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550kV气体绝缘母线大电流工况下温升特性分析

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工程科学与技术 2024年

作者：侯世英罗澳杨帆王鹏博权帅峰孙帅重庆大学电气工程学院西安西电开关电气有限公司广东省电力装备可靠性企业重点试验室(广东电网有限责任公司电力科学研究院)

探究气体绝缘母线在超高压大电流工况下的温升特性对设备的正常运行以及监测维护意义重大。然而在长期大电流负荷运行下，因接触异常等原因导致母线在较小封闭空间内产生大量热量，极易造成局部过热严重威胁设备安全运行。针对这一问题... 详细信息

探究气体绝缘母线在超高压大电流工况下的温升特性对设备的正常运行以及监测维护意义重大。然而在长期大电流负荷运行下，因接触异常等原因导致母线在较小封闭空间内产生大量热量，极易造成局部过热严重威胁设备安全运行。针对这一问题，本文以550 kV气体绝缘母线为研究对象，构建了考虑接触电阻的三维电磁-温度-流体多场耦合模型，计算其在1.1倍额定电流（8800 A）、0.3 MPa气压条件下的母线温度分布，并搭建了大电流温升试验平台进行验证，试验测量结果与仿真结果吻合度高。基于验证后的可靠模型，进一步探究了通流水平、SF6气压及接触状态对母线温度分布的影响规律。结果表明：母线最高温度位于盆子凹面处电接触部位顶部（约为54 ℃），该端触头上方SF6温度比导杆上方高近15 ℃，凹面处触头径向温度梯度明显低于凸面处触头径向温度梯度；在非等温自然对流的情况下，母线温度整体呈径向上高下低、轴向端部高中间低的规律分布；母线温度随通流水平提高呈非线性上升、随SF6气压增大呈近似线性下降，可在一定范围内提高设备绝缘气体压强以降低设备运行温度；异常电接触处温度随阻值增大近似线性增加，而电接触异常往往是母线过热的主要风险点。本文研究内容可为超高压大电流气体绝缘设备产品设计及状态监测提供参考。

关键词：气体绝缘母线多物理场耦合温升特性接触电阻影响因素

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锅炉油枪喷雾特性与燃烧效率的关系研究

流体测量与控制 2024年第1期5卷 48-51页

作者：李凡郭传山刘宝满万文煜欧子健神华神东电力山西河曲发电有限公司山西河曲036500 国能河北定州发电有限责任公司河北定州073000 中北大学山西太原030051 黔西南粤丰环保电力有限公司贵州黔西562400

通过对锅炉油枪喷雾特性及其对燃烧效率的影响进行研究,得出一系列重要结论。首先,油枪喷雾特性与燃烧效率之间存在密切的关系,喷雾质量、角度、压力等因素都会对燃烧效率产生影响。其次,通过对喷嘴结构的优化,可以进一步提高燃烧效率... 详细信息

通过对锅炉油枪喷雾特性及其对燃烧效率的影响进行研究,得出一系列重要结论。首先,油枪喷雾特性与燃烧效率之间存在密切的关系,喷雾质量、角度、压力等因素都会对燃烧效率产生影响。其次,通过对喷嘴结构的优化,可以进一步提高燃烧效率。最后,提出一些改进锅炉燃烧系统的建议,以提高燃烧效率和节能减排。

关键词：锅炉油枪喷雾特性燃烧效率

正极性直流电场对绝缘子雾凇覆冰的影响机理及覆冰试验验证

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高电压技术 2024年第2期50卷 793-804页

作者：胡玉耀刘宗源李欣蒋兴良咸日常杜钦君山东理工大学山东省智能电网及装备工程实验室淄博255000 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳213022 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

复杂大气环境下绝缘子覆冰是影响电网安全运行的关键科学问题。与交流相比,直流电场对荷电水滴具有较强的吸附作用,但鲜有研究涉及。基于场致荷电、流体力学和电磁学原理,对两种典型悬式绝缘子开展了电场-流场耦合仿真分析以及自然覆冰... 详细信息

复杂大气环境下绝缘子覆冰是影响电网安全运行的关键科学问题。与交流相比,直流电场对荷电水滴具有较强的吸附作用,但鲜有研究涉及。基于场致荷电、流体力学和电磁学原理,对两种典型悬式绝缘子开展了电场-流场耦合仿真分析以及自然覆冰试验研究。结果表明,荷电水滴在直流电场中趋向于沿电场线运动,且其轨迹偏移量随着外施电压和水滴直径的增加而增大,而随着风速的增加而减小;直流电场下绝缘子表面产生冰树枝,不同绝缘子表面法向电场分量存在较大差异,进而影响冰树枝的生长特性;随着外施电压的升高,冰树枝逐渐从绝缘子伞裙边缘扩散至其表面,且冰树枝尖端逐渐变钝;带电情况下两种绝缘子覆冰量和覆冰长度大于不带电情况,且增长幅度均超过15%。研究结果对于建立带电绝缘子覆冰增长模型奠定了基础。

关键词：正极性直流电场绝缘子覆冰荷电水滴冰树枝电场-流场耦合

基于内驱进化预测模型和载荷能力动态评估的变压器周前重过载预警方法

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电网技术 2024年

作者：张海峰任洲洋冯健冰张炜输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 广西电力装备智能控制与运维重点实验室广西电网有限责任公司电力科学研究院

精准预判变压器重过载事件对于消除安全隐患、提高供电可靠性至关重要。现有的变压器重过载预警方法无法应对负荷数据的时序分布漂移（temporal covariate shift，TCS）现象，并且尚未考虑变压器载荷能力动态变化的特点，导致现有预警... 详细信息

精准预判变压器重过载事件对于消除安全隐患、提高供电可靠性至关重要。现有的变压器重过载预警方法无法应对负荷数据的时序分布漂移（temporal covariate shift，TCS）现象，并且尚未考虑变压器载荷能力动态变化的特点，导致现有预警方法存在适应性差、预警精度不稳定等问题。针对上述问题，该文提出基于内驱进化预测模型和载荷能力动态评估的变压器周前重过载预警方法。首先，基于Informer方法建立周前负荷预测模型，利用该模型的泛化误差特征，构建基于领域自适应理论的预测修正模型，缩小历史负荷数据与未来数据的分布差异；其次，针对重过载负荷的数据分布特征随时间动态变化的特点，该文充分考虑“近大远小”的预测原则，基于样本权重矩阵建立预测模型的内驱进化更新模型，持续提高预测模型在未来负荷数据上的适应性，有效应对时序分布漂移现象。此外，构建考虑变压器冷却方式的热点温度计算模型，基于热点温度等因素建立变压器动态载荷能力评估方法。最后，提出考虑变压器动态载荷能力的重过载预警方法，并采用我国西部某供电局多台变压器实测数据进行验证分析，结果表明，该文方法的负荷预测精度最高提升32.55%，有效提高变压器周前重过载预警精度，具有较强的普适性。

关键词：变压器动态载荷评估领域自适应高斯过程变压器重过载预警

基于改进黏菌算法与Tsallis熵的电力设备红外图像分割

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计算机与现代化 2024年第6期 70-75,120页

作者：赵文博向东王玖斌邓岳辉张伟康倩李玉洁华能重庆两江燃机发电有限责任公司重庆400799 华能重庆分公司重庆401120 北京中电方大科技有限公司北京100085

常规方法处理电力设备红外图像分割问题时,求解最优阈值容易出现分割精度差、计算效率低的不足。为此,本文提出基于改进黏菌算法优化Tsallis熵的多阈值红外图像分割方法。利用黏菌算法的启发式搜索机制求解图像分割最优阈值,有效降低算... 详细信息

常规方法处理电力设备红外图像分割问题时,求解最优阈值容易出现分割精度差、计算效率低的不足。为此,本文提出基于改进黏菌算法优化Tsallis熵的多阈值红外图像分割方法。利用黏菌算法的启发式搜索机制求解图像分割最优阈值,有效降低算法时间复杂度。在传统黏菌算法中引入Henon混沌映射优化初始种群多样性,设计动态透镜成像对立学习机制提高算法搜索精度。以Tsallis熵评估黏菌个体的适应度改进黏菌算法,迭代搜索图像分割阈值最优解。在常规电力设备红外图像数据集上进行实验,结果表明:与对比模型相比,改进模型具有更低的误分率和更高的峰值信噪比与结构相似度,在处理背景非均匀、噪声较大的红外图像分割上具有性能优势。

关键词：黏菌算法红外图像分割图像熵 Henon混沌透镜成像

结合小波变换与改进SSA优化小波神经网络的电力负荷预测

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计算机测量与控制 2024年第5期32卷 46-52,59页

作者：向东赵文博王玖斌邓岳辉张伟石灿陈柄宏华能重庆两江燃机发电有限责任公司重庆400799 华能重庆分公司重庆401120 北京中电方大科技有限公司北京100095

电力负荷预测是输电网络扩展和规划及合理电力调度的关键手段;针对电力负荷时间序列的非线性和复杂性特征,提出结合小波变换与改进麻雀搜索算法优化小波神经网络的电力负荷预测模型ISSA-WNN;设计改进麻雀搜索算法ISSA对小波神经网络的... 详细信息

电力负荷预测是输电网络扩展和规划及合理电力调度的关键手段;针对电力负荷时间序列的非线性和复杂性特征,提出结合小波变换与改进麻雀搜索算法优化小波神经网络的电力负荷预测模型ISSA-WNN;设计改进麻雀搜索算法ISSA对小波神经网络的关键参数初值寻优,解决梯度调参易陷入局部最优的不足;对标准麻雀搜索算法SSA改进,引入Logistic-Tent混合混沌种群初始化、发现者/警戒者自适应更新、跟随者可变对数螺旋更新和高斯-柯西混合变异策略提升算法寻优能力;利用小波变换对电力负荷样本分解与重构,降低负荷时序的无序性和波动性,在此基础上构建新的电力负荷预测模型ISSA-WNN;实验结果表明,与标准小波神经网络模型WNN和标准麻雀搜索算法优化小波神经网络模型ISSA-WNN相比,预测模型ISSA-WNN的平均绝对百分比误差和均方根误差指标值平均可以降低18.42%和21.21%,其拟合能力更强,预测性能更加稳定。

关键词：电力负荷预测小波神经网络小波变换麻雀搜索算法高斯-柯西变异

面向可再生能源消纳的电网侧混合储能优化配置方法

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电工电能新技术 2024年第6期43卷 90-100页

作者：司大军姚一鸣李玲芳汤佶元孙鹏胡博谢开贵云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心云南昆明650200 重庆大学电气工程学院重庆400044

混合储能目前是一种较为高效的能量存储方式,对于新能源消纳作用极大,大规模投建储能装置有助于提高可再生能源并网的比例,助力“双碳”目标的实现。然而,储能投建成本较高,盲目配置储能将导致大量资金的浪费,如何根据可再生能源的消纳... 详细信息

混合储能目前是一种较为高效的能量存储方式,对于新能源消纳作用极大,大规模投建储能装置有助于提高可再生能源并网的比例,助力“双碳”目标的实现。然而,储能投建成本较高,盲目配置储能将导致大量资金的浪费,如何根据可再生能源的消纳需求来正确配置储能成为了急需解决的问题,需要综合考虑可再生能源的消纳效果以及储能配置的经济性,真正做到“好钢用在刀刃上”。本文提出一种两阶段的储能优化配置方法:第一阶段,对电力系统进行运行模拟,确定最优储能选型方案;第二阶段,充分考虑源测、网架和负荷的灵活调节能力,建立储能的优化配置模型,以最小化投资成本和弃风弃光率为目标,全面考虑发电侧、输电侧和负荷侧的灵活性资源,得到切实可行的储能选址定容方案。通过对算例仿真结果分析得知,本文方法可促进可再生能源消纳,大大缩减投资成本。

关键词：可再生能源消纳经济性储能运行模拟帕累托最优

计及频率安全与充裕性风险约束的机组组合策略

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南方电网技术 2024年第5期18卷 62-74页

作者：常东旭徐龙勋朱灵子张凌霄黄博胡博邵常政南方电网科学研究院广州510663 重庆大学电气工程学院重庆400044 贵州电网有限责任公司贵阳550000

高比例电力电子化和高比例可再生能源特征加剧了新型电力系统频率失稳和供需失配风险。为了防控这两类风险,需要在系统运行调度中引入频率与充裕性约束,但这两类约束使模型计算复杂度激增,难以在运行尺度内高精度求解。因此提出了计及... 详细信息

高比例电力电子化和高比例可再生能源特征加剧了新型电力系统频率失稳和供需失配风险。为了防控这两类风险,需要在系统运行调度中引入频率与充裕性约束,但这两类约束使模型计算复杂度激增,难以在运行尺度内高精度求解。因此提出了计及频率安全约束和充裕性约束的机组组合模型(frequency and adequacy constrained unit commitment,FACUC)。首先,建立了系统频率响应模型和考虑运行约束的运行充裕性评估模型,并将两种约束纳入FACUC中。其次,提出了一种分解优化方法来求解所提出的优化模型,将原问题分解为一个混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)的主问题、基于仿真计算的频率安全性评估子问题和基于最优化的充裕性评估子问题。通过主子问题之间的依次迭代,最终对FACUC模型进行求解。基于改进的IEEE 39节点系统进行算例分析,结果表明所提出的FACUC模型在保证经济性的同时,能够有效提高系统的频率安全和充裕性。

关键词：频率响应模型充裕性评估机组组合分解算法

基于相间短路故障电流的同步发电机参数辨识方法

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电工电能新技术 2024年第5期43卷 50-57页

作者：葛馨远饶毅谢睿孙峥吴汪平周念成广东电网有限责任公司广州白云供电局广东广州510405 输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044

同步发电机的精确参数辨识是保证电力系统暂稳态分析的重要基础。本文首先在同步发电机等效数学模型、序网图、等效电路的基础上,推导了其通过外部阻抗相间短路故障情况下的暂态电流表达式;然后以短路试验与辨识得到参数计算的短路电流... 详细信息

同步发电机的精确参数辨识是保证电力系统暂稳态分析的重要基础。本文首先在同步发电机等效数学模型、序网图、等效电路的基础上,推导了其通过外部阻抗相间短路故障情况下的暂态电流表达式;然后以短路试验与辨识得到参数计算的短路电流间标准化误差平方和最小目标函数,采用增加权重系数的改进鲸鱼优化算法,提出基于相间短路故障电流的同步发电机参数辨识方法;最后在某实际同步发电机上进行短路试验,验证了所提方法的正确性与有效性。本文方法通过增大同步发电机的激励能量,采用大扰动过程中的故障电流作为原始数据,以提高辨识的准确性;同时结合短路电流模型非线性特点,对鲸鱼优化算法进行改进,能更好地适应非线性参数辨识。

关键词：同步发电机短路电流参数辨识鲸鱼优化算法