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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

面向两个细则考核的风-储场站日前-日内两阶段功率优化上报策略

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电工技术学报 2024年第1期39卷 135-153页

作者：吴浩天柯德平刘念璋方珂郑景文武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国网江苏省电力有限公司南京供电公司南京210019 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院武汉430077

针对两个细则考核风功率上报准确率的问题,提出一种可有效降低风-储场站风险考核电量的日前-日内两阶段功率优化上报策略。首先,提出面向两个细则的风-储场站日前-日内功率协同上报框架;然后,以期望考核电量最小化为目标,建立计及储能... 详细信息

针对两个细则考核风功率上报准确率的问题,提出一种可有效降低风-储场站风险考核电量的日前-日内两阶段功率优化上报策略。首先,提出面向两个细则的风-储场站日前-日内功率协同上报框架;然后,以期望考核电量最小化为目标,建立计及储能调节的日前-日内两阶段风-储功率优化上报模型,模型中,日前、日内风功率场景集通过基于预测误差分箱的Cornish-Fisher级数与Cholesky分解法生成;最后,针对模型的多重非线性特征与不同时间尺度的求解效率要求,制定基于小步长线性化迭代的求解算法。算例仿真结果表明,相较其余上报策略与求解算法,该文提出的日前-日内协同上报策略及相应算法有效地提升了上报准确率及求解性能。

关键词：两个细则风功率上报日前-日内协同优化时间相关性储能调节

源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略及优化模型

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 156-164页

作者：陆艺丹况理叶希文云峰迟方德湖南大学输变电新技术教育部工程研究中心湖南长沙410082 国网四川省电力公司四川成都610041 国网陕西省电力有限公司陕西西安710048

为提升高比例新能源电力系统备用充裕性和实现大规模新能源高效消纳,将备用资源来源拓展至源网荷储,从调节方向、参与方式等方面量化源网荷储灵活调节资源可提供的运行备用水平。进而,根据“常规时段同步机组承担、特殊时段多类型资源... 详细信息

为提升高比例新能源电力系统备用充裕性和实现大规模新能源高效消纳,将备用资源来源拓展至源网荷储,从调节方向、参与方式等方面量化源网荷储灵活调节资源可提供的运行备用水平。进而,根据“常规时段同步机组承担、特殊时段多类型资源分摊”的调控思路,提出了源网荷储协调参与的运行备用容量分配策略,构建了纳入多类型异质资源的备用分布优化模型,实现各类型备用资源在“全网-同类资源-机组/场站”的逐级精细化分配。基于某省级电网开展算例测试,与现有运行备用分配准则进行比较,验证了所提策略的有效性。

关键词：运行备用源网荷储分配策略备用优化新能源消纳

融合离散节点温度与非侵入式POD方法的变压器绕组温度场快速计算

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高电压技术 2024年

作者：刘浩宇高树国臧谦郭猛张志刚代璐健国网河北省电力有限公司电力科学研究院国网河北省电力有限公司

为提高油浸式电力变压器绕组温度的计算效率，本文提出了一种融合离散节点温度与非侵入式本征正交分解(proper orthogonal decomposition，POD)的快速计算方法。首先，采用POD方法建立绕组温度计算的降阶模型，获得反映绕组温度场分布... 详细信息

为提高油浸式电力变压器绕组温度的计算效率，本文提出了一种融合离散节点温度与非侵入式本征正交分解(proper orthogonal decomposition，POD)的快速计算方法。首先，采用POD方法建立绕组温度计算的降阶模型，获得反映绕组温度场分布特征的降阶模态；然后，选取场域内若干离散节点，建立节点温度与绕组工况相关的响应面模型；最后，借助降阶计算模型构建离散节点温度与绕组全场域温度之间的数学关系，实现从绕组工况到离散节点温度，再到全场域温度的快速反演。利用所提方法对一110 kV油浸式变压器二维绕组传热模型进行分析，算例结果表明，温度场的最大平均绝对误差不超过0.49 K，最大平均相对误差不超过2.69%，热点温度最大误差不超过1.72 K；绕组温度分布计算时间仅为0.78 s，相较于全阶计算效率提升近千倍，充分说明了该算法的准确性与高效性，对变压器高精度数字孪生模型的建立具有重要意义，为实现数字孪生模型对物理实体的快速感知和主动预警提供了新思路。

关键词：油浸式变压器本征正交分解离散节点非侵入式降阶计算

基于改进ADMM的含分布式光伏的配电网电压无功优化方法

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太阳能学报 2024年第3期45卷 506-516页

作者：孙胜博饶尧郭威乐健张然孙志成国网河北省电力有限公司营销服务中心石家庄050021 国网电力科学研究院有限公司(南瑞集团有限公司) 南京211000 国网电力科学研究院武汉能效测评有限公司武汉430074 武汉大学电气与自动化学院武汉430072 国网河北省电力有限公司石家庄050021

由于所建立含分布式光伏(PV)的有源配电网电压无功优化模型是一个典型的非凸混合整数非线性优化模型,提出一种改进交替方向乘子法(ADMM)来求解含分布式光伏的配电网电压无功优化问题。首先以有载调压变压器和投切电容器组为例,建立一种... 详细信息

由于所建立含分布式光伏(PV)的有源配电网电压无功优化模型是一个典型的非凸混合整数非线性优化模型,提出一种改进交替方向乘子法(ADMM)来求解含分布式光伏的配电网电压无功优化问题。首先以有载调压变压器和投切电容器组为例,建立一种新的广义可分解有源配电网电压无功优化模型,然后根据ADMM算法将有源配电网电压无功优化模型分解为2个子问题求解,并设计惩罚参数的自适应调节机制以加速收敛。在3个不同规模有源配电网算例上进行仿真测试,结果表明,所提出改进ADMM方法具有较好的收敛性和最优解。

关键词：分布式光伏无功优化交替方向乘子法收敛性全局最优

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考虑碱性电解槽状态转换的风电制-储氢系统优化调度

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高压电器 2024年第7期60卷 60-68,77页

作者：郭小龙亢朋朋田晨翟文辉国网新疆电力有限公司乌鲁木齐830002

针对风电制—储氢系统的优化调度问题,提出了一种考虑碱性电解槽状态转换的日前出力优化调度模型。该模型以系统日收益最高为目标,结合分时电价,引入电解槽状态转换过程中的冷热启动成本和功率波动成本,满足各个设备动态运行约束及系统... 详细信息

针对风电制—储氢系统的优化调度问题,提出了一种考虑碱性电解槽状态转换的日前出力优化调度模型。该模型以系统日收益最高为目标,结合分时电价,引入电解槽状态转换过程中的冷热启动成本和功率波动成本,满足各个设备动态运行约束及系统功率平衡约束条件,调用Gurobi求解器进行优化求解。采用实际的风电出力数据和电氢负荷数据,对3种典型日场景下的优化结果进行分析。算例表明:所建立的优化调度模型能够满足电氢负荷需求,合理调节电解槽的3种状态,显著降低电解槽功率波动幅度和系统总成本,验证了所提模型的有效性。

关键词：风电制氢碱性电解槽状态转换典型日场景分时电价

GIS设备用三元乙丙橡胶密封材料老化前后力学性能变化研究

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高压电器 2024年第8期60卷 106-112页

作者：王欣欣何成陈军赵普志魏晌国网新疆电力有限公司电力科学研究院乌鲁木齐830011 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐830000

GIS设备用三元乙丙(EPDM)橡胶密封材料长期使用会出现老化现象,严重的还会使密封失效进而造成严重的事故。因此文中采用热氧老化的方法同时研究了密封圈与密封条两种不同形态的EPDM橡胶样品于老化前后的力学性能变化,为EPDM在GIS设备中... 详细信息

GIS设备用三元乙丙(EPDM)橡胶密封材料长期使用会出现老化现象,严重的还会使密封失效进而造成严重的事故。因此文中采用热氧老化的方法同时研究了密封圈与密封条两种不同形态的EPDM橡胶样品于老化前后的力学性能变化,为EPDM在GIS设备中长期应用提供指导。结果表明,邵氏硬度会随着老化时间的增加而逐渐变大,拉伸强度会先增大后减小,而断裂伸长率则会一直减小。将密封圈和密封条的性能作对比,发现密封圈和密封条的性能变化趋势相同,但在变化过程中,密封条的邵氏硬度、拉伸强度和断裂伸长率均大于密封圈。

关键词：三元乙丙橡胶老化邵氏硬度拉伸强度断裂伸长率

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GIS不停电扩建及试验技术综述

高压电器 2024年

作者：文雅钦殷建刚任劼帅吴传奇李劲彬陈隽国网湖北省电力有限公司国网湖北省电力有限公司电力科学研究院

当前，各大主流GIS设备厂商的预留扩建间隔接口均采用与母线之间仅设置一个单断口隔离开关加接地开关的设计，该结构在GIS扩建安装与耐压试验时，需要运行母线反复停电甚至双母同停，导致电网结构可靠性、连续性水平显著减低。若停电时... 详细信息

当前，各大主流GIS设备厂商的预留扩建间隔接口均采用与母线之间仅设置一个单断口隔离开关加接地开关的设计，该结构在GIS扩建安装与耐压试验时，需要运行母线反复停电甚至双母同停，导致电网结构可靠性、连续性水平显著减低。若停电时负荷无法转移，将可能造成巨大的停电损失，尤其对于经济发达、负荷密集区域，上述问题愈发突出。文中根据近年来国内有关不停电扩建安装及耐压试验技术的研究现状，综述了双断口隔离开关、增设额外隔离装置、增设可拆卸导体3种GIS不停电扩建及试验技术方案要点，总结分析了3种方案需满足的设计条件与气室分隔条件，分析了3种方案在现场实施需要满足的要求，对比分析了3种方案的优缺点，并给出了选用原则，可为GIS母线的不停电扩建、检修及试验提供参考。

关键词： GIS 不停电扩建不停电试验双断口隔离开关额外隔离装置可拆卸导体

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多蛇形机器人编队路径跟踪控制

电子与信息学报 2024年第7期46卷 2981-2993页

作者：郝爽何玉鹏陈继尧王铮上海交通大学安泰经济与管理学院上海200030 国网宁夏电力有限公司银川750001 国网宁东供电公司银川750411 国网宁夏电力有限公司经济技术研究院银川750002

为了实现多个蛇形机器人的编队控制,该文提出一种基于误差约束的抗干扰路径跟随方法。该方法使用高度耦合的动态频率补偿器来调整每个机器人的运动速度,以确保编队成员之间位置和速度的一致性。在动力学控制中,通过障碍函数的等效原则... 详细信息

为了实现多个蛇形机器人的编队控制,该文提出一种基于误差约束的抗干扰路径跟随方法。该方法使用高度耦合的动态频率补偿器来调整每个机器人的运动速度,以确保编队成员之间位置和速度的一致性。在动力学控制中,通过障碍函数的等效原则消除了虚拟变量的奇异现象,提高了路径跟随的稳定性。此外,该文设计了模型不确定性和外界干扰的预测值,以此来提前补偿机器人的关节偏移量和扭矩输入,从而进一步提高了跟随误差的收敛速度和稳态性能。最后,利用Lyapunov理论证明了该方法的一致最终有界性(UUB)。仿真数据表明,相对于其他经典方法,该文所提模型和控制策略具有更高的跟随精度。

关键词：抗干扰障碍李雅普诺夫函数误差约束编队控制多蛇形机器人