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基于旋转圆柱三电极阵列的覆冰测量方法

电工技术学报 2024年第5期39卷 1524-1535页

作者：蒋兴良周文轩董莉娜郑华龙袁一钧重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站重庆400044 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院长沙410007

覆冰严重会影响电网安全稳定运行,输配电装备的覆冰监测是电网冰灾防御的前提。为此,基于冰层的电容效应提出一种旋转圆柱三电极阵列覆冰测量方法。首先,推导电容值与覆冰厚度计算公式,从理论上说明该方法的可行性;其次,建立圆柱三电极... 详细信息

覆冰严重会影响电网安全稳定运行,输配电装备的覆冰监测是电网冰灾防御的前提。为此,基于冰层的电容效应提出一种旋转圆柱三电极阵列覆冰测量方法。首先,推导电容值与覆冰厚度计算公式,从理论上说明该方法的可行性;其次,建立圆柱三电极阵列有限元模型并对其结构参数进行有限元数值计算;再次,以信号强度、灵敏度与穿透深度为评价指标对圆柱三电极阵列选取合适参数;最后,在野外自然环境下对旋转圆柱三电极阵列覆冰测量装置进行试验。仿真和试验结果表明,在穿透深度以内,旋转圆柱三电极阵列能够较为准确地测量覆冰厚度、分辨覆冰类型。在雨凇、混合凇覆冰条件下,覆冰电容值平均误差最大为4.83%,能够满足覆冰厚度的测量要求。该文为输配电装备覆冰监测提供了一种新型装置与测量方法,未来有望应用于架空线路覆冰在线监测。

关键词：冰层电容效应覆冰在线监测有限元仿真旋转圆柱三电极阵列自然覆冰试验

考虑分布式光伏高效消纳与负荷损失最小的区域配电网应急资源协同配置策略

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 78-85页

作者：唐雅洁李俊豪林达喻希龚迪阳涂春鸣国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014 湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心湖南长沙410082 湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007

为实现应急资源的合理配置,综合考虑区域配电网正常运行和故障运行下的经济性,提出一种采用线路加固和分布式储能的应急资源协调配置策略。利用最大风速法和阈值法模拟得到线路故障情况,并采取基于Kantorovich距离的后向削减法得到区域... 详细信息

为实现应急资源的合理配置,综合考虑区域配电网正常运行和故障运行下的经济性,提出一种采用线路加固和分布式储能的应急资源协调配置策略。利用最大风速法和阈值法模拟得到线路故障情况,并采取基于Kantorovich距离的后向削减法得到区域配电网遭遇极端天气时的源荷分布经典场景。综合考虑正常工况下分布式光伏高效消纳和故障工况下负荷损失最小,构建了包含应急阶段失负荷成本、应急资源投资成本以及正常运行成本的优化模型。以改进的IEEE 33节点配电网为例对所提应急配置策略进行验证分析。结果表明,所提应急资源配置策略可以兼顾分布式光伏高效消纳和负荷损失最小,在减少极端灾害下经济损失的同时,促进区域配电网的低碳经济运行。

关键词：区域配电网极端自然灾害供电恢复应急资源配置线路加固分布式储能

计及多储能单元出力水平的风功率波动平抑控制方法

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高电压技术 2024年第1期50卷 182-193,I0018页

作者：常樊睿李勇彭衍建周年光高酉松张曦壬输变电新技术教育部工程研究中心(湖南大学) 长沙410082 国网湖南省电力有限公司经济技术研究院长沙410004

在风电场侧配置电池储能是缓解风电功率波动、提高风电可调控性的有效途径。为满足风功率波动平抑要求,提出了一种计及多储能单元出力水平的风功率波动平抑控制方法,充分考虑多储能单元实时出力能力,在兼顾功率平抑目标的同时实现减小... 详细信息

在风电场侧配置电池储能是缓解风电功率波动、提高风电可调控性的有效途径。为满足风功率波动平抑要求,提出了一种计及多储能单元出力水平的风功率波动平抑控制方法,充分考虑多储能单元实时出力能力,在兼顾功率平抑目标的同时实现减小储能电池能量调用、各储能单元充放电切换次数、放电深度及荷电状态波动区间。首先分析了滤波时间常数对风功率平抑效果以及储能功率分配方法对各单元荷电状态变化的影响;其次引入超短期风功率预测,根据风功率预测数据建立滤波时间常数优化模型,得到滤波时间常数最优解以及最小储能功率指令;然后分析了各储能单元出力水平与功率平抑需求的影响,进一步提出了一种分层复合式储能单元功率分配方法,实现了多储能单元的功率指令分配,避免了各储能单元频繁与过度充放电,有利于延长使用寿命;最后以湖南省某实际风电场为例,通过实际算例验证了所提方法的有效性。

关键词：风功率波动电池储能多储能单元滤波时间常数功率分配风功率预测

计及风电波动的电力系统不确定性恶意攻击防御策略

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高电压技术 2024年

作者：王峰刘洋杜敏刘绚郑豪丰宋宇飞国网山东省电力公司电力科学研究院湖南大学电气与信息工程学院

在风电波动的电力系统中，风电出力和恶意攻击的不确定性给电力系统安全稳定运行带来了极大的威胁。为了增强电力系统抵御风电波动和不确定性恶意攻击的能力，提出了一种考虑风电出力不确定性并以不确定性恶意攻击为导向的防御-攻击-防... 详细信息

在风电波动的电力系统中，风电出力和恶意攻击的不确定性给电力系统安全稳定运行带来了极大的威胁。为了增强电力系统抵御风电波动和不确定性恶意攻击的能力，提出了一种考虑风电出力不确定性并以不确定性恶意攻击为导向的防御-攻击-防御模型。首先，考虑风电出力不确定性，构建了风电出力多面体不确定性集合；其次，考虑不确定性恶意攻击，提出在防御-攻击-防御的框架中构建以不确定性恶意攻击为核心的电力系统防御模型。最后，该模型在IEEE RTS-79和IEEE RTS-96测试系统上进行仿真验证，并采用C&CG算法进行求解，所得结果充分验证了模型及求解方法的有效性，同时表明考虑风电波动和不确定性恶意攻击的防御技术可以降低电力系统总运行成本，并且能够协助防御人员调控电力系统运行风险。

关键词：不确定性恶意攻击风电波动电力系统多面体不确定性集合电力系统防御 C&CG

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基于动态电阻串联的高阻接地故障精确建模

电工技术学报 2024年第7期39卷 2046-2059页

作者：钟逸涵邓丰史鸿飞徐帆李鑫瑜长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 国网湖南省电力有限公司湘潭供电公司湘潭411100

现有各类高阻接地故障模型缺乏对故障发展全过程的物理解释,难以准确模拟故障的非线性特征。该文根据现场录波数据,深入研究高阻接地故障的物理过程,归纳可知故障电流波形的非线性畸变来源于两个方面:空气间隙击穿引起的非线性与接地介... 详细信息

现有各类高阻接地故障模型缺乏对故障发展全过程的物理解释,难以准确模拟故障的非线性特征。该文根据现场录波数据,深入研究高阻接地故障的物理过程,归纳可知故障电流波形的非线性畸变来源于两个方面:空气间隙击穿引起的非线性与接地介质本身的非线性。据此提出高阻接地故障的故障电阻由电弧电阻和接地电阻串联组成,进而建立基于动态电阻串联的高阻接地故障新模型。首先,利用汤逊原理分析空气介质击穿过程中动态电弧的产生,建立了故障点指数电弧模型;然后,研究故障电流在土壤中的流散过程,结合土壤电阻率变化规律,求解接地电阻随故障电流变化的表达式,建立接地电阻模型;最后,在PSCAD中将二者串联,搭建高阻接地故障新模型,结合现场故障数据并与其他模型对比,验证了该文所提模型能更准确地表征不同接地介质下高阻接地故障的非线性特征,为后续研究高阻接地故障辨识提供更精确的数据支撑。

关键词：配电网高阻接地故障电弧电阻接地电阻非线性特征

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基于异构区块链的分布式能源竞价策略研究

中国管理科学 2024年第3期32卷 60-69页

作者：徐雪松闫月唐加乐王宗润徐凯文明湖南工商大学前沿交叉学院湖南长沙410205 湘江实验室湖南长沙410205 中南大学商学院湖南长沙410083 国网湖南省电力有限公司湖南长沙410029

为解决分布式多能源并网、分配及调度协同难题,构建了一种分布式能源异构区块链网络模型。在该模型中设计一种跨链信息协同、多组织互补交易的联盟链机制,降低传统区块链共识确认及交易时延。结合提升能源利用效率的需求,引入低碳因子... 详细信息

为解决分布式多能源并网、分配及调度协同难题,构建了一种分布式能源异构区块链网络模型。在该模型中设计一种跨链信息协同、多组织互补交易的联盟链机制,降低传统区块链共识确认及交易时延。结合提升能源利用效率的需求,引入低碳因子、衰变服务质量及能源综合利用率等控制指标,设计基于售电方的信誉值竞价策略,并在模型的智能合约中嵌入自动交易与评价函数,为该竞价策略结算提供支撑。通过对虚拟电厂参与下的能源区块链竞价模型进行对比分析,结果表明,该模型在保障能源交易参与者的利益和数据安全性的基础上,使得市场交易机制更加灵活,促进清洁能源就地消纳,有助于低碳可持续发展。同时,该竞价策略可以为探索适用于未来能源利用体系的参与者最优控制策略提供理论参考。

关键词：分布式能源竞价策略交易结算能源区块链

基于改进移动回归滤波的储能实时平抑功率波动

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电网与清洁能源 2024年第1期40卷 62-71页

作者：白永利李秀慧贺悝谭庄熙国网甘肃省电力公司经济技术研究院甘肃兰州730050 国网甘肃省电力公司甘肃兰州730030 湖南科技大学湖南湘潭411201

为提高储能系统平抑风功率波动的经济性,提出了一种基于改进移动回归滤波的电池集成储能双层控制策略。上层控制中,基于改进的移动回归滤波风功率平滑策略,引入权重机制来减小控制过程中的相位滞后,并推导出基于加权回归的风功率平滑模... 详细信息

为提高储能系统平抑风功率波动的经济性,提出了一种基于改进移动回归滤波的电池集成储能双层控制策略。上层控制中,基于改进的移动回归滤波风功率平滑策略,引入权重机制来减小控制过程中的相位滞后,并推导出基于加权回归的风功率平滑模型,使并网功率与风功率相位接近,以减少储能额定功率需求和运行负担,通过移动数据窗实现实时控制;下层控制中,将电池储能系统划分为充放电特性不同的两部分独立跟踪功率,以减小频繁充放电对电池寿命的影响,并根据荷电状态(state of charge,SOC)反馈信号判断其是否达到充/放电限值,而后切换2组储能充放电模式转换,并构建基于雨流计数法的寿命评估模型评估电池储能实际运行寿命。通过实际风电池数据对所提策略的进行验证,结果表明:所提方法可有效减少并网功率相位滞后,降低电池储能系统额定功率需求和运行负担,相较单电池储能控制,电池寿命提升了数倍。

关键词：实时波动平抑双电池储能改进移动回归滤波双层控制电池寿命

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基于复频谱共轭插值的电网信号参数估计方法

中国测试 2024年

作者：胡涛马建解进军宋健温和国网江西省电力有限公司供电服务管理中心国网北京市电力公司湖南大学电气与信息工程学院

随着分布式电源和强随机性负荷大规模接入电网，电网信号测量面临强噪声和信号快速波动的挑战。离散傅里叶变换(DFT)是信号测量的最常用算法，但在短观测窗时，其频谱泄漏和栅栏效应会严重制约测量性能。本文提出一种基于复频谱共轭插... 详细信息

随着分布式电源和强随机性负荷大规模接入电网，电网信号测量面临强噪声和信号快速波动的挑战。离散傅里叶变换(DFT)是信号测量的最常用算法，但在短观测窗时，其频谱泄漏和栅栏效应会严重制约测量性能。本文提出一种基于复频谱共轭插值和矩形窗的DFT参数估计方法。该方法将基波的负频谱成份纳入推导过程，利用复数共轭特性消除频谱泄漏和栅栏效应，实现电网参数的快速精确测量。测试结果表明，在强噪声（SNR=0～20dB）和短观测窗口（小于3.5周波）条件下，该算法的频率、幅值和相位估计性能优于现有DFT类算法。

关键词：电网信号参数估计傅里叶变换频谱泄漏噪声短观测窗口

基于模糊二阶滤波的风电场混合储能双级能量管控策略

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电网与清洁能源 2024年第7期40卷 38-47页

作者：张建辉白永利马正雄贺悝谭庄熙国网甘肃省电力公司经济技术研究院甘肃兰州730050 国网甘肃省电力公司甘肃兰州730000 湖南科技大学湖南湘潭411201

为了提高风电场储能系统运行的安全性和经济性,提出一种基于模糊二阶滤波的混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)双级能量管控策略。采用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)将风电功率分解为各... 详细信息

为了提高风电场储能系统运行的安全性和经济性,提出一种基于模糊二阶滤波的混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)双级能量管控策略。采用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)将风电功率分解为各阶模态分量,并依托于并网标准重构并网功率和HESS功率。理论分析了传统一阶高通滤波能量管理策略存在的使超级电容功率中混叠直流分量、无法有效管控其能量状态的问题,推导出基于双参数二阶滤波的能量管理模型,实现超级电容能量状态的自适应管控,通过优化滤波器参数,在一定程度可减小HESS的容量配置需求。设计了基于模糊规则的蓄电池功率修正策略,可实现蓄电池不同的容量配比和能量状态初值全工况能量管控,实现HESS的安全经济运行。在Matlab/Simulink中搭建了某50 MW风电场模型对所提策略进行了验证。算例结果表明,所提策略能够控制混合储能系统运行于良好的状态,且在不同容量配比和能量初值工况下具有较好的适用性。

关键词：平抑功率波动集合经验模态分解混合储能能量管理模糊控制双参数二阶滤波