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基于卷积双向长短期记忆网络的微网继电保护故障诊断技术

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太阳能学报 2025年第1期46卷 420-428页

作者：杨志淳闵怀东杨帆雷杨胡伟陈鹤冲国网湖北省电力有限公司电力科学研究院武汉430077

分布式电源种类和容量不断提升的微网运行方式复杂、故障特征微弱,现有的继电保护装置故障诊断方法无法满足保护需求。提出一种基于卷积双向长短期记忆网络的微网继电保护故障诊断技术。首先,分析多能源互补微网系统架构,对采集的三相... 详细信息

分布式电源种类和容量不断提升的微网运行方式复杂、故障特征微弱,现有的继电保护装置故障诊断方法无法满足保护需求。提出一种基于卷积双向长短期记忆网络的微网继电保护故障诊断技术。首先,分析多能源互补微网系统架构,对采集的三相电流数据进行预处理,提高后续模型对数据的学习效率;然后,融合卷积神经网络和双向长短期记忆网络提出卷积双向长短期记忆网络的微网继电保护故障诊断方法,提取三相电流数据长序列和局部序列特征实现故障分类、故障定位,融合注意力机制,重点关注对故障诊断有影响的特征,提高故障诊断准确率;最后经过RTDS实时仿真系统进行验证,实验结果表明,所提方法故障诊断精度高、计算时间短,同卷积神经网络、长短期记忆网络、人工神经网络相比,故障分类准确率分别提升8.53%、9.62%、11.45%,故障定位准确率分别提升7.47%、10.61%、10.85%,验证所提方法的有效性与先进性。

关键词：微网继电保护故障诊断卷积双向长短期记忆网络三相电流注意力机制

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基于双波段红外成像的六氟化硫气体泄漏定量检测技术研究

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电网技术 2025年第1期49卷 167-176页

作者：高克利杨圆颜湘莲季严松高凯王劭菁中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 电网环境保护全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 湖北省武汉市430074 国网上海市电力公司电力科学研究院上海市虹口区200092

红外热成像技术广泛应用于SF6气体泄漏检测,具有非接触、直观性强、响应快速等优点,然而传统红外成像式检漏仪无法进行气体泄漏量定量测量。为实现非接触式红外泄漏成像的定量检测,该研究提出了一种基于双波段红外成像的气体泄漏检测方... 详细信息

红外热成像技术广泛应用于SF6气体泄漏检测,具有非接触、直观性强、响应快速等优点,然而传统红外成像式检漏仪无法进行气体泄漏量定量测量。为实现非接触式红外泄漏成像的定量检测,该研究提出了一种基于双波段红外成像的气体泄漏检测方法,利用改进ViBe算法进行泄漏气体云团的定位,通过气体吸收波段和非吸收波段间的双波段差分分析,量化给出SF6气体泄漏量。研究结果表明,差分检测能够较好地消除气体泄漏处背景辐射影响,检测结果与真值的决定系数达到0.8,误差均值为14.3%,能够实现对30ppm×m泄漏量的定量检测。相对于传统的SF6气体红外成像泄漏检测方法,双波段红外差分成像方法在进行泄漏位置检测的同时,实现了泄漏量的量化检测。

关键词：红外成像双波段六氟化硫气体泄漏定量检测

构网型储能支撑高比例新能源并网稳定运行技术

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热力发电 2025年第03期 59-68页

作者：李明亚夏尔·吐尔洪郑云平兰承龙国网新疆电力有限公司电力科学研究院

构网（grid-forming,GFM）型储能技术可构建起支撑大电网稳定运行的电压源，是支撑高比例新能源并网稳定运行的一个有效手段。基于此，分析了GFM型储能支撑高比例新能源并网稳定运行机理，根据GFM型储能技术原理和特性，对比分析了5种... 详细信息

构网（grid-forming,GFM）型储能技术可构建起支撑大电网稳定运行的电压源，是支撑高比例新能源并网稳定运行的一个有效手段。基于此，分析了GFM型储能支撑高比例新能源并网稳定运行机理，根据GFM型储能技术原理和特性，对比分析了5种常用的提升电网稳定性技术。给出一种考虑多时变参数的GFM型储能系统模型搭建思路，并提出GFM型储能技术支撑高比例新能源并网方案以及海量GFM型储能设备并网振荡产生机制分析方法。同时，研究了基于信号注入的系统阻抗动态辨识技术，进而提出海量GFM型储能设备并网系统阻抗重构技术路线。

关键词：构网型储能高比例新能源并网稳定并网振荡

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适用于光伏接入中压直流配电网的改进型LADRC恒压控制策略

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电力系统保护与控制 2025年第3期53卷 37-46页

作者：李辰佳李琰范译文刘超王聪何杨中国电力科学研究院有限公司北京100192 国网北京市电力公司北京100031

在外界扰动出现时,含光伏的中压直流配电系统的母线电压会发生波动,给电力系统的稳定运行带来挑战。针对传统光伏恒压控制策略抗扰性不足的问题,提出了基于改进型线性自抗扰控制(linearactivedisturbance rejection control,LADRC)的光... 详细信息

在外界扰动出现时,含光伏的中压直流配电系统的母线电压会发生波动,给电力系统的稳定运行带来挑战。针对传统光伏恒压控制策略抗扰性不足的问题,提出了基于改进型线性自抗扰控制(linearactivedisturbance rejection control,LADRC)的光伏恒压控制策略。对于两级集成式的DC/DC变换器,采用基于微分反馈的线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO),设计改进型LADRC结构,并详细分析了控制器的参数整定、抗扰性和稳定性。在仿真平台中将采用PI控制、传统LADRC和改进型LADRC的光伏恒压控制效果进行对比。结果表明,基于改进型LADRC的光伏恒压控制策略具有优秀的抗干扰能力,能够以更小的超调量和更快的响应速度使直流母线电压恢复稳定。

关键词：光伏发电系统中压直流系统线性自抗扰控制抗干扰能力

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基于Savitzky-Golay滤波器的有载分接开关振动信号包络线提取方法研究

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高压电器 2025年第1期61卷 54-62,71页

作者：王丽丽高树国刘宏亮赵军邢超孙路相晨萌国网河北省市电力有限公司电力科学研究院石家庄050000

分接开关切换过程中各触头依次分合碰撞产生振动信号,信号特征反映了碰撞能量和触头刚度。为进一步研究触头碰撞动力学特性,文中首先建立M型分接开关四触头的碰撞动力学模型,计算了静触头刚度对模型响应特性的影响规律;其次模拟了静触... 详细信息

分接开关切换过程中各触头依次分合碰撞产生振动信号,信号特征反映了碰撞能量和触头刚度。为进一步研究触头碰撞动力学特性,文中首先建立M型分接开关四触头的碰撞动力学模型,计算了静触头刚度对模型响应特性的影响规律;其次模拟了静触头弹簧松弛故障,获得了弹簧0.6 mm线径和1.0 mm线径对应的振动信号;然后提出基于Savitzky-Golay滤波器的包络线计算方法,提取奇—偶切换和偶—奇切换时振动信号的平均包络线;最后计算了2种线径静弹簧对应的平均包络线的相关系数。研究结果表明触头碰撞系统的固有频率随分接开关静触头刚度下降而下降,触头碰撞的响应速度降低,振动信号的第一个峰值出现的时刻推迟,且平均包络线的相关系数仅为1.6,说明触头刚度变化后振动信号出现了明显变化。研究结论可用于有载分接开关触头状况的诊断。

关键词：有载分接开关触头碰撞动力学模型响应特性

考虑LVRT功率特性的直驱永磁风电场多机聚合辨识等值建模方法

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电力系统保护与控制 2025年第2期53卷 14-26页

作者：左佳鑫杨秀赵晓莉熊雪君张雅君冯煜尧上海电力大学电气工程学院上海200090 国网上海市电力公司电力科学研究院上海200437

针对故障情景下风电场等值模型精度偏低的问题,提出了一种考虑低压穿越(low voltage ride through,LVRT)功率特性的风电场多机聚合辨识等值建模方法。首先,基于风电机组LVRT期间有功功率动态特性的典型差异对风电场进行初次分群。其次,... 详细信息

针对故障情景下风电场等值模型精度偏低的问题,提出了一种考虑低压穿越(low voltage ride through,LVRT)功率特性的风电场多机聚合辨识等值建模方法。首先,基于风电机组LVRT期间有功功率动态特性的典型差异对风电场进行初次分群。其次,采用基于动态时间规整(dynamic time warping,DTW)度量的多路谱聚类(Ng-Jordan Weiss,NJW)算法实现机群的二次划分,得到最终两阶段分群结果。然后,针对聚合所得的风电场多机等值模型,采用参数灵敏度分析方法来确定需要优化的重点参数,以各参数聚合值为初值,同时结合单机分步辨识、多机依次辨识以及等值阻抗辨识3种策略,实现风电场整体等值参数的优化。最后,对比了不同方法的拟合曲线及等值误差,结果表明所提方法有效提高了等值模型的精确性与适应性。

关键词：直驱永磁风电场低压穿越分群聚类多机等值参数辨识

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质子交换膜电制氢负荷协同储能参与电力系统调峰能力评估

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电网技术 2025年第2期49卷 552-561,I0046-I0050页

作者：李思颖易俊林伟芳中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

随着可再生能源的大规模并网,电力系统调节手段不足的问题越来越突出,原有的辅助服务模式和力度已不能满足系统运行需求。而质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电制氢具备适应高比例、大规模可再生能源并网的快速功率跟踪调节能... 详细信息

随着可再生能源的大规模并网,电力系统调节手段不足的问题越来越突出,原有的辅助服务模式和力度已不能满足系统运行需求。而质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电制氢具备适应高比例、大规模可再生能源并网的快速功率跟踪调节能力,为调峰合理分配电能提供了一种新策略。因此,该文以PEM电解槽为核心构造并网风光互补制氢系统。为全面评估PEM电制氢的调峰能力,在全时制氢、重点填谷的方式下提出调峰多功率模式控制策略。同时,兼顾调峰经济性、技术性和灵活性指标,构造多目标优化调峰能力评估模型。基于改进的NSGA-Ⅲ(non-dominated sorting genetic algorithmⅢ)算法对算例进行优化求解,得到不同调度场景下的调峰能力指标,并验证了所提策略及模型的有效性。结果表明,PEM电制氢在最大化消纳可再生能源、提高系统下调灵活性的同时,有望通过降本增效来提升可再生能源制氢的市场竞争力,并实现其规模化应用。

关键词：质子交换膜电解槽可再生能源制氢多功率模式调峰能力储能

基于知识引导Raindrop学习的变压器健康评估方法

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电网技术 2025年第1期49卷 399-407,I0119页

作者：李丰胜王金丽尚宇炜周莉梅中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

变压器健康状态评估是提高供电可靠性的重要前提,也是实现设备精益化运维管控基础任务之一。现有方法实现变压器健康状态精准评估的前提是获得完备、有效的特征参量集。然而,由于实际中特征参量采样间隔不固定、部分参量采集错误或传输... 详细信息

变压器健康状态评估是提高供电可靠性的重要前提,也是实现设备精益化运维管控基础任务之一。现有方法实现变压器健康状态精准评估的前提是获得完备、有效的特征参量集。然而,由于实际中特征参量采样间隔不固定、部分参量采集错误或传输丢失等问题,实际数据的不规则性显著降低了现有方法健康评估的精准度。为此,首次在本领域探索应用高性能处理非完备、不规则数据集的Raindrop学习算法,并在模型训练过程中引入形式化表达的领域知识规则,从而增强样本空间有效信息、引导学习器趋优训练。最后,基于实际获取的110kV变压器数据开展多场景下的健康评估,结果表明所提方法在各场景下均优于基线学习方法,能够更好地适应实际电力设备的健康评估需求。

关键词：变压器健康评估 Raindrop 知识引导不规则数据

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考虑能量变化的电力变压器剩磁检测方法

电力系统及其自动化学报 2025年

作者：王丽丽高树国相晨萌代璐健刘浩宇张天悦国网河北省电力有限公司电力科学研究院

为降低电力变压器空载合闸时励磁涌流出现概率，铁心内剩磁需要被预先确定，本文提出一种考虑能量变化的电力变压器剩余磁通密度检测方法。首先，通过分析铁磁性材料的剩磁产生原理，推导出不同剩磁下正向微分磁导率小于反向微分磁导率... 详细信息

为降低电力变压器空载合闸时励磁涌流出现概率，铁心内剩磁需要被预先确定，本文提出一种考虑能量变化的电力变压器剩余磁通密度检测方法。首先，通过分析铁磁性材料的剩磁产生原理，推导出不同剩磁下正向微分磁导率小于反向微分磁导率；然后，以施加直流电压激励后的电磁暂态过程为基础，结合场路耦合分析，建立剩磁与可测量参数能量变化之间的关系，铁心内剩磁方向可通过比较正、反向能量变化的幅值确定；最后，采用有限元方法对待测变压器进行仿真分析，基于仿真结果拟合得到用于计算剩磁的经验公式。试验结果表明所提方法能够准确测量变压器铁心内剩磁大小和方向。

关键词：电力变压器励磁涌流剩磁能量变化电磁暂态