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电力工控系统高隐身虚假遥控指令注入攻击检测

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电力系统自动化 2024年第17期48卷 97-108页

作者：张博宋宇飞郑豪丰刘绚王文博湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

随着新型电力系统中信息域与物理域耦合程度的加深和网络攻击技术的快速发展,电力工控系统正面临定制化网络攻击威胁,其中,高隐身虚假遥控指令注入(HFCI)攻击已成为破坏能力最强的网络攻击类型之一。文中提出一种电力工控系统HFCI攻击... 详细信息

随着新型电力系统中信息域与物理域耦合程度的加深和网络攻击技术的快速发展,电力工控系统正面临定制化网络攻击威胁,其中,高隐身虚假遥控指令注入(HFCI)攻击已成为破坏能力最强的网络攻击类型之一。文中提出一种电力工控系统HFCI攻击检测方法。首先,利用优化卷积神经网络模型对IEC 60870-5-104协议业务流量进行浅应用层HFCI检测并过滤异常报文;然后,通过HFCI厂站级指令威胁度评估模块和HFCI系统级指令风险判断模块,对深应用层的HFCI攻击指令进行检测;最后,通过IEEE 30节点仿真系统,验证了所提HFCI攻击检测方法的准确性和泛化能力。

关键词：电力工控系统 IEC 60870-5-104协议业务流量高隐身虚假遥控指令注入攻击攻击检测

基于安全限定义的新能源电力系统区间经济调度模型及算法

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电网技术 2024年第2期48卷 509-516页

作者：贾婉清张聪刘乾王大鹏杨怀智李佳勇湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

大规模风电等新能源机组接入电网,其不确定性和波动性对电网的安全运行造成冲击。目前采用的鲁棒调度和区间调度无法同时考虑不确定性条件下系统功率平衡和全场景下线路潮流安全双重约束。为此,将风电出力视为区间数,考虑极端场景下的... 详细信息

大规模风电等新能源机组接入电网,其不确定性和波动性对电网的安全运行造成冲击。目前采用的鲁棒调度和区间调度无法同时考虑不确定性条件下系统功率平衡和全场景下线路潮流安全双重约束。为此,将风电出力视为区间数,考虑极端场景下的功率平衡约束和可转移、可削减柔性负荷的参与建立了计及风电不确定性和电力平衡的区间经济调度模型。为求解该模型,提出了基于安全限定义的区间经济调度算法,该算法采用优化场景法求解区间直流潮流得到安全限,进而通过安全限定义法将区间优化模型转化为确定性的二次规划模型求解。采用IEEE 118节点系统测试,结果表明了所提区间经济调度算法既能满足极端场景下的电力平衡需求,又能保证所有场景下线路传输功率的安全性,同时降低了调度成本,发挥了柔性负荷削峰填谷的作用,且风电出力较小或较大时通过削减负荷或弃风实现经济性,为新能源电力系统安全、经济运行提供技术支撑。

关键词：风力发电柔性负荷区间经济调度安全限定义法新能源电力系统

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基于扰动观测的构网型柔直系统阻尼控制器设计

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电网技术 2024年第6期48卷 2262-2271,I0005,I0006页

作者：王炜宇张一平李帅虎陈宇翔于佳琪李晨光曹一家电网防灾减灾全国重点实验室(长沙理工大学) 湖南省长沙市410114 长沙学院电子信息与电气工程学院湖南省长沙市410022

构网型柔直逆变器具有惯性支撑能力,可对低惯性电网进行频率支撑,但也具有类似同步发电机的振荡特性,系统受扰后构网型逆变站易参与电网振荡,导致振荡范围扩大。首先构建了构网型逆变站和受端电网的简化状态空间模型,基于奇异值分解技... 详细信息

构网型柔直逆变器具有惯性支撑能力,可对低惯性电网进行频率支撑,但也具有类似同步发电机的振荡特性,系统受扰后构网型逆变站易参与电网振荡,导致振荡范围扩大。首先构建了构网型逆变站和受端电网的简化状态空间模型,基于奇异值分解技术研究了控制器参数、柔直并网位置以及电网惯量分布对交直流系统振荡特性的影响,确定了两区域系统中柔直的最佳并网位置。接着利用构网型逆变站对电网扰动的主动响应能力,设计了基于扩展状态观测技术的振荡阻尼控制器(disturbance observer-based damping controller,DODC),利用构网型逆变站自身的量测对交直流混联系统的关键状态进行实时估计,并利用二次型最优反馈控制实现关键振荡模态阻尼抑制。最后通过DIgSILENT/PowerFactory-MATLAB联合仿真模型对所提控制策略的有效性进行了验证。

关键词：柔性直流输电系统振荡阻尼构网型控制扰动观测器二次型最优控制

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湖南长沙:五育并举培育“五气”学子

人民教育 2024年第2期 62-64页

作者：孙传贵湖南省长沙市教育局党委

2020年9月17日,习近平总书记来到长沙岳麓书院,对莘莘学子深情寄语:“希望同学们不负青春、不负韶华、不负时代,珍惜时光好好学习,掌握知识本领,树立正确的世界观、人生观、价值观,系好人生第一粒扣子,走好人生道路,为实现中华民族伟大... 详细信息

2020年9月17日,习近平总书记来到长沙岳麓书院,对莘莘学子深情寄语:“希望同学们不负青春、不负韶华、不负时代,珍惜时光好好学习,掌握知识本领,树立正确的世界观、人生观、价值观,系好人生第一粒扣子,走好人生道路,为实现中华民族伟大复兴贡献聪明才智。”

关键词：岳麓书院五育并举人生道路珍惜时光湖南长沙掌握知识价值观聪明才智

基于数据驱动的火电机组灵活性综合评价方法及应用

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现代电力 2024年第4期41卷 667-672页

作者：王志杰陈文朱晓星王锡辉国网湖南省电力有限公司电力科学研究院湖南省长沙市410031 高效清洁发电技术湖南省重点实验室湖南省长沙市410031 湖南省湘电试验研究院有限公司湖南省长沙市410031

主动感知火电机组的灵活供给能力对于新能源消纳及电力灵活调度有着重要意义。提出了一种基于数据驱动的火电机组灵活性综合评价方法:首先,确立了以弹性、响应性、经济性和环保性为评价指标,并明确了各指标中的评价因素;其次,利用大量... 详细信息

主动感知火电机组的灵活供给能力对于新能源消纳及电力灵活调度有着重要意义。提出了一种基于数据驱动的火电机组灵活性综合评价方法:首先,确立了以弹性、响应性、经济性和环保性为评价指标,并明确了各指标中的评价因素;其次,利用大量的机组运行数据,通过模糊c-均值聚类算法和多项式拟合获得机组在日常运行区间各评价因素的表征值,并采用加权积分均值法实现对各评价因素的量化;最后,将熵权法和主观赋值法相结合,据此确定各评价指标的权重,进而实现对火电机组灵活性的综合评价。通过应用实例对所提方法的有效性进行了验证。

关键词：数据驱动火电机组灵活性权重系数综合评价

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MMC直流侧故障有源限流策略

电网技术 2024年第3期48卷 1235-1243页

作者：唐欣潘一彬岳雨霏黄晟李珍长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410114

为了避免直流短路故障威胁到模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)型柔性直流电网的安全可靠运行,该文提出了一种适用于半桥型MMC直流侧故障的有源限流策略,限制直流短路电流和桥臂电流的峰值及上升速率。首先,该文阐... 详细信息

为了避免直流短路故障威胁到模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)型柔性直流电网的安全可靠运行,该文提出了一种适用于半桥型MMC直流侧故障的有源限流策略,限制直流短路电流和桥臂电流的峰值及上升速率。首先,该文阐述了故障期间系统控制策略对故障电流的影响,然后通过反馈桥臂电流分别调整差、共模调制波,进而改变上、下桥臂中子模块的数量及分配,达到快速抑制交、直流侧故障电流的目的。其次,推导了考虑有源限流策略下的故障电流解析式,并分析了该限流策略对控制系统稳定性的影响,为有源阻尼参数选取提供理论依据。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建四端柔性直流电网模型,仿真结果表明:有源限流策略不仅能够显著降低直流断路器开断故障电流,且能保证桥臂内器件的安全。

关键词：直流电网模块化多电平换流器直流侧故障有源阻尼限流策略

考虑电动汽车充电与常规负荷时空相关性的配电网可开放容量评估

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全球能源互联网 2024年第3期7卷 283-291页

作者：赵子鋆胡湘伟邓亚芝李泳健卢新星彭清文阳小丹国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司湖南省长沙市410015

传统配电网可开放容量评估未充分考虑电动汽车充电负荷与常规负荷的时空相关性,导致评估过于保守,难以指导配电网实际规划。为此,提出了一种考虑电动汽车(EV)充电负荷与常规负荷时空相关性的配电网可开放容量评估方法。首先通过考虑EV... 详细信息

传统配电网可开放容量评估未充分考虑电动汽车充电负荷与常规负荷的时空相关性,导致评估过于保守,难以指导配电网实际规划。为此,提出了一种考虑电动汽车(EV)充电负荷与常规负荷时空相关性的配电网可开放容量评估方法。首先通过考虑EV充电负荷与常规负荷的时空相关性选取负荷典型日;接着构建可开放容量评估鲁棒随机优化模型,并采用KKT条件将其转化成单层模型;最后,在改进IEEE33节点系统上仿真,验证了所提方法的优点。结果表明,相较于传统方法,所提方法基于对负荷相关性的量化,可获得更准确合理的配电网可开放容量。研究结果可为配电网规划提供科学依据。

关键词：可开放容量鲁棒随机优化时空相关性

考虑永磁体偏置的超磁致伸缩换能器磁能损耗分析

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5409-5419,I0033页

作者：黄博浩赵能桐高兵杨明智杨文虎国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082

研究超磁致伸缩材料的损耗特性是掌握换能器热特性与优化设计的关键,当超磁致伸缩棒材工作在永磁体偏置磁场中,内部磁畴状态变化使得材料的损耗特性发生改变,进而对超磁致伸缩换能器(giant magnetostrictive transducer,GMT)的磁能损耗... 详细信息

研究超磁致伸缩材料的损耗特性是掌握换能器热特性与优化设计的关键,当超磁致伸缩棒材工作在永磁体偏置磁场中,内部磁畴状态变化使得材料的损耗特性发生改变,进而对超磁致伸缩换能器(giant magnetostrictive transducer,GMT)的磁能损耗计算产生了较大挑战。因此,提出考虑永磁体偏置的换能器磁能损耗计算方法,首先,基于超磁致伸缩材料磁化和磁畴理论,推导永磁体偏置条件下的超磁致伸缩换能器磁能损耗数学机理模型。然后,利用微元思想,建立考虑永磁体偏置及棒材轴向磁场分布不均匀影响下的换能器磁能损耗计算模型,并通过有限元方法验证了模型的有效性。最后,搭建超磁致伸缩换能器损耗特性测试平台,通过分析不同工况下换能器的磁能损耗特性,验证所提模型的准确性。实验结果表明:提出的考虑永磁体偏置影响下的损耗计算模型,在换能器励磁频率50~1050Hz、磁通密度幅值0.01~0.25T工况下,模型结果与实测数据的平均误差为2.93%,可有效分析超磁致伸缩换能器的磁能损耗。

关键词：超磁致伸缩换能器(GMT) 永磁体偏置磁能损耗模型计算参数辨识

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新型混合式贯通牵引供电系统及其复合控制策略

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 981-991,I0011页

作者：王鑫郭祺涂春鸣肖凡侯玉超国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南省长沙市410082

电分相与负序等电能质量问题是制约电气化铁路向高速化、重载化发展的桎梏。贯通牵引供电系统为消弭上述问题提供了契机,但既有贯通方案依然存在所需器件数目多、改造成本高、可靠性差等弊端。为此,在充分利用既有牵引变压器基础上,该... 详细信息

电分相与负序等电能质量问题是制约电气化铁路向高速化、重载化发展的桎梏。贯通牵引供电系统为消弭上述问题提供了契机,但既有贯通方案依然存在所需器件数目多、改造成本高、可靠性差等弊端。为此,在充分利用既有牵引变压器基础上,该文设计一种新型混合式贯通牵引供电装置。该装置通过共直流侧与功率均分手段有效抵消输入侧纹波功率,降低有源/无源器件数目与电容容量。同时,针对直流侧二次纹波与负荷功率冲击,提出一种输入端口复合控制策略,有效解决纹波传递与冲击波动问题。最后通过仿真与实验验证所提装置及其控制策略的可行性与可靠性。

关键词：新型混合式牵引供电装置公共直流母线复合控制