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干式铁芯电抗器振动特性数值模拟及试验研究

高电压技术 2024年第3期50卷 962-973,I0002页

作者：廖才波黎凯邱志斌胡雄李童宏飞陈则宇南昌大学信息工程学院南昌330031 国网四川省电力公司内江供电公司内江641100

振动是影响干式铁芯电抗器运行状态的关键因素之一。在考虑铁芯夹件、垫块等结构件的影响下,采用有限元法实现了10 kV干式铁芯电抗器的3维瞬态电磁-结构多物理场仿真分析,研究了电抗器在磁致伸缩力、麦克斯韦力与洛伦兹力3者共同作用下... 详细信息

振动是影响干式铁芯电抗器运行状态的关键因素之一。在考虑铁芯夹件、垫块等结构件的影响下,采用有限元法实现了10 kV干式铁芯电抗器的3维瞬态电磁-结构多物理场仿真分析,研究了电抗器在磁致伸缩力、麦克斯韦力与洛伦兹力3者共同作用下的振动位移及速度分布特性。仿真结果表明,正常运行状态下,干式铁芯电抗器铁芯夹件的振动位移及速度显著大于其他部位,尤其是用于固定绕组的穿心螺杆。其次,结合干式铁芯电抗器模态仿真分析,获得了其模态特性及固有频率,并进一步分析了其振动机理。最后,采用多普勒激光测振仪测量了某10 kV干式铁芯电抗器的振动特性。试验结果表明,干式铁芯电抗器的振动频率以100 Hz及其倍频为主,其中300 Hz的振动响应最显著,其与其固有频率较接近,存在一定的共振风险。同时,试验结果与仿真结果一致性较好,验证了该文所述仿真分析方法的正确性和有效性。

关键词：干式铁芯电抗器多物理场仿真磁致伸缩效应振动速度固有频率振动测量

考虑需求响应和用户满意度的主动配电网优化调度

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全球能源互联网 2024年第4期7卷 443-453页

作者：程江洲胡敏刘闯三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443000 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司湖北省孝感市434000 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北省荆门市448000

为提高主动配电网(active distribution network,ADN)运行经济性和用户满意度,提出一种考虑需求响应和用户满意度的ADN优化调度方法。综合考虑ADN运行过程中的购电成本、发电成本、维护成本和需求响应成本,建立了以ADN总运行成本最小为... 详细信息

为提高主动配电网(active distribution network,ADN)运行经济性和用户满意度,提出一种考虑需求响应和用户满意度的ADN优化调度方法。综合考虑ADN运行过程中的购电成本、发电成本、维护成本和需求响应成本,建立了以ADN总运行成本最小为目标函数的优化调度模型。利用混沌映射、莱维飞行和收敛因子非线性变化等策略对斑点鬣狗优化算法(spotted hyena optimization,SHO)进行优化,以提高斑点鬣狗算法的优化性能。采用改进斑点鬣狗优化算法(ISHO)对ADN优化调度模型进行求解,算例分析结果表明,ISHO算法的优化效果优于其他算法,2种需求响应同时参与系统调度时的ADN总运行成本最小,经济性更好。

关键词：主动配电网优化调度需求响应用户满意度改进斑点鬣狗算法

基于mRMR-IPSO的短期负荷预测双阶段特征选择

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重庆大学学报 2024年第5期47卷 98-109页

作者：焦龄霄周凯张子熙韩飞时伟君洪叶罗朝丰国网湖北超高压公司武汉430000 国网浙江省电力有限公司湖州供电公司浙江湖州313000

电力负荷具有时空多变的特性,受众多因素的影响,在短期负荷预测中较多的输入特征会造成维度灾难,导致模型预测性能不佳,因此选择合理的输入特征集至关重要。文章提出一种新的短期负荷预测特征选择方法——mRMR-IPSO双阶段法。利用最大... 详细信息

电力负荷具有时空多变的特性,受众多因素的影响,在短期负荷预测中较多的输入特征会造成维度灾难,导致模型预测性能不佳,因此选择合理的输入特征集至关重要。文章提出一种新的短期负荷预测特征选择方法——mRMR-IPSO双阶段法。利用最大相关最小冗余(maxrelevance and min-redundancy,mRMR)判据对原始特征进行排序,考虑输入特征与输出特征之间相关性和输入特征间冗余性,筛选掉一些排序靠后的特征,初选出对预测效果影响显著的特征子集;采用基于改进的粒子群优化算法(improved particle swarm optimization,IPSO)的搜索策略,以LightGBM模型的预测精度为适应度函数,对初选特征子集进行精选,得到最优特征子集。算例结果表明,所提方法能在对原始特征集大幅降维的情况下提升预测精度。

关键词：特征选择负荷预测最大相关最小冗余改进的粒子群优化算法 LightGBM

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基于耦合电感的直流故障限流器

电力自动化设备 2024年第4期44卷 82-87页

作者：张烁邹贵彬张成泉魏秀燕周成瀚山东大学电气工程学院山东济南250061 国网山东省电力公司潍坊供电公司山东潍坊261021

柔性直流电网存在故障电流上升速度快、幅值高,感性元件储存能量大等问题,这造成故障电流难以分断,并且使得直流断路器的耗能支路承受巨大压力。为了限制故障电流峰值并且降低直流断路器耗能压力,提出一种基于耦合电感的直流故障限流器... 详细信息

柔性直流电网存在故障电流上升速度快、幅值高,感性元件储存能量大等问题,这造成故障电流难以分断,并且使得直流断路器的耗能支路承受巨大压力。为了限制故障电流峰值并且降低直流断路器耗能压力,提出一种基于耦合电感的直流故障限流器。当发生短路故障时,该故障限流器利用电感耦合特性等效投入电阻与电容组成的限流支路,以实现无延时的故障限流;当直流断路器分断故障电流时,该故障限流器利用耗能电阻耗散耦合电感储存的能量,从而分担直流断路器耗能压力,以达到降低避雷器容量需求、加快故障电流分断速度的目的。大量电磁暂态仿真结果表明,所提故障限流器具有良好的限流效果,能极大降低直流断路器的耗能压力。且该故障限流器制造成本低,易于实现。

关键词：柔性直流电网直流故障限流器耦合电感直流断路器耗能压力

小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 153-160,201页

作者：李振兴朱益王扬赜陈艳霞皮志勇翁汉琍三峡大学新能源微电网湖北省协同创新中心湖北宜昌443002 国家电网北京市电力公司电力科学研究院北京100075 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000

基于时间级差配合的梯级电流保护受限于出口线路保护动作时间,为缩短保护研判时间,提升配电网多级配合能力,提出一种小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护方法。对传统电流保护动作时间进行分析,采用整定值构建模板曲线,与故... 详细信息

基于时间级差配合的梯级电流保护受限于出口线路保护动作时间,为缩短保护研判时间,提升配电网多级配合能力,提出一种小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护方法。对传统电流保护动作时间进行分析,采用整定值构建模板曲线,与故障电流采样值进行多点动态比较,基于有效值爬坡效应及采样值越限效应构建新的保护启动判据、考虑保护算法延迟及干扰点的影响构建新的动作判据,综合加快电流保护判别速度。利用PSCAD/EMTDC软件仿真验证了所提方法在不同类型故障、不同故障时刻、负荷突增、干扰影响等工况下的有效性,结果表明所提方法的动作时间不超过10 ms,有利于小级差更加灵活和可靠的整定。

关键词：多级配电网小级差快速电流保护继电保护模板曲线电流采样值

基于多流融合的柔性互联配电网数据驱动鲁棒供电恢复方法

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高电压技术 2024年第8期50卷 3508-3520,I0014-I0017页

作者：杨志淳杨帆雷杨闵怀东胡伟国网湖北省电力有限公司电力科学研究院武汉430077

传统配电网通过柔性互联实现了“业务流-能量流-信息流-控制流”多流融合,随之而来的是如何更好地解决分布式光伏出力不确定性对供电恢复业务流的影响,为此,提出了基于多流融合的柔性互联配电网数据驱动鲁棒供电恢复方法。首先,在柔性... 详细信息

传统配电网通过柔性互联实现了“业务流-能量流-信息流-控制流”多流融合,随之而来的是如何更好地解决分布式光伏出力不确定性对供电恢复业务流的影响,为此,提出了基于多流融合的柔性互联配电网数据驱动鲁棒供电恢复方法。首先,在柔性互联配电网多流融合框架下建立多时段供电恢复模型,主要包括供电恢复业务流目标和能量流-信息流-控制流融合约束条件;然后,针对描述分布式光伏出力不确定性的凸包多面体集合存在放缩过程中保守性大的问题,建立了数据驱动的超平面多面体集合模型;进一步,将所建立的不确定集合应用到供电恢复模型中,构建了柔性互联配电网鲁棒供电恢复模型,并采用列与约束生成算法对鲁棒供电恢复模型进行求解。最后,通过改进IEEE 33节点系统和实际示范工程系统进行仿真验证,结果表明基于多流融合的柔性互联配电网数据驱动鲁棒供电恢复方法可以降低保守性,提高供电恢复结果的鲁棒性。

关键词：柔性互联配电网多流融合超平面多面体集合供电恢复两阶段鲁棒优化

基于负序分量的含光伏电源配电网故障区段定位方法

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中国电力 2024年第5期57卷 188-199页

作者：胡满琳李楠李一鸣皮志勇朱益李振兴三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448001

针对光伏电源接入配电网导致故障电流无法正确反映故障区段的问题,分析含光伏电源配电网故障时三序分量,选择负序分量作为故障特征量;对于不对称故障场景提出负序重构方案;采用曼肯德尔(Mann-Kendall,MK)趋势检测寻求故障特征最明显的... 详细信息

针对光伏电源接入配电网导致故障电流无法正确反映故障区段的问题,分析含光伏电源配电网故障时三序分量,选择负序分量作为故障特征量;对于不对称故障场景提出负序重构方案;采用曼肯德尔(Mann-Kendall,MK)趋势检测寻求故障特征最明显的负序重构序列;利用负序重构电压幅值确定可疑故障区段,结合负序重构电流相位方向确定故障区段。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建含光伏电源的配电网模型。结果表明:提出的方法能够实现含光伏电源配电网在不同故障类型、故障位置下的故障区段准确定位,为含光伏电源配电网快速故障定位提供了理论依据。

关键词：对称分量法故障区段定位负序重构 MK检测光伏电源

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

1000 kV输电线路耐张塔等电位带电作业电位转移电流计算

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高压电器 2024年第1期60卷 63-70页

作者：龙泉王申华冯平辉黎鹏吴田普子恒方春华三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 湖北省输电线路工程技术研究中心湖北宜昌443002 国网浙江省电力公司武义供电公司浙江金华321200 国网浙江省电力公司湖州供电公司浙江湖州313000

特高压输电线路等电位带电作业过程中会出现电弧放电,产生高幅值、高能量的脉冲电流,因此提出准确的转移电流计算方法对作业人员的安全防护具有重要意义。文中提出了基于电弧模型的电位转移电流计算方法,可对进入等电位的过程进行模拟... 详细信息

特高压输电线路等电位带电作业过程中会出现电弧放电,产生高幅值、高能量的脉冲电流,因此提出准确的转移电流计算方法对作业人员的安全防护具有重要意义。文中提出了基于电弧模型的电位转移电流计算方法,可对进入等电位的过程进行模拟。基于PSCAD平台建立了1000 kV输电线路耐张塔等电位带电作业电位转移电流计算模型,同时分析了进入等电位的方式及速度对转移电流的影响。仿真与实测结果基本一致,表明该计算模型能够有效反映电位转移电流的动态变化特性。采用软梯法获得的转移电流峰值更小,提高进入等电位速度,可有效降低电位转移电流幅值。

关键词： 1000 kV 输电线路等电位带电作业电位转移电流电弧模型