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XLPE电缆绝缘片晶周期性结构演变及其对电性能的影响

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 1205-1213,I0030页

作者：周士贻门业堃刘博及洪泉陈道远高建李建英国网北京市电力公司电力科学研究院北京市丰台区100075 西安交通大学陕西省西安市710049

为了研究长期高温条件下高压直流电缆交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘片晶周期性结构演变对直流绝缘特性的影响,将500 kV直流XLPE电缆绝缘层的薄片试样置于135℃条件下加速热老化。采用小角X射线散射(small angle X-ray... 详细信息

为了研究长期高温条件下高压直流电缆交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)绝缘片晶周期性结构演变对直流绝缘特性的影响,将500 kV直流XLPE电缆绝缘层的薄片试样置于135℃条件下加速热老化。采用小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)分析热老化对组成球晶的片晶/无定形区过渡界面、片晶和片晶长周期结构的影响。同时,分析XLPE直流电导特性和击穿强度的变化。实验结果表明:片晶/无定形区界面厚度、片晶厚度、片晶长周期尺寸随着老化的进行先略微增大后逐渐减小,在老化336 h时出现最大值,这与电荷注入阈值场强和直流击穿强度具有相似的变化规律,而与载流子迁移率变化和片晶间无定形区尺寸的变化相反。基于陷阱控制的阈值场强变化和自由体积击穿理论,分析片晶周期性结构变化对直流击穿强度的影响。综合分析可知,经过短时间热老化有助于改善XLPE的片晶周期性结构,从而提升直流击穿强度。

关键词：交联聚乙烯过渡界面片晶长周期阈值场强直流击穿

考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 214-222,254页

作者：申鸿帅吕家君李更丰熊飞王世豪王亚培冯怡西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 西安市电气设备互联感知与智能诊断重点实验室陕西西安710048 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 国网西安供电公司陕西西安710032

电热综合能源系统优化规划可以定量决策电热耦合系统转型,在规划层面充分开发风电消纳路径。为此,提出一种考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划方法。基于变流量-变温度策略构建热网模型,建立电力系统与灵活... 详细信息

电热综合能源系统优化规划可以定量决策电热耦合系统转型,在规划层面充分开发风电消纳路径。为此,提出一种考虑热储灵活配置与热网水力热力特性的电热综合能源系统优化规划方法。基于变流量-变温度策略构建热网模型,建立电力系统与灵活热源-热网-热储协同规划模型。提出预定参数型、功率平衡下最优投资型、变流量温度下最优投资型、时间系数离散型4种热储建模方法,实现热储灵活配置,采用二项式凸松弛和大M法将非线性规划模型转化为混合整数二阶锥规划模型求解。通过算例分析验证了所提方法可以有效提升规划方案的经济性,保证系统运行可行性,实现风电高比例消纳。

关键词：电热综合能源系统优化规划储热罐变流量-变温度策略二项式凸松弛

基于改进SMOTE不均衡样本处理和IHPO-DBN的变压器故障诊断方法研究

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电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 21-30页

作者：周萱吴伟丽西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054 西安市电气设备状态监测与供电安全重点实验室陕西西安710054

针对由于变压器故障样本不均衡和故障模型陷入局部最优而导致的分类准确率低的问题,提出了基于改进的合成少数类过采样技术和优化深度置信网络(deep belief network, DBN)的变压器故障诊断方法。首先采用聚类融合的K-means算法,通过分... 详细信息

针对由于变压器故障样本不均衡和故障模型陷入局部最优而导致的分类准确率低的问题,提出了基于改进的合成少数类过采样技术和优化深度置信网络(deep belief network, DBN)的变压器故障诊断方法。首先采用聚类融合的K-means算法,通过分簇和匹配的方式筛选出不稳定的少数类样本用以改进中心点合成少数类过采样技术(center point synthetic minority oversampling technique, CP-SMOTE)算法,并对少数类样本进行扩增,解决了变压器故障数据分布不均衡的问题。其次,通过加入随机逆向学习和自适应惯性权重技术对猎食者优化算法进行改进,并用改进后的算法对DBN的内部参数进行优化调整,提高了模型精度。最后,将不同数据预处理情况下以及不同数据规模下的变压器故障模型进行仿真对比。结果表明,经过数据预处理和模型优化后的变压器故障识别准确率能够提高到98%,有效地解决了故障数据不平衡导致的分类精度低的问题。

关键词：变压器故障诊断不均衡样本 K-means聚类改进合成少数过采样改进猎食者优化

电力市场环境下抽水蓄能电站容量电费定价与成本分摊方法

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电力系统自动化 2024年第11期48卷 88-99页

作者：张洪基丁涛黄雨涵谢刘双飞贺元康孙骁强西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 国家电网有限公司西北分部陕西省西安市710048

抽水蓄能电站作为一种有效的电力系统灵活性资源,将成为保障新型电力系统安全稳定运行的重要手段。制定合理的回收抽水蓄能电站建设固定成本方案是支撑系统运行、激励投资的关键问题。在抽水蓄能电站的市场化运行背景下,构建了抽水蓄能... 详细信息

抽水蓄能电站作为一种有效的电力系统灵活性资源,将成为保障新型电力系统安全稳定运行的重要手段。制定合理的回收抽水蓄能电站建设固定成本方案是支撑系统运行、激励投资的关键问题。在抽水蓄能电站的市场化运行背景下,构建了抽水蓄能电站顺次参与现货-辅助服务市场的容量电费定价模型,实现以经营期内收支平衡为目标定期滚动核定抽水蓄能电站的待分摊成本。同时,考虑抽水蓄能电站容量电费的潜在分摊对象,提出采用效用比例VCG(Vickrey-Clarke-Groves)机制对抽水蓄能电站容量电费进行成本分摊,量化源荷侧分摊主体的替代效益,并将容量电费按比例分摊。实际系统算例的仿真分析验证了所提方法的有效性。

关键词：抽水蓄能电站两部制电价电力市场成本分摊容量电费

变负荷工况下并联管内超临界水脉动流动及换热特性

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2710-2717,I0016页

作者：王文毓杨冬王林高林西安热工研究院有限公司陕西省西安市710054 动力工程多相流国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

为了避免流动不稳定现象对水冷壁安全运行产生严重的影响,该文通过实验研究机组变负荷过程中,并联水冷壁管内超临界水的脉动流动及其换热特性。以Φ25×3 mm的1Cr18Ni9Ti并联管为实验段,在压力23~30 MPa,质量流率0.05~0.2 kg/s,入口水温... 详细信息

为了避免流动不稳定现象对水冷壁安全运行产生严重的影响,该文通过实验研究机组变负荷过程中,并联水冷壁管内超临界水的脉动流动及其换热特性。以Φ25×3 mm的1Cr18Ni9Ti并联管为实验段,在压力23~30 MPa,质量流率0.05~0.2 kg/s,入口水温200~390℃,入口压降系数0~5.5,热流密度0~500 kW/m^(2)的范围设置不同实验组,通过增加实验段热负荷进行实验。通过实验观察到不同类型的脉动及其边界,记录通道内质量流率和压力的变化,得到壁面温度的振荡曲线,分析了脉动流动的规律以及脉动对换热的影响。结果表明:低频、Ⅰ类高频和Ⅱ类高频3种脉动随着热负荷的增大依次出现。低频脉动和Ⅱ类高频脉动分管参数和总体参数同相脉动,而Ⅰ类高频脉动是管间脉动,主管道的流量几乎不会波动。对于低频脉动,振幅和频率的增大都会使通道中低比热流体的含量增大,从而降低流体换热能力;对于高频脉动,振幅的增大会减弱边界层热阻,有利于换热;频率的增加加大了通道中流体之间的能量交换,抑制了管子与流体之间的换热。可知,流动不稳定现象具有复杂的换热特性,应尽量将运行工况设定在脉动边界以外。

关键词：流动不稳定性脉动换热超临界压力

基于首行波曲率半径的交直流互联电网交流输电线路单端量保护

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第6期51卷 148-158页

作者：高淑萍段云青宋国兵郑瀚李晓芳西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 西安市电气设备状态监测与供电安全重点实验室陕西西安710054

交直流互联电网中逆变侧交流输电线路故障特征与纯交流系统具有较大的差异性,传统交流输电线路的保护方案已经不再适用于逆变侧交流输电线路.首先,基于逆变侧交流输电线路发生区内、外故障时拓扑结构的不同,分别推导了两种情况下线模故... 详细信息

交直流互联电网中逆变侧交流输电线路故障特征与纯交流系统具有较大的差异性,传统交流输电线路的保护方案已经不再适用于逆变侧交流输电线路.首先,基于逆变侧交流输电线路发生区内、外故障时拓扑结构的不同,分别推导了两种情况下线模故障分量电流首行波的表达式,理论上明确了交流输电线路在发生区内、外故障时首行波波形特征的差异性.其次,采用小波变换模极大值法和Levenberg-Marquardt算法提取首行波曲率半径,构造了利用首行波曲率半径进行故障区域识别的高可靠性单端量保护方案.最后,在PSCAD/EMTDC中搭建交直流互联电网模型,使用MATLAB对保护方案进行验证.仿真结果表明:所提保护方案快速有效,可靠性高,耐受过渡电阻的能力较强,具有良好的抗噪声能力.

关键词：交直流互联电网单端量保护 Levenberg-Marquardt算法小波变换模极大值法首行波曲率半径

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适用于双馈风电场送出线的纵联方向保护研究

太阳能学报 2024年第1期45卷 218-225页

作者：高淑萍蔚坤宋国兵郭芳宾西安科技大学电气与控制工程学院西安710054 西安市电气设备状态监测与供电安全重点实验室西安710054 西安交通大学电气工程学院西安710049

考虑风电场接入电网时,传统方向元件在短路故障发生时易受到风电场内部电力电子器件动态特性的干扰影响,导致频率特性偏移,系统参数不稳定和弱馈性等问题,使继电保护装置不能及时或正确判断故障发生区域。针对上述问题,首先对含有风电... 详细信息

考虑风电场接入电网时,传统方向元件在短路故障发生时易受到风电场内部电力电子器件动态特性的干扰影响,导致频率特性偏移,系统参数不稳定和弱馈性等问题,使继电保护装置不能及时或正确判断故障发生区域。针对上述问题,首先对含有风电场的故障附加网络进行分析,寻找故障发生后纵联保护安装处各测量点电气量之间的关联性,确定其故障逻辑关系。其次通过对常用的相模变换解耦方式进行分析,选择一个合理的方法代入相关性表达式,根据相关系数值完成故障区域判定。最后利用PSCAD/EMTDC搭建双馈风电场并网模型,设置各种不同的故障类型和场景,并利用Matlab进行保护算法验证,检验故障区域判断结果,验证所提保护方法的正确性与合理性,并且仿真结果表明该方法具有较高的可靠性。

关键词：风电场双馈风电机组继电保护相关性纵联保护相模变换

含备用储能的5G基站虚拟电厂参与电力市场的交易策略研究

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电网技术 2024年第3期48卷 968-978页

作者：王志维王秀丽雍维桢武文奇周嘉豪西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

随着第五代移动通信(5th generation mobile communication,5G)基站建设数量的剧增,5G基站的备用电池将是一个具有巨大潜能的储能资源。我国电力市场化改革正不断推进,研究5G基站的备用储能参与电力市场交易是实现电网和通信运营商互利... 详细信息

随着第五代移动通信(5th generation mobile communication,5G)基站建设数量的剧增,5G基站的备用电池将是一个具有巨大潜能的储能资源。我国电力市场化改革正不断推进,研究5G基站的备用储能参与电力市场交易是实现电网和通信运营商互利共赢的有效途径。考虑到5G基站备用储能参与电力市场的特殊性,建立了计及退化成本和可调度容量的基站储能电池模型,并将零散的基站聚合成5G基站虚拟电厂(virtual power plant,VPP)。然后,将5G基站VPP作为独立的竞价主体,构建双层的电能量-调频辅助服务市场交易决策模型,并利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件和对偶理论将双层模型转化为可解的混合整数规划问题。最后,通过算例评估了5G基站备用储能的可调度容量以及所提交易决策模型的有效性。

关键词： 5G基站备用储能虚拟电厂电力市场双层优化

基于多种交易方式的省间省内现货市场双层出清模型

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电力系统自动化 2024年第11期48卷 111-121页

作者：张润凡凌晓波任欣怡别朝红冯凯曾丹西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 国网上海市电力公司上海市200122 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

新能源比例不断提升,省间消纳需求不断增加,构建满足全局资源优化运行的省间市场是促进市场效率提升的关键。文中基于多种块交易及小时交易的时间耦合关系,建立了省间省内两级现货市场出清模型。首先,构建了包含普通小时交易、灵活小时... 详细信息

新能源比例不断提升,省间消纳需求不断增加,构建满足全局资源优化运行的省间市场是促进市场效率提升的关键。文中基于多种块交易及小时交易的时间耦合关系,建立了省间省内两级现货市场出清模型。首先,构建了包含普通小时交易、灵活小时交易、常规块交易、可移动式块交易和扩展链接式块交易多种交易方式的混合整数线性规划模型。其次,为解决省间市场主体较多、块交易时间耦合复杂带来的出清难度大的问题,提出了基于省内出清结果的参与省间市场主体的筛选机制,进一步实现基于各省筛选出主体的省间市场出清,通过融合省间、省内出清结果形成最终中标结果。最后,通过多区域互联的IEEE RTS-96系统算例验证该模型的合理性及其作用效果。结果表明,相较于各省单独出清,省间省内两级市场出清提升了整体社会福利。所提方法在提高求解效率的同时,尽量逼近省间整体出清的全局最优解,实现了社会福利最大化。

关键词：电力市场现货市场出清模型块交易