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一种新型混联模块化储能系统及其高效柔性电能路由策略

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电力建设 2024年第11期 34-49页

作者：代子阔徐妍张东升何明张海洋张佳琪汪诚国网辽宁省电力有限公司国网辽宁省铁岭供电公司国网辽宁省鞍山供电公司国网辽宁省抚顺供电公司国网辽宁省沈阳供电公司南京理工大学自动化学院

可再生能源的接入使配电网面临运行方式不够灵活、负载不均衡、合环操作扰动大、可再生能源消纳能力受限等诸多问题，现急需一种运行灵活可控，能够对可再生能源快速消纳的拓扑结构。提出一种新型模块化交直流混联储能系统，该系统兼具... 详细信息

可再生能源的接入使配电网面临运行方式不够灵活、负载不均衡、合环操作扰动大、可再生能源消纳能力受限等诸多问题，现急需一种运行灵活可控，能够对可再生能源快速消纳的拓扑结构。提出一种新型模块化交直流混联储能系统，该系统兼具分布式与集中式的柔性功率端口，适用于新型电力系统配电网柔性互联应用。系统采用模块化设计，分布式发电单元、储能单元和关键负载等多类型终端连接到级联H桥单元中压直流链路；各模块通过高频磁隔离通道连接至负载母线，将发电、储能端口配置成完全分布式结构；各模块交流侧串联连接实现与三相中高压交流电网的功率交互，从而形成低压直流、中压直流、中压交流的混合型端口。另外为维持系统稳定运行，进一步实现涉及交流电网、分布式发电、储能和负载的完全自主能量路由，提出一种分段能量管理策略。最后通过软件仿真验证所提模块化交直流混联储能架构及其控制策略的可行性。

关键词：能量管理分级控制混合功率模块故障穿越

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电力作业多源要素风险的自适应识别模型

清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1047-1059页

作者：胥明凯朱坤双李元良杨啸帅秦挺鑫王皖国网山东省电力公司济南供电公司济南250013 国网山东省电力公司济南250001 中国标准化研究院北京100191

电力作业人员通常面临多种安全风险,对其生命健康造成严重威胁,但是场景复杂、随机性强等原因致使电力作业存在风险识别极其困难的问题,因此急需采用合适的技术手段对电力作业风险进行有效识别。该文构建了一种动态兼容多种典型空间的... 详细信息

电力作业人员通常面临多种安全风险,对其生命健康造成严重威胁,但是场景复杂、随机性强等原因致使电力作业存在风险识别极其困难的问题,因此急需采用合适的技术手段对电力作业风险进行有效识别。该文构建了一种动态兼容多种典型空间的电力作业风险的自适应识别(ARI)模型。从宏观上构建了电力行业典型作业的风险识别框架,建立了典型作业多源要素的全域风险因子体系。通过融合渐进式蜜獾算法、极大熵准则、约束调节机制,提出了一种主客观动态融合的ARI模型,以低成本适应不同的典型作业空间。案例结果验证了所提ARI模型具有鲁棒性强、实施成本优、偏颇风险低的特性,可有效量化电力行业典型作业的多源要素风险。

关键词：电力作业多源要素风险自适应识别主客观动态融合渐进式蜜獾算法

基于牛顿-蚁群算法与选择性谐波调制的电网功率放大器宽频控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第16期52卷 97-109页

作者：代子阔史可鉴赵晨星张天成徐妍汪诚国网辽宁省电力有限公司辽宁沈阳110006 国网辽宁电力科学研究院辽宁沈阳110006 国网铁岭供电公司辽宁铁岭112000 国网辽宁省抚顺供电公司辽宁抚顺113000 南京理工大学江苏南京210000

选择性谐波消除/生成脉宽调制技术能与多电平电力电子变换器相结合,实现低开关频率下的高频电网谐波功率复现。然而,为生成特定次谐波,需要求解非线性开关角方程,其求解精度受开关角初值选取约束,且实时性随着谐波次数的增加而降低。因... 详细信息

选择性谐波消除/生成脉宽调制技术能与多电平电力电子变换器相结合,实现低开关频率下的高频电网谐波功率复现。然而,为生成特定次谐波,需要求解非线性开关角方程,其求解精度受开关角初值选取约束,且实时性随着谐波次数的增加而降低。因此提出一种基于牛顿-蚁群算法的实时选择性谐波生成脉宽调制技术。通过建立开关角方程,利用蚁群算法求解初值,进一步结合牛顿算法获得不同开关频率及计算步长对应的最多谐波数目,并分析得到调制比-开关角对应关系。通过查找表获得初始开关角,并前馈至电压控制环路,实现对特定次谐波的无静差跟踪。最后以级联H桥多电平变换器为例,搭建仿真与实验平台,验证了理论分析的正确性与所提策略的可行性。

关键词：选择性电网谐波功率放大器级联多电平逆变器牛顿-蚁群算法实时选择性谐波生成脉宽调制

计及多种灵活性资源的园区智能配电网灾时弹性提升策略

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电力系统保护与控制 2024年第17期52卷 139-149页

作者：葛延峰邱雨张云旭关永宝姜华李谏谋国网辽宁省电力有限公司营口供电公司辽宁营口115002 东北电力大学吉林吉林132012

随着极端自然灾害在园区智能配电网中频繁发生,大面积停电给园区智能配电网安全运行带来巨大挑战。针对上述问题,建立灾时故障抵御吸收双层优化模型,提出一种计及多种灵活性资源的园区智能配电网灾时弹性提升策略。首先,上层故障重构模... 详细信息

随着极端自然灾害在园区智能配电网中频繁发生,大面积停电给园区智能配电网安全运行带来巨大挑战。针对上述问题,建立灾时故障抵御吸收双层优化模型,提出一种计及多种灵活性资源的园区智能配电网灾时弹性提升策略。首先,上层故障重构模型以最大化负荷恢复价值期望为目标,优化配电网故障重构方案,并将重构结果传递给下层。其次,下层弹性提升模型以最大化配电网弹性水平为目标,量化需求响应配置方案。最后,以营口市自贸区配电网和PG&E69节点配电网为例进行仿真分析。结果表明,所提策略系统负荷价值恢复期望提升81%,系统负荷损失降低61%,同时提高园区智能配电网整体弹性水平。

关键词：园区智能配电网弹性提升应急电源车网络重构需求响应

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基于双尺度卷积神经网络的TMMC直流母线电容参数辨识

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电源学报 2024年

作者：代子阔张东升刘尚坤郭任陈丽娟汪诚国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司国网阜新供电公司南京理工大学自动化学院国网辽宁省电力有限公司国网沈阳供电公司国网本溪供电公司

T型级联模块化多电平变换器（TMMC）结合多电平和级联模块化技术，具有九电平端口电压、冗余开关模式、多电源端口和硬件复用等特点，是实现高功率密度高效率不间断供电电源（UPS）的理想拓扑之一。然而，直流母线电容器数量多、易失效... 详细信息

T型级联模块化多电平变换器（TMMC）结合多电平和级联模块化技术，具有九电平端口电压、冗余开关模式、多电源端口和硬件复用等特点，是实现高功率密度高效率不间断供电电源（UPS）的理想拓扑之一。然而，直流母线电容器数量多、易失效，对TMMC-UPS的可靠运行构成威胁，因此，考虑对TMMC-UPS场合母线电容器进行监测来智能感知电容容量变换、预防电容退化故障，保证不间断供电可靠性。提出一种双尺度卷积神经网络模型，通过提取电容电压纹波的低频和中频特征，实现电容容值和串联电阻的双重识别，提高电容器状态监测精度。所提方法基于数据驱动，不依赖数学模型，同时不需要增加额外测量硬件，易推广到其他类型变换器的参数辨识领域。

关键词：电容 T型级联模块化多电平变换器参数辨识双尺度卷积神经网络

基于区块链数据安全机制的输变电工程建设动态计算技术研究

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电测与仪表 2024年第7期61卷 7-12页

作者：闫雷栾凌武小琳解相朋国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司沈阳110000 国网辽宁省电力有限公司沈阳110006 南京邮电大学南京210003

针对现今输变电工程施工过程中不确定性因素较多、造价计算偏向静态等问题,文章建立了基于区块链数据安全机制的输变电工程造价实时动态计算模型,实现了造价实时动态计算技术与计算结果的精准高效。文章以区块链可信数据交换技术为底层... 详细信息

针对现今输变电工程施工过程中不确定性因素较多、造价计算偏向静态等问题,文章建立了基于区块链数据安全机制的输变电工程造价实时动态计算模型,实现了造价实时动态计算技术与计算结果的精准高效。文章以区块链可信数据交换技术为底层模型,利用区块链去中心化信任体系、链上数据不可篡改等特性,构建输变电工程的数据上传、交互、储存与计算的架构体系;使用粒子群算法优化径向基神经网络参数,构造输变电工程造价数据预测计算模型;采用杰卡德距离对计算结果进行校正,且在反馈误差的同时进一步优化计算模型。利用仿真算例验证了模型的先进性与可行性。

关键词：区块链数据安全输变电工程神经网络

考虑荷电与储氢状态的风光氢储系统动态控制仿真模型

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中国电力 2024年第7期57卷 109-124页

作者：邵冲胡荣义余姣王明典国网甘肃省电力公司甘肃兰州730000 国网甘肃省电力公司张掖供电公司甘肃张掖734000

储能是平抑可再生能源波动的重要手段之一。考虑内部气体跨膜传输现象,基于质子交换膜电解槽的组件结构以及电化学和热平衡原理,构建了可描述质子交换膜电解槽物质传输以及能量转换的精细化仿真模型。在此基础上,建立了包含电化学储能... 详细信息

储能是平抑可再生能源波动的重要手段之一。考虑内部气体跨膜传输现象,基于质子交换膜电解槽的组件结构以及电化学和热平衡原理,构建了可描述质子交换膜电解槽物质传输以及能量转换的精细化仿真模型。在此基础上,建立了包含电化学储能、氢储能的电-氢耦合系统模型。提出了一种考虑电化学储能荷电状态与氢储能氢状态的双层协调控制策略。上层功率分配考虑了系统内电负荷和氢负荷需求变化,将电化学储能荷电状态、储氢罐氢状态作为重要约束因素,确定系统各设备的工作模式。底层控制根据设备的工作特性,采用PQ控制、VQ控制等方法实现功率追踪调整。通过多种不同运行场景的算例仿真验证了所提模型与控制方法的有效性。研究成果可为风光氢储系统控制策略优化提供支撑。

关键词：可再生能源氢储能电化学储能荷电状态储氢状态协调控制

基于混合馈入型自适应补偿的电网谐波功率放大器超宽频控制

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电力科学与技术学报 2024年第4期39卷 245-254页

作者：代子阔刘尚坤李冰心许向伟汪诚国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司辽宁沈阳110003 国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司辽宁阜新123100 国网辽宁省电力有限公司盘锦供电公司辽宁盘锦124010 国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司辽宁朝阳122000 南京理工大学自动化学院江苏南京210094

基于电力电子变换器的功率放大器因其灵活易控成为电网电压模拟的理想物理接口之一。针对现有功率放大器控制方法会放大频率偏差、使滤波电路参数漂移以及难以模拟高频谐波的弊病,首先,提出一种混合馈入型自适应补偿的谐波功率放大器超... 详细信息

基于电力电子变换器的功率放大器因其灵活易控成为电网电压模拟的理想物理接口之一。针对现有功率放大器控制方法会放大频率偏差、使滤波电路参数漂移以及难以模拟高频谐波的弊病,首先,提出一种混合馈入型自适应补偿的谐波功率放大器超宽频控制策略,以高精度复现宽频电压信号并兼顾动态与稳态性能;然后,设计多变量混合馈入型环路以补偿系统暂态特性;在时域下利用Lyapunov函数推导计及参数漂移的自适应方法以补偿滤波参数不确定性;深入分析并克服混合自适应补偿的数字实现局限性;讨论所提方法作为重复内嵌控制的性能提升;最后,制作样机,进行所提策略动态性能与稳态精度的仿真及实验验证。结果表明:所提方法相较于既有控制具备更快的动态响应、更高的稳态精度以及更宽的跟踪谐波频率范围,可以实现对超宽频参考电压的快速无差跟踪。

关键词：电网模拟功率放大器宽频自适应控制重复控制

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基于机器学习的中长期大中型水电站发电能力预测

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昆明理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：韩自奋张云云舒朝江朱宏毅国网甘肃省电力公司国网甘南供电公司国网甘肃省电力公司电力科学研究院

水电站发电能力预测对于优化大小水电站发电效益、高效利用和充分消纳水电能源意义重大，以甘肃省境内的大孤山水电站为研究实例，探索耦合气象和水文信息的水电站发电能力预测方法。构建BP（Back Propagation）神经网络、PSO-BP（结合... 详细信息

水电站发电能力预测对于优化大小水电站发电效益、高效利用和充分消纳水电能源意义重大，以甘肃省境内的大孤山水电站为研究实例，探索耦合气象和水文信息的水电站发电能力预测方法。构建BP（Back Propagation）神经网络、PSO-BP（结合粒子群算法的神经网络）模型和LSTM（Long Short-Term Memory）预测模型，并设置两组预测方案，方案一以未经筛选的全部预报因子作为输入变量；方案二通过分析水电站的发电能力与地区气象数据和水文信息之间的相关关系，选取重要程度显著的预报因子，以筛选出的预报因子作为输入变量，分别对大孤山水电站的发电能力进行预测，以实际水电站发电数据作为基础，对比分析三种预测模型在两组方案下的预测效果，并采用4种预测性能评价指标进行分析，确定最佳方案和预测模型，最后利用资料齐全的临近水电站进行发电能力预测后加以验证。研究表明：经过筛选得到的气象数据和水文信息耦合的水电站发电能力预测模型预测结果具有高效性和可靠性，其中：平均绝对误差（MRE）最大仅为0.19、平均绝对百分比误差（MAPE）最大仅为0.044，相关系数R2达到0.995，能够有效预测水电发电能力，研究成果可为大小水电站错峰发电提供技术参考，为发电企业提供科学的决策依据，提高发电效率、降低成本、实现可持续发展。

关键词：发电能力大中型水电站预测机器学习