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基于时序拓扑数据分析的电力电缆局部放电模式识别

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电子科技大学学报 2024年第3期53卷 440-446页

作者：李自强李睿孙抗河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454003 许继电气股份有限公司许昌461000

在电力电缆局部放电(PD)模式识别时,相位图谱以及统计特征往往因区分度不足而影响识别精度。为此,提出了一种基于时序拓扑数据分析(TDA)的局放特征提取和识别方法。首先,提出一种符号熵和粒子群优化(PSO)相结合的重构参数选择方法,将预... 详细信息

在电力电缆局部放电(PD)模式识别时,相位图谱以及统计特征往往因区分度不足而影响识别精度。为此,提出了一种基于时序拓扑数据分析(TDA)的局放特征提取和识别方法。首先,提出一种符号熵和粒子群优化(PSO)相结合的重构参数选择方法,将预处理后的局放时域信号进行相空间重构,并生成三维局放数据点云;然后,基于TDA方法提取持续同调特征,据此生成持续散点图及持续条形码,计算并可视化表达为贝蒂曲线;最后,将贝蒂曲线输入1D-CNN模型,对4种典型局放缺陷模式进行识别并开展对比实验。实验结果表明,该方法对相空间重构时延参数的选取更加准确,且TDA特征具备良好的区分度,相比其他以相位图谱及统计特征为输入的模型,该方法整体识别准确率最高可提升15.34%,达到98.55%。

关键词：局部放电模式识别相空间重构拓扑数据分析卷积神经网络

多类型故障影响下柔直线路故障机理分析及单端保护方法

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中国电力 2024年

作者：慕宗君邱俊宏李振兴王卫东刘登鑫胡斌许继电气股份有限公司三峡大学电气与新能源学院

多端柔性直流输电线路保护存在多种故障类型，易受过渡电阻、噪声等因素的影响。且单端法无法保护线路全长，双端法动作速度相对较慢。为此，提出一种应用单端电压梯度能量值的柔直线路全线速动保护方法，仅基于单端测量电压即可保护线... 详细信息

多端柔性直流输电线路保护存在多种故障类型，易受过渡电阻、噪声等因素的影响。且单端法无法保护线路全长，双端法动作速度相对较慢。为此，提出一种应用单端电压梯度能量值的柔直线路全线速动保护方法，仅基于单端测量电压即可保护线路全长，1ms内判据即可成立。首先分析了柔性直流线路区内外的电压故障特征，并引入改进电压梯度算法构建保护启动判据，利用故障情况下电压突变特征判断是否发生故障；进一步分析了直流线路区内故障与区外故障的电压梯度能量值差异，构建基于能量值比较的全线故障保护判据；最后利用正负极能量比在单极或极间故障下所处范围不同实现故障选极。仿真验证表明，该方法在1ms内可靠完成区内外故障识别、故障极判断，且具有良好的抗噪性和耐高阻能力。

关键词：柔性直流线路单端保护改进电压梯度故障区判别故障选极电压梯度能量值

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基于谐波检测的调相机失磁保护研究

电力系统保护与控制 2024年

作者：邓茂军孙小伟朱云峰李文正黄继东三峡大学电气与新能源学院许继电气股份有限公司

首先对现有的调相机失磁保护进行分析，结果表明现有的失磁保护在系统低电压工况下调相机发生部分失磁故障不能可靠动作，保护存在死区。通过研究调相机失磁后的励磁电流变化规律，得出调相机发生失磁故障后气隙合成磁势中含有高次谐波... 详细信息

首先对现有的调相机失磁保护进行分析，结果表明现有的失磁保护在系统低电压工况下调相机发生部分失磁故障不能可靠动作，保护存在死区。通过研究调相机失磁后的励磁电流变化规律，得出调相机发生失磁故障后气隙合成磁势中含有高次谐波分量，将在定子绕组中产生对应的谐波电流。在此基础上提出了一种基于谐波检测的调相机失磁保护方法。利用定子绕组中偶次谐波电流含量构建新的失磁保护策略，解决了系统低电压工况下失磁保护不能识别部分失磁故障的问题。最后，通过PSCAD/EMTDC建立了带有调相机的扎鲁特-青州±800 k V特高压直流输电模型，仿真结果验证了该方案的可行性。

关键词：调相机失磁保护部分失磁偶次谐波谐波检测

基于功率微分项的双VSG有功功率振荡抑制策略

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电机与控制学报 2024年第1期28卷 177-188页

作者：朱军袁亚飞刘鹏辉杜少通郭向伟杨明曲玉博河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454000 许继电气股份有限公司河南许昌461000

针对虚拟同步发电机(VSG)双机并联运行时产生的有功功率振荡问题,通过建立双VSG系统的小信号模型,分析了有功功率振荡产生的机理,提出一种基于改进虚拟阻抗的瞬态功率均分策略和一种基于功率微分项的自适应惯量和阻尼的功率振荡抑制策略... 详细信息

针对虚拟同步发电机(VSG)双机并联运行时产生的有功功率振荡问题,通过建立双VSG系统的小信号模型,分析了有功功率振荡产生的机理,提出一种基于改进虚拟阻抗的瞬态功率均分策略和一种基于功率微分项的自适应惯量和阻尼的功率振荡抑制策略,将有功功率微分项与角加速度结合起来实现惯量的自适应调节,同时将有功功率微分项引入阻尼控制环节以替代传统的阻尼项,实现阻尼的自适应调节。所提出的策略可以使动态时VSG之间的角频率差更快速地趋近于零,从而减小有功功率振荡的超调,改善频率动态响应性能。搭建了VSG并联的仿真模型,仿真结果表明:所提改进控制策略可以使瞬态时实现有功均分,使动态时的有功功率振荡超调减小41%,振荡过程减小了1秒。

关键词：虚拟同步发电机功率微分项自适应惯量阻尼功率振荡抑制功率均分

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一种抑制后续换相失败的电流偏差控制参数整定方法

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电力工程技术 2024年第4期43卷 235-244页

作者：李娟朱龙臻俎立峰王先为杨美娟许继集团有限公司河南许昌461000 许继电气股份有限公司河南许昌461000 西安许继电力电子技术有限公司陕西西安710075

电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter-based high voltage direct current,LCC-HVDC)系统若发生后续换相失败,将严重影响交直流混联电网的安全稳定运行。文中首先针对LCC-HVDC系统故障恢复过程中电流偏差控制作用... 详细信息

电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter-based high voltage direct current,LCC-HVDC)系统若发生后续换相失败,将严重影响交直流混联电网的安全稳定运行。文中首先针对LCC-HVDC系统故障恢复过程中电流偏差控制作用阶段易再次发生换相失败的问题,对电流偏差控制参数与换相失败之间的关系进行理论分析,发现此阶段系统若不发生换相失败,逆变侧LCC直流电压和交流换相电压须满足一定的约束关系,且该约束关系受电流偏差控制参数的直接影响。然后,基于理论分析结果,提出一种电流偏差控制参数整定方法,可改善系统故障恢复过程中对直流电压恢复速度和程度的控制要求,使系统更易满足直流电压与交流换相电压稳定运行约束关系,以降低后续换相失败概率。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真平台CIGRE标准测试模型验证了理论分析的正确性以及参数整定方法的有效性。

关键词：高压直流输电故障恢复过程后续换相失败抑制措施电流偏差控制 CIGRE标准测试模型

一种高压直流输电保护与控制国产化硬件平台的功能研究与实现

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电力系统保护与控制 2024年第20期52卷 154-165页

作者：蒋冠前傅亚光刘威鹏胡欢张健罗磊郝俊芳许昌开普电气研究院有限公司河南许昌461000 许继电气股份有限公司河南许昌461000

为提升高压/特高压直流输电保护与控制设备的国产化水平,设计与研制了自主可控的国产化保护与控制硬件平台。该平台基于高压直流输电保护与控制硬件平台架构和应用功能,采用国产元器件与国产嵌入式实时操作系统(real-time operating sys... 详细信息

为提升高压/特高压直流输电保护与控制设备的国产化水平,设计与研制了自主可控的国产化保护与控制硬件平台。该平台基于高压直流输电保护与控制硬件平台架构和应用功能,采用国产元器件与国产嵌入式实时操作系统(real-time operating system,RTOS),结合高速串行背板总线技术、高速时分复用通信技术(high-speed time division multiplexing communication,FTDM)与图形化编程等技术,具备高性能的采集测量、计算处理、控制输出与高速率通信连接能力。与国外企业采用的高压直流输电保护与控制硬件平台以及国产现有平台的性能指标进行了对比,并进一步介绍了平台级、装置级、系统级数字动模试验验证与工程应用情况。结果表明,所研制的国产化保护与控制硬件平台工作稳定可靠,可满足高压/特高压直流输电工程应用需求。

关键词：高压/特高压直流输电控制保护平台国产化 RTOS FTDM

具有带宽约束和不可靠通信信道的Markov跳变系统的混合事件/时间驱动H控制

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控制与决策 2024年

作者：闫晶晶张梦宇马运亮河南工业大学电气工程学院许继电气股份有限公司

本文研究具有不可靠通信信道和有限带宽约束的Markov跳变系统的混合事件/时间驱动H∞控制问题。为处理有限带宽约束，首先，基于驱动误差、辅助变量和切换时刻设计分布式混合事件/时间驱动机制以确定每个传感器节点的驱动时刻；其次，... 详细信息

本文研究具有不可靠通信信道和有限带宽约束的Markov跳变系统的混合事件/时间驱动H∞控制问题。为处理有限带宽约束，首先，基于驱动误差、辅助变量和切换时刻设计分布式混合事件/时间驱动机制以确定每个传感器节点的驱动时刻；其次，提出一种新的TOD（Try-once-discard）调度协议以保证在驱动时刻仅有唯一的传感器节点接入网络。此外，将不可靠通信信道导致的数据丢包现象建模为伯努利分布，基于驱动时刻的数据传输情况构建随机序列和调度矩阵序列，对数据接收情况进行建模。以此为基础，利用线性矩阵不等式（Linear matrix inequality,简称LMI）得到保证闭环Markov跳变系统在无扰动时随机稳定和有扰动时有限增益L2随机稳定的充分性条件，并给出反馈增益阵的设计方法。最后，通过实例仿真验证了所提结果的有效性。

关键词： Markov跳变系统混合事件/时间驱动控制带宽约束不可靠通信信道 H_∞性能线性矩阵不等式

基于级联结构Thiran滤波器的分数阶双模重复控制

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太阳能学报 2024年第7期45卷 361-368页

作者：刘普王聪崔艺博常忠廷方洁郑州轻工业大学电气工程学院郑州450002 许继电气股份有限公司许昌461000

针对双模重复控制器在电网频率波动时稳态误差大的问题,提出一种基于级联结构Thiran算法的无限脉冲响应滤波器(infinite impulse response filter,IIR)来逼近分数延迟环节,提高系统的稳态跟踪精度。该文采用一种由连分式推导得来的级联... 详细信息

针对双模重复控制器在电网频率波动时稳态误差大的问题,提出一种基于级联结构Thiran算法的无限脉冲响应滤波器(infinite impulse response filter,IIR)来逼近分数延迟环节,提高系统的稳态跟踪精度。该文采用一种由连分式推导得来的级联结构替代以往实现Thiran算法的直接结构,所设计的级联结构Thiran算法用于IIR滤波器中能在线调整滤波器参数,且相较于以往的直接结构,级联结构每个“积木块”的功能仅用两个乘法器就可实现,简化了参数设计,便于应用推广。基于分数阶双模重复控制器,并采用比例-双模重复控制复合的电流控制策略,控制逆变器输出高质量的并网电流。最后,通过仿真与实验结果验证所提策略的准确性及有效性。

关键词：并网逆变器 IIR滤波器级联结构分数阶双模重复控制 Thiran滤波器分数阶延迟

热风辅助微波干燥对苦瓜干燥品质和效率的影响

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东北农业大学学报 2024年第2期55卷 69-80页

作者：于海明姜骥文胡玉辉祁联星王昆明杜中强东北农业大学电气与信息学院哈尔滨150030 许继电气股份有限公司河南许昌461000

为研究热风辅助微波干燥因素对苦瓜干燥品质和效率影响,以苦瓜红度值a*、水分活度、叶绿素含量和干燥速率作为干燥品质和效率评价指标,通过单因素试验,分析微波功率、热风温度和热风速度等干燥因素对苦瓜品质和干燥效率影响规律,确定干... 详细信息

为研究热风辅助微波干燥因素对苦瓜干燥品质和效率影响,以苦瓜红度值a*、水分活度、叶绿素含量和干燥速率作为干燥品质和效率评价指标,通过单因素试验,分析微波功率、热风温度和热风速度等干燥因素对苦瓜品质和干燥效率影响规律,确定干燥因素范围。在此基础上,通过二次正交旋转组合试验,建立预测苦瓜品质和干燥效率二次多项式回归模型。结果表明,四项指标R2分别为0.9055、0.9170、0.8939、0.9805,均大于0.8900,表明回归模型拟合性较高,可较好预测苦瓜干燥品质和效率。利用响应面法确定影响苦瓜热风辅助微波干燥最佳干燥因素为:微波功率900W,热风温度60℃,热风速度20m·s^(-1)。研究可提高苦瓜干燥品质和干燥效率,为促进苦瓜干燥商业化发展提供一定理论指导及技术支持。

关键词：苦瓜热风辅助微波干燥模型品质研究