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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

基于系统动力学模型的电力系统等效惯量时空演变趋势研究

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全球能源互联网 2024年

作者：刘学成杨军申锦鹏彭晓涛王小立李旭涛赵强张玉琼武汉大学电气与自动化学院国网宁夏电力有限公司电力科学研究院中国电力科学研究院有限公司

随着风电、光伏等新能源发电渗透率的不断提高，电力系统等效惯量水平不断下降且空间分布不均的特性日益凸显。而电力系统维持频率稳定的能力与系统等效惯量水平息息相关，因此明确电力系统等效惯量时空演变趋势具有重要意义。基于系统... 详细信息

随着风电、光伏等新能源发电渗透率的不断提高，电力系统等效惯量水平不断下降且空间分布不均的特性日益凸显。而电力系统维持频率稳定的能力与系统等效惯量水平息息相关，因此明确电力系统等效惯量时空演变趋势具有重要意义。基于系统动力学模型，对电力系统等效惯量的时空演变趋势进行了分析。首先，明确新能源电力系统等效惯量概念及有效惯量组成，并分析惯量响应过程；其次，基于系统动力学模型，在考虑地域、技术进步率、综合成本等多因素影响下，对中国各地区光伏、风电、火电、水电、核电2025—2060年间的装机容量进行预测；最后，基于预测数据，对电力系统等效惯量时空演变趋势进行分析。所预测装机容量结果符合长期发展目标，计算所得电力系统等效惯量水平直观体现了在考虑虚拟惯量与否的情景下中国整体与各区域的变化趋势，可为规划各区域新能源发展，确定低惯量区域惯量补偿措施，保障频率安全等方面提供参考。

关键词：等效惯量惯量响应系统动力学模型装机容量预测时空演变趋势

基于Goog Le Net与迁移学习的质子交换膜燃料电池集成系统故障诊断

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5147-5158页

作者：赵波刘相万章雷其陈哲张领先谢长君国网浙江省电力有限公司电力科学研究院武汉理工大学自动化学院

为准确判别质子交换膜燃料电池(protonexchange membranefuelcell,PEMFC)系统在动态阶跃工作电流下的故障类型，该文建立了PEMFC集成系统模型，提出一种基于GoogLeNet卷积神经网络与迁移学习的PEMFC故障诊断方法。首先，根据燃料电池运... 详细信息

为准确判别质子交换膜燃料电池(protonexchange membranefuelcell,PEMFC)系统在动态阶跃工作电流下的故障类型，该文建立了PEMFC集成系统模型，提出一种基于GoogLeNet卷积神经网络与迁移学习的PEMFC故障诊断方法。首先，根据燃料电池运行过程的电化学反应机理与经验公式建了PEMFC集成系统模型，辅机系统包括冷却系统、空气供给系统和供氢系统。然后，搭建燃料电池测试台架，利用实验数据验证搭建的PEMFC集成系统模型，并改变模型部件参数产生特征故障图像数据集。最后，采用迁移学习将预训练模型中的权重迁移到GoogLeNet模型中，以提高分类模型的收敛速度和泛化能力。2 000组故障样本诊断结果表明，PEMFC集成系统在正常、冷却系统故障、氢气饥饿、空气饥饿和水淹故障共5种运行状态下的诊断精确率分别为99.30%、100%、99.10%、100%和99.10%，综合诊断准确率达99.50%，结果证明所提方法具有较高的分类精度和鲁棒性。

关键词：质子交换膜燃料电池集成系统 GoogLeNet卷积神经网络迁移学习故障诊断

基于深度学习的城市配电网多级动态重构决策方法

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高电压技术 2024年第4期50卷 1468-1477,I0026,I0027页

作者：姜思远高红均马望王仁浚石铖刘俊勇四川大学电气工程学院成都610065 湖北省电力公司电力科学研究院武汉430077

多级动态重构技术相比于传统全局重构技术更适合用以改善大规模城市配电网的运行经济性,但是随之而来的重构级别识别又成了新问题。由此,该文依托现有的多级动态重构数学模型,提出一种基于深度学习算法的城市配电网多级动态重构决策方法... 详细信息

多级动态重构技术相比于传统全局重构技术更适合用以改善大规模城市配电网的运行经济性,但是随之而来的重构级别识别又成了新问题。由此,该文依托现有的多级动态重构数学模型,提出一种基于深度学习算法的城市配电网多级动态重构决策方法,可跨过级别识别过程直接实现输入净负荷数据与最优重构决策方案之间的非线性映射。建立了将特征空间注意力机制、时间序列注意力机制、卷积神经网络与门控循环单元相结合的组合神经网络,针对城市配电网净负荷数据时空分布不均衡的特性,采用特征空间注意力机制与卷积神经网络对整个配电网的净负荷数据进行空间特征的学习以感知其高维特征空间的潜在联系。接着采用门控循环单元与时间序列注意力机制来充分挖掘净负荷数据在长时间尺度下的时序特征,提取其在时间分布上的不平衡特征,充分训练所提组合神经网络以拟合现有数学模型。最后,通过实际的145节点系统、IEEE 33节点系统、PG&E 69节点系统进行算例分析,验证了所提方法的有效性。

关键词：城市配电网多级动态重构时空分布不均衡组合神经网络双重注意力机制

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V2G直流充电桩检测方案与检测系统设计

电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 161-170页

作者：张倩陈熙王立永赵宇彤金渊关宇张心国网北京市电力公司电力科学研究院北京100051

针对现有V2G直流充电桩现场检测装置功能不全面、检测方案单一、控制及管理困难等问题,依据国家相关标准,设计了V2G直流充电桩检测方案和检测系统。首先,根据需要设计了3种检测方案:现场检测方案、实验室检测方案以及动力电池检测方案... 详细信息

针对现有V2G直流充电桩现场检测装置功能不全面、检测方案单一、控制及管理困难等问题,依据国家相关标准,设计了V2G直流充电桩检测方案和检测系统。首先,根据需要设计了3种检测方案:现场检测方案、实验室检测方案以及动力电池检测方案。不同的检测方案对应V2G充电桩不同检测环境和检测项目。然后,依据3种检测方案给出了检测系统的硬件设计和软件设计,能够实现对V2G直流充电桩充放电功能、直流输出性能、并网性能及保护功能等进行检测。同时还可以对电动汽车动力电池状态进行评估,从而判断电池潜在风险。最后,通过对V2G直流充电桩和车辆动力电池进行不同项目检测。测试结果表明所设计的检测方案和检测系统能够准确实现对V2G直流充电桩的功能和性能检测。

关键词： V2G直流充电桩检测系统现场检测实验室检测通信连接数据采集

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新型电力系统下电弧故障诊断技术及发展趋势

电测与仪表 2024年第2期61卷 1-9页

作者：秦译为张蓬鹤宋如楠祝毛宁中国电力科学研究院北京100192

确保电力能源安全稳定供应是构建新型电力系统的前提,用电安全领域故障诊断技术需要不断革新和进步,以适应电力系统的新需求。故障电弧无法精准诊断作为制约电气火灾监测预防的主要原因,严重威胁到供用电安全。文中分析了基于不同原理... 详细信息

确保电力能源安全稳定供应是构建新型电力系统的前提,用电安全领域故障诊断技术需要不断革新和进步,以适应电力系统的新需求。故障电弧无法精准诊断作为制约电气火灾监测预防的主要原因,严重威胁到供用电安全。文中分析了基于不同原理的故障电弧诊断方法,介绍了故障电弧试验检测技术及相关标准,并提出了未来可能的研究方向,最后总结了新型电力系统下电弧故障诊断面临的技术挑战和发展趋势。

关键词：故障电弧新型电力系统诊断特征试验检测

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基于气象水文耦合的水库实时洪水预报方法

中国农村水利水电 2024年

作者：谢小燕高熠飞徐凯莉陈宏新徐静波国网电力科学研究院有限公司

以水库实时洪水预报为研究对象，针对中小流域预见期短，流域天然预见期难以满足水利工程生产要求的问题，研究水库实时洪水预报方法，构建基于气象水文耦合的水库实时洪水预报模型。首先，采用短时临近外推技术及STMAS-WAF中尺度天气... 详细信息

以水库实时洪水预报为研究对象，针对中小流域预见期短，流域天然预见期难以满足水利工程生产要求的问题，研究水库实时洪水预报方法，构建基于气象水文耦合的水库实时洪水预报模型。首先，采用短时临近外推技术及STMAS-WAF中尺度天气模式，建立24h降水预报模型；然后将气象预报成果耦合至水文预报，实现气象水文的时空尺度匹配；最后建立基于来水预报成果反馈的降水预报修正方法，根据前期规律滚动修正未来24h降水预报成果，将修正后的降水预报输入水文模型，实时预测水库来水，使水文模型从源头上实现准确输入，实现高精度长预见期的水库实时洪水预报，解决了传统水文模型预见期不足的问题。以新安江水库为例开展了模型的实例研究，编制新安江水库气象水文耦合预报方案，进行水库实时洪水预报，并探讨不同降雨输入形式对预报精度的影响，研究结果表明：基于气象水文耦合的水库实时洪水预报方法考虑了气象水文的双向反馈，将新安江水库实时洪水预报预见期从6h左右提升至18h，确保18h预见期内预报精度在80%以上。与不考虑降水预报及使用未修正降水预报的2种传统方法的有效预见期相比，新方法的有效预见期分别提升了200%和29%，有效延长了水库实时洪水预报预见期，提高了洪水预报服务能力，给水库实时洪水预报提供了一种行之有效的方法。

关键词：中小流域水库实时洪水预报降水预报气象水文耦合新安江水库

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基于模糊神经网络的电网消防预警算法

沈阳工业大学学报 2024年第1期46卷 19-23页

作者：赵嘉兴荆玉智张彦山西省电力公司电力科学研究院山西阳泉045000

针对传统基于阈值判别方法的电网火灾预警系统预测精度低、抗干扰能力弱的问题,提出了一种基于模糊神经网络的电网消防预警算法。该算法利用神经网络学习大规模电网数据,使用模糊逻辑推理算法来提升预测结果的推理能力,并通过结合神经... 详细信息

针对传统基于阈值判别方法的电网火灾预警系统预测精度低、抗干扰能力弱的问题,提出了一种基于模糊神经网络的电网消防预警算法。该算法利用神经网络学习大规模电网数据,使用模糊逻辑推理算法来提升预测结果的推理能力,并通过结合神经网络对大规模数据的学习能力和模糊逻辑算法的推理能力来分析电网线路参数,从而提升电网消防预警系统的精度和抗干扰能力。实验与仿真结果表明,所提出方法能显著提升电网火灾的预警精度,且使用模糊逻辑推理可以得到更符合实际情况的电网火灾预警结果。

关键词：电网预警抗干扰神经网络模糊推理信号处理

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基于TEROS的自然闪电X射线暴观测研究

地球物理学报 2024年第1期67卷 21-33页

作者：张雄张阳李小强郑毅曹保锋王宇吕伟涛李鹏国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074

本文报道了国内首个自然闪电高能辐射(Lightning Energetic Radiation,LER)多点观测结果.基于自主研发的雷暴高能辐射观测系统(Thunderstorm Energetic Radiation Observation System,TEROS),在2021年夏季观测期成功捕获3次自然LER事件,结合闪电定位、低频快电场变化、回击峰值电流等其他资料,对3次事件的高能辐射特征进行研究.分析发现:3次LER事件均于负地闪下行先导的最后阶段被探测到,是典型的X射线暴,且均具有MeV能量的单光子,最大能量超过2.2 MeV;伴随梯级先导出现的X射线暴持续时间为数百μs,伴随不规则直窜先导的X射线暴持续时间为数十μs,主要与先导发展速度有关;相应回击峰值电流最大的1次事件具有最高的单光子能量、最大的单位面积沉积总能量和最多的爆发过程数量,随着接近回击时刻,该事件还表现出与电场变化一致的增强趋势,表明先导头部电场是影响高能辐射产生的重要因素;随到达强度降低,高能辐射信号逐渐由束流模式向单光子模式转变,呈现出与地球伽马射线闪类似的现象学特征,更多乃至所有的爆发过程无法被探测到,高能辐射可能是闪电发展过程中的普遍现象.

关键词：闪电高能辐射自然闪电 X射线暴地球伽马射线闪闪电先导