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基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测

电网技术 2024年第2期48卷 730-739页

作者：游文霞梁皓杨楠李清清吴永华李文武三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司咸宁供电公司湖北省咸宁市437000 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司湖北省孝感市432000

针对电力用户类别不平衡导致窃电检测具有偏向性问题,该文提出一种基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测模型。首先以Easy-ensemble混合集成学习框架为基础确定最佳采样子集数;然后通过重采样自适应策略,即根据用户用电数据集的不... 详细信息

针对电力用户类别不平衡导致窃电检测具有偏向性问题,该文提出一种基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测模型。首先以Easy-ensemble混合集成学习框架为基础确定最佳采样子集数;然后通过重采样自适应策略,即根据用户用电数据集的不平衡度以及最佳采样子集数确定检测模型的重采样方式,使用电数据达到平衡;最后按照先串行集成减小偏差、后并行集成降低方差的混合集成方式,对重采样后的均衡样本进行窃电检测。算例对比分析表明所提检测模型通过重采样和混合集成有效解决了传统集成算法在不平衡窃电检测中的偏向问题,降低了由于用电数据的不平衡性对集成结果的影响,提高了用户类别不平衡的窃电检测效果,在多种不平衡度下模型的准确率、F1值和G均值均表现优异。

关键词：窃电检测不平衡数据重采样集成学习 Easy-Ensemble集成框架

基于波形距离系数的逆变站近区交流线路保护方向元件

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 140-149页

作者：冀肖彤柳丹熊平陈玉杨霖文明浩国网湖北省电力有限公司湖北省武汉市430077 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北省武汉市430077 华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074

逆变站仅有单回出线时,若逆变站近区交流线路发生故障,逆变站的复杂特性导致传统方向元件难以判别故障方向。文中对逆变站近区交流线路故障特征进行了分析。然后,指出了交流线路电流与交流边界元件电流时域变化量之间的相似特征,提出了... 详细信息

逆变站仅有单回出线时,若逆变站近区交流线路发生故障,逆变站的复杂特性导致传统方向元件难以判别故障方向。文中对逆变站近区交流线路故障特征进行了分析。然后,指出了交流线路电流与交流边界元件电流时域变化量之间的相似特征,提出了利用测量电压、电流推算交流边界元件电流的电磁暂态计算方法。最后,利用时域中的交流线路电流与交流边界元件电流之间的波形距离系数在正方向和反方向故障下的差异,提出了一种新的方向判别原理,并通过大量仿真对其性能进行了验证。仿真结果表明,所提方向元件能准确识别故障方向,具有较高的可靠性和灵敏度。

关键词：交直流混联系统逆变站方向元件电磁暂态计算波形距离系数

基于切片采样-马尔科夫链蒙特卡洛模拟的高比例新能源电力系统等效惯量概率评估

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电网技术 2024年第1期48卷 140-149页

作者：王强强姚良忠徐箭程帆毛蓓琳闻章陈汝斯武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北省武汉市430077

风电、光伏新能源发电功率的不确定性给高比例新能源电力系统的等效惯量评估带来了新的挑战。基于确定性的惯量评估方法不能有效反映全分析时段高比例新能源电力系统惯量的时序变化态势。为了评估新能源波动所引起的系统惯量不确定性,... 详细信息

风电、光伏新能源发电功率的不确定性给高比例新能源电力系统的等效惯量评估带来了新的挑战。基于确定性的惯量评估方法不能有效反映全分析时段高比例新能源电力系统惯量的时序变化态势。为了评估新能源波动所引起的系统惯量不确定性,该文提出了一种基于切片采样–马尔科夫链蒙特卡洛模拟(slice sample Markov chain Monte Carlo,S-MCMC)的系统等效惯量概率评估方法。首先,对高比例新能源电力系统惯量组成及特性进行了分析,并对同步旋转设备的有效机械惯量、风电光伏电源的有效虚拟惯量进行量化计算。然后,基于Copula函数建立风速和光照强度之间的相关性模型,利用S-MCMC对系统等效惯量进行概率评估,从而得到系统等效惯量时序变化区间。最后,以改进的IEEE 39节点系统进行仿真分析,验证了所提出方法及分析结果的有效性。

关键词：高比例新能源电力系统不确定性等效惯量概率评估时序变化区间

基于超松弛双Q学习的源荷储协同频率稳定算法研究

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1419-1429,I0014页

作者：周博奇柳丹席磊李彦营三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北省武汉市430000

具有强随机特性的新能源规模化接入将给电网带来强随机扰动,传统控制方法无法有效解决分布式电网模式下由强随机扰动引起的频率失衡、控制性能标准变差的问题。该文从二次调频角度提出一种多区域互联电网的智能发电控制算法,即超松弛双... 详细信息

具有强随机特性的新能源规模化接入将给电网带来强随机扰动,传统控制方法无法有效解决分布式电网模式下由强随机扰动引起的频率失衡、控制性能标准变差的问题。该文从二次调频角度提出一种多区域互联电网的智能发电控制算法,即超松弛双Q学习算法,来获取多区域协同控制。所提算法在快速Q学习基础上引入超松弛因子ω来加速最优值函数的计算,同时引入双Q学习策略来解决强化学习Q算法体系中的动作探索值过高估计问题,以提升算法的收敛性与更新效率。在改进的IEEE标准两区负荷频率控制模型以及云南互联电网模型中进行仿真分析,结果可知,所提算法表现出更佳的控制性能与收敛速度。

关键词：新能源二次调频强化学习多智能体

通信限制下多DG接入配网的新型电流差动保护

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电力系统保护与控制 2024年第2期52卷 80-89页

作者：李振兴王扬赜望周丽陈艳霞朱益翁汉琍新能源微电网湖北省协同创新中心(三峡大学) 湖北宜昌443002 国网湖北省电力有限公司潜江市供电公司湖北潜江433100 国网北京市电力公司北京100031

差动保护是解决分布式电源(distributed generation, DG)接入下配电网保护难题的有效手段,然而配网现有通信建设水平很大程度上制约了差动保护的构建。首先,融合电流相位与相量差动保护思想,同时将电流相位信息进行变换,实现通信信息降... 详细信息

差动保护是解决分布式电源(distributed generation, DG)接入下配电网保护难题的有效手段,然而配网现有通信建设水平很大程度上制约了差动保护的构建。首先,融合电流相位与相量差动保护思想,同时将电流相位信息进行变换,实现通信信息降容。应用递推最小二乘法实现短路电流相位参数的快速估计,提出了短路电流相位修正策略,以应对CT饱和与直流分量对保护的干扰。最后,提出适用于含多DG配网的新型电流差动保护构建原则与保护判据。基于PSACD/EMTDC平台搭建仿真模型,验证了所提出的电流相位参数预测方法的精度与新型差动保护的性能。算例结果表明:所提电流相位参数预测方法速度快、精度高,具有良好的抗CT饱和能力;所提新型差动保护原理具有良好的性能。

关键词：配电网 DG 0±1变换电流相位参数预测差动保护

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一类三电平伪图腾柱无桥PFC变换器

中国电机工程学报 2024年第2期44卷 691-703,I0022页

作者：马辉徐甜川范李平卢云陈曦黄悦华三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司湖北省宜昌市443000

针对传统二极管钳位型三电平整流器在单相电源前级功率校正(power factor correction,PFC)电路应用场景下全控开关器件数量多的问题,该文基于3种传统无桥PFC电路进行三电平电路拓扑设计,提出一类三电平伪图腾柱PFC电路(single-phase thr... 详细信息

针对传统二极管钳位型三电平整流器在单相电源前级功率校正(power factor correction,PFC)电路应用场景下全控开关器件数量多的问题,该文基于3种传统无桥PFC电路进行三电平电路拓扑设计,提出一类三电平伪图腾柱PFC电路(single-phase three-level pseudo totem-pole PFC circuit,STPT-PFC),该类三电平PFC具有双电感支路桥臂,两者相互配合工作为输入电流提供路径,在正负半周两电感支路桥臂工作于不同模态可有效降低分别流过两电感的电流;基于该类PFC的一个代表性电路,从工作电流路径过程、关键波形和调制脉冲分配等方面对其进行工作原理分析,并对其它电路进行电路特性总结,推导桥臂对地电压电平特性与开关脉冲分配的数学关系式。另外,该类STPT-PFC共有5种结构,结合该类STPT-PFC结构特点,提出统一区间判断条件的双层载波调制技术,该类STPT-PFC具有相同开关器件不同拓扑结构可采用同一调制方案的特点,便于该类调制技术移植。最后,基于STPT-PFC-I电路设计1台额定功率1 kW、直流输出电压400 V的实验样机,从稳态及动态两方面进行实验分析,实验结果验证所提出一类三电平伪图腾柱PFC电路的可行性和三电平统一双层调制方法的有效性。

关键词：三电平变换器无桥功率校正电路三电平双层载波调制技术

考虑电力-交通交互的配电网故障下电动汽车充电演化特性

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电力系统自动化 2024年第5期48卷 88-98页

作者：吴赋章杨军柯松向慕超凌在汛邓桂平交直流智能配电网湖北省工程中心湖北省武汉市430072 武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北省武汉市430077

由于配电网与交通网间的耦合交互作用,高渗透率电动汽车接入下的配电网故障可能对两网的运行产生扩大影响,厘清故障下电动汽车充电负荷对电网和交通网运行状态的影响以及充电站充电负荷分布是及时阻断故障影响的基础。针对此,提出了考... 详细信息

由于配电网与交通网间的耦合交互作用,高渗透率电动汽车接入下的配电网故障可能对两网的运行产生扩大影响,厘清故障下电动汽车充电负荷对电网和交通网运行状态的影响以及充电站充电负荷分布是及时阻断故障影响的基础。针对此,提出了考虑电力-交通交互的配电网故障下充电特征演化分析方法。首先,考虑配电网故障下充电负荷变化对配电网的影响,提出了计及充电负荷变化灵敏度的变步长重复潮流模型以计算配电网最大供电能力。其次,结合用户有限理性决策和动态交通均衡,构建了配电网故障影响下的交通运行状态演化模型。进一步,以电动汽车出行和充电为耦合单元,基于改进的Davidson函数描述供电能力对充电行为的影响,建立了两网交互的作用关系。最后,仿真分析了考虑网络耦合的配电网故障下充电负荷演化规律及其影响。

关键词：高渗透率电动汽车配电网交通网故障充电最大供电能力

基于最优经济运行区域的主动配电网日前日内协同调度方法

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电网技术 2024年第4期48卷 1602-1611,I0066,I0067-I0071页

作者：王灿方仍存雷何孙建军查晓明武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 综合能源电力装备及系统安全湖北省重点实验室(武汉大学) 湖北省武汉市430072 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北省武汉市430077

传统的日前-日内协同调度通常以与日前时序计划曲线偏差最小作为日内目标函数,当日内新能源出力预测值与日前相差较大时,储能装置(energy storage systems,ESS)等由于其时间耦合约束日内调整范围有限,导致经济性和灵活性较差。对此,提... 详细信息

传统的日前-日内协同调度通常以与日前时序计划曲线偏差最小作为日内目标函数,当日内新能源出力预测值与日前相差较大时,储能装置(energy storage systems,ESS)等由于其时间耦合约束日内调整范围有限,导致经济性和灵活性较差。对此,提出了基于最优经济运行区域(optimal economic operation region,OEOR)的主动配电网(active distribution networks,ADN)日前-日内协同调度方法。在日前阶段,构建线性化ADN调度模型,基于拉丁超立方采样法生成的大量随机场景下调控设备优化曲线,以全时间段内设备出力上下界内所包含的随机场景优化结果数量最大为目标,考虑储能装置荷电状态的相邻时段约束和微型燃气轮机的爬/滑坡率,构建OEOR生成模型。最后,在日内阶段,调控设备在OEOR内滚动优化调整,当该时段优化值贴近OEOR边界时,考虑相邻时段出力约束,将OEOR扩展为最优经济极限运行区域(E-OEOR)。算例结果表明,所提方法相比于传统方法能够更有效地提升配电网经济性。

关键词：最优经济运行区域时间耦合性约束协同调度主动配电网

小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 153-160,201页

作者：李振兴朱益王扬赜陈艳霞皮志勇翁汉琍三峡大学新能源微电网湖北省协同创新中心湖北宜昌443002 国家电网北京市电力公司电力科学研究院北京100075 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000

基于时间级差配合的梯级电流保护受限于出口线路保护动作时间,为缩短保护研判时间,提升配电网多级配合能力,提出一种小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护方法。对传统电流保护动作时间进行分析,采用整定值构建模板曲线,与故... 详细信息

基于时间级差配合的梯级电流保护受限于出口线路保护动作时间,为缩短保护研判时间,提升配电网多级配合能力,提出一种小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护方法。对传统电流保护动作时间进行分析,采用整定值构建模板曲线,与故障电流采样值进行多点动态比较,基于有效值爬坡效应及采样值越限效应构建新的保护启动判据、考虑保护算法延迟及干扰点的影响构建新的动作判据,综合加快电流保护判别速度。利用PSCAD/EMTDC软件仿真验证了所提方法在不同类型故障、不同故障时刻、负荷突增、干扰影响等工况下的有效性,结果表明所提方法的动作时间不超过10 ms,有利于小级差更加灵活和可靠的整定。

关键词：多级配电网小级差快速电流保护继电保护模板曲线电流采样值

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