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考虑时空完整性的新型电力系统运行断面图生成与特征提取

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电力系统自动化 2024年第12期48卷 156-164页

作者：曲朝阳张振明曲楠单庆玉周玉光东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 国网江苏省电力有限公司南京供电公司江苏省南京市210008 国网吉林省电力有限公司吉林省长春市130022

针对新型电力系统运行场景复杂多变、调度目标繁多导致调度方案应变能力不足的问题,提出了一种考虑时空完整性的新型电力系统运行断面图生成与特征提取方法。首先,以系统历史运行断面为数据依托,从时间和空间2个维度出发,定义了考虑时... 详细信息

针对新型电力系统运行场景复杂多变、调度目标繁多导致调度方案应变能力不足的问题,提出了一种考虑时空完整性的新型电力系统运行断面图生成与特征提取方法。首先,以系统历史运行断面为数据依托,从时间和空间2个维度出发,定义了考虑时空完整性的时序运行断面数学化表征形式;然后,围绕运行断面数据高维且非线性的特点,设计基于格拉姆角求和场的运行断面高维空间转换算法,将高维时序运行数据编码为运行断面图;最后,以VGG16为基模型,保留其前13层卷积层,并引入全局最大池化层(GMP)替代其末端的全连接层,构建了系统运行断面图的VGG13_GMP特征提取模型。通过算例分析验证了所提方法的有效性及鲁棒性。

关键词：新型电力系统运行断面图像生成卷积神经网络特征提取

考虑含储能的三端智能软开关与需求侧响应的主动配电网有功无功协调优化

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电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 104-118页

作者：米阳申杰卢长坤孟凡斌南钰上海电力大学电气工程学院上海200090 国网河南省电力公司开封供电公司河南开封475000

针对分布式电源(distributed generation,DG)大规模并网导致的配电网电压越限、网络损耗增加和弃风弃光等问题,提出一种考虑含储能(energy storage system,ESS)的三端智能软开关(soft open point,SOP)与需求侧响应(demand response,DR)的主动配电网(active distribution network,ADN)有功无功协调优化策略。首先,计及可再生能源出力的不确定性,基于条件生成对抗网络(conditional generative adversarial networks,CGAN)生成日前场景。然后,对含ESS的三端SOP与DR进行建模,并将其与DG和传统无功补偿设备进行协调优化。构建以网络损耗最小、电压偏差最小、弃风弃光量最小、用户舒适度与用户经济度最大为优化目标的数学模型。进而转化为混合整数二阶锥规划模型,并利用GUROBI进行求解。最后,在改进的IEEE 33和IEEE 69节点配电系统中进行仿真验证。结果表明,计及风光出力的不确定,所提优化策略在兼顾用户舒适度和用户经济度的同时提高了配电网运行的经济性和可靠性。

关键词：条件生成对抗网络含储能的三端智能软开关需求侧响应分布式电源主动配电网

基于反射系数与核函数构建的新型电缆缺陷诊断方法

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2184-2192,2213页

作者：饶显杰徐忠林刘翔宇关惠方周凯国网四川省电力公司成都供电公司成都610041 四川大学电气工程学院成都610065

为解决现有的电缆局部缺陷检测方法中缺陷定位效果差、缺陷类型判断困难等问题,提出一种基于反射系数谱(RCS)的新型电缆缺陷诊断方法。首先,利用电缆线路的分布参数模型,建立了含局部缺陷电缆线路的RCS数学模型,根据RCS数学模型,确定合... 详细信息

为解决现有的电缆局部缺陷检测方法中缺陷定位效果差、缺陷类型判断困难等问题,提出一种基于反射系数谱(RCS)的新型电缆缺陷诊断方法。首先,利用电缆线路的分布参数模型,建立了含局部缺陷电缆线路的RCS数学模型,根据RCS数学模型,确定合理的核函数,设计出基于RCS的新型缺陷诊断函数,该缺陷诊断函数的极值峰可用于定位电缆线路中的缺陷,并确定缺陷的类型、严重程度等特征;然后,对不同类型与严重程度的电缆线路缺陷进行建模仿真诊断,测试该方法的可行性与准确性;最后,在同轴电缆与10 kV电力电缆上设计了局部缺陷,并用该方法对真实电缆缺陷进行诊断分析。仿真与实测结果表明,该方法能精准地定位电缆线路中的缺陷,并且可以准确地判断出缺陷的类型与严重程度,说明了该方法的实用性,且具有较高的实际工程价值。

关键词：电缆线路局部缺陷反射系数谱缺陷定位缺陷分析

基于改进鲸鱼优化算法的分布式电源接入配电网继电保护的整定优化研究

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电力科学与技术学报 2024年第2期39卷 74-79页

作者：樊群才胡笳廖艳萍杨爱红国网山西省电力公司运城供电公司山西运城044000

分布式电源因为具有灵活性高、成本低、绿色低碳等优点而被越来越多地接入配电网,但是由于其改变了原有配电网的潮流拓扑结构,也给传统的电流差动保护提出了新的要求。首先分析大量分布式电源的接入对配电网继电保护的影响;随后考虑到... 详细信息

分布式电源因为具有灵活性高、成本低、绿色低碳等优点而被越来越多地接入配电网,但是由于其改变了原有配电网的潮流拓扑结构,也给传统的电流差动保护提出了新的要求。首先分析大量分布式电源的接入对配电网继电保护的影响;随后考虑到继保的速动性、灵敏性要求,引入收敛速度较快的鲸鱼优化算法,并引入列文伯格马奎特(Levenberg-Marquadt,LM)算法对其进行改进;最后对分布式电源接入配电网时的电流保护整定值进行优化,用收敛速度较快的鲸鱼优化算法进行全局寻优,为避免陷入局部最优而转入LM算法进一步求解。实验分析结果表明,LM算法改进的鲸鱼优化算法的引入可以加快收敛速度,提高继保装置的速动性,适用于分布式电源接入配电网时的继保整定优化。

关键词：分布式电源配电网继电保护鲸鱼优化算法

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含多种灵活性资源的综合能源系统低碳优化调度

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浙江大学学报（工学版） 2024年第6期58卷 1243-1254页

作者：邢海军叶宇静刘哲远江伟建张文博田书欣上海电力大学电气工程学院上海200090 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司浙江嘉兴314000

针对含多园区的综合能源系统(IES)所面临的灵活性和低碳性不足的问题,提出考虑多种灵活性资源的综合能源分布式低碳经济调度模型.分析系统的灵活性需求,提出IES灵活性裕度约束,并构建包含碳捕集电厂在内的多种灵活性资源模型,充分利用... 详细信息

针对含多园区的综合能源系统(IES)所面临的灵活性和低碳性不足的问题,提出考虑多种灵活性资源的综合能源分布式低碳经济调度模型.分析系统的灵活性需求,提出IES灵活性裕度约束,并构建包含碳捕集电厂在内的多种灵活性资源模型,充分利用碳捕集电厂的灵活运行模式.引入阶梯式碳交易,建立综合能源系统双层调度模型.模型上层以能源供应商供能成本最小为目标,下层以由能量枢纽(EH)组成的能源运营商运行成本最小为目标.针对多主体运营特性,利用目标级联分析法进行求解,实现能源供应商和能源服务商上下层协同调度.通过由IEEE30节点电网、比利时20节点气网和多个能量枢纽组成的算例,验证所提模型对提升系统灵活性和低碳性的积极作用.

关键词：综合能源灵活性碳捕集碳交易目标级联分析法

基于低碳需求响应的含煤制氢与碳捕集电厂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4期44卷 25-32页

作者：杨周义邢海军江伟建王华昕孙怡文颜湛上海电力大学电气工程学院上海200090 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司浙江嘉兴314000

为了提高综合能源系统的低碳性与经济性,提出了煤制氢与碳捕集电厂联合运行模式下考虑低碳需求响应机制的综合能源系统优化调度。对煤制氢与富氧燃烧类型碳捕集电厂进行建模,并引入储碳罐、电转气装置以提高捕碳灵活性,降低制氧、制氢成... 详细信息

为了提高综合能源系统的低碳性与经济性,提出了煤制氢与碳捕集电厂联合运行模式下考虑低碳需求响应机制的综合能源系统优化调度。对煤制氢与富氧燃烧类型碳捕集电厂进行建模,并引入储碳罐、电转气装置以提高捕碳灵活性,降低制氧、制氢成本;将低碳需求响应机制引入综合能源系统调度模型中,并分析其减排能力;以运行成本最小为目标函数建立了综合能源系统的低碳经济调度模型。通过算例对所提策略进行验证,结果表明该策略能够提高风电消纳水平,降低整体系统的碳排放量,提升系统经济性。

关键词：煤制氢碳捕集电厂低碳制氢低碳需求响应综合能源系统低碳经济调度

基于电气特性-物理参数耦合的交流电弧炉模型

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1643-1655页

作者：徐云聪张逸林才华刘必杰福州大学电气工程与自动化学院福州350108 国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350007 国网福建省电力有限公司宁德供电公司宁德352100

现有电弧炉模型主要关注电弧内部与外部特性的联系,割裂了电弧内部微观下电气与物理的耦合影响,难以体现电弧的电热物理本质,导致仿真精度有所欠缺。针对上述问题,该文提出一种改进的新型交流电弧炉模型。首先,在电子连续性方程的基础上... 详细信息

现有电弧炉模型主要关注电弧内部与外部特性的联系,割裂了电弧内部微观下电气与物理的耦合影响,难以体现电弧的电热物理本质,导致仿真精度有所欠缺。针对上述问题,该文提出一种改进的新型交流电弧炉模型。首先,在电子连续性方程的基础上,构建电弧的电气特性模型;其次,根据弧柱磁压缩力平衡方程和瞬时能量平衡方程分别构建电弧的压强、温度等物理参数模型,推导得到电弧内部的电气特性与物理参数之间的耦合机理,得到两者的耦合模型;然后,基于电弧炉变压器二次侧额定电流和最大电弧温度之间的关系,利用麻雀搜索算法对电弧温度曲线进行辨识,确定物理模型的各个参数;最后,依据50 t、55 t炼钢交流电弧炉的现场实测数据,在Matlab/Simulink平台上搭建模型并验证模型的正确性。仿真结果表明,所提模型更符合交流电弧炉实际运行过程中的物理本质,能更精确地反映其谐波、电压波动特性。

关键词：交流电弧炉电弧温度麻雀算法电气特性物理参数

一种基于KPCA-IF的配电网保护系统异常状况监测模型

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电力科学与技术学报 2024年第3期39卷 31-37页

作者：徐军齐蓬勃李凡王国荣弋富国国网宁夏电力有限公司固原供电公司宁夏固原750003

由于配电网具有拓扑结构复杂、线路分支较多、空间分布密集等特性,潜在运行扰动及故障难以完全避免,故所配备的保护系统势必确保较高水平的可靠性及稳定性。因此,针对配网保护系统潜在异常运行状态的监测与识别面临新的挑战。为此,提出... 详细信息

由于配电网具有拓扑结构复杂、线路分支较多、空间分布密集等特性,潜在运行扰动及故障难以完全避免,故所配备的保护系统势必确保较高水平的可靠性及稳定性。因此,针对配网保护系统潜在异常运行状态的监测与识别面临新的挑战。为此,提出一种基于数据驱动的运行异常状态实时检测模型。首先,采用核函数主成分分析(kernel principal components analysis,KPCA)流程,针对原始数据实施维度压缩,能够在高维数据环境下降低后续模型的运算复杂度;其次,应用孤立森林(isolated forest,IF)模型,依据各正常运行状态取值范围,挖掘潜在离群样本点,能够在数据呈偏置或稀疏分布环境下保持较高的检测性能,针对异常状况进行快速反应;最后,以某地区配电网继保系统运行数据作为仿真实例,实验结果验证所提出模型在实际应用中较高的异常检测水平,能够助力配网安全风险的自动识别和应对。

关键词：异常检测数据挖掘继电保护系统 KPCA-IF

应用混合逻辑动态模型预测控制器的磁轴承三电平调制策略

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 19-27页

作者：袁野朱俊俊杨帆南钰江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 国网河南省电力公司开封供电公司河南开封475000

传统磁轴承三电平调制策略在数字控制系统中存在控制延迟问题,影响电流纹波抑制效果。针对上述问题,提出一种基于混合逻辑动态模型预测控制器的磁轴承三电平调制策略。基于混杂系统理论,建立混合逻辑动态模型,统一表征出驱动电路充电、... 详细信息

传统磁轴承三电平调制策略在数字控制系统中存在控制延迟问题,影响电流纹波抑制效果。针对上述问题,提出一种基于混合逻辑动态模型预测控制器的磁轴承三电平调制策略。基于混杂系统理论,建立混合逻辑动态模型,统一表征出驱动电路充电、放电和续流工作模态,实现三电平调制;结合模型预测控制理论,将所建立的混合逻辑动态模型作为预测模型,预测磁轴承的控制电流,实现对控制延迟的补偿,并将预测控制电流送入到代价函数中,得出驱动电路的最优控制信号;基于所提调制策略构建了磁轴承控制系统,并与传统调制策略进行对比。仿真结果表明:在轻载扰动工况下,所提调制策略相比于传统三电平滞环调制策略与传统三电平脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)策略,电流纹波分别降低了49.90%和49.87%;在中载扰动工况下,所提调制策略相比于传统三电平滞环调制策略与传统三电平PWM策略,电流纹波分别降低了49.99%和49.84%;在重载扰动工况下,所提调制策略相比于传统三电平滞环调制策略与传统三电平PWM策略,电流纹波分别降低了50.08%和49.77%。在三电平调制机制的基础上,所提调制策略能够有效补偿一个采样周期的控制延迟,达到降低电流纹波的效果。

关键词：磁轴承三电平调制混合逻辑动态模型模型预测控制