保护

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电网技术 2024年第5期48卷 2189-2198,I0113,I0114页

作者：聂铭李猛和敬涵刘颖王紫琪宋晓帆李强北京交通大学电气工程学院北京市海淀区100044 国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209 国网河南省电力公司经济技术研究院河南省郑州市450000 国网山西省电力公司经济技术研究院山西省太原市030024

“双碳”背景下,加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,已成为国家重大需求。但是,新能源电源等值内电势不稳定,与传统同步机电源特性存在本质差异,换流器控制导致故障电流幅值受限、相位受控,现有工频量保护性能下降,威胁电网安全稳... 详细信息

“双碳”背景下,加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,已成为国家重大需求。但是,新能源电源等值内电势不稳定,与传统同步机电源特性存在本质差异,换流器控制导致故障电流幅值受限、相位受控,现有工频量保护性能下降,威胁电网安全稳定。该文提出基于状态估计的大规模新能源送出线路纵联保护原理,在考虑线路分布电容的基础上建立精确的线路模型,利用瞬时值的状态估计冗余特性提升了保护的速动性和可靠性,通过比较所建模型与实际模型匹配程度判别故障。仿真表明,所提保护方法能快速可靠判别各种类型的区内、外故障,保护判别时间不超过2ms,并具有较好的耐过渡电阻和抗干扰能力。

关键词：新能源电源纵联保护状态估计贝瑞隆模型

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考虑特性分类批处理负荷可调节能力的数据中心微网灵活性设备分布鲁棒容量配置方法

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 180-188页

作者：崔杨程禹烽赵钰婷李佳宇李崇钢东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林吉林132012 国网河南省电力公司漯河供电公司河南漯河462000 国网山东省电力公司烟台供电公司山东烟台265200

微网灵活性设备主要用于平抑源荷两侧的波动,其容量配置方法应考虑源荷不确定性的影响,而含数据中心微网的灵活性设备容量配置方法还应进一步考虑数据中心负荷的可调节特性。考虑数据中心批处理负荷的可调节能力和源荷不确定性因素,提... 详细信息

微网灵活性设备主要用于平抑源荷两侧的波动,其容量配置方法应考虑源荷不确定性的影响,而含数据中心微网的灵活性设备容量配置方法还应进一步考虑数据中心负荷的可调节特性。考虑数据中心批处理负荷的可调节能力和源荷不确定性因素,提出一种灵活性设备容量配置方法。根据负荷特性的不同,将批处理负荷划分为2类以更加准确地量化其可调节能力,一类为带宽时序可变限时可平移负荷,另一类为带宽时序不变可中断平移负荷,对这2类批处理负荷进行详细分析并给出一般性的建模方法;构建数据驱动下的min-max-min两阶段分布鲁棒优化容量配置模型,利用1-范数和∞-范数约束场景概率分布模糊集,采用列和约束生成算法对该模型进行化简求解。对某省数据中心微网进行算例分析,验证了所提方法的有效性。

关键词：数据中心批处理负荷特性分类可调节能力容量配置分布鲁棒优化

基于SAR影像洪水淹没频率的城市洪涝风险评估方法

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水利水电技术（中英文） 2024年第S1期55卷 1-10页

作者：柯佳颖梁允狄立王棨高阳王超王肖国网河南电科院河南郑州450000 国网河南省电力公司河南郑州450000 河南九域恩湃电力技术有限公司河南郑州450000 北京深蓝空间遥感技术有限公司北京100000

受到全球气候变化的影响,洪涝灾害已成为影响城市发展的重要自然灾害之一。因此,开展城市洪涝风险评估可有效地减少洪涝损失,提高城市洪涝风险管控能力。以郑州市为例,基于SAR影像利用SDWI方法确定水陆分割阈值,再采用坡度去除山体阴影... 详细信息

受到全球气候变化的影响,洪涝灾害已成为影响城市发展的重要自然灾害之一。因此,开展城市洪涝风险评估可有效地减少洪涝损失,提高城市洪涝风险管控能力。以郑州市为例,基于SAR影像利用SDWI方法确定水陆分割阈值,再采用坡度去除山体阴影区误检水体,进而计算研究时间内的洪水淹没频率,同时选取年均雨季降雨量、年均暴雨天数、坡度、高程标准差、水网密度、地灾易发性、人口密度、地均GDP、土地利用类型、应急避难场,构建城市洪涝灾害风险评价指标体系;然后,分别利用层析分析法、随机森林法计算各指标的主观权重、客观权重,再结合距离函数获取组合权重,进而构建洪涝风险评估模型,提高模型可靠性。结果显示:(1)基于随机森林法和层次分析法计算洪水淹没频率的主观权重、客观权重和组合权重分别为26.44%、18.44%和22.96%,说明SAR获取的洪水淹没频率在城市洪涝风险评估中十分重要。(2)巩义市、荥阳市、新密市、登封市洪涝风险偏高,该结果与《河南郑州“7·20”特大暴雨灾害调查报告》相符;郭家咀水库和荥阳市崔庙镇王宗店村都处于高风险和次高风险区域,是郑州“7·20”特大暴雨重点受灾区域,与实际情况相符。(3)高风险和次高风险约占郑州市的30%,中风险和次低风险约占郑州市的70%,说明郑州市部分区域的洪涝风险等级偏高,整体呈现相对中等风险。(4)采用熵权法、灰色关联分析法、随机森林方法与该方法进行对比分析,结果表明该方法的精度最高,Kappa系数和总体分类精度分别为0.84和90.47%,满足郑州市城市洪涝风险等级分析要求。将该方法应用到北京市房山区,验证了该方法的适用性。研究成果能够提供危险性、易损性共同作用下的城市洪涝灾害风险信息,可用于指导相关部门开展洪水风险管理。

关键词：城市洪涝风险评估合成孔径雷达随机森林

基于关联规则与重构误差的二次系统故障检测方法

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中国电力 2024年第8期57卷 159-167页

作者：王阳马伟东刘洎溟王博石姚凯韩伟余娟国网河南省电力公司电力科学研究院输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 国网河南省电力公司

二次系统是否可靠直接关系整个变电站乃至系统能否安全可靠运行。随着高比例新能源并网，如何有效检测二次系统故障愈发重要。针对现有逻辑回路的故障方法对数据完备性要求较高而难以实际应用，现有二次设备的故障检测方法难以辨识正常... 详细信息

二次系统是否可靠直接关系整个变电站乃至系统能否安全可靠运行。随着高比例新能源并网，如何有效检测二次系统故障愈发重要。针对现有逻辑回路的故障方法对数据完备性要求较高而难以实际应用，现有二次设备的故障检测方法难以辨识正常数据和故障数据的微小差异导致计算精度无法保障的问题，提出基于关联规则与重构误差的二次系统故障检测方法。首先，利用Apriori算法求出故障报警信息与逻辑回路中故障装置的关联规则，实现逻辑回路故障快速诊断；然后，利用正常二次设备的运行数据训练个体判别器，通过衡量待判别数据的重构误差来判别二次设备运行状态，并利用集成学习模型量化设备当前故障检测概率；最后，对集成学习模型进行集成优化，以提高二次设备异常预警的可信度。利用河南省某变电站实际运行数据集进行仿真测试，验证了所提方法的有效性和准确性。

关键词：二次系统故障检测数据驱动关联规则重构误差

多时间尺度下计及综合需求响应和碳捕集-电转气联合运行的综合能源系统优化调度

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 68-76页

作者：陈静杨坤漓张岩韩伟宋闯郑州工业应用技术学院机电工程学院河南郑州451100 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450000

对源侧进行低碳化改造、荷侧辅以综合需求响应策略有利于“双碳”目标的实现。为此,提出一种多时间尺度下计及综合需求响应和碳捕集-电转气联合运行的综合能源系统低碳优化调度策略。源侧在碳捕集电厂中引入储液罐,形成碳捕集电厂的综... 详细信息

对源侧进行低碳化改造、荷侧辅以综合需求响应策略有利于“双碳”目标的实现。为此,提出一种多时间尺度下计及综合需求响应和碳捕集-电转气联合运行的综合能源系统低碳优化调度策略。源侧在碳捕集电厂中引入储液罐,形成碳捕集电厂的综合灵活运行方式,并构建计及碳捕集电厂和电转气设备的新型联合运行模型;在荷侧分析需求侧资源在不同时间尺度下的响应特性,建立不同时间尺度下的价格型、激励型需求响应模型,通过源荷协调配合提升系统的低碳性能;提出源荷互补的综合能源系统多时间尺度低碳调度策略,构建含综合需求响应的日前-日内-实时调度模型。算例结果表明,所提模型能够充分利用源荷资源参与调节,实现系统低碳、经济、稳定运行。

关键词：综合能源系统综合灵活运行方式多时间尺度综合需求响应碳捕集电厂联合运行电转气优化调度

基于电容分布效应的一二次融合柱上断路器断口绝缘性能分析与优化研究

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高压电器 2024年第5期60卷 220-228页

作者：李龙江白杨张文凯张艳晓国网四川省电力公司成都610072 国网四川省电力公司电力科学研究院成都610072 许继电气股份有限公司河南许昌461000

针对现有一二次融合柱上断路器负载侧或电源侧单侧配置电子式电压传感器(electronic voltage transformer,EVT)后断口工频电压试验时,壳体对地电位过高造成柱上断路器破坏性放电的问题,文中对配置EVT的柱上断路器断口绝缘性能进行研究... 详细信息

针对现有一二次融合柱上断路器负载侧或电源侧单侧配置电子式电压传感器(electronic voltage transformer,EVT)后断口工频电压试验时,壳体对地电位过高造成柱上断路器破坏性放电的问题,文中对配置EVT的柱上断路器断口绝缘性能进行研究。文中首先对柱上断路器断口耐压试验时壳体对地放电问题进行了电容分布理论分析,并给出配置不同容值制作的EVT的柱上断路器在断口耐压试验时壳体与地之间的电压值。其次给出了现有国网标准化方案一二次融合柱上断路器的理论设计依据,同时指出电源侧配置EVT的一二次融合柱上断路器的绝缘设计裕度,得出在满足开关性能及EVT准确度要求的前提下,EVT高压臂尽量采用电容容值低的电容降低壳体对地电压。最后提出在现有试验方式下一种负载侧和电源侧均配置EVT的一二次融合型柱上断路器新型结构形式,并给出试验结果。分析及试验结果证明,该结构的柱上断路器断口耐压试验时,壳体对地电压小于GB/T 11022—2020规定的相对地电压42 kV,避免了断口耐压试验时壳体与地击穿的现象,并已在工程中得到广泛的应用。

关键词：电容分布柱上断路器断口绝缘

限流器配置与网架结构优化协同的受端电网短路电流抑制策略

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电力系统自动化 2024年第9期48卷 151-161页

作者：邓步青文云峰于琳琳蒋小亮湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 国网河南省电力公司经济技术研究院河南省郑州市450052 国网福建省电力公司经济技术研究院福建省福州市350012

如何有效地抑制短路电流水平已成为受端电网规划和运行中不可忽视的问题。文中量化和构建了计及超导故障限流器(SFCL)配置与网架结构优化的短路电流约束。在此基础上,提出了一种SFCL配置与网架结构优化协同的短路电流抑制模型,采用基于M... 详细信息

如何有效地抑制短路电流水平已成为受端电网规划和运行中不可忽视的问题。文中量化和构建了计及超导故障限流器(SFCL)配置与网架结构优化的短路电流约束。在此基础上,提出了一种SFCL配置与网架结构优化协同的短路电流抑制模型,采用基于McCormick包络的交流潮流线性化框架,并通过循环结构最小化松弛误差。为有效求解上述模型,将主问题分解为若干子问题,设计了基于嵌套Benders分解算法的求解策略。基于改进的IEEE 39节点系统和河南电网规划系统开展仿真分析,验证了所提策略在经济性和短路电流抑制效果方面的有效性和实用性。

关键词：短路电流超导故障限流器网架结构优化 Benders分解受端电网

计及激励型需求响应的低压配电网混合储能优化配置

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中国电力 2024年第6期57卷 90-101页

作者：徐峰亮王克谦王文豪王鹏王文烨张帅赵凤展国网河南省电力公司信阳供电公司河南信阳464000 国网河南省电力公司经济技术研究院河南郑州450000 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

分布式光伏高比例接入和再电气化与电能替代加剧了系统源、荷的波动性,传统低压配电网规划方法难以适应新型电力系统发展的要求。针对此问题,首先建立了计及激励型需求响应的低压配电网混合储能优化配置模型,然后,根据不同时间尺度下的... 详细信息

分布式光伏高比例接入和再电气化与电能替代加剧了系统源、荷的波动性,传统低压配电网规划方法难以适应新型电力系统发展的要求。针对此问题,首先建立了计及激励型需求响应的低压配电网混合储能优化配置模型,然后,根据不同时间尺度下的储能设备和激励型需求侧响应资源的特点,提出运用改进的变分模态分解算法(variational mode decomposition,VMD)对净负荷曲线进行多尺度分解和组合重构,以系统总成本和有功功率波动值之和最小为目标,运用改进的鲸鱼优化算法对所提的优化配置模型进行求解。最后,通过算例验证所提方案的有效性。

关键词：低压配电网激励型需求响应混合储能优化配置改进的VMD 改进的鲸鱼优化算法

计及运行灵活性的中压配电系统源-网-储协同扩展规划

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中国电力 2024年第7期57卷 98-108页

作者：徐峰亮王克谦王文豪王鹏王焕昌张帅赵凤展国网河南省电力公司信阳供电公司河南信阳464000 国网河南省电力公司经济技术研究院河南郑州450000 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

为适应新型配电系统中分布式电源(DG)与负荷的双重波动性,需要对源、网、储进行协同配置以满足系统运行灵活性需求。为表征配电系统运行灵活性水平,从灵活性供需平衡、净负荷曲线平滑度和线路传输均衡性3个方面提出了净负荷适应率指标... 详细信息

为适应新型配电系统中分布式电源(DG)与负荷的双重波动性,需要对源、网、储进行协同配置以满足系统运行灵活性需求。为表征配电系统运行灵活性水平,从灵活性供需平衡、净负荷曲线平滑度和线路传输均衡性3个方面提出了净负荷适应率指标、净负荷波动率指标和线路负载裕度均衡性指标,并建立了考虑这些指标的配电系统源-网-储3层扩展规划模型。其中,上层和中层以年综合成本最小为目标对配电线路、DG和储能进行优化规划;下层以运行灵活性水平最高为目标进行运行优化。采用复合聚类算法生成配电系统典型规划场景,并以改进后的粒子群算法和非支配遗传算法双层嵌套的形式求解3层扩展规划模型。最后,基于改进的IEEE 33节点系统验证了所提规划模型的有效性和优越性。

关键词：配电系统扩展规划运行灵活性分布式电源储能系统源网储协同规划