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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

电力市场环境下电力用户电价特征提取和异常识别方法

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上海交通大学学报 2024年

作者：朱峰单超吴宁蔡奇新祝宇楠刘云鹏左强国网江苏省电力有限公司国网江苏省电力有限公司营销服务中心

电力市场环境下电价的影响因素更加复杂，电价灵活性大幅提升。站在市场运营机构和监管机构的角度，如何在复杂的市场环境和数据信息不完全的条件下，快速识别电力用户电价产生异常，挖掘和定位电价异常的原因，是促进电力市场的平稳有... 详细信息

电力市场环境下电价的影响因素更加复杂，电价灵活性大幅提升。站在市场运营机构和监管机构的角度，如何在复杂的市场环境和数据信息不完全的条件下，快速识别电力用户电价产生异常，挖掘和定位电价异常的原因，是促进电力市场的平稳有序运行、保障电力用户的合理利益的关键问题之一。本文提出一种电力市场环境下电力用户电价特征提取及异常识别方法，首先构建电价特征向量，基于谱聚类算法降低特征向量数据维度，并提取典型电价特征，作为判定电价异常的基准，然后逐一计算各电力用户与典型电价特征之间的相似程度，对电价异常进行两阶段分步识别，先从用电行为和交易行为两方面进行初步识别和快速定位，再在此基础上进一步深入识别。根据案例分析可知，该方法能够快速有效提取典型电价特征并识别电价异常，从用电行为和交易行为两方面分析电价异常原因，提出相应的改进措施。

关键词：电力市场电价谱聚类特征提取异常识别

考虑新能源场站间相互作用的宽频振荡特性研究

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太阳能学报 2024年第1期45卷 563-573页

作者：马燕峰陈鑫刘新元赵书强江伟建河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学) 保定071003 国网江西省电力有限公司宜春供电分公司宜春336000 国网山西省电力公司电力科学研究院太原030001 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司嘉兴314000

相对于单源并网系统,以风光为代表的多源并网系统由于场站间相互作用的存在,使得系统的宽频振荡分析变得更加复杂。针对新能源场站间相互作用参与的宽频振荡问题,该文首先采用图形化建模方法建立系统的小信号模型并进行仿真验证,接着通... 详细信息

相对于单源并网系统,以风光为代表的多源并网系统由于场站间相互作用的存在,使得系统的宽频振荡分析变得更加复杂。针对新能源场站间相互作用参与的宽频振荡问题,该文首先采用图形化建模方法建立系统的小信号模型并进行仿真验证,接着通过特征值分析法进行宽频振荡模式分析,找出风电场与光伏电站共同参与的交互模式,进一步采用阻抗法研究新能源场站间相互作用并进行影响因素分析。研究结果表明,新能源场站间的相互作用取决于场站等值导纳的相对大小及相位,新能源场站的并网距离及出力比均会对场站间相互作用产生影响从而影响系统交互模式,通过分析新能源的不同位置和运行工况下的交互作用规律可对大规模新能源接入及运行提供一定指导。

关键词：风电场光伏发电系统电力系统稳定性宽频振荡场站间相互作用

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集成塔式太阳能的新型超临界压缩二氧化碳储能系统性能分析

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3949-3961,I0017页

作者：高超段立强高统彤张伟骏蔡强华北电力大学能源动力与机械工程学院北京市昌平区102206 国网福建省电力有限公司电力科学研究院福建省福州市350007

随着可再生能源快速发展,储能技术在实现可再生能源大规模并网中起着至关重要的作用。与压缩空气储能系统相比,压缩超临界二氧化碳储能系统具有体积小、储能密度高的优势。该文提出集成塔式太阳能的简单回热压缩循环和再压缩循环的两种... 详细信息

随着可再生能源快速发展,储能技术在实现可再生能源大规模并网中起着至关重要的作用。与压缩空气储能系统相比,压缩超临界二氧化碳储能系统具有体积小、储能密度高的优势。该文提出集成塔式太阳能的简单回热压缩循环和再压缩循环的两种超临界压缩二氧化碳储能(supercritical compressed carbon dioxide energy storage,SC-CCES)系统,并进行热力学分析和经济性分析。相较于集成塔式太阳能的SC-CCES参比系统,集成塔式太阳能的简单回热压缩和再压缩循环SC-CCES系统更有利于提高太阳能利用率,其光电转换效率分别为23.56%和28.77%,分别比参比系统高出2.63%和7.84%。提高储能压力和释能压力都可以有效提高系统的能量效率、光电转换效率、㶲效率和单位体积储存能量。此外,集成塔式太阳能的再压缩SC-CCES系统具有较好的经济性能,动态投资回收年限约6到7年,20年净现值(net present value,NPV)为23456.16×10^(3)美元,比耦合简单回热压缩系统高7956.69×10^(3)美元,内部收益率(internal rate of return,IRR)为17.55%。

关键词：压缩二氧化碳储能热力学分析经济性分析塔式太阳能电站布雷顿循环

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基于综合谐波驱动的光伏场站集电线路保护新方案

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中国电力 2024年

作者：沃建栋潘武略李跃辉吴佳毅国网金华供电公司国网浙江省电力有限公司

大型光伏场站集电线一般配置三段式电流保护，因逆变型电源接入引起集电线路故障特征改变，存在现有集电线保护灵敏度不足，甚至非故障线路误动等问题，为此提出一种基于综合谐波驱动的光伏场站集电线路保护新方案。首先分析光伏场站集... 详细信息

大型光伏场站集电线一般配置三段式电流保护，因逆变型电源接入引起集电线路故障特征改变，存在现有集电线保护灵敏度不足，甚至非故障线路误动等问题，为此提出一种基于综合谐波驱动的光伏场站集电线路保护新方案。首先分析光伏场站集电线故障后的谐波来源及分布特性，利用FOCT优良的测量性能作为电流谐波获取基础。通过NSGA-Ⅱ算法计算最优谐波特征权值，提升故障电流综合谐波特征显度。最后构建相应高次谐波启动判据和综合谐波动作判据。在PSCAD仿真平台中搭建光伏场站电磁暂态仿真模型，对于不同相间故障类型、不同合闸角、不同集电线路故障位置等情况进行仿真研究，结果证明该保护方案均能有效动作。

关键词：光伏电站集电线路全光纤电流互感器暂态特征谐波保护

SVG虚拟磁链控制的大规模风电场暂态电压支撑策略

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：李江成徐贤徐晓春丁波徐智王力国网淮安供电公司国网江苏省电力有限公司

为提高风电场的低-高电压连续故障穿越能力，提出一种基于虚拟磁链的静止无功发生器(static var generator，SVG)控制策略。首先，分析双馈感应发电机、调相机和SVG对暂态电压的支撑效果；其次，建立同步调相机与SVG的暂态无功响应模型... 详细信息

为提高风电场的低-高电压连续故障穿越能力，提出一种基于虚拟磁链的静止无功发生器(static var generator，SVG)控制策略。首先，分析双馈感应发电机、调相机和SVG对暂态电压的支撑效果；其次，建立同步调相机与SVG的暂态无功响应模型，明确磁链不突变是两者暂态电压支撑差异的关键因素；再次，将调相机磁链守恒性质叠加到SVG暂态响应特性中，提出基于虚拟磁链的SVG控制策略，并调整控制器参数，确保SVG的无功响应能力最大化；最后，通过仿真验证提出的SVG控制策略对暂态低电压的支撑和过电压的抑制都有良好效果，能够提高风电机组的故障穿越能力。

关键词：交流汇集送出电压跌落故障暂态电压支撑静止无功发生器虚拟磁链

1100 kV GIS断路器合闸电阻故障检测及分析

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高压电器 2024年第3期60卷 201-206页

作者：褚周健徐鹏付文波赵文翰陈昊谭风雷张海华国网江苏省电力有限公司检修分公司南京211102

断路器的合闸电阻能够有效抑制合闸涌流以及操作过电压,对电网的稳定运行起着重要作用,合闸电阻一旦出现故障,无法正确投入或退出,将会造成巨大的设备和安全事故。由于1100 k V GIS断路器为多断口结构,断口间的配合时序偏差以及各触头... 详细信息

断路器的合闸电阻能够有效抑制合闸涌流以及操作过电压,对电网的稳定运行起着重要作用,合闸电阻一旦出现故障,无法正确投入或退出,将会造成巨大的设备和安全事故。由于1100 k V GIS断路器为多断口结构,断口间的配合时序偏差以及各触头弹跳因素的干扰,经常导致合闸电阻特性无法测量,或者测试结果误差较大。针对一起1100 kV GIS断路器合闸电阻预投入时间及阻值无法检测事件展开研究,分析其结构与测试原理,通过提高测试频率获取完整测试波形,推断得出合闸电阻的预投入时间及其阻值无法检测的原因是其中一侧的合闸电阻断口失效。解体检查,发现该断路器其中一侧合闸电阻动触头因固定螺栓断裂而导致该侧动触头脱落,验证了电阻断口失效导致动作特性无法检测的推断。最后从制作工艺、试验项目、试验仪器、检测手段等方面提出相应的建议及改进措施,为同类型设备的工艺管控和故障诊断提供参考。

关键词： 1100 kV GIS 断路器合闸电阻故障检测

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基于零序电流TEO梯度能量的光伏场站集电线路故障选线方法

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中国电力 2024年

作者：郑燃吴佳毅杜浩良潘武略国网金华供电公司国网浙江省电力有限公司

光伏场站环境一般较为恶劣，集电线路作为其薄弱环节极易发生单相接地短路故障，进而破坏系统稳定性，开展光伏场站集电线路的快速故障选线对保证系统平稳运行十分重要。提出了基于零序电流梯度Teager能量算子（teager energy operator... 详细信息

光伏场站环境一般较为恶劣，集电线路作为其薄弱环节极易发生单相接地短路故障，进而破坏系统稳定性，开展光伏场站集电线路的快速故障选线对保证系统平稳运行十分重要。提出了基于零序电流梯度Teager能量算子（teager energy operator，TEO）的光伏场站集电线路故障选线方法。首先，针对单相接地故障建立集电线路零序电流序网模型，并分析故障线和非故障线的零序电流电压分布规律以及故障期间光伏电源的馈出特性。其次，采用快速傅里叶变换（FFT）提取零序电流工频分量，并基于此定义了零序电流梯度，进一步减小噪声干扰影响，使故障特性更加明显。采用TEO计算零序电流梯度能量值，进一步放大故障特征，并基于故障线和非故障线测点处能量值差异整定阈值，提出故障选线判据。最后，基于PSCAD软件搭建光伏场站集电线路模型。仿真验证表明，该方法在不同故障位置、接地电阻、机组出力、噪声干扰场景下都有良好的选线效果。

关键词：集电线路快速傅里叶变换梯度能量故障选线

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基于层次聚类分场景的光伏汇聚趋势量化方法

太阳能学报 2024年第3期45卷 496-505页

作者：杨锡运刘晗陈文进彭琰陈菁伟王晨旭华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 国网浙江省电力有限公司杭州310007 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014

持续功率曲线能反映长时间波动特性规律,通过研究已建设光伏集群持续功率曲线,建立预测模型揭示不同规模集群的汇聚演化规律,最终得到待建光伏集群的持续功率曲线。首先,利用层次聚类算法确定光伏集群汇聚规模的分层顺序,得到装机容量... 详细信息

持续功率曲线能反映长时间波动特性规律,通过研究已建设光伏集群持续功率曲线,建立预测模型揭示不同规模集群的汇聚演化规律,最终得到待建光伏集群的持续功率曲线。首先,利用层次聚类算法确定光伏集群汇聚规模的分层顺序,得到装机容量逐层递增的光伏集群,并提出汇聚效应指标验证顺序的有效性;其次,为了更好地判断和预测光伏持续功率曲线的变化趋势,对持续功率曲线进行出力场景划分;最后,为避免单一模型预测偏差,在各出力场景下,通过改进的信息熵组合预测模型掌握汇聚过程中规模演变规律,完成规划待建设集群持续功率曲线的预测。利用河北某地区实测数据仿真结果表明:验证聚类方法得到的集群分层顺序更能体现汇聚效应,并有效提高预测精度;出力场景划分准确刻画集群持续功率曲线汇聚趋势;通过模型对比表明分场景下改进信息熵组合预测模型更能精确完成待建光伏集群持续功率特性的量化分析。

关键词：光伏发电集群层级划分汇聚效应持续功率曲线组合预测

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