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基于深度学习融合网络的含噪电能质量扰动识别方法

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 11-20页

作者：王海东程杉徐其平刘烨王灿三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司浙江嘉兴314000

针对强噪声环境下电能质量扰动识别精度不高的问题,提出一种自适应小波降噪和深度学习相结合的电能质量扰动识别方法。首先,通过改进峰和比分层自适应阈值和能量优化的阈值函数算法对含噪扰动信号进行降噪处理。然后,通过残差神经网络... 详细信息

针对强噪声环境下电能质量扰动识别精度不高的问题,提出一种自适应小波降噪和深度学习相结合的电能质量扰动识别方法。首先,通过改进峰和比分层自适应阈值和能量优化的阈值函数算法对含噪扰动信号进行降噪处理。然后,通过残差神经网络对降噪后的扰动信号进行深层特征提取,在此基础上融入多头注意力机制下的双向长短时记忆网络,建立时序特征依赖关系,构成适用于噪声环境下的扰动识别框架。最后,在不同强度噪声环境下对20类扰动信号进行仿真实验。由仿真结果可知,该方法具有良好的噪声鲁棒性,在不同噪声环境下均有较高的识别正确率。

关键词：电能质量扰动自适应小波降噪残差神经网络多头注意力双向长短时记忆网络

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光伏电站自备用可调的虚拟同步控制调频策略

中国电力 2024年

作者：张江丰柯松陈文进王天宇郑可轲杨军国网浙江省电力有限公司电力科学研究院武汉大学电气与自动化学院国网浙江省电力有限公司电力调度控制中心

光伏电站的自备用控制能够为电网提供调频能力，但由于传统的自备用控制难以评估最大功率，且无法提供虚拟惯量，光伏电站调频效果有待提高，经济性需要量化。针对此问题，本文提出光伏电站自备用可调的虚拟同步调频控制策略。首先，基... 详细信息

光伏电站的自备用控制能够为电网提供调频能力，但由于传统的自备用控制难以评估最大功率，且无法提供虚拟惯量，光伏电站调频效果有待提高，经济性需要量化。针对此问题，本文提出光伏电站自备用可调的虚拟同步调频控制策略。首先，基于光伏运行P-V特性，提出光伏最大功率估算策略以及变步长电压控制策略，实现光伏自备用控制；其次，基于虚拟同步控制策略和光伏电站架构，引入频率反馈控制环，提出光伏自备用可调的虚拟同步控制策略，光伏电站在提供频率响应功率的基础上，以虚拟惯量的形式支撑电网的频率稳定。此外，在光伏直流侧并联储能，保证光伏运行点随自备用率动态调整过程中，其直流母线电压的稳定。本文进一步分析了最大功率估算算法存在误差时对虚拟同步调频控制策略的影响，以及虚拟同步控制参数变化对调频效果的影响。最后，通过Simulink仿真，结果验证了所提控制策略的有效性，为光伏并网调控提供理论支撑。

关键词：光伏电站最大功率估算自备用虚拟同步控制调频

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

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电网技术 2024年第5期48卷 2199-2206,I0115页

作者：黄景光赵珩李浙栋张宇鹏梅诺男孙佳航张员宁翁汉琍三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司浙江省绍兴市312000 国网湖北省电力有限公司超高压公司湖北省武汉市430050

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动... 详细信息

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

关键词：反时限过流保护分布式电源梯度下降算法曲线拟合速动性选择性

能源汇集系统中多模式接入储能的协调控制及优化设计方法

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电力科学与技术学报 2024年第3期39卷 159-167页

作者：黄弘扬张震霄解志良年珩吴建勇国网浙江省电力有限公司浙江杭州310000 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网浙江省电力有限公司建设分公司浙江杭州310000 国网浙江省电力有限公司丽水供电公司浙江丽水323000

随着能源汇集系统中新能源设备接入比例不断增加,光伏、负荷的不确定性将带来电能质量问题,给电网稳定运行带来挑战,为解决此问题,通过储能接入实现系统电压和功率的补偿控制。首先,分析电网电压与功率之间的耦合影响机理;然后,利用串... 详细信息

随着能源汇集系统中新能源设备接入比例不断增加,光伏、负荷的不确定性将带来电能质量问题,给电网稳定运行带来挑战,为解决此问题,通过储能接入实现系统电压和功率的补偿控制。首先,分析电网电压与功率之间的耦合影响机理;然后,利用串联型接入储能和并联型接入储能针对电网中的电压波动与功率波动进行协调补偿;最后,基于储能的协调控制对不同接入模式的储能传输容量进行优化设计,满足能源汇集系统补偿需求,保障系统稳定运行。通过仿真算例验证了所提协调控制及优化设计方法的有效性,能够降低储能设计总量,具有实际应用价值。

关键词：电能质量治理电压补偿功率补偿储能并网控制协调控制容量优化设计

基于数学形态学的电力系统灵活调节能力充裕度分析

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中国电力 2024年

作者：章枫樊恒建邓晖房乐周子青李知艺国网浙江省电力有限公司电力科学研究院国网浙江省电力有限公司电力市场仿真实验室国网辽宁省电力有限公司电力调度控制中心浙江大学电气工程学院

随着新能源在电力系统中的占比升高，电力系统的灵活调节需求也随之增加。系统中的灵活性资源是否能够满足调节需求成为了新型电力系统建设过程中亟待解决的问题。基于形态学分解理论，建立了考虑储能特性的电力系统灵活调节能力充裕度... 详细信息

随着新能源在电力系统中的占比升高，电力系统的灵活调节需求也随之增加。系统中的灵活性资源是否能够满足调节需求成为了新型电力系统建设过程中亟待解决的问题。基于形态学分解理论，建立了考虑储能特性的电力系统灵活调节能力充裕度分析模型；使用两种不同的运算子进行形态学分解，从电力系统净负荷曲线中分解得到了系统灵活调节能力充裕度分解结果；然后对应不同的灵活性调节需求，计算了不同装机容量灵活性资源系统的灵活调节能力充裕度；基于某省电力系统实际运行数据，验证了所提方法的有效性，计算了满足全部系统灵活调节能力充裕度的最小储能装机容量。

关键词：数学形态学灵活调节能力充裕度调节价值

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基于虚拟阻抗的低压配电网拓扑识别方法

电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 83-93页

作者：殷涵宣羿黄怡孙智卿赵健鲍若愚上海电力大学电气工程学院上海200090 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司浙江杭州310016 国家电网有限公司北京100032

当前拓扑识别技术难以反映潮流特性对拓扑识别的影响,基于配电网现有量测数据,通过分析节点间的电气距离,提出了虚拟阻抗的概念。将节点间具备电气意义的且与电气距离成正相关的连续变量定义为虚拟阻抗,并提出了一种基于虚拟阻抗的低压... 详细信息

当前拓扑识别技术难以反映潮流特性对拓扑识别的影响,基于配电网现有量测数据,通过分析节点间的电气距离,提出了虚拟阻抗的概念。将节点间具备电气意义的且与电气距离成正相关的连续变量定义为虚拟阻抗,并提出了一种基于虚拟阻抗的低压配电网拓扑识别方法。首先,构建以节点间虚拟阻抗为因变量的多元线性回归方程。然后,通过岭回归计算每一个单相电表与关口电表构成的回归方程的虚拟阻抗,根据计算结果快速判别出拓扑关系异常的电气设备。最后,建立基于导数动态时间弯曲(derivative dynamic time warping,DDTW)距离的校验模型,重新构建得到电气设备的正确拓扑关系,实现低压配电网拓扑关系的修正。以实际的低压配电网台区样本数据为依据,验证了所提方法的有效性。

关键词：低压配电网拓扑识别虚拟阻抗潮流特性

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可控电感在WPT系统动态性能的优化方法

重庆大学学报 2024年第6期47卷 103-117页

作者：凌荣光何磊杰刘巧孟繁超叶佳青唐春森国网浙江省电力有限公司宁波供电公司浙江省宁波市315000 重庆大学自动化学院重庆400044

SS型Buck-WPT(Buck-wireless power transfer)系统由Buck电路和基本的SS型无线电能传输电路组成。该电路系统因为结构和控制方式简单、控制效果明显等优点在感应式无线电能传输方面得到广泛应用。但该电路的动态特性并不能满足一些时变... 详细信息

SS型Buck-WPT(Buck-wireless power transfer)系统由Buck电路和基本的SS型无线电能传输电路组成。该电路系统因为结构和控制方式简单、控制效果明显等优点在感应式无线电能传输方面得到广泛应用。但该电路的动态特性并不能满足一些时变系统对快速性的较高要求。例如,系统在启动时会存在较强震荡和较大超调,系统负载改变时稳定状态会发生改变且存在明显抖动,系统极限空载时原边谐振电流会增大,且该电流值远超出安全工作范围。本文提出了一种基于可控电感的SS型Buck-WPT系统。首先,分析了电感值可调的方法并在COMSOL中建立仿真模型验证其电感值可控的特性。其次,对SS型Buck-WPT系统进行数学建模,将SS型WPT系统作为Buck电路的特殊负载,推导SS型Buck-WPT系统状态空间方程。研究其三维空间内相轨迹的降维描述方法,将该系统用二维相轨迹描述系统运行过程。然后,通过分析启动阶段相轨迹运行规律,改进前级Buck电路。将传统Buck电路中的电感换成可控电感,运用其电感值可调的控制系统开通阶段的运行轨迹,使系统在1个开关周期内无超调快速进入稳态。当系统负载改变时,系统的输出电压会改变,且是不断抖动来回反复的过程,利用PI算法对系统进行恒流控制。通过可控电感控制系统相轨迹,使副边输出能无抖动快速进入稳态,保证输出电压不变。针对SS型谐振网络的Buck-WPT系统中出现空载大电流的问题,提出了将可控电感串联接入原边谐振网络的方法。实时检测原边谐振电流值,该值超过正常工作范围,感值就快速增大,减小原边谐振电流,达到空载时维持原边谐振电流安全值以下。最后,验证上述方法在优化SS型Buck-WPT系统动态特性的有效性,在Simulink中搭建仿真电路。该方法能减小工作条件改变时带来的系统抖动,且在不改变系统响应速度前提下减小超调,优化系统动态性能,增强系统抗负载扰动力,提高系统带负载能力有明显效果。

关键词：无线电能传输动态性能优化可控电感相轨迹规划

考虑移动氢能存储的港口多能微网两阶段分布鲁棒优化调度

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3078-3092,I0012页

作者：侯慧甘铭吴细秀赵波章雷其王灼谢长君武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310014

为有效应对海上风电固有的间歇及波动性给港口多能微网带来的不确定性风险,提出一种考虑移动氢能存储的港口多能微网两阶段分布鲁棒优化调度模型。首先,结合Wasserstein距离实现风电出力概率分布模糊集的精确刻画,并通过非参数核密度估... 详细信息

为有效应对海上风电固有的间歇及波动性给港口多能微网带来的不确定性风险,提出一种考虑移动氢能存储的港口多能微网两阶段分布鲁棒优化调度模型。首先,结合Wasserstein距离实现风电出力概率分布模糊集的精确刻画,并通过非参数核密度估计拟合海上风电预测误差概率分布,获得不同置信水平下风电出力区间及场景。其次,分析氢能船舶、汽车等移动氢能存储资源对间歇性风电出力的能源存储潜力,并结合用能心理、交通属性差异,将两者分别建模为激励型、价格型需求响应,实现港口移动氢能存储灵活性资源的高效聚合。再次,针对含移动氢能存储的港口多能微网,构建基于概率分布模糊集的日前-日内两阶段分布鲁棒优化调度模型,并运用线性决策规则与强对偶理论将其转换为混合整数线性规划模型求解。最后,基于海上风电实测数据进行仿真验证。结果证明,移动氢能存储可显著提升港口多能微网的低碳灵活性,所提模型在兼顾港口多能微网经济性的同时,可进一步保证风电不确定性风险下的鲁棒性。

关键词：移动氢能存储港口多能微网风电不确定性 Wasserstein距离分布鲁棒优化

基于谐波状态空间的高压直流输电系统SISO阻抗建模及稳定性分析

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1985-1998,I0027页

作者：王杨夏菲田旭肖先勇徐群伟马智泉四川大学电气工程学院四川省成都市610065 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310014

近年来,电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based on high voltage direct current,LCC-HVDC)系统的稳定性问题得到广泛关注,多位专家学者建议采用谐波状态空间(harmonic state space,HSS)等线性周期时变建模方... 详细信息

近年来,电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter based on high voltage direct current,LCC-HVDC)系统的稳定性问题得到广泛关注,多位专家学者建议采用谐波状态空间(harmonic state space,HSS)等线性周期时变建模方法对其分析。然而,HSS不可避免地提高了建模的复杂度与维数,在面对大规模交直流系统时具有局限性。同时,LCC-HVDC包含多类型谐波耦合,各部分耦合对稳定性的影响大小尚未得到充分论证。为此,文中以HSS为底层理论建立LCC-HVDC的耦合阻抗矩阵,揭示高压直流输电系统内部的谐波耦合机理。进一步,通过多频电路等效思想,提出三相系统多维阻抗的降维方法,将耦合阻抗矩阵无损降维成单入单出阻抗,以此分析不同次数的谐波耦合对阻抗特性与稳定性的影响。结果表明,考虑到13次谐波截断可以有效提升高压直流输电系统阻抗模型精度,但对稳定性分析结果的影响小于忽略工况变化、简化逆变侧带来的误差。

关键词：电网换相换流器型高压直流输电谐波状态空间谐波耦合单入单出阻抗稳定性分析