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土壤冻结时考虑导体传热的接地装置散流失效模型

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中国电机工程学报 2024年

作者：袁涛常飞童司马文霞任健行范荣全曾文慧输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 国网四川省电力公司

西藏地区新能源送出走廊不可避免的会途经极寒冻土地区，接地装置面临着冻结失效的风险。以往的研究中，接地装置散流性能计算前提是将冻土考虑成静态水平分层结构，忽略了接地装置与杆塔相连时整体的散热效应对土壤冻结结构的影响，导... 详细信息

西藏地区新能源送出走廊不可避免的会途经极寒冻土地区，接地装置面临着冻结失效的风险。以往的研究中，接地装置散流性能计算前提是将冻土考虑成静态水平分层结构，忽略了接地装置与杆塔相连时整体的散热效应对土壤冻结结构的影响，导致实际运行中接地装置散流性能分析不准确。因此，该文首先建立考虑接地导体传热的土壤水热场耦合模型，计算得到了杆塔散热条件下土壤的冻结结构；然后在此冻结结构下构造了接地装置冲击散流失效模型；最后利用该模型与传统模型对比，探究了接地导体的半径、长度和土壤初始温度等因素对接地装置散流性能的影响。研究表明，由于接地导体具有良好的导热性能，其所接触的土壤易形成局部冻结，与传统模型相比，-10℃低气温下相同接地装置失效时刻提前约18天；若低温持续时间相同，半径6mm的单根垂直接地导体达到3.3m就不会失效，而传统模型下则是1.6m，相差约两倍。此外减小接地导体半径或降低接地导体导热系数均可减缓局部冻结。

关键词：土壤冻结过程冲击接地电阻局部冻结结构低温接地装置失效

220 kV退役复合绝缘子芯棒整体回收再利用可行性研究

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3433-3443页

作者：刘贺晨胡如法刘云鹏李乐刘杰河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室(华北电力大学) 保定071003 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206 国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050021

复合绝缘子在输电线路中得到了大规模应用,但早期投运的复合绝缘子开始批量退役,且数量逐年增加,因此,需要有效的回收利用方法来处理退役的复合绝缘子。该文以220 kV退役复合绝缘子芯棒的高压段、中间段和低压段作为研究对象,对比了退... 详细信息

复合绝缘子在输电线路中得到了大规模应用,但早期投运的复合绝缘子开始批量退役,且数量逐年增加,因此,需要有效的回收利用方法来处理退役的复合绝缘子。该文以220 kV退役复合绝缘子芯棒的高压段、中间段和低压段作为研究对象,对比了退役芯棒与新芯棒的物理、热学、电气及力学性能和微观形貌差异,并基于性能评估结果进行推广,探索了退役芯棒的再利用价值和快速性能评估手段。结果表明,退役芯棒的环氧树脂基体含量下降程度保持在1.31%以内,饱和吸湿率小于0.008%;击穿强度基本保持在20 kV/mm以上,水煮6天泄漏电流值保持在50μA以内,具有良好的电气强度和绝缘性能;拉伸、弯曲和剪切强度分别保持在640 MPa、1500MPa和130 MPa以上,力学性能保持较高水平;内部纤维及树脂基体界面粘结性较好,材料孔隙率保持在1%以内,无明显大孔隙出现。总体而言,退役芯棒的整体性能良好,具有较高的回收再利用价值。研究结论对实现退役芯棒的高效回收再利用具有重要的参考价值。

关键词：退役复合绝缘子芯棒整体回收再利用性能评估再利用价值

含SVG的双馈风场风速变化条件下高频谐振问题分析

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电力系统保护与控制 2024年第5期52卷 38-50页

作者：陈继开李平常旗峰郝鑫胡应宏现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林吉林132012 国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京100045

大规模风电并网导致宽频谐振问题日渐凸显,业内多认为电缆电容效应、控制器参数变化等是导致谐振的主要因素,而关于静止无功发生器(static var generator, SVG)、风功率变化与高频谐振内在因果关系研究尚未展开。针对低风速风场系统高... 详细信息

大规模风电并网导致宽频谐振问题日渐凸显,业内多认为电缆电容效应、控制器参数变化等是导致谐振的主要因素,而关于静止无功发生器(static var generator, SVG)、风功率变化与高频谐振内在因果关系研究尚未展开。针对低风速风场系统高频谐振问题,首先基于谐波线性化理论,考虑功率外环作用,建立SVG和双馈风机(doubly-fed induction generator, DFIG)的序阻抗模型。其次将风速变化纳入风机变流器建模,并建立空载电缆投入时风速变化与SVG阻抗的联系。然后利用阻抗交互揭示风机变流器阻抗变化对SVG阻抗特性的影响机理,指出区域内空载电缆投入后,低风速不仅降低系统在高频的鲁棒性,而且扩大了SVG高频负阻尼范围,导致系统高频谐振风险增加。最后,基于STARSIM-HIL搭建含SVG的双馈风场电磁仿真模型,并进行软硬件在环实验。实验结果证明了理论分析的正确性。

关键词：静止无功发生器双馈风机高频谐振风速变化

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光伏波动平抑下改进K-means的电池储能动态分组控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 1-11页

作者：余洋陆文韬陈东阳刘霡夏雨星郑晓明新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003 河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学(保定)) 河北保定071003 国网山西省电力公司经济技术研究院山西太原030001

针对电池储能系统(battery energy storage system,BESS)进行光伏波动平抑时寿命损耗高及荷电状态(state of charge,SOC)一致性差的问题,提出了光伏波动平抑下改进K-means的BESS动态分组控制策略。首先,采用最小最大调度方法获取光伏并... 详细信息

针对电池储能系统(battery energy storage system,BESS)进行光伏波动平抑时寿命损耗高及荷电状态(state of charge,SOC)一致性差的问题,提出了光伏波动平抑下改进K-means的BESS动态分组控制策略。首先,采用最小最大调度方法获取光伏并网指令。其次,设计了改进侏儒猫鼬优化算法(improved dwarf mongoose optimizer,IDMO),并利用它对传统K-means聚类算法进行改进,加快了聚类速度。接着,制定了电池单元动态分组原则,并根据电池单元SOC利用改进K-means将其分为3个电池组。然后,设计了基于充放电函数的电池单元SOC一致性功率分配方法,并据此提出BESS双层功率分配策略,上层确定电池组充放电顺序及指令,下层计算电池单元充放电指令。对所提策略进行仿真验证,结果表明,所设计的IDMO具有更高的寻优精度及更快的寻优速度。所提BESS平抑光伏波动策略在有效平抑波动的同时,降低了BESS运行寿命损耗并提高了电池单元SOC的均衡性。

关键词：电池储能系统波动平抑功率分配改进侏儒猫鼬优化算法改进K-means聚类算法

基于SA-PSO算法优化CNN的电能质量扰动分类模型

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 185-190页

作者：肖白李道明穆钢高文瑞董光德东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林吉林132012 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123

针对传统电能质量扰动分类模型中扰动特征复杂、识别步骤繁琐的问题,提出了一种通过模拟退火(SA)算法与粒子群优化(PSO)算法相结合来优化卷积神经网络(CNN)的电能质量扰动分类模型。将CNN卷积层中的二维卷积核替换成一维卷积核;采用SA... 详细信息

针对传统电能质量扰动分类模型中扰动特征复杂、识别步骤繁琐的问题,提出了一种通过模拟退火(SA)算法与粒子群优化(PSO)算法相结合来优化卷积神经网络(CNN)的电能质量扰动分类模型。将CNN卷积层中的二维卷积核替换成一维卷积核;采用SA算法对PSO算法进行改进,规避PSO算法陷入局部最优的困境;采用改进后的PSO算法对CNN进行参数寻优;利用优化CNN提取和筛选合适的特征,根据这些特征利用分类器得到最终分类结果。通过算例分析得出,使用基于SA-PSO算法优化的CNN的电能质量扰动分类模型能精确地识别出电能质量扰动信号。

关键词：电能质量扰动分类卷积神经网络粒子群优化算法模拟退火算法特征提取

计及不确定性的风储联合系统多时间尺度市场参与策略

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电力自动化设备 2024年第2期44卷 18-25页

作者：孙鑫魏文荣李琼林姚福星刘阳张亚飞苗世洪国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁工程与新技术国家重点实验室电力安全与高效湖北省重点实验室湖北武汉430074

风电出力的强不确定性严重阻碍了电力市场上报计划的精准执行,由此产生的偏差功率可能使风储联合系统背负高额的偏差惩罚和弃风损失。为了减小投标决策失误导致的经济亏损,建立了一种风储联合系统多时间尺度市场投标模型。借鉴美国现有... 详细信息

风电出力的强不确定性严重阻碍了电力市场上报计划的精准执行,由此产生的偏差功率可能使风储联合系统背负高额的偏差惩罚和弃风损失。为了减小投标决策失误导致的经济亏损,建立了一种风储联合系统多时间尺度市场投标模型。借鉴美国现有的市场机制,建立风储联合系统参与能量市场和调频辅助服务市场的收益、成本模型;为了提升风储联合系统投标策略的准确性,基于Copula函数对风电出力不确定性进行量化建模,以此为基础预留部分储能出力能力,从而降低由偏差功率产生的经济性风险;以风储联合系统的预期净收益最大为目标,制定能量市场和调频辅助服务市场的日前投标策略,并在日内阶段根据超短期风电预测数据修正投标决策,提出一种考虑风电出力不确定性的风储联合系统多时间尺度市场参与策略。基于我国某实际风储联合系统进行算例分析,结果表明所提策略能够有效提高风储联合系统的经济收益,避免资源浪费。

关键词：风储联合系统偏差功率风电不确定性电力市场调频辅助服务多时间尺度 Copula函数

基于ADMM-GBS考虑故障影响的互联微电网多时间尺度优化调度

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 127-134,144页

作者：王怡聪柯方超周航林毓军张东寅杨东俊苗世洪国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北武汉430077 华中科技大学电气与电子工程学院强电磁技术全国重点实验室湖北武汉430074 电力安全与高效湖北省重点实验室湖北武汉430074

极端事件攻击微电网可能造成负荷电能供应不足导致大停电事故。针对互联微电网系统,提出了一种考虑极端事件的分布式多时间尺度故障优化调度策略。在故障条件下以系统用户侧削减负荷量最小为目标,建立了互联微电网系统日前-日内两阶段... 详细信息

极端事件攻击微电网可能造成负荷电能供应不足导致大停电事故。针对互联微电网系统,提出了一种考虑极端事件的分布式多时间尺度故障优化调度策略。在故障条件下以系统用户侧削减负荷量最小为目标,建立了互联微电网系统日前-日内两阶段滚动调度模型;基于鲁棒思想,考虑极端事件的时空特性以及故障线路的不确定性,采用分层随机抽样形成故障集,将其作为初始数据确定系统最恶劣故障场景;针对该场景进行线路加固后,采取高斯回代交替方向乘子法(ADMM-GBS)得到最优故障调度策略。通过算例分析验证了所提模型和调度策略的有效性。

关键词：互联微电网系统极端事件分布式调度多时间尺度

电源“空心化”电网的协调二级电压控制优化方法

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重庆大学学报 2024年

作者：王新玲颜伟蒋望重庆大学输变电装备技术全国重点实验室国网重庆市电力公司电力调度控制中心

针对大型枢纽城市电网负荷中心缺少灵活、连续调节无功电源的多电压等级网络，本文提出了电源“空心化”电网的协调二级电压控制优化方法。该方法将区域内所有可控发电厂的高压母线节点泛化为区域主导节点，以高压母线节点电压与其理想... 详细信息

针对大型枢纽城市电网负荷中心缺少灵活、连续调节无功电源的多电压等级网络，本文提出了电源“空心化”电网的协调二级电压控制优化方法。该方法将区域内所有可控发电厂的高压母线节点泛化为区域主导节点，以高压母线节点电压与其理想电压的偏差平方和最小为目标以实现区域电压无功控制；同时区分了同级和上下级分区之间的协调关系，新增上下级区域之间关口无功和关口电压协调变量及其理想偏差控制目标，以提升下级电压层电压无功支撑能力不足区域的控制效果。最后，以标准算例组合系统以及我国实际数据，仿真验证了论文所提方法在负荷中心电源“空心化”网络中区域电压无功控制的有效性。

关键词：二级电压控制自动电压控制协调控制交直流系统

输配电价改革背景下两部制电价的应用现状与发展前景

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上海交通大学学报 2024年第10期58卷 1479-1488页

作者：任曦骏宋竹萌王宝叶钰童潘思佳王梦圆徐潇源国网安徽省电力有限公司经济技术研究院合肥230022 上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

在输配电价机制改革的背景下,现有两部制电价无法合理反映电力用户真实用电成本的弊端逐渐显露.两部制电价机制承担着分配电力发电、输送、配电、出售电价空间和调节电力系统的资源等重要功能,亟需对现有两部制电价做出改进与完善.本文... 详细信息

在输配电价机制改革的背景下,现有两部制电价无法合理反映电力用户真实用电成本的弊端逐渐显露.两部制电价机制承担着分配电力发电、输送、配电、出售电价空间和调节电力系统的资源等重要功能,亟需对现有两部制电价做出改进与完善.本文围绕两部制电价机制展开分析和讨论.首先,介绍两部制电价的基本理论和计费比例,研究基于不同负荷率和电压等级分摊输配电成本的方法.然后,针对两部制电价的收取方式,分别对负荷率套餐、分时电价等电量电价机制以及电费和负荷调整、改进计价比例等基本电价机制进行总结归纳.在此基础上,结合美国、法国、日本等国外两部制实践经验,分析两部制电价机制理论的执行方式.最后,提出我国两部制电价机制的未来发展方向和建议.

关键词：两部制电价输配电价改革电量电价基本电价计费比例