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基于激光多普勒测振的气体绝缘输电线路机械缺陷非接触检测技术与应用

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激光与光电子学进展 2024年第13期61卷 271-280页

作者：李洪涛高山赵科李玉杰肖焓艳庄添鑫国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

提出一种基于激光多普勒测振（LDV）的气体绝缘输电线路（GIL）非接触振动测量方法。通过GIL的瞬态电磁-结构多场耦合有限元建模和原型物理试验获取正常和缺陷下的振动频率和幅值特征，并确定测点位置与LDV系统的主要参数。设计包含窄... 详细信息

提出一种基于激光多普勒测振（LDV）的气体绝缘输电线路（GIL）非接触振动测量方法。通过GIL的瞬态电磁-结构多场耦合有限元建模和原型物理试验获取正常和缺陷下的振动频率和幅值特征，并确定测点位置与LDV系统的主要参数。设计包含窄线宽激光器、收发一体光学天线、声光调制器和平衡探测器的1550 nm全光纤光路模块，实现了对包含对象运动信息的光学拍频信号检测。开发了基于数字正交和微分交叉相乘算法的振动信号解调方案，实现了0.5～20 m探测范围、50 Hz～20 kHz机械振动信号的非接触测量。所研制的系统成功应用于GIL原型平台测试和现场GIL巡检，能够有效克服接触式加速度传感器测点固定困难、检测效率和准确度低下的不足，实现了长距离GIL设备的非接触振动测量。

关键词： GIL LDV 机械振动非接触式测振

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

考虑需求响应的交直流混合配电网分布式光伏承载能力鲁棒评估方法

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高电压技术 2024年第1期50卷 83-92,I0003-I0005页

作者：杨志淳杨帆闵怀东胡伟雷杨刘瑜国网湖北省电力有限公司电力科学研究院武汉430077 湖北方源东力电力科学研究有限公司武汉430077

鲁棒优化通常采用多面体模型来描述分布式光伏出力的不确定性,却忽略了分布式光伏出力的时空相关性,为此,该文建立了分布式光伏的时空相关性多面体模型,提出了考虑需求侧响应的交直流混合配电网分布式光伏承载能力鲁棒评估方法。首先,... 详细信息

鲁棒优化通常采用多面体模型来描述分布式光伏出力的不确定性,却忽略了分布式光伏出力的时空相关性,为此,该文建立了分布式光伏的时空相关性多面体模型,提出了考虑需求侧响应的交直流混合配电网分布式光伏承载能力鲁棒评估方法。首先,建立分布式光伏出力不确定性的时空相关性多面体模型和电价激励型需求侧响应模型,以最大化分布式光伏并网容量为目标,考虑交直流混合配电网中多种运行约束和调节策略,建立交直流混合配电网分布式光伏承载能力两阶段鲁棒评估模型,并采用列与约束生成算法进行迭代求解。在70节点系统上验证了算法的有效性,仿真结果表明:不同的管理策略有助于提升交直流混合配电网的分布式光伏承载能力。

关键词：承载能力交直流混合配电网需求侧响应混合整数二阶锥规划两阶段鲁棒优化

次/超同步间谐波影响下PMU基波频率测量误差机理分析及抑制

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电力系统自动化 2024年第17期48卷 88-96页

作者：许苏迪袁宇波王晨清李娟李鹏高磊国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市211103

高比例新能源和高比例电力电子设备在电网中产生了大量的次/超同步间谐波,导致同步相量测量装置(PMU)的基波频率测量出现较大偏差,影响各类频率相关应用的效果。因此,文中提出了一种次/超同步间谐波影响下基波频率测量误差机理分析及其... 详细信息

高比例新能源和高比例电力电子设备在电网中产生了大量的次/超同步间谐波,导致同步相量测量装置(PMU)的基波频率测量出现较大偏差,影响各类频率相关应用的效果。因此,文中提出了一种次/超同步间谐波影响下基波频率测量误差机理分析及其抑制方法。首先,建立了频率测量算法的频域特性模型,基于此推导了单个间谐波和对称次/超同步间谐波影响下的基波频率振荡数学模型,揭示了间谐波干扰下的基波频率测量误差机理。其次,根据频率的振荡行为,建立了多分量叠加的拟合模型,提出了基于傅里叶变换和最小二乘法的短时窗频率振荡分量抑制方法,大幅降低了基波频率偏差。最后,仿真和现场录波数据测试表明,所提方法极大降低了频率测量误差。

关键词：基波频率测量次/超同步间谐波同步相量测量装置同步相量测量测量误差

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适应电化学储能成本特性的电力市场机制设计

电力系统自动化 2024年第4期48卷 101-110页

作者：栾天杨争林李继红郑亚先冯树海中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003 国网浙江省电力有限公司浙江省杭州市310063

高比例新能源接入场景下,如何提高电力系统灵活性成为焦点问题。电化学储能可以提高新型电力系统的灵活调节能力,但其技术特性不同于常规市场主体,需要设计相应的市场参与机制。因此,根据储能充放电深度、充放电倍率与其老化成本的关系... 详细信息

高比例新能源接入场景下,如何提高电力系统灵活性成为焦点问题。电化学储能可以提高新型电力系统的灵活调节能力,但其技术特性不同于常规市场主体,需要设计相应的市场参与机制。因此,根据储能充放电深度、充放电倍率与其老化成本的关系,提出一种适应储能参与的价差投标模式。该投标模式下储能可以申报不同工作状态以及不同放电深度下的成本,从而释放储能的深度充放电能力。考虑储能调频容量与荷电状态的耦合关系,建立了储能日前电能市场和调频市场耦合的市场出清模型。算例结果表明,所提机制可以充分反映储能的市场价值,促进储能资源的优化配置,提升储能的市场收益。

关键词：电化学储能价差投标电能市场调频市场充放电

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GIS内触头过热的无线感知系统研制

高压电器 2024年第5期60卷 31-38,45页

作者：李爽鲁旭臣唐红唐佳能崔文军国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院沈阳110006

为了实现72.5 kV及以上电压GIS内触头温度的无线感知,文中阐述了一套GIS内触头温度无线感知系统的设计思路,并进行了研制。通过功能性试验,验证了本系统的有效性和可行性。最后,建立了252 kV GIS角型隔离开关接触良好和接触不良工况模型... 详细信息

为了实现72.5 kV及以上电压GIS内触头温度的无线感知,文中阐述了一套GIS内触头温度无线感知系统的设计思路,并进行了研制。通过功能性试验,验证了本系统的有效性和可行性。最后,建立了252 kV GIS角型隔离开关接触良好和接触不良工况模型,开展了一系列局部过热无线感知试验。试验数据与热电偶测试数据进行了对比,验证了本系统的可信性。试验结果表明:本系统能够实现GIS内部触头温度的无线感知;当接触电阻Rj>250μΩ,动触头及静触头座的温度上升较快;当Rj达到620μΩ,负荷电流600 A时,静触头座的温度已接近50℃,可勉强通过红外成像检出;当Rj达到1.8 mΩ,负荷电流大于400 A时,触头的温度一直在增长,可通过红外成像清晰检测。

关键词： GIS内触头无线感知局部过热红外成像接触电阻

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变电站数字孪生框架构建与关键技术研究

机械设计 2024年第S1期 171-176页

作者：张恬波姜雄伟陈孝信王劭鹤邵先军国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

在工业5.0的背景下，数字孪生作为一项重要的数字技术，在提升电力系统感知、决策及控制能力方面具有潜在的巨大价值。然而，该项技术相关研究与应用还处于发展阶段，亟需突破适应电力行业特殊性的数字孪生关键技术。通过调研分析数字... 详细信息

在工业5.0的背景下，数字孪生作为一项重要的数字技术，在提升电力系统感知、决策及控制能力方面具有潜在的巨大价值。然而，该项技术相关研究与应用还处于发展阶段，亟需突破适应电力行业特殊性的数字孪生关键技术。通过调研分析数字孪生变电站发展现状，文中系统总结了变电站数字孪生技术面临的主要问题与挑战，针对性地提出了数字孪生支撑数字化变电站转型的总体技术路线——“挖掘典型场景、规范系统架构、推进数据融合、建立评估模型”，分析了变电站数字孪生关键技术及预期成效，有望在数字化交付、智能巡检、辅助决策、风险管控等方面推进数字化变电站深入转型。

关键词：数字孪生变电站需求驱动高价值场景孪生底座数据融合多维评估

基于区块链的负荷聚合商及居民用户多方共治交易模式

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 109-118页

作者：张靖琛江全元耿光超马骏超王晨旭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电力科学研究院浙江省杭州市310014

居民用户以负荷聚合商为中介参与需求响应,在交易中往往不具有话语权和选择权,由此产生信息不透明、第三方权力过大等信任问题;同时,居民用户因信息获取能力差以及负荷实时控制能力弱,难以在聚合响应中享受平等决策权、知情权和话语权... 详细信息

居民用户以负荷聚合商为中介参与需求响应,在交易中往往不具有话语权和选择权,由此产生信息不透明、第三方权力过大等信任问题;同时,居民用户因信息获取能力差以及负荷实时控制能力弱,难以在聚合响应中享受平等决策权、知情权和话语权。因此,基于区块链技术设计负荷聚合商及居民用户多方共治交易模式,针对包含3类柔性负荷的居民用户及聚合商的区块链节点,以自治共享为基本原则建立区块链节点模型和配置方法;基于负荷聚合商及居民用户节点间的聚合响应新模式,构建了基于聚合商非合作博弈、居民用户间演化博弈及聚合商与居民用户间主从博弈的激励机制,设计了激励相容的智能合约算法和区块数据结构,并提出响应标识因数和激励理性系数来评估所提交易模式的有效性;最后,经算例仿真验证表明,所提交易模式在保证各交易节点效用的基础上,可确保聚合服务高效可信,有利于唤醒海量需求侧沉睡资源。

关键词：智能合约区块链负荷聚合商居民用户交易模式非合作博弈演化博弈主从博弈需求响应激励相容

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风场经柔直送出系统次同步振荡传播特性研究

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第7期52卷 29-36页

作者：曹跃龙邹小明仇子铭杜雄重庆大学电气工程学院江苏省电力试验研究院有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院

针对风电场经柔直送出系统中的次同步振荡会在换流器交直流侧之间传播的问题，提出了次同步振荡传播系数来定量描述次同步振荡在柔直系统中的传播．基于次同步振荡传播系数，研究了次同步振荡在柔直系统中的传播特性，并以此为依据确定... 详细信息

针对风电场经柔直送出系统中的次同步振荡会在换流器交直流侧之间传播的问题，提出了次同步振荡传播系数来定量描述次同步振荡在柔直系统中的传播．基于次同步振荡传播系数，研究了次同步振荡在柔直系统中的传播特性，并以此为依据确定了风场经柔直送出系统中次同步振荡监测设备的布置位置，同时提出了确定振荡主导换流器的判据．结果表明：次同步振荡在从送端换流器的交流侧传播到直流侧的过程中可能放大振荡，并进一步传播到受端换流器的交流侧，因此在柔直直流侧与受端换流器交流侧都应该布置振荡监测设备；次同步振荡几乎不能从送端换流器直流侧传播到其交流侧，因此当风场观测到明显振荡现象时，可以判断送端换流站为振荡主导换流器．

关键词：风场基于模块化多电平的柔直系统次同步振荡振荡传播振荡监测

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