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基于多尺度引导滤波和决策融合的电力设备热故障诊断方法研究

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红外技术 2022年第12期44卷 1344-1350页

作者：梁剑黄志鸿张可人国网湖南省电力有限公司电力科学研究院湖南长沙410007 国网湖南省电力有限公司湖南长沙410004

本文提出一种基于多尺度引导滤波和决策融合(multi-scale guide dfilter and decision fusion,MGDF)的电力设备热故障诊断方法,联合多尺度引导滤波和决策融合技术,充分挖掘红外图像的空间结构信息和温度信息。该方法有3个主要步骤。首先... 详细信息

本文提出一种基于多尺度引导滤波和决策融合(multi-scale guide dfilter and decision fusion,MGDF)的电力设备热故障诊断方法,联合多尺度引导滤波和决策融合技术,充分挖掘红外图像的空间结构信息和温度信息。该方法有3个主要步骤。首先,基于热故障区域与环境背景在红外图像上的温度差异特性,逐像素计算热故障区域与环境背景的马氏距离,获取初始的热故障诊断结果。然后,采用不同参数设置的引导滤波器对初始诊断结果进行滤波处理,并将生成的若干引导滤波特征图堆叠在一起。不同参数下的滤波特征图包含着互补的空间结构信息。最后,为充分挖掘不同尺度特征图的空间结构信息和温度差异信息,利用主成分分析法对引导滤波特征图进行决策融合,提升热故障的诊断精度,生成最终的热故障诊断结果图。实验测试结果表明,本文方法在热故障诊断精度上有明显优势,满足电力设备红外巡检的应用需求。

关键词：电力设备红外图像热故障诊断引导滤波多尺度决策融合

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一种多电源柔性瞬控装置及控制策略研究

电力电子技术 2022年第6期56卷 61-65页

作者：赵邈万代齐飞周恒逸国网湖南省电力有限公司电力科学研究院湖南长沙410007

针对当前多电源快速切换装置切换时间长、冲击电流/电压大、控制复杂等问题,提出了一种新型拓扑结构的多电源柔性瞬控装置。首先对其拓扑结构及工作原理进行了分析,为克服传统多电源快速切换装置的缺陷,提出了一种电源故障快速识别及柔... 详细信息

针对当前多电源快速切换装置切换时间长、冲击电流/电压大、控制复杂等问题,提出了一种新型拓扑结构的多电源柔性瞬控装置。首先对其拓扑结构及工作原理进行了分析,为克服传统多电源快速切换装置的缺陷,提出了一种电源故障快速识别及柔性切换算法,最后对该装置的双电源切换过程进行了Matlab建模仿真。仿真和实验数据表明,该多电源柔性瞬控装置的切换时间小于4 ms,切换过程无冲击电压/电流,能够满足敏感和关键负荷对供电可靠性、连续性的苛刻要求。

关键词：多电源瞬控装置柔性切换

不依赖状态估计的山区电网电压无功区域优化控制方法

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电力科学与技术学报 2022年第4期37卷 88-96页

作者：吴晋波宋兴荣洪权熊尚峰李理李振文刘志豪谢培元国网湖南省电力有限公司电力科学研究院湖南长沙410007 国网湖南省电力有限公司湖南长沙410004

大量风、水电站接入山区电网,给山区电网带来了优良的无功资源。传统的自动电压控制(AVC)区域优化控制方法依赖状态估计数据,而山区电网状态估计数据常达不到实时控制的要求。传统的AVC区域优化控制方法无法在山区电网正常实施,且无法... 详细信息

大量风、水电站接入山区电网,给山区电网带来了优良的无功资源。传统的自动电压控制(AVC)区域优化控制方法依赖状态估计数据,而山区电网状态估计数据常达不到实时控制的要求。传统的AVC区域优化控制方法无法在山区电网正常实施,且无法有效发挥这些风水电无功资源的作用,这导致山区电网电压控制困难、电压合格率偏低以及电网功率损耗较高。针对这一问题,依托现有的AVC系统,提出一种山区电网电压无功区域优化控制方法,无需依赖状态估计数据,按山区电网不同的电压无功控制目标给出对应的优化控制策略,并按优先级排序;提出10 kV母线电压控制目标值精确选取方法,根据供电区域内台区电压情况定期修正10 kV母线电压控制目标值。通过典型山区电网的实际应用验证所提方法的可行性和有效性。在不依赖状态估计数据的前提下,所提方法可以显著提升所应用山区电网的电压合格率、降低电网功率损耗并提供大量的无功动态支撑功率。

关键词：状态估计自动电压控制无功区域优化山区电网

基于波束形成声成像技术的某±800 kV换流站噪声源识别

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高压电器 2019年第11期55卷 171-176页

作者：曹浩吴晓文卢铃胡胜吕建红彭继文国网湖南省电力有限公司电力科学研究院

文中以某±800 kV直流受端换流站为研究对象,采用基于波束形成的声成像测量技术,对该直流换流站整站关键位置可听噪声进行现场测试并获得主要噪声源的空间位置和频率特性。测试与分析结果表明,交流滤波场主要噪声源为电抗器组和电容器组... 详细信息

文中以某±800 kV直流受端换流站为研究对象,采用基于波束形成的声成像测量技术,对该直流换流站整站关键位置可听噪声进行现场测试并获得主要噪声源的空间位置和频率特性。测试与分析结果表明,交流滤波场主要噪声源为电抗器组和电容器组,电抗器组区域噪声在562~708 Hz范围内存在较明显峰值,电抗器组与电容器组的噪声存在干涉现象。此外,交流场架构由于电晕放电产生的噪声同样不容忽视;直流滤波场最主要噪声来自于平波电抗器,存在明显高次谐波引起的噪声成分;换流变压器区域主要的噪声源为布置在换流变外部的冷却风扇阵列,以低频噪声为主;站用变区域最大噪声点为变压器本体,频谱主要分布在100 Hz及其倍频上,以291~375 Hz内频率分量较大;调相机外冷水系统和阀冷系统的最大噪声大部分来自于喷淋水拍打底部水盘产生的噪声。

关键词：特高压换流站波束形成声成像噪声源识别

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110 kV变压器噪声特征量统计与分析

高压电器 2019年第11期55卷 113-117,125页

作者：吴晓文卢铃胡胜曹浩曾惠芳欧阳玲国网湖南省电力有限公司电力科学研究院

变压器噪声是评价其运行状态的关键参数之一,为了实现基于噪声的变压器运行状态评价,对现场运行的72台110 kV主变进行了噪声检测,提出了奇偶次谐波比、高频比重以及频谱复杂度等3个特征量,并且按照冷却方式差异对上述特征量的数值分布... 详细信息

变压器噪声是评价其运行状态的关键参数之一,为了实现基于噪声的变压器运行状态评价,对现场运行的72台110 kV主变进行了噪声检测,提出了奇偶次谐波比、高频比重以及频谱复杂度等3个特征量,并且按照冷却方式差异对上述特征量的数值分布进行了统计分析,确定了现场正常运行变压器噪声特征量的分布范围,分析了变压器运行年限对其噪声特征的影响。结果表明,冷却方式对于变压器平均声压级、奇偶次谐波比、高频比重以及频谱复杂度特征的分布具有较大影响,强迫风冷变压器特征参数普遍偏高,而变压器运行年限对上述特征并无明显影响。分析结论为变压器运行状态评价提供了数据支持与参考依据。

关键词：变压器噪声奇偶次谐波比高频能量比重频谱复杂度运行年限

低电压上升率条件下正极性不连续先导发展特性

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电工技术学报 2018年第14期33卷 3406-3413页

作者：谢耀恒彭平刘赟叶会生段新宇国网湖南省电力有限公司电力科学研究院长沙410007

不连续先导发展是正极性棒-板长空气间隙在施加低电压上升率冲击电压下最主要的放电过程,对研究特高压大尺度间隙外绝缘特性有重要的指导意义。基于CMOS高速摄相机,通过搭建棒-板长间隙放电综合观测平台,开展施加不同操作冲击电压的放... 详细信息

不连续先导发展是正极性棒-板长空气间隙在施加低电压上升率冲击电压下最主要的放电过程,对研究特高压大尺度间隙外绝缘特性有重要的指导意义。基于CMOS高速摄相机,通过搭建棒-板长间隙放电综合观测平台,开展施加不同操作冲击电压的放电试验,获得清晰不连续的先导发展过程图谱以及先导电流、注入电荷、先导通道单位长度电荷等特征参数的变化趋势。进一步根据试验结果分析得到低电压上升率电压作用下的不连续先导发展具有两种不同的规律。最后,本文采用热力学方程,结合试验结果,对不连续先导发展停滞阶段的通道温度变化进行数值计算。结果表明,在先导停滞发展阶段的数百微秒时间尺度内,先导通道温度仍然大于1 500K,后续先导仍能在原有先导通道上继续发展。

关键词：正极性放电长空气间隙不连续先导低电压上升率操作冲击

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多工况变压器噪声特性测试系统设计

高压电器 2019年第11期55卷 191-196页

作者：彭继文卢铃胡胜吴晓文国网湖南省电力有限公司电力科学研究院

为深入研究变压器的噪声特性,设计并搭建了一套10 kV多工况变压器噪声测试系统。文中在分析变压器振动和噪声特性基础上,进行了测试系统电气设计和半消声室设计。通过在低压侧设置水冷有功可调负载、可调电感负载、短路开关、以及谐波... 详细信息

为深入研究变压器的噪声特性,设计并搭建了一套10 kV多工况变压器噪声测试系统。文中在分析变压器振动和噪声特性基础上,进行了测试系统电气设计和半消声室设计。通过在低压侧设置水冷有功可调负载、可调电感负载、短路开关、以及谐波发生器实现变压器多工况运行,根据变压器的噪声特性设计了半消声室性能实现变压器噪声的准确测量。利用该系统测试了一台10 kV变压器在短路、空载、负载、三相不平衡、谐波几种典型工况下的噪声,验证了系统的可靠性。

关键词：变压器噪声多工况半消声室

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风电并网下储能参与电网一次调频控制策略

电气工程学报 2023年第2期18卷 260-268页

作者：宋兴荣熊尚峰王德顺李理胡安平陶以彬国网湖南省电力有限公司电力科学研究院长沙410007 中国电力科学研究院有限公司南京210003

为进一步提高风电并网后电力系统运行的安全稳定性,提出一种针对风电波动性的新型储能参与电网调频控制策略。首先分析电力系统频率恢复不同阶段运行特性,并基于此提出储能参与电网调频的改进虚拟惯性响应和虚拟下垂控制,用于平抑风电... 详细信息

为进一步提高风电并网后电力系统运行的安全稳定性,提出一种针对风电波动性的新型储能参与电网调频控制策略。首先分析电力系统频率恢复不同阶段运行特性,并基于此提出储能参与电网调频的改进虚拟惯性响应和虚拟下垂控制,用于平抑风电并网的波动性;以储能电池剩余电量及负荷扰动量作为双输入,采用模糊控制策略,推导出虚拟下垂系数与双输入之间的平滑曲线关系;利用负荷扰动时的变化率进行负荷预测,预测超短下一时刻的负荷变化情况,计及风电波动功率,优化虚拟惯性控制和虚拟下垂控制的出力系数,以达到最优化调频效果,并提出三项评价指标对控制策略进行评价。最后以某区域电网模型为例,在试验台中进行仿真验证分析。仿真结果显示所提控制策略能够有效改善风电并网波动性带来的电网扰动,且对维持储能电池SOC(State of charge)具有积极意义。

关键词：风电波动负荷预测模糊控制出力系数

旋转式风能TENG的电势仿真及输出性能研究

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重庆师范大学学报(自然科学版) 2023年

作者：段肖力刘三伟黄福勇张道源段建家曾泽宇喻婷钟理鹏戴彬湖南大学国网岳阳供电公司国网湖南省电力有限公司电力科学研究院

随着传统化石能源日益紧缺，全球生态环境的不断恶化使得发展新型绿色可再生能源和新型能源收集技术迫在眉睫。本文提出了一种新型旋转式摩擦纳米发电机结构，采用COMSOL仿真软件分析了旋转过程中的电势分布，同时研究了电极片数、薄膜... 详细信息

随着传统化石能源日益紧缺，全球生态环境的不断恶化使得发展新型绿色可再生能源和新型能源收集技术迫在眉睫。本文提出了一种新型旋转式摩擦纳米发电机结构，采用COMSOL仿真软件分析了旋转过程中的电势分布，同时研究了电极片数、薄膜宽度、独立层与电极间距对TENG输出性能的影响规律。随后利用MATLAB Simulink搭建TENG等效电路模型，分析连接外部电阻时，TENG的输出性能随着负载电阻阻值的变化规律。最后，将本文设计的新型旋转式TENG与已有的部分风能捕获TENG进行输出功率方面的对比，探究其优势及实用价值。研究发现:随着电极片数的增加，电极间电压峰值呈现下降趋势，频率随着片数的增加而增加，输出的短路电流增大；随着PTFE薄膜宽度的增加，电极间电压先增加后下降，当PTFE薄膜宽度与电极宽度一致时，电压达到峰值。当外接电阻阻值为10MΩ时，TENG的输出性能达到最大。

关键词：风能摩擦纳米发电机电势分布 COMSOL