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基于密度泛函的C_(4)F_(7)N/N_(2)/O_(2)三元混合气体击穿及分解特性分析

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工程科学与技术 2024年第5期56卷 127-135页

作者：刘提陈聪吴震陈桓国网浙江省电力有限公司建设分公司浙江杭州310016

C_(4)F_(7)N具有优异的绝缘性能和环保特性,是有潜力替代SF_(6)的环保型绝缘气体。目前,主要采用CO_(2)作为C_(4)F_(7)N的缓冲气体,其含量一般大于90%,由于CO_(2)为温室气体,将CO_(2)替换为N_(2)后与C_(4)F_(7)N混合,会使混合气体环保... 详细信息

C_(4)F_(7)N具有优异的绝缘性能和环保特性,是有潜力替代SF_(6)的环保型绝缘气体。目前,主要采用CO_(2)作为C_(4)F_(7)N的缓冲气体,其含量一般大于90%,由于CO_(2)为温室气体,将CO_(2)替换为N_(2)后与C_(4)F_(7)N混合,会使混合气体环保性大大提升。虽然,C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体在放电时可能有固体碳析出情况,严重影响气体绝缘设备正常运行,但是,O_(2)的加入能够改善C_(4)F_(7)N/N_(2)二元混合气体的击穿特性,抑制分解产物的产生。为此,本文基于密度泛函理论计算了O_(2)及C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体的电子亲和能、电负性、不同分子数量的O_(2)和N_(2)与C_(4)F_(7)N气体之间的相互作用能及电荷转移量,得出了C_(4)F_(7)N分子的福井函数、C_(4)F_(7)N/N_(2)/O_(2)各气体分子化学键的解离能,分析了C_(4)F_(7)N与O_(2)放电分解涉及的自由基反应过程,从微观角度研究O_(2)对C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体击穿特性及分解特性的影响。结果表明:相较于N_(2),O_(2)的电子亲和能及电负性更强,加入O_(2)有助于提高C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体的击穿电压。O_(2)-C_(4)F_(7)N的相互作用能约为N_(2)-C_(4)F_(7)N相互作用能的5倍;随着缓冲气体分子数量的增加,缓冲气体与C_(4)F_(7)N之间电荷转移量逐渐增加,使得C_(4)F_(7)N/O_(2)体系中C_(4)F_(7)N得到电子,而C_(4)F_(7)N/N_(2)体系中C_(4)F_(7)N失去电子。C_(4)F_(7)N未发生放电分解时,缓冲气体与C_(4)F_(7)N分子间主要以物理作用为主,O_(2)的加入消耗C_(4)F_(7)N分解产生的CF_(2)·与C·自由基,减少金属电极表面碳单质的附着。综上,O_(2)的加入能够减少碰撞电离,消耗C_(4)F_(7)N分解产生的自由基,抑制分解产物的产生,改善三元混合气体C_(4)F_(7)N/N_(2)/O_(2)的击穿特性及分解特性。

关键词： C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体密度泛函理论 O_(2) 击穿特性分解特性

考虑DG不确定性的有源配电网两阶段动态鲁棒重构方法

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太阳能学报 2024年第6期45卷 208-216页

作者：靳攀润宋汶秦刘永成国网甘肃省电力公司发展事业部兰州730050

针对分布式电源(DG)不确定性的有源配电网重构问题,提出两阶段动态鲁棒重构优化方法。在第一阶段进行辐射状配电网络开关重构优化,在第二阶段在考虑DG出力和负荷需求的不确定预算集下,进行含电池储能的有源配电网最优潮流优化。由于第... 详细信息

针对分布式电源(DG)不确定性的有源配电网重构问题,提出两阶段动态鲁棒重构优化方法。在第一阶段进行辐射状配电网络开关重构优化,在第二阶段在考虑DG出力和负荷需求的不确定预算集下,进行含电池储能的有源配电网最优潮流优化。由于第二阶段优化问题含电池储能的充放电状态,采用嵌套列与约束生成算法将两阶段动态鲁棒重构模型转化为双层迭代求解。在4个不同规模的配电系统算例结果表明该文所提基于嵌套列与约束生成算法(CCG)的配电网动态鲁棒重构方法具有良好收敛性。

关键词：有源电网不确定性分析分布式电源配电网重构两阶段鲁棒优化

计及多重不确定性的规模化电动汽车接入配电网调度方法

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电力系统自动化 2024年第7期48卷 138-146页

作者：李金鹏冯华陈晓刚章寒冰占震滨许银亮清华大学深圳国际研究生院广东省深圳市518000 国网浙江省电力有限公司丽水供电公司浙江省丽水市323000 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310027 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310014

规模日益增长的电动汽车和可再生能源带来的不确定性给配电网的安全运营带来了严峻挑战。为综合考虑多重不确定性、平衡运营成本与系统可靠性,首先,提出一种基于分布鲁棒联合机会约束的电动汽车-配电网充放电调度模型。该模型将节点电... 详细信息

规模日益增长的电动汽车和可再生能源带来的不确定性给配电网的安全运营带来了严峻挑战。为综合考虑多重不确定性、平衡运营成本与系统可靠性,首先,提出一种基于分布鲁棒联合机会约束的电动汽车-配电网充放电调度模型。该模型将节点电压、支路功率、备用需求等通过联合机会约束建模,可以直观地管理系统整体的可靠性。然后,为求解该模型,基于最优Bonferroni近似方法将联合机会约束问题转化为混合整数二次规划模型,其中,风险等级也被视为决策变量。随后,在不同电力系统上验证了所提模型的有效性和可扩展性。结果表明,所提模型克服了经典的随机优化和鲁棒优化存在的问题,能够有效平衡成本和可靠性,计算效率高、可扩展性好,较Bonferroni近似方法降低约6.5%的成本。

关键词：电动汽车配电网联合机会约束分布鲁棒优化模型最优Bonferroni近似方法不确定性风险管理

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电力系统摇摆方程的侵入式谐波解及分析

电网技术 2024年第5期48卷 2022-2030,I0061,I0063,I0064页

作者：李京甘德强倪秋龙周靖皓曹建伟浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310027 国网浙江省电力有限公司湖州供电公司浙江省湖州市313000

开展了大干扰背景下电力系统摇摆方程的侵入式谐波解研究。首先,针对二次微分代数系统的初值问题,提出了系统化的二次型谐波平衡方法;其次,将电网运动方程映射至解耦空间,扩展了摇摆方程的高阶分块解耦形式,并借助二次型谐波平衡方法,... 详细信息

开展了大干扰背景下电力系统摇摆方程的侵入式谐波解研究。首先,针对二次微分代数系统的初值问题,提出了系统化的二次型谐波平衡方法;其次,将电网运动方程映射至解耦空间,扩展了摇摆方程的高阶分块解耦形式,并借助二次型谐波平衡方法,给出了摇摆方程的侵入式谐波解;然后,基于该谐波解分析了电网稳定运动形态特征的数学机理,建立了电力系统暂态稳定的非线性状态-输出方程;最后,单机无穷大系统、IEEE 3机9节点系统的仿真算例进一步验证了所提方法及理论分析的有效性。

关键词：摇摆方程功角动态谐波平衡法暂态稳定

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高温天气下计及用户意愿的城市充电负荷空间引导策略

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电力系统自动化 2024年第10期48卷 139-150页

作者：韩林阳叶承晋朱超高强于海跃浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院浙江省杭州市310002 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310007

持续高温天气易导致电网供需平衡紧张,功率大、时空分布随机性强的电动汽车充电负荷可能进一步加剧电力负荷尖峰,但同时也具备成为优质调峰资源的潜力。面向高温天气下的城市电网,文中研究计及用户意愿的城市充电负荷模拟和空间引导方... 详细信息

持续高温天气易导致电网供需平衡紧张,功率大、时空分布随机性强的电动汽车充电负荷可能进一步加剧电力负荷尖峰,但同时也具备成为优质调峰资源的潜力。面向高温天气下的城市电网,文中研究计及用户意愿的城市充电负荷模拟和空间引导方法。首先,基于计划行为理论分析了车辆出行行为的形成过程,构建了基于马尔可夫链的电动汽车出行模型,用于分析不同场景下车辆的出行轨迹;然后,建立基于出行里程及时长的车辆能耗计算方法和考虑用户意愿的充电选择模型,实现电动汽车充电负荷时空分布的精细化模拟;最后,提出了一种基于低谷充电折扣的城市充电负荷空间引导策略,并采用粒子群优化算法对充电折扣进行优化求解。算例仿真表明,高温天气下用户出行意愿出现规律性变化,考虑高温天气和用户意愿影响后城市充电负荷的模拟结果更符合实际情况;此外,实施低谷充电折扣后充电负荷的时空转移可有效降低城市电网负荷峰谷差,并提高电动汽车使用和电力系统运行的经济性。

关键词：电动汽车充电负荷高温天气出行意愿充电引导

电刷镀Ag-Bi合金镀层的结构与耐蚀性能研究

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表面技术 2024年第4期53卷 110-116,183页

作者：杜宝帅闫芝成张忠文张都清索帅李新梅国网山东省电力公司电力科学研究院济南250002

目的采用电刷镀技术制备Ag-Bi合金镀层,揭示镀层的微观结构特征与耐腐蚀性能。方法基于酸性硫代硫酸钠无氰镀液体系,利用电刷镀技术在铜基体上制备了纯银以及Ag-Bi合金镀层。利用XRD和SEM分析了镀层的物相组成和微观形貌,采用显微硬度... 详细信息

目的采用电刷镀技术制备Ag-Bi合金镀层,揭示镀层的微观结构特征与耐腐蚀性能。方法基于酸性硫代硫酸钠无氰镀液体系,利用电刷镀技术在铜基体上制备了纯银以及Ag-Bi合金镀层。利用XRD和SEM分析了镀层的物相组成和微观形貌,采用显微硬度计测试了镀层的硬度,通过极化曲线和电化学阻抗谱对镀层的耐腐蚀能力进行了表征。结果电刷镀制备的合金镀层均由面心立方结构Ag(Bi)过饱和固溶体组成,在Ag-15.64Bi合金镀层中还形成了六方结构α-Bi相。所制备的镀层具有纳米级晶粒尺寸,范围为13.5~21nm。与纯Ag镀层相比,电刷镀Ag-Bi合金镀层的致密性和平整度明显提高。合金镀层的硬度随着Bi含量的增加而增加,最高为220.7HV。镀层的自腐蚀电位和电荷转移电阻随着Bi含量的增加先增加后减小,腐蚀电流密度呈现相反趋势,Ag-4.52Bi镀层具有最佳的耐腐蚀能力,其自腐蚀电位为-0.189 V,腐蚀电流密度为1.76×10^(-2) mA·cm^(-2),电荷转移电阻为1635Ω·cm^(2)。结论通过在酸性硫代硫酸钠镀液中加入硝酸铋,可以电刷镀制备Ag-Bi合金镀层。Bi元素含量对镀层的显微硬度和耐腐蚀能力均具有显著影响。随着镀层中Bi元素的增加,固溶强化、细晶强化效应使镀层的硬度明显增加。合金镀层中孔隙和缝隙等结构缺陷的减少阻碍了腐蚀介质的渗入,Bi元素对镀层钝化膜的形成具有促进作用,最终使镀层的耐腐蚀性能得到提升。

关键词：电刷镀 Ag-Bi镀层耐蚀性显微硬度

基于健康指数的电力变压器绝缘状态评估方法研究

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高压电器 2024年第5期60卷 124-129页

作者：江涛杨传凯王荆黄国强曹利强师一卿国网陕西省电力公司西安710049 国网陕西省电力公司电力科学研究院西安710049

为科学合理地评估在运电力变压器的健康水平,根据变压器关键特征信息,建立了由本体数据、在运数据、修正系数构成的三级评估模型。引入健康指数理论,分析了反应变压器绝缘状态的不同关键特征信息的权重,提出了变压器三级评估模型健康水... 详细信息

为科学合理地评估在运电力变压器的健康水平,根据变压器关键特征信息,建立了由本体数据、在运数据、修正系数构成的三级评估模型。引入健康指数理论,分析了反应变压器绝缘状态的不同关键特征信息的权重,提出了变压器三级评估模型健康水平的计算方法,并在此基础上得出变压器剩余寿命计算公式。最后结合一个实际案例,证明了该方法能科学、准确地评估电网在运电力变压器的绝缘状态,为工程技术人员评估变压器绝缘状态和剩余寿命提供参考。

关键词：电力变压器绝缘状态评估健康指数寿命预测

低频输电系统中运行频率对变流器稳定性影响分析

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电力自动化设备 2024年第10期44卷 92-98页

作者：徐路遥宋平国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江杭州310009

为分析低频工况下运行频率对并网变流器小干扰稳定性的影响,分析了包含频率变量的锁相环、电流内环、LC滤波器和线路的动态方程,推导了对应的小信号模型,建立了变流器和电网的阻抗模型,展示了变流器阻抗模型不受运行频率影响的机理。组... 详细信息

为分析低频工况下运行频率对并网变流器小干扰稳定性的影响,分析了包含频率变量的锁相环、电流内环、LC滤波器和线路的动态方程,推导了对应的小信号模型,建立了变流器和电网的阻抗模型,展示了变流器阻抗模型不受运行频率影响的机理。组建了变流器并网系统的闭环特征方程,使用根轨迹法揭示了运行频率的变化对并网变流器小干扰稳定性的影响规律。基于MATLAB/Simulink平台,分别搭建了运行频率为20Hz和50Hz的变流器并网系统仿真模型,仿真结果与理论分析一致。

关键词：低频输电系统并网变流器小干扰稳定性运行频率阻抗模型

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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