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改进VSG和下垂控制双驱动的孤岛微电网稳定运行控制策略

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：赵辉王涛胡平韩璟琳刘洋国网河北省电力有限公司经济技术研究院国网河北省电力有限公司

针对孤岛微电网频率和电压稳定性在传统控制方式下难以保持稳定的问题，本文提出一种改进VSG和下垂控制双驱动的稳定运行控制策略。首先，在传统下垂控制中引入耦合补偿和虚拟阻抗，提出一种改进下垂控制策略；然后将辅助惯性加入VSG调... 详细信息

针对孤岛微电网频率和电压稳定性在传统控制方式下难以保持稳定的问题，本文提出一种改进VSG和下垂控制双驱动的稳定运行控制策略。首先，在传统下垂控制中引入耦合补偿和虚拟阻抗，提出一种改进下垂控制策略；然后将辅助惯性加入VSG调速单元中提供惯性响应，并结合有功功率频率环路附加功率提出一种改进VSG控制方法。进一步，基于电压同步控制器和双环控制器提出两种改进控制方法优势互补的暂态稳定性综合控制策略。最后，通过仿真和实验分析，结果验证了本文所提控制方法和切换策略在负荷大扰动情况下的有效性，为后续微电网稳定运行控制提供借鉴。

关键词：暂态稳定性虚拟阻抗孤岛型微电网下垂控制虚拟同步发电机

主动支撑型电源虚拟惯量与有功-频率下垂系数可行域分析方法

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：李洪涛韩璟琳胡平刘洋陈志永国网河北省电力有限公司经济技术研究院国网河北省电力有限公司

为提升新型电力系统的频率稳定性、直观指导新能源或储能场站的控制参数的设计，提出基于频率响应模型的主动支撑型电源的虚拟惯量与有功-频率下垂系数可行域分析方法。在满足系统频率稳定约束下，详细计及主动支撑型电源功率与能量约... 详细信息

为提升新型电力系统的频率稳定性、直观指导新能源或储能场站的控制参数的设计，提出基于频率响应模型的主动支撑型电源的虚拟惯量与有功-频率下垂系数可行域分析方法。在满足系统频率稳定约束下，详细计及主动支撑型电源功率与能量约束以及联络线功率约束，利用遍历法获得主动支撑型电源虚拟惯量/有功-频率下垂系数可行域。通过在PSCAD/EMTDC中搭建风电场接入标准IEEE 39节点系统与四机两区域系统算例，验证了所提方法的有效性。

关键词：主动支撑型电源频率响应模型虚拟惯量有功-频率下垂系数参数可行域

基于场景构建技术的区域微能源网群的分层协调优化方法

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太阳能学报 2024年第5期45卷 289-296页

作者：陈志永丁孝华韩璟琳韩韬冯喜春侯若松李洪涛国网河北省电力有限公司经济技术研究院石家庄050081 国网电力科学研究院有限公司南京211106 国网河北省电力有限公司石家庄050031

考虑区域微能源网中风、光出力与负荷功率的不确定性,提出一种针对新能源消纳的区域微能源网分层协调优化方法。首先,考虑相关性引入正态Copula函数建立各随机变量联合分布关系,并计及预测误差,建立不确定性典型场景。然后,考虑弃风弃... 详细信息

考虑区域微能源网中风、光出力与负荷功率的不确定性,提出一种针对新能源消纳的区域微能源网分层协调优化方法。首先,考虑相关性引入正态Copula函数建立各随机变量联合分布关系,并计及预测误差,建立不确定性典型场景。然后,考虑弃风弃光的损失,以微能源网运行成本最小为目标建立分层协调优化模型。该模型的上层为微能源网群灵活性资源的协调消纳优化,下层为微能源网内部的消纳优化。采用基于目标级联分析的分层优化方法迭代求解,得到区域微能源网分层协调优化策略。最后,以某实例微能源网群为例进行验证,表明所提方法提高了区域电网的新能源消纳率。

关键词：微能源网新能源消纳分层协调优化

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融合离散节点温度与非侵入式POD方法的变压器绕组温度场快速计算

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高电压技术 2024年

作者：刘浩宇高树国臧谦郭猛张志刚代璐健国网河北省电力有限公司电力科学研究院国网河北省电力有限公司

为提高油浸式电力变压器绕组温度的计算效率，本文提出了一种融合离散节点温度与非侵入式本征正交分解(proper orthogonal decomposition，POD)的快速计算方法。首先，采用POD方法建立绕组温度计算的降阶模型，获得反映绕组温度场分布... 详细信息

为提高油浸式电力变压器绕组温度的计算效率，本文提出了一种融合离散节点温度与非侵入式本征正交分解(proper orthogonal decomposition，POD)的快速计算方法。首先，采用POD方法建立绕组温度计算的降阶模型，获得反映绕组温度场分布特征的降阶模态；然后，选取场域内若干离散节点，建立节点温度与绕组工况相关的响应面模型；最后，借助降阶计算模型构建离散节点温度与绕组全场域温度之间的数学关系，实现从绕组工况到离散节点温度，再到全场域温度的快速反演。利用所提方法对一110 kV油浸式变压器二维绕组传热模型进行分析，算例结果表明，温度场的最大平均绝对误差不超过0.49 K，最大平均相对误差不超过2.69%，热点温度最大误差不超过1.72 K；绕组温度分布计算时间仅为0.78 s，相较于全阶计算效率提升近千倍，充分说明了该算法的准确性与高效性，对变压器高精度数字孪生模型的建立具有重要意义，为实现数字孪生模型对物理实体的快速感知和主动预警提供了新思路。

关键词：油浸式变压器本征正交分解离散节点非侵入式降阶计算

基于关键帧提取与图像识别的电网设施数字化重建

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中国电力 2024年第9期57卷 217-223页

作者：陈志永韩璟琳刘洋李光毅蒋雨蔡瑞天国网河北省电力有限公司经济技术研究院河北石家庄050021 国网河北省电力有限公司河北石家庄050000 国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司河北保定071000 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

提出一种基于视频关键帧提取与图像识别的电网设施数字化重建方案。首先,通过移动作业终端拍摄待重建设施的视频序列,提取视频的关键帧并利用YOLOv5网络识别并提取电力设施锚框去除环境背景,构造图像集;然后,以运动恢复结构为原理进行... 详细信息

提出一种基于视频关键帧提取与图像识别的电网设施数字化重建方案。首先,通过移动作业终端拍摄待重建设施的视频序列,提取视频的关键帧并利用YOLOv5网络识别并提取电力设施锚框去除环境背景,构造图像集;然后,以运动恢复结构为原理进行三维重建,提出改进定向快速旋转算法提高相机位姿计算精度,进而实现电网设施三维模型重建;最后,以变压器为例,验证所提方法可以有效完成电力设施三维模型的重建。

关键词：数字孪生关键帧提取图像识别

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考虑多能互动的农村区域电网负荷预测方法

电力系统及其自动化学报 2024年第1期36卷 152-158页

作者：韩璟琳胡平韩天华王聪赵辉国网河北省电力有限公司经济技术研究院石家庄050000 国网河北省电力有限公司石家庄050000 国网河北省电力有限公司邢台供电分公司邢台054000 国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司石家庄050000

为应对煤改电及分布式电源规模化接入导致农村区域电网负荷预测复杂性提升的问题,本文提出一种考虑多能互动的农村区域电网负荷预测方法。首先,分析多能源信息耦合关系,提出农村区域多能信息横向和纵向交互的特征;其次,建立并行长短期... 详细信息

为应对煤改电及分布式电源规模化接入导致农村区域电网负荷预测复杂性提升的问题,本文提出一种考虑多能互动的农村区域电网负荷预测方法。首先,分析多能源信息耦合关系,提出农村区域多能信息横向和纵向交互的特征;其次,建立并行长短期记忆网络的多任务学习模型,支持多能源系统之间的横向交互分析;最后,以河北雄安农村区域电网进行验证,结果表明本文所提方法能够有效提高农村区域复杂场景下的预测精度。

关键词：农村区域电网并行长短期记忆网络负荷预测多能互动

基于多主体博弈和强化学习的微电网群与配电网协调优化调度方法

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现代电力 2024年第5期41卷 896-905页

作者：韩璟琳胡平赵辉陈志永侯若松国网河北省电力有限公司河北省石家庄市050022 国网河北省电力有限公司经济技术研究院河北省石家庄市050022

随着“煤改电”工程的推进,农村薄弱配电网因供暖季负荷突增可能出现短时线路容量不足的问题,传统的线路扩容改造方案面临着电网投资回收期长、非供暖季资产利用率低等问题,依托农村新能源资源禀赋,构建具备友好互动和需求响应能力的微... 详细信息

随着“煤改电”工程的推进,农村薄弱配电网因供暖季负荷突增可能出现短时线路容量不足的问题,传统的线路扩容改造方案面临着电网投资回收期长、非供暖季资产利用率低等问题,依托农村新能源资源禀赋,构建具备友好互动和需求响应能力的微电网是解决此问题的有效手段。为此,结合河北省某农村微电网群示范工程的应用背景,提出一种基于多主体博弈和强化学习的微电网群与配电网协调优化调度方法。各微电网以日内滚动优化调度计划为基准,考虑辅助服务策略对未来有限时域内运行经济性的影响,上报最优竞价策略;配电网结合辅助服务功率需求和各微电网的报价,以运行成本最小为目标确定辅助服务市场出清方案。最终,采用狼爬山(win or learn fast-policy hill-climbing,WoLF-PHC)算法实现对多主体博弈问题的快速求解,并基于微电网群示范工程实际案例验证了所提方法的有效性。

关键词：微电网群薄弱配电网多主体博弈强化学习协调优化

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考虑阶梯式碳交易和多利益主体的配电网优化调度

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现代电力 2024年

作者：李洪涛韩璟琳侯若松胡平冯喜春国网河北省电力有限公司国网河北省电力有限公司经济技术研究院

双碳目标背景下，大力发展新能源、降低碳排放将是未来能源发展的主线。提出了一种考虑阶梯式碳交易和多利益主体的配电网优化调度方法。首先，引入碳交易机制，建立碳交易量化模型。然后，建立配电网优化调度模型，分别建立源层、网层... 详细信息

双碳目标背景下，大力发展新能源、降低碳排放将是未来能源发展的主线。提出了一种考虑阶梯式碳交易和多利益主体的配电网优化调度方法。首先，引入碳交易机制，建立碳交易量化模型。然后，建立配电网优化调度模型，分别建立源层、网层与荷层的目标函数和约束条件，在模型中计及阶梯式碳交易成本。进而，构建多利益主体博弈框架，以分布式电源投资运营商、电网企业和用户为参与者建立基于博弈论的配电网多利益主体协调优化调度模型，并通过逆向归纳法进行模型求解。最后，通过仿真算例验证所提方法的有效性。

关键词：配电网优化调度阶梯式碳交易多利益主体协同优化

基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测

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应用光学 2024年第2期45卷 467-474页

作者：贾伯岩夏彦卫刘宏亮徐亚兵伊晓宇国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050021 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061000

为解决大容量、大跨越输电用碳纤维导线由于隐蔽性缺陷无法检出而导致频繁断线的问题,提出了一种基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测方法。该方法通过搭建导线运行环境并模拟导线运行工况,采用基于分布式光纤布里渊... 详细信息

为解决大容量、大跨越输电用碳纤维导线由于隐蔽性缺陷无法检出而导致频繁断线的问题,提出了一种基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测方法。该方法通过搭建导线运行环境并模拟导线运行工况,采用基于分布式光纤布里渊散射的时域反射技术,检测碳纤维导线的温度和应变分布情况,并结合光时域反射技术,检测碳纤维导线中光纤的损耗情况。经过综合对比分析,获取可表征多股碳纤维缺陷隐蔽性缺陷的光纤温度、应变、损耗等信号特征量,并构建神经网络模型,将各信号特征量作为模型输入,通过模型训练确定模型内各权系数,使其能够有效地检测多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷。实验结果表明,该方法可有效获取各类光纤信号特征量,并且能够准确地检测各类导线隐蔽性缺陷,具有重要的实际应用价值。

关键词：光纤传感技术多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷信号特征量神经网络模型