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提高配电网承载力的分布式光伏双层规划方法

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第7期52卷 69-75页

作者：杨志淳朱炳兆操燕春王丹国网湖北省电力有限公司电力科学研究院华中科技大学电气与电子工程学院国网湖北省电力有限公司黄冈供电公司

针对光伏发电爆发式增长、规模化并网，配电网结构和运行状态发生较大改变，配电网的可靠性和安全性受到挑战的问题，以广义短路比(gSCR)、节点电压关联裕度(VIMI)和电压偏差作为配电网承载能力评估指标，提出了一种提高配电网承载能力... 详细信息

针对光伏发电爆发式增长、规模化并网，配电网结构和运行状态发生较大改变，配电网的可靠性和安全性受到挑战的问题，以广义短路比(gSCR)、节点电压关联裕度(VIMI)和电压偏差作为配电网承载能力评估指标，提出了一种提高配电网承载能力的分布式光伏选址定容双层规划模型．上层以配电网承载能力最大为目标，对分布式光伏设备进行选址定容；下层规划以网损最小为目标，调节光伏设备无功出力，优化光伏接入容量．利用天牛须(BAS)-粒子群算法和二阶锥松弛方法对模型进行求解．最后通过案例验证模型的有效性，结果表明所提方案具有良好的鲁棒性和适用性．

关键词：承载能力配电网分布式光伏选址定容双层规划

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计及风机运行状态差异的风电场频率协同支撑控制

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 98-104页

作者：冀肖彤江克证姚雅涵柳丹姚伟曹侃文劲宇华中科技大学电气与电子工程学院强电磁技术全国重点实验室湖北武汉430074 国网湖北省电力有限公司湖北武汉430077 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北武汉430077

尾流效应会导致同一风电场内风机的调频能力各不相同,为了充分利用风电场内每台风机的调频能力以提升系统的频率表现,提出了一种计及风机运行状态差异的风电场频率协同支撑控制策略。所提控制策略分为2个阶段:在频率支撑阶段,采用无领... 详细信息

尾流效应会导致同一风电场内风机的调频能力各不相同,为了充分利用风电场内每台风机的调频能力以提升系统的频率表现,提出了一种计及风机运行状态差异的风电场频率协同支撑控制策略。所提控制策略分为2个阶段:在频率支撑阶段,采用无领导一致性算法使风机与邻近风机实时交换状态信息,实现合理的功率分配,并在此基础上自适应调整调频系数以保障风电场的安全运行;在风机由频率支撑阶段切换至转速恢复阶段,采用渐进转速恢复控制实现两控制间的平滑过渡,缓解二次频率跌落问题。以含风电场的4机2区系统和3端4区系统为算例进行仿真分析,仿真结果验证了所提控制策略向上调频和向下调频的控制效果相比于集中式控制的优越性。

关键词：风电场频率支撑分布式控制一致性算法二次频率跌落运行状态

C_(6)F_(12)O混合气体与三元乙丙橡胶的相容性研究

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工程科学与技术 2024年第5期56卷 106-116页

作者：田双双刘本立邓广宇张晓星李慧慧刘伟豪陈辉湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心湖北武汉430068 襄阳湖北工业大学产业研究院湖北襄阳441000 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北武汉430000

C_(6)F_(12)O作为一种新型环保绝缘气体,与缓冲气体混合后具有作为绝缘介质运用于中低压电气设备的潜力。然而,环保气体绝缘设备内的密封材料是否与C_(6)F_(12)O长期兼容还有待深入研究。为此,本文研究了C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体与... 详细信息

C_(6)F_(12)O作为一种新型环保绝缘气体,与缓冲气体混合后具有作为绝缘介质运用于中低压电气设备的潜力。然而,环保气体绝缘设备内的密封材料是否与C_(6)F_(12)O长期兼容还有待深入研究。为此,本文研究了C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体与气体绝缘设备中常用的三元乙丙橡胶(EPDM)的相容性和O_(2)对C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体与EPDM相容性的影响。本文搭建了气固相容性实验平台,并结合实际运行温度进行不同温度下C_(6)F_(12)O混合气体与EPDM的相容性实验,测试了实验后EPDM的表面形貌、表面元素、力学性能和气体成分的变化,以确定C_(6)F_(12)O混合气体与EP-DM的长期相容性。同时,构建了C_(6)F_(12)O混合气体与EPDM分子链的仿真模型,基于分子动力学(MD)理论计算了C_(6)F_(12)O、CO_(2)与EPDM之间的扩散系数、相互作用参数和混合能。结果表明:在110℃热加速实验后EPDM表面产生鳞状结构,并在EPDM表面检测到C—F键、有机氟化物和金属氟化物,EPDM的力学性能降低,实验后主要气体产物为C_(3)F_(6)和C_(3)F_(7)H。加入O_(2)后,EPDM在90℃时表面出现凸起,并且有大量O、F元素积累在表面,EPDM力学性能下降,气体产物增多。理论计算也表明升高温度和加入O_(2)会加速C_(6)F_(12)O混合气体在EPDM中的扩散,导致气体分子与EPDM相容性变差。本文的研究成果将为C_(6)F_(12)O气体绝缘设备的设计和制造过程提供参考。

关键词： C_(6)F_(12)O混合气体三元乙丙橡胶相容性分子动力学模拟

少油设备PD绝缘缺陷油面特征气体的变化特性

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高电压技术 2024年第3期50卷 1281-1288页

作者：张国治黄雅兰叶高翔刘翔闫伟阳张晓星湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430068 湖北省电力有限公司经济技术研究院武汉430077 襄阳湖北工业大学产业研究院襄阳441100

少油设备存在油量非常少、钢性全密封结构以及缺少防爆措施的客观特征,长期的局部放电(partial discharge,PD)绝缘缺陷会诱发设备爆炸、起火等安全事故的发生,而少油设备一直缺乏有效的PD绝缘缺陷检测、诊断技术。基于此,通过搭建110 k... 详细信息

少油设备存在油量非常少、钢性全密封结构以及缺少防爆措施的客观特征,长期的局部放电(partial discharge,PD)绝缘缺陷会诱发设备爆炸、起火等安全事故的发生,而少油设备一直缺乏有效的PD绝缘缺陷检测、诊断技术。基于此,通过搭建110 kV正立式电流互感器PD绝缘缺陷油面气体检测实验平台,试验研究了少油设备不同PD强度下油面特征气体变化规律及其与油中溶解气体的关联特性,试验结果表明:PD特征气体H_(2)、CH_(4)、CO在油面上富集明显,且浓度增速远大于油中的值,基于油面气体的PD检测较油色谱检测有着更高的灵敏度;当PD绝缘缺陷严重劣化时,油中溶解气体浓度增速无明显提升且关键气体C_(2)H_(2)未达到预警值,而油面特征气体浓度均出现明显突增,其中H_(2)、C_(2)H_(2)的浓度增量最为显著,C2H2体积分数可以达到17.41×10^(–6),在放电缺陷劣化过程中通过捕捉该变化能够有效预警击穿放电的发生。油面气体浓度能够有效表征少油设备内部PD缺陷的产生、发展,该研究成果为少油设备PD绝缘缺陷的高灵敏监测提供了新的解决思路。

关键词：少油设备局部放电油面特征气体溶解气体分析产气规律

直流受端馈入站与近区风电场系统振荡特性分析

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2685-2698,I0014页

作者：孙康怡李大虎姚伟周泓宇林思齐文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074 国网湖北省电力公司湖北省武汉市430077

随着高压直流输电工程的不断投产,以及风电项目的增多,越来越多的风电场出现在电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)受端换流站近区,两者构成的系统存在振荡风险。为此,... 详细信息

随着高压直流输电工程的不断投产,以及风电项目的增多,越来越多的风电场出现在电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)受端换流站近区,两者构成的系统存在振荡风险。为此,该文针对直流受端馈入站与近区风电场系统的振荡特性展开研究。首先,建立并验证系统的状态空间模型,基于该模型计算出系统特征值,确定LCC-HVDC与风电场共同参与的振荡主导模式并进行参与因子分析。进一步地,通过对比是否接入LCC-HVDC的主导模式,得到LCC-HVDC的接入会削弱系统阻尼的结论。最后,从系统额定容量、交流系统短路比、风电场并网线路长度等方面探究系统稳定性的影响因素,并分析系统的不同短路比、潮流比对风机网侧换流器(grid-side converter,GSC)外环控制和换流站定电流控制器性能的影响。

关键词：直驱风电场电网换相换流器高压直流输电直流馈入站耦合振荡小信号分析参与因子分析

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融合注意力机制的轻量级摔倒检测

光电子．激光 2024年第3期35卷 283-292页

作者：李尧李金哲黄刚周箩鱼长江大学电子信息学院湖北荆州434023 国网湖北省电力有限公司松滋市供电公司湖北荆州434200

摔倒检测大都依靠传感器设备,此类方法受设备自身和环境因素影响较大,常常无法发挥该有的作用,同时,基于视觉的方法往往实时性较差,鲁棒性不强。针对上述问题,本文提出了一种鲁棒性强、能有效部署在嵌入式设备上的轻量化摔倒检测算法。... 详细信息

摔倒检测大都依靠传感器设备,此类方法受设备自身和环境因素影响较大,常常无法发挥该有的作用,同时,基于视觉的方法往往实时性较差,鲁棒性不强。针对上述问题,本文提出了一种鲁棒性强、能有效部署在嵌入式设备上的轻量化摔倒检测算法。以YOLOv5为基准模型,首先,融合轻量级注意力机制模块,使网络更关注要识别的目标区域,增强网络的识别精度。其次,使用模型压缩方法对模型进行剪枝,减小模型体积和计算量,使模型轻量化,以提高推理速度和便于部署在嵌入式设备中。最后,对剪枝后的模型进行知识蒸馏,在不提升模型复杂度的前提下提升模型的检测精度。实验结果表明:本文模型相较于基准模型,mAP增加了1.7%,召回率提高了1.2%,模型体积减小了79.1%,浮点运算量降低了70.9%。将本文模型部署在嵌入式设备Jetson Nano上,检测速率达到13.2 frame/s,基本满足实时性摔倒检测的要求。

关键词：摔倒检测注意力机制轻量化模型压缩知识蒸馏

交直流微网群系统运行模式划分及协同互助调控策略

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高电压技术 2024年第3期50卷 1111-1121,I0007-I0013页

作者：杨志淳王晨霞蒋东韩佶杨帆闵怀东国网湖北省电力有限公司电力科学研究院武汉430077 哈尔滨工业大学(威海)新能源学院威海264200

面向包含柔性多状态开关的交直流混合微网系统的多模式运行与切换场景,提出了系统运行多模式划分方法及协同互助调控策略。首先,按照通讯方式、拓扑结构、负荷状态3个模式特点将系统划分为320种运行模式;然后,针对系统的不同运行模式深... 详细信息

面向包含柔性多状态开关的交直流混合微网系统的多模式运行与切换场景,提出了系统运行多模式划分方法及协同互助调控策略。首先,按照通讯方式、拓扑结构、负荷状态3个模式特点将系统划分为320种运行模式;然后,针对系统的不同运行模式深入分析对应模式下的功率传输平衡关系和内在切换逻辑,应用调控策略得到多模式运行下的电压源换流器(voltage source converter,VSC)有功功率调控指令,实现了系统多模式稳定运行和自由切换、馈线负荷均衡以及主变重载自动调控。最后,通过仿真验证了所提调控策略的可靠性,并分析了通信延迟对分布式控制的影响。仿真结果表明:所提调控策略能够保障交直流微网群系统在不同运行模式下稳定运行并灵活切换。

关键词：交直流微网多模式柔性多状态开关通讯方式拓扑结构负荷状态

自储能柔性互联配电网多时间尺度无功优化方法

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南方电网技术 2024年

作者：贺继锋张焱哲张涛莫石卢子敬王俊琪国网湖北省电力有限公司国网湖北省电力有限公司经济技术研究院合肥工业大学电气与自动化工程学院

分布式电源的广泛接入影响系统潮流分布，可通过无功优化维持电压稳定，提高系统运行经济性。针对传统无功设备调控能力不足，通过引入自储能智能软开关(soft open point with energy storage, E-SOP)改善配电网的无功电压优化性能。日... 详细信息

分布式电源的广泛接入影响系统潮流分布，可通过无功优化维持电压稳定，提高系统运行经济性。针对传统无功设备调控能力不足，通过引入自储能智能软开关(soft open point with energy storage, E-SOP)改善配电网的无功电压优化性能。日前阶段构建长时间尺度无功优化模型，确定有载调压变压器、可投切电容器、储能装置的调度策略；日内阶段基于源荷短期预测结果建立滚动优化模型，以对日前优化结果加以修正。提出的柔性配电网多时间尺度无功优化方法，考虑了E-SOP损耗特性的建模精确性，实现连续和离散无功资源的协调优化，降低运行成本的同时减小电压偏差。基于凸松弛技术，将上述无功优化模型转化为混合整数二阶锥规划问题，进而引入基于诱导目标函数(IOF)的加速技术，进一步提高无功优化模型的计算效率。以改造后的IEEE 33节点系统为例进行分析，结果验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：自储能智能软开关柔性配电网无功优化多时间尺度优化加速求解

地下交叉互联高压电缆分布式护层电流传感系统的时滞控制方法

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1234-1244页

作者：周莎莎王航杨斌夏湛然周承科湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430068 国网湖北省电力公司武汉供电公司武汉430024 格拉斯哥卡里多尼亚大学格拉斯哥G40BA

交叉互联高压电缆系统中的分布式护层电流检测对于护层接地故障诊断至关重要。为解决地下高压电缆不依赖外部时标的分布式护层电流传感时间同步问题,该文基于交叉互联高压电缆护层间的耦合关系,采用并联Smith预估补偿器提升时滞补偿效率... 详细信息

交叉互联高压电缆系统中的分布式护层电流检测对于护层接地故障诊断至关重要。为解决地下高压电缆不依赖外部时标的分布式护层电流传感时间同步问题,该文基于交叉互联高压电缆护层间的耦合关系,采用并联Smith预估补偿器提升时滞补偿效率,获取残差最小的时间偏置补偿时滞量,提出多护层电流传感器时滞误差的递归最小二乘跟踪方法,以电容电流短时不变为稳定判据,对实际测量时分布式护层电流传感器之间的时延进行估计和控制。该方法在220 kV高铁牵引变压器一次侧高压电缆分布式护层电流传感系统上进行了试验验证,验证结果表明,该方法收敛至最小残差值点,平均残差为0.30 A,准确时滞量为3.93 s,能实现分布式护层电流传感的时间同步。

关键词：高压电缆交叉互联护层电流在线监测时滞控制