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全功率直驱风机电网友好型控制策略

电力系统保护与控制 2024年第2期52卷 177-187页

作者：朱益华罗超余佳微王奕宁张浩博向往直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院有限责任公司) 广东广州510663 国家能源大电网技术研发(实验)中心广东广州510663 广东省新能源电力系统智能运行与控制企业重点实验室广东广州510663 强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北武汉430074

基于构网型控制的电网友好型风电机组具有黑启动、电网支撑和弱电网运行等优势,近年来逐渐被广泛研究。为探究不同电网友好型控制在不同场景下的运行性能,以全功率直驱风机为研究对象,总结归纳了4种典型的电网友好型风电机组控制策略。... 详细信息

基于构网型控制的电网友好型风电机组具有黑启动、电网支撑和弱电网运行等优势,近年来逐渐被广泛研究。为探究不同电网友好型控制在不同场景下的运行性能,以全功率直驱风机为研究对象,总结归纳了4种典型的电网友好型风电机组控制策略。基于不同控制策略的架构和特点,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了相应电网友好型风电机组模型。分别在黑启动、风速变化、功率减载、频率支撑、电压支撑、故障恢复以及故障限流7种工况下探究不同控制策略的运行性能。最后,综合不同工况下的仿真结果,得到了总体性能最优的控制策略。

关键词：电网友好型风机构网型控制黑启动电网支撑故障穿越故障限流

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风电机组自适应步进惯量控制策略

电网技术 2024年第8期48卷 3401-3408,I0115-I0118页

作者：张鹏杨苹唐玉烽马溪原俞靖一广东省绿色能源技术重点实验室(华南理工大学) 广东省广州市510640 南方电网数字电网研究院有限公司广东省广州市510700

若风电机组参与调频时采用步进惯量控制(stepwise inertial control,SIC)策略,其退出调频时有功快速下降可能会引发系统频率二次跌落(frequency second drop,FSD)问题。已有文献中一类改进的SIC策略通过减小风电机组退出调频后有功下降... 详细信息

若风电机组参与调频时采用步进惯量控制(stepwise inertial control,SIC)策略,其退出调频时有功快速下降可能会引发系统频率二次跌落(frequency second drop,FSD)问题。已有文献中一类改进的SIC策略通过减小风电机组退出调频后有功下降阶段的斜率来应对FSD问题,然而该类改进的SIC策略使得风电机组在退出调频后其有功需要一段时间才会小于风能捕获,在此期间转子转速会继续下降并有可能低于转速下限,危及风电机组运行安全。文章对这一类改进的SIC策略做了进一步完善,提出了一种风电机组自适应SIC策略,根据风电机组退出调频时的转子转速自适应设置风电机组退出调频后有功下降阶段的斜率,在确保风电机组退出调频后转子转速不会低于转速下限的前提下,最小化FSD的幅度。

关键词：调频惯量控制频率二次跌落斜率转子转速自适应

基于设备行为关联图的非侵入式多标签负荷分解改进方法

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 95-104,I0008页

作者：陈鑫沛余涛杨家俊余盛灿广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室(华南理工大学电力学院) 广东省广州市510640

非侵入式负荷分解技术作为目前用户用电信息监测的主要手段,对推动能源效率提升和需求侧优化管理具有重要意义。针对目前负荷分解模型过分依赖电器本身的用电特征,而忽视用户用电习惯所提供的信息,导致分解效果始终难以改善的问题,该文... 详细信息

非侵入式负荷分解技术作为目前用户用电信息监测的主要手段,对推动能源效率提升和需求侧优化管理具有重要意义。针对目前负荷分解模型过分依赖电器本身的用电特征,而忽视用户用电习惯所提供的信息,导致分解效果始终难以改善的问题,该文提出一种考虑用户用电行为的多标签负荷分解改进方法。改进后的模型是两个网络串行的架构。第一个网络结合用户用电行为实现多标签类型识别;第二个网络在识别结果基础上完成各个在线电器的能量分解。文中通过设备行为关联图来表示用户的用电习惯。模型随用户用电不断完成行为更新,并逐渐为用户生成独特的网络图,为负荷分解提供行为依据。最后使用公开数据集REDD和REFIT对提出方法进行仿真和评估。实验结果表明,提出的方法能够准确获取各电器的用电信息,且与现有先进方法相比有明显的改进,证明了考虑用户用电行为的多标签方法是一种有效可行的负荷分解思路。

关键词：非侵入式负荷监测能量分解多标签识别设备行为关联图

基于多尺度特征融合的负荷辨识及其可解释交互增强方法

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 105-117页

作者：刘熙鹏罗庆全余涛蓝超凡蔡清淮吴毓峰华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东省广州市510640

负荷辨识技术可快速辨识电器类型,在家庭能量管理、危险用电预警、响应潜力评估等方面具有重要作用。针对现有负荷辨识方法多关注负荷长期或短期单尺度特征,导致特征表征能力不足而使模型识别精度和泛化性能受限的问题,提出一种基于多... 详细信息

负荷辨识技术可快速辨识电器类型,在家庭能量管理、危险用电预警、响应潜力评估等方面具有重要作用。针对现有负荷辨识方法多关注负荷长期或短期单尺度特征,导致特征表征能力不足而使模型识别精度和泛化性能受限的问题,提出一种基于多尺度特征融合的负荷辨识及其可解释交互增强方法。首先,从负荷采样数据中提取高频尺度的短期特征和中、低频尺度的长期特征,构建双塔结构的深层特征提取网络以利用网络的不同分支高效率挖掘各尺度深层特征。其次,设计自注意力与交叉注意力相结合的特征融合网络以实现负荷长、短期特征融合,提高模型的特征利用程度。然后,采用度量学习的训练方法,拉近同类型样本的特征距离,提升特征融合的效率和效果。最后,利用基于梯度的可解释分析方法量化特征的重要性,实现自适应的特征增强与结合专家交互的模型调优。实验结果说明所提模型识别精度与泛化能力均优于现有模型,且可解释分析验证了其有效性源于多尺度特征的充分利用。

关键词：负荷辨识多尺度特征特征融合度量学习可解释分析

基于MAGAT的风电场功率缺失数据填充方法

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电网技术 2024年第8期48卷 3391-3400,I0112-I0114页

作者：卢冠华余涛吴毓峰潘振宁陈俊斌邓柏荣华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东省广州市510640

风电场功率数据质量对风电预测具有重要意义。然而,由于人为操作、传感器故障、网络故障或通信拥堵等原因,风电场功率数据容易出现大面积缺失问题。因此,结合多头注意力机制(multi-head attention,MA)和图注意力网络(graph attention ne... 详细信息

风电场功率数据质量对风电预测具有重要意义。然而,由于人为操作、传感器故障、网络故障或通信拥堵等原因,风电场功率数据容易出现大面积缺失问题。因此,结合多头注意力机制(multi-head attention,MA)和图注意力网络(graph attention network,GAT)构建了MAGAT模型,其中GAT层以异质图的方式刻画及提取风电场已知数据与缺失数据的关联关系,MA层挖掘风电场数据特征与缺失功率数据之间的映射关系,从而实现风电场功率缺失数据的高精度填充。在以我国江苏某风电场运行监测数据为对象的算例分析中,与其他先进填充算法相比,所提方法在不同缺失类型、不同缺失率等多个场景下均具有更好表现,表明所提方法在风电场缺失数据填充任务上的有效性及稳定性。

关键词：风电场数据填充多头注意力图注意力网络

基于智能增强的直流受端系统暂态电压稳定多二元表评估方法

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南方电网技术 2024年

作者：刘洋朱益华伍双喜朱誉罗超广东电网有限责任公司电力调度控制中心直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院) 国家能源大电网技术研发(实验)中心广东省新能源电力系统智能运行与控制企业重点实验室中国南方电网公司电网仿真重点实验室

随着远距离大容量高压直流输电规模的不断增加，直流受端系统的暂态电压稳定性问题日趋严峻。量测技术与人工智能的迅速发展，为解决直流受端系统的暂态电压评估问题提供了新思路。为此本文提出一种基于智能增强的多二元表法来评估直流... 详细信息

随着远距离大容量高压直流输电规模的不断增加，直流受端系统的暂态电压稳定性问题日趋严峻。量测技术与人工智能的迅速发展，为解决直流受端系统的暂态电压评估问题提供了新思路。为此本文提出一种基于智能增强的多二元表法来评估直流系统暂态电压。首先，通过提取直流系统暂态时序特征并利用ReliefF法进行特征降维。然后利用BP(back propagation)神经网络对暂态电压稳定裕度指标进行回归拟合，采用改进PSO(particle swarm optimization)算法求解多二元表积分权值。最后，搭建电压崩溃模型并进行仿真验证。结果表明，所提智能增强的多二元表暂态电压评估方法对直流受端系统具有较好的准确性和适应性，具有在线应用的潜力。

关键词：直流受端系统暂态电压稳定时序特征多二元表法

风火打捆送出系统稳定特性研究和运行策略优化

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南方电网技术 2024年第3期18卷 26-33页

作者：朱益华李成翔罗超曾冠铭武明康余佳微直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院) 广州510663 国家能源大电网技术研发(实验)中心广州510663 广东省新能源电力系统智能运行与控制企业重点实验室广州510663 中国南方电网公司电网仿真重点实验室广州510663

为解决粤西海上风电集群与火电打捆送出的同步稳定问题,首先研究了风火打捆送出系统的同步稳定特性和影响因素,然后提出了提高风火打捆送出系统风电渗透率和同步稳定特性好的风电机组优先发电的运行方式优化策略。最后构建了风电场集群... 详细信息

为解决粤西海上风电集群与火电打捆送出的同步稳定问题,首先研究了风火打捆送出系统的同步稳定特性和影响因素,然后提出了提高风火打捆送出系统风电渗透率和同步稳定特性好的风电机组优先发电的运行方式优化策略。最后构建了风电场集群整体硬件在环接入的实时仿真系统进行验证,仿真结果表明所提出的同步稳定性提升策略可以提高风火打捆送出系统稳定极限,有力提升了风电并网消纳率和电网安全稳定水平。

关键词：风火打捆稳定极限同步稳定硬件在环运行策略

基于安全强化学习的电网稳控策略智能生成方法

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 147-155页

作者：邱建朱煜昆张建新朱益华徐光虎涂亮中国南方电网有限责任公司广东广州510663 直流输电技术全国重点实验室(南方电网科学研究院有限责任公司) 广东广州510663 广东省新能源电力系统智能运行与控制企业重点实验室广东广州510663

新型电力系统的“双高”趋势改变了电力系统经典稳定特性,导致稳定机理更复杂,系统稳定模式更多样,因此基于典型运行方式的在线稳定控制策略面临挑战。为解决新型电力系统的功角稳定问题,提出了基于安全强化学习的稳控策略智能生成方法... 详细信息

新型电力系统的“双高”趋势改变了电力系统经典稳定特性,导致稳定机理更复杂,系统稳定模式更多样,因此基于典型运行方式的在线稳定控制策略面临挑战。为解决新型电力系统的功角稳定问题,提出了基于安全强化学习的稳控策略智能生成方法。首先,建立了电力系统稳控问题的含约束马尔可夫模型,归纳并提出了紧急控制切机动作涉及的安全约束。其次,为了提高对于电网暂态响应的时空特征提取能力,构建了基于图卷积层和长短期记忆单元的特征感知网络。然后,为了提高稳控策略智能体的训练效率,提出了基于内嵌领域知识约束的近端策略优化算法稳控策略训练框架。最后,在IEEE 39节点系统和某实际电网中进行测试验证。结果表明,所提方法能够根据系统运行状态和故障响应自适应生成切机稳控策略,其决策效果和效率均优于现有的稳控策略。

关键词：稳控策略安全强化学习时空特征领域知识

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基于边缘计算的电力运维数据安全加密方法

电力设备管理 2024年第3期 196-198页

作者：黄翔吴文鹏刘晓静温海辉黄信信南方电网数字平台科技(广东)有限公司、广东省数字电网技术企业重点实验室(南方电网数字电网研究院)

常规的电力运维数据安全加密方法,在数据加密的过程中对于数据包的传输不够完整,导致加密后的数据产生缺失。因此,本文提出基于边缘计算的电力运维数据安全加密方法。首先通过双重权限映射机制完成对访问结构的配置,然后基于边缘计算设... 详细信息

常规的电力运维数据安全加密方法,在数据加密的过程中对于数据包的传输不够完整,导致加密后的数据产生缺失。因此,本文提出基于边缘计算的电力运维数据安全加密方法。首先通过双重权限映射机制完成对访问结构的配置,然后基于边缘计算设计模型,对于运维数据的加密保护,则先计算出数据的精确度和失真度,然后在泛化集的基础上完成模型的构建,通过各层面的数据审计,完成对于电力运维数据的安全加密。根据几种电力运维数据的加密方法的对比试验,得出基于边缘计算方法在50kB的数据包进行加密传输时,能够传输49.8kB的数据,而对照组Ⅰ和Ⅱ只能传输41.2kB和39.8kB的数据包,证明了基于边缘计算的加密方法能够达到加密数据传输的效益最大化。

关键词：边缘计算电力运维数据安全数据加密