• 2020年第39卷第6期文章目次
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    • >电力数字新基建中区块链及物联网技术的应用专题
    • 特约主编寄语

      2020, 39(6):1-1.

      摘要 (735) HTML (0) PDF 914.34 K (690) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力数字新基建中区块链及物联网技术的应用_专题征稿启事

    • 基于区块链技术的电动汽车充电交易探讨

      2020, 39(6):2-7. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.001

      摘要 (1152) HTML (0) PDF 4.52 M (1075) 评论 (0) 收藏

      摘要:规模化电动汽车在充电交易时存在安全性低、自主性差的问题,因此文中提出基于区块链技术的电动汽车充电交易模型。该模型在“多卖方-多买方”的电力市场竞争机制下,利用区块链技术去中心化、安全性高等特点还原电力商品属性,开放用户协商定价的权利。首先制定区块链架构下的电动汽车充电交易框架;其次基于区块链平台与电力市场相似的网络拓扑形态,建立区块链平台下的电动汽车充电交易模型;最后对比传统电力市场、应用区块链平台的电力交易市场下满足电动汽车聚合商需求的充电方案。算例结果证明该模型能满足电动汽车聚合商的个性化需求,提升新能源电厂收益,减少碳排放,为电动汽车充电交易市场提供新思路。

    • 基于侧链技术的电力物联网跨域认证研究

      2020, 39(6):8-12. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.002

      摘要 (1004) HTML (0) PDF 4.08 M (1018) 评论 (0) 收藏

      摘要:能源互联网和5G通信技术的发展使电力物联网规模不断增大,对于跨域数据交换的业务需求缺少有效的认证手段。文中分析了电力物联网终端跨域认证需求和面临的问题,介绍了区块链跨链技术中的侧链技术及实现机理,并将其引入到电力物联网跨域认证方案中,提出一种基于侧链技术的电力物联网跨域认证方案。首先建立基于侧链技术的跨链认证架构,设计区块数据结构和双向锚定认证信息传递模型,通过公钥证书和数字签名生成认证凭据,通过时间戳确保认证信息的时效性。然后提出基于侧链技术的电力物联网终端跨域认证流程,实现认证凭证从申请域到认证域的可信传递。认证方案通过主链和侧链进行数据交互和共享,具有认证信息跨域有效、不可篡改以及分布式共识的特点。最后,在配电自动化应用场景中进行仿真,验证了该方案的可行性。

    • 基于LoRa网关的中继选择优化算法研究

      2020, 39(6):13-18. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.003

      摘要 (732) HTML (0) PDF 4.24 M (866) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电力物联网的建设推进,配电网面临着巨大的挑战。作为电力系统的末端,配电网直接面向大量实际用电群体,其客户体验满意度和供电运行可靠度备受关注。为改善LoRaWAN网络架构中,终端节点移动造成的信号错误传播以及高能耗问题,在混合译码放大转发(HDAF)方式下,给出一种基于LoRa网关的无线中继优化算法。该算法中,LoRa网关具备中继转发功能,基于节点间的位置关系,推导了HDAF方式下的误码率 (SER)表达式。构造Lagrange函数,在SER约束的KKT极值条件下,给出最佳功率分配方案。数值分析表明:同等条件下,所给方案对放大转发(AF)、译码转发(DF)方式做出优化,降低了其误码率。各节点消耗的系统功率比AF、DF方式低,节省了配电网中的系统能耗。

    • 基于非侵入式负荷辨识的聚合负荷需求响应能力在线评估

      2020, 39(6):19-25,65. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.004

      摘要 (1017) HTML (0) PDF 6.50 M (990) 评论 (0) 收藏

      摘要:用户侧负荷资源数量众多、容量不均、分布零散、响应潜力强,具备参与电网调节的能力。基于负荷功率、电流等特征差异,建立负荷特征指纹库,提出面向居民电器的基于多元高斯模型的非侵入式低压负荷构成辨识方法,实现居民用能的在线分解。基于同类电器特征相似的特点,获取底层居民负荷动作和可中断类型后,在同一台区下,提出由下至上的台区负荷需求响应能力在线聚合监测方法,实现台区负荷资源参与需求响应的能力评估。基于REDD数据集和台区拓扑的测试表明,该方法对居民负荷具有较高的辨识度,可较好地监测台区负荷资源参与需求响应的能力,为负荷侧海量泛在资源的整合及参与系统调峰、调频等智慧化利用提供了方式和途径。

    • 电能质量终端信息安全设计及应用

      2020, 39(6):26-33. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.005

      摘要 (708) HTML (0) PDF 6.05 M (884) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着现代计算机技术和互联网的发展,信息安全问题越来越突出。由于早期网络环境单一,传统的电能质量终端没有考虑信息安全问题,在抵御非法访问、网络攻击等方面能力偏弱。针对传统电能质量终端的设计缺陷,文中提出基于信息安全的终端设计及实现方案。方案在访问授权、审计记录、数据完整及防篡改性、网络攻击、备份与恢复以及源码安全等方面给出了切实的解决措施,有效提升了终端本体的信息安全强度。安全测试结果表明,该方案有效增强了终端信息安全能力,可有效抵御网络攻击等风险。文中提出的实现方案也可应用于保护、测控、PMU、录波器等间隔层终端设备。

    • >专论与综述
    • 基于深度强化学习的电网自主控制与决策技术

      2020, 39(6):34-43. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.006

      摘要 (1558) HTML (0) PDF 8.48 M (1099) 评论 (0) 收藏

      摘要:高比例可再生能源的并网和电力电子设备的不断增加给电力系统运行与实时控制带来诸多挑战。人工智能技术的飞速发展为解决高维度、高非线性、高时变性优化控制和决策问题提供了新的思路。文中基于深度强化学习技术,提出了具有在线学习功能的电网自主优化控制和决策框架,即“电网脑”系统。该系统可通过离线和在线学习不断积累经验,从而在亚秒时间内(1 s以内)根据电网实时量测数据给出调度控制指令及预期控制效果。该系统近期可用于辅助调度员决策,远期可为自动调度提供技术手段。为验证“电网脑”理论框架的可行性,文中以电网自主电压控制和联络线潮流控制为例,介绍了电力系统自主控制与决策方法及其实现流程,并通过数值实验验证了所提方法学习能力及其应用于电力系统自主控制与决策的可行性。

    • 架空-电缆混合输电线路故障定位方法综述

      2020, 39(6):44-51. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.007

      摘要 (928) HTML (0) PDF 6.91 M (1000) 评论 (0) 收藏

      摘要:对国内外学者关于架空线-电力电缆混合线路故障定位的研究进行了梳理和综述。首先分析了混合线路故障定位存在的特殊问题,然后对架空-电缆混合输电线路故障定位方法的研究现状进行了总结。现有的混合线路故障定位方法有故障分析法、行波法、频率分析法以及智能法等。其中,故障分析法和行波法的准确性主要受混合线路参数不均一的影响;行波法因故障行波会在线缆连接点处发生复杂的折反射过程而导致反射波头难以识别;能否准确地确定故障暂态信号的固有频率值将直接影响频率法故障定位精度;智能法需对样本集进行离线训练,且需存储大量数据,应用起来较为困难。最后,对下一步需要开展的研究工作进行了展望。

    • 美国加州2020年8月中旬停电事故分析及思考

      2020, 39(6):52-57. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.008

      摘要 (1203) HTML (0) PDF 5.21 M (1027) 评论 (0) 收藏

      摘要:2020年8月14日和15日,美国加州电网发生停电事故,共约81万人次受到停电影响。文中对该事故进行总结分析,为我国电网的安全稳定运行提供借鉴和参考。首先,对此次极端高温天气造成的切负荷和轮停事件进行介绍,分析总结造成该停电事故的主要原因,引入2个新能源反调峰特性的量化评估指标。然后,根据加州电网的实际,给出了加州相关机构针对该事故的短期及中长期应对措施。最后,结合此次停电事故所暴露的问题,从3个方面总结了对我国电网的启示,一是在电网规划及运行方面要建立考虑极端情况影响的电源规划机制,同时更加关注新能源快速发展过程中区域电网净用电负荷曲线变化特征;二是要优化电力市场建设;三是要提升电网柔性调控手段和能力。

    • 配电网单相接地故障有源消弧技术综述

      2020, 39(6):58-65. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.009

      摘要 (783) HTML (0) PDF 7.12 M (1035) 评论 (0) 收藏

      摘要:多种形式的新能源、大量电力电子用户等越来越多地接入配电网是必然的发展趋势,这可能会导致接地故障电流中的无功分量、有功分量及谐波含量越来越高。采用消弧线圈的无源消弧技术存在单相接地故障残流的无功分量、有功分量和谐波分量较大等问题,采用外加注入主动干预方式的有源消弧技术已成为解决此类问题的有效手段。文中对配电网单相接地故障有源消弧技术的研究现状进行总结综述,主要阐述了有源消弧装置结构和控制算法两部分内容。首先,从成本、优缺点、连接方式等方面对消弧装置硬件结构进行分析;其次,将电压消弧算法、电流消弧算法、综合消弧算法的优缺点进行对比研究;最后从有源消弧技术的硬件结构和控制算法2个方面进行了展望,并给出了后续研究可能存在的问题以及研究方向。

    • >电网运行与控制
    • 欧洲柔性直流电网的规划及其仿真研究

      2020, 39(6):66-75. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.010

      摘要 (696) HTML (0) PDF 7.35 M (942) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立全球能源互联网是实现新能源大规模开发、高比例接入电网的重要发展方向。文中对柔性直流电网跨接在欧洲交流主网上的可行性及影响进行了深入分析。首先,梳理了欧洲资源负荷的分布情况,设计了直流换流站的位置、容量和直流网架的结构;然后,基于机电暂态仿真软件PSS/E,在欧洲交流网架上建立了51端柔性直流电网;最后,针对柔性直流电网接入后交流电网的频率、电压稳定性,柔性直流电网对于交流网侧输入功率不稳定情况下的响应策略以及紧急功率支援能力等进行了仿真研究。仿真结果表明,规划的柔性直流电网能够提供功率支撑并降低换流站注入功率波动的影响,提高欧洲电网的稳定性。

    • 基于贝叶斯优化XGBoost的短期峰值负荷预测

      2020, 39(6):76-81. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.011

      摘要 (905) HTML (0) PDF 7.05 M (931) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电网结构愈发复杂,负荷的多样性与波动性显著增加,对预测模型提出了更高的泛化能力和精度要求。然而,传统算法存在易过拟合、精度低等固有缺陷,难以实现复杂电网下精准的尖峰负荷预测。为此,文中提出一种基于贝叶斯优化极限梯度提升(XGBoost)的模型用于短期峰值负荷预测。首先,通过特征重要度得分进行特征提取,剔除冗余特征,确保输入-输出有较优的映射关系;然后,引入贝叶斯优化算法进行超参数调优,使XGBoost的性能达到最佳状态;最后,使用国内某市电力负荷数据对所提模型的有效性进行验证,结果表明,与其他机器学习方法相比,贝叶斯优化XGBoost具有更高的预测精度。

    • 高压直流系统改进型最小换相裕度控制策略

      2020, 39(6):82-88. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.012

      摘要 (867) HTML (0) PDF 5.40 M (845) 评论 (0) 收藏

      摘要:高压直流系统直流侧发生单极故障时,故障极会引起非故障极直流电流增大,严重时可能引起非故障极换相失败。在直流电流增大的情况下,现有最小换相裕度(AMIN)控制无法启动紧急触发来避免换相失败。针对现有AMIN控制无法精确计算实时换相裕度面积的问题,文中根据现有策略的理论推导,首先分析其未能达到预期效果的影响因素;然后,根据分析结果提出考虑换相过程中直流电流变化、电气量采样延时补偿及预测控制的改进型AMIN控制策略;最后,基于与实际控制保护程序一致的直流工程PSCAD/EMTDC模型,对提出的改进型策略进行验证。结果表明,改进型策略能有效避免因直流侧单极故障引起的非故障极换相失败。

    • 综合能源系统综合需求响应行为研究

      2020, 39(6):89-97. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.013

      摘要 (770) HTML (0) PDF 6.28 M (830) 评论 (0) 收藏

      摘要:面向耦合电、气、冷、热等多种形式能源的综合能源系统,研究柔性负荷、储能和电动汽车等需求侧资源的综合需求响应(IDR),有利于挖掘多能负荷的响应潜力,激发综合能源系统的灵活性,提升能源利用效率。首先以区域电-气互联综合能源系统为基础,构建园区级冷-热-电-气综合能源系统;其次,建立综合能源系统调度模型,通过节点能量平衡方程分析节点能源价格,明确系统调度-能源价格-IDR的传递关系;然后,基于节点能源价格建立考虑柔性负荷、储能、电动汽车为参与主体的IDR模型;最后,通过算例分析柔性负荷、储能、电动汽车的响应情况,基于节点能源价格对不同位置多能用户IDR前后的负荷曲线进行分析。结果表明,充分利用柔性负荷特性不仅可以提升用户效用,还可以有效降低运行成本。

    • 储能电站对电网购电特性的影响研究

      2020, 39(6):98-103. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.014

      摘要 (623) HTML (0) PDF 4.48 M (741) 评论 (0) 收藏

      摘要:储能电站在电网中应用广泛,由于其能量搬迁作用,大规模储能电站对电网购电特性的影响很大。文中采用基于数学优化的生产模拟仿真程序,考虑了机组启停、水电跨周调节、抽蓄跨日调节、光热电站跨日调节,比较了储能电站对电网购电减少量、最大购电功率和新能源弃电的影响,研究了购电曲线对购电量的影响,确定外购电方式。并在确定购电方式后,分析储能电站对购电特性的影响。西北某实际电网的仿真计算结果表明,相比于直线购电方式,阶梯式购电方式可减少电网外购电量和新能源弃电率,但最大购电功率增加;在阶梯式购电基础上,建设储能电站,可进一步降低电网外购电量、新能源弃电率和最大购电功率,建议采用阶梯式购电方式并建设1 200 MW储能电站。研究成果可为我国高比例新能源系统电网侧储能电站的建设提供参考。

    • >配网与微网
    • 基于双向长短时记忆网络的母线负荷分解方法

      2020, 39(6):104-109. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.015

      摘要 (887) HTML (0) PDF 4.77 M (728) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前在负荷分解领域的研究多以家庭住宅的总负荷分解为电器级别的负荷为主,对于中高电压等级的母线负荷分解研究较少,为解决这一问题,提出基于双向长短时记忆网络(Bi-LSTM)的中高电压等级母线负荷分解算法。首先在长短时记忆(LSTM)的基础上构建了Bi-LSTM;其次以母线负荷和其对应的外部信息源(如日期类型、天气等)作为Bi-LSTM的输入量,母线负荷的各下属建筑负荷作为输出量,对Bi-LSTM进行训练;最后以网络分解的母线负荷构成值与实际值间的平均相对误差作为评价指标。实验结果表明该方法可有效对构成成分未知的母线负荷进行分解。

    • 基于组合赋权的非介入式终端辨识能力灰色TOPSIS评价

      2020, 39(6):110-116,131. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.016

      摘要 (689) HTML (0) PDF 5.95 M (665) 评论 (0) 收藏

      摘要:非介入式负荷辨识终端克服了传统侵入式终端成本高、安装复杂和维护不便的问题,得以广泛应用。但目前仅通过电量指标对非介入式终端负荷辨识能力进行评价,评价体系单一。为此,文中选取多维指标综合衡量终端对电器负荷的辨识能力,并据此构建了非介入式终端分层多组评价模型;利用熵权-层次分析法(AHP)组合评价技术得到指标的组合权值;在此基础上,利用灰色逼近理想解排序(TOPSIS)评价对电器组合案例的电器辨识能力进行分类、灰色排序,从而客观地得到终端整体辨识能力水平及不同案例下终端辨识能力好坏。最后,在非介入式终端实证平台选取4种典型电器,验证了文中方案可解决评估指标数据不完全的问题,结合实际工程的终端辨识能力校验,提高了非侵入负荷辨识终端辨识能力评价的科学性和有效性。

    • 基于主从控制的微电网电压质量改善策略

      2020, 39(6):117-123. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.017

      摘要 (706) HTML (0) PDF 5.09 M (735) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对非线性不平衡混合负载易导致微电网母线电压质量下降的问题,文中利用并联在微电网母线上的多个逆变器对母线电能质量进行治理。以单台逆变器为例,对非线性不平衡混合负载造成逆变器输出电压质量下降的原因进行分析,并提出一种主从控制策略。主逆变器充当电压源,从逆变器充当电流源,利用从逆变器剩余可用容量来补偿负载中的谐波、负序电流分量,而负载中的基波电流和零序电流分量则由主从逆变器共同分担。该策略有效降低了逆变器输出侧电压的畸变率和不平衡度,将电能质量治理功能嵌入到从逆变器中,避免增加额外的电能质量治理装置,降低了系统成本。最后,在PSCAD仿真环境下搭建仿真模型验证了该控制策略的有效性和可行性。

    • >高电压技术
    • GIL内金属微粒在直流电压下的运动特性分析

      2020, 39(6):124-131. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.018

      摘要 (577) HTML (0) PDF 6.65 M (639) 评论 (0) 收藏

      摘要:气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)以其输送容量大、占地面积小、传输损耗小等优点,在许多场合成为替代电缆和架空线路的首选方案。但GIL内部的金属微粒会在电场的影响下发生起跳和运动,严重威胁了GIL的绝缘性能。为更好地捕获金属微粒,掌握GIL内金属微粒的受力和运动特性是十分有必要的。文中首先忽略盆式绝缘子对GIL轴向场强的影响,分析了金属微粒在同轴圆柱间的受力和运动特性,使用金属微粒谐振频率表征金属微粒在直流电压下的活跃度,并分析了电压和微粒半径对金属微粒谐振频率的影响规律。然后考虑盆式绝缘子对GIL轴向场强的影响,得到了金属微粒的几种典型运动轨迹。最后针对金属微粒陷阱布置提出建议,认为在盆式绝缘子凸面侧下方布置金属微粒陷阱是必要的。

    • 绝缘操作杆表面状态与沿面放电关系试验研究

      2020, 39(6):132-137. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.019

      摘要 (720) HTML (0) PDF 4.16 M (703) 评论 (0) 收藏

      摘要:绝缘操作杆作为带电作业中的重要操作工具,其是否处于良好的绝缘状态对带电作业人员和设备安全具有重要意义。文中通过不同测量方法检测绝缘操作杆表面存在的典型缺陷,通过电介质谱和沿面放电特性试验对高阻性缺陷检测的有效性进行验证。结果表明:在温度为25 ℃、相对湿度为68.1%的环境中,绝缘操作杆受潮状态下的表面绝缘电阻值比干燥状态下的表面绝缘电阻值下降了60.1%;干燥状态下绝缘操作杆的介质损耗因数小于0.01。利用石墨模拟不同碳化位置对沿面放电电压的影响,通过沿面放电试验可知,当两电极中存在贯通性缺陷时,沿面放电电压会严重下降。基于绝缘操作杆表面电阻或介质损耗特性的绝缘性能评估方法对现场使用的绝缘操作杆绝缘性能评估具有重要工程应用价值。

    • 扫频电流下不同电流频率对GIS电磁分布特性的影响

      2020, 39(6):138-142. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.020

      摘要 (585) HTML (0) PDF 3.54 M (680) 评论 (0) 收藏

      摘要:气体绝缘开关设备(GIS)在电力传输中具有重要作用,对电力系统安全、稳定运行具有重要意义。目前,利用电力设备扫频特性对GIS机械故障进行检测的方法受到广泛关注,但缺乏对GIS在扫频电流作用下的磁场以及电磁力分布研究。为此,文中建立110 kV三相共体式GIS母线筒的有限元模型,仿真研究不同电流频率下GIS磁场及电磁力分布特征。结果表明,随着电流频率的变化,GIS内部磁场分布规律、GIS外壳和导电杆所受电磁力分布规律均不发生改变;但GIS内部磁通密度会随着电流频率增加而下降,外壳所受电磁力大小会随着电流频率的增加而增大。研究结果为利用GIS扫频特性进行机械故障检测提供了理论基础。

    • 不均匀受潮油纸绝缘套管频域介电谱仿真研究

      2020, 39(6):143-150. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.021

      摘要 (768) HTML (0) PDF 5.94 M (852) 评论 (0) 收藏

      摘要:电容型高压套管作为变电站内极为重要的电力设备之一,其绝缘状态对电力系统的安全稳定运行至关重要。套管在生产和运行过程中,可能因干燥不充分、浸渍不充分或外部水分入侵而受潮,影响绝缘可靠性。由于套管电容芯子绝缘结构的特殊性,水分通常为非均匀分布,在外界水分侵入时尤为明显。文中通过建立油纸绝缘双单元叠层和110 kV电容型套管数值仿真模型,对其在不均匀受潮状态下的频域介电谱特性进行仿真分析。结果表明:不均匀受潮时,介质损耗因数与频率的关系曲线出现明显的介质损耗峰;水分分布不均匀程度增大时,损耗峰对应的频率随之增大;频域介电谱(FDS)对套管厚度和末屏局部的含水量变化敏感,但基本不受套管轴向不均匀受潮的影响。

    • 金属化膜电容器交流和直流电压劣化特性分析

      2020, 39(6):151-158. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.022

      摘要 (611) HTML (0) PDF 13.04 M (923) 评论 (0) 收藏

      摘要:金属化膜电容器是模块化多电平换流器(MMC)的关键设备,在长期的电热应力作用下其状态不断劣化,给换流器和柔性直流输电系统的安全运行带来隐患。文中分别搭建了交、直流加速劣化试验平台,得到了不同电压作用形式和不同状态劣化程度的样品。进而利用共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对解剖样品进行表面观测,结合能谱扫描的元素分析结果,掌握金属化膜电容器在不同电压形式下的状态劣化特性。结果表明,电容器由于在不同电压下的劣化机理不同,电容值下降规律和劣化点形貌有明显不同;通过加速老化试验,得到了电容器在交、直流电压下劣化点的典型形貌特征,从而可以进一步分析金属化膜电容器劣化机理,具有实用价值。

    • >智能电网技术
    • 基于无监督方法的电力文本专业词汇识别研究

      2020, 39(6):159-165. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.023

      摘要 (667) HTML (0) PDF 5.03 M (830) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力专业词汇识别是面向变电运检文档进行深入语言理解和知识图谱构建等智能应用的基础。领域无关识别方法的效果不能令人满意,为此文中根据电力领域词汇的语言学特征提出一种面向电力领域的无监督专业词汇发现方法。首先以通用词典对电力文档语料分词,然后根据电力专业词汇的特征设置不同大小的滑动窗口,将之前分词结果的多种组合作为候选词; 进一步计算邻接变化度、信息熵、点态互信息以及词频等4种候选词统计量; 最后基于综合语言学特征和成词边界3种语法规则对候选词进行筛选形成专业电力新词。在公开数据集上与基线方法进行了对比实验,实验结果验证了文中提出方法的有效性。

    • 基于HMM的无线充电系统PFC装置故障检测

      2020, 39(6):166-171. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.024

      摘要 (752) HTML (0) PDF 4.17 M (735) 评论 (0) 收藏

      摘要:功率因数校正(PFC)装置作为电动汽车无线充电系统中整流模块与高频逆变模块之间的重要桥梁,一旦发生故障,不仅会对电网产生严重影响,还会对后端高频逆变模块造成不可逆的破坏,因此需要对其进行快速和准确的故障检测。传统故障检测方法检测时间长,检测精度低。为此,文中提出一种基于隐马尔可夫模型(HMM)的电动汽车无线充电系统PFC装置故障检测方法。首先初始化模型,然后利用鲍姆韦尔奇(Baum-Welch)算法进行故障模型训练,最后利用维特比(Viterbi)算法进行故障检测。仿真实验结果表明,采用HMM进行PFC装置故障检测的正确率较神经网络和支持向量机(SVM)最大提高了约40%,是一种快速且准确的方法,因此文中采用HMM能够有效识别出电动汽车无线充电系统中PFC装置故障的类型。

    • 基于PSO-SVM的智能变电站二次系统故障诊断方法

      2020, 39(6):172-176,190. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.025

      摘要 (626) HTML (0) PDF 4.73 M (762) 评论 (0) 收藏

      摘要:为充分利用智能变电站的站端信息,帮助运维人员更加快速准确地定位智能变电站二次系统的故障,从而保证电力系统的安全稳定运行,文中提出一种基于多分类支持向量机(SVM)的智能变电站二次系统故障诊断方法,并采用粒子群优化(PSO)算法对参数进行自动寻优,根据智能变电站长期运行的历史状态数据和检修人员处理结果构建专家数据库。智能变电站二次系统的原始信号为大量{0, 1}形式的状态量,采用开关量编码形式定义数据组,并使用主成分分析法对信号进行数据降维,最终构建了基于站端信息的智能变电站二次系统故障诊断模型。对比诊断模型与专家人工判断对实际故障的诊断结果,可知文中所提出的方法具有较好的准确性与适用性。

    • >电机与电器
    • 永磁同步电机伺服系统改进型无差拍电流控制算法

      2020, 39(6):177-183. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.026

      摘要 (910) HTML (0) PDF 4.83 M (775) 评论 (0) 收藏

      摘要:高性能电流环是提升永磁同步电机伺服系统性能的重要保证和基础,在控制过程中,电流环易受延迟环节、采样误差等因素影响,需具备较强的抗扰动能力。基于此,文中研究了一种带电流校正环节的改进型无差拍电流控制算法。该方法以传统无差拍电流控制算法为基础,对电流采样环节进行改进。将k时刻的电流采样值与k时刻的电流预测值进行加权处理,作为新的电流反馈值,再进行无差拍控制,抑制采样误差对电流控制的影响,进而提升稳态过程中电流的抗扰动能力。并针对永磁伺服系统样机进行了Matlab仿真和实验,验证了文中方法的正确性和有效性。

    • 静止变频器分阶段启动控制策略研究

      2020, 39(6):184-190. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.027

      摘要 (621) HTML (0) PDF 6.57 M (693) 评论 (0) 收藏

      摘要:静止变频启动方式作为抽水蓄能机组的主要启动方式,具有启动电流可控、可频繁启动、调速范围宽等优点。转子处于低速状态时,根据机端电压计算出的转速不准确,造成传统控制方法输出的电磁转矩误差较大。针对此问题,文中首先基于同步电机静止变频系统工作原理,提出一种改进型静止变频器(SFC)控制方法。在低速阶段,整流电路采用触发延迟角开环控制,使SFC持续提供充足的加速转矩,转子能够按照一定的加速度上升,逆变电路采用前馈和反馈控制,使直流电流快速上升并维持稳定;在高速阶段,整流电路采用触发延迟角双闭环控制,逆变电路采用负载换相法实现换相。然后,文中提出闭环控制器参数设计方法,提高直流回路稳定性以及静止变频系统动态性能。最后,通过仿真验证了所提控制策略及参数设计方法的有效性。

    • 软包和硬壳磷酸铁锂单体电池过充热传播研究

      2020, 39(6):191-198,219. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.028

      摘要 (1080) HTML (0) PDF 15.60 M (799) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究硬壳和软包磷酸铁锂单体电池过充对周围电池的热辐射影响,对磷酸铁锂软包和硬壳电池在仅单体、两单体电池紧贴和两单体电池相距1 cm 3种工况下的热传播行为进行分析。实验以充电倍率0.5 C的恒定电流分别对48 A·h的软包电池和24 A·h的硬壳电池进行过充,利用可见光监控、红外监控、多路温度记录仪分别对电池外部形貌、外部温度和表面温度变化进行实时监测。研究表明,过充阶段,硬壳过充电池温升65.5 ℃,平均温升速率0.039 2 ℃/s; 软包过充电池温升57.3 ℃, 平均温升速率0.014 3 ℃/s;相邻硬壳电池最高温升44 ℃,最大温升速率0.031 2 ℃/s; 相邻软包电池最高温升7.9 ℃,最高温升速率0.006 3 ℃/s;软包电池过充后,产生的膨胀力对相邻电池影响更大,相邻电池产生的机械应力较大。实验结果可为研究模组内部硬壳或软包磷酸铁锂电池之间的热辐射影响提供理论和实验参考。

    • >技术探讨
    • 基于改进物元可拓法的跨国联网工程综合效益评价

      2020, 39(6):199-206. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.029

      摘要 (612) HTML (0) PDF 5.32 M (641) 评论 (0) 收藏

      摘要:落实“一带一路”倡议,推动跨境电网互联互通是“十三五”期间中国电力工业发展的重点任务之一。电网互联项目,尤其是跨国联网工程必然成为电网投资的重要方向。为了更全面地评价这类投资的综合效益,以提高投资决策的准确性,文中从经济、社会和环境3个方面构建了针对跨国联网工程的综合效益指标体系。为充分利用主客观信息,采用唯一参照物比较判断法和熵权法相结合的指标权重确定方法,应用灰关联改进物元可拓模型对跨国联网工程进行了综合效益评价。研究成果有助于提高电网公司跨国投资的决策水平,同时为有效保证国家间的平等互利合作奠定了基础。

    • 1 000 MW燃煤发电机组碱渣脱硫试验研究

      2020, 39(6):207-212. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.030

      摘要 (705) HTML (0) PDF 4.92 M (681) 评论 (0) 收藏

      摘要:碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的工业固体废弃物和污染物,开发其高附加值利用具有显著的经济和环境效益。针对碱渣作为燃煤电厂湿法烟气脱硫系统脱硫剂进行应用开发,在某1 000 MW燃煤发电机组、采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的烟气脱硫装置系统中进行了碱渣完全替代石灰石脱硫的首次工业化试验;基于与石灰石脱硫的比较,研究并评价了碱渣脱硫的性能及其影响。试验验证了在大型燃煤机组湿法烟气脱硫系统中,碱渣能够完全替代石灰石脱硫;碱渣脱硫可提升烟气脱硫的脱硫效率,实现超低排放,对副产品石膏品质几乎没有影响;碱渣替代石灰石作为脱硫剂,可保证可靠供应,且具有廉价、节电和对高硫煤适应性好等优势,能够实现以废治废,具有显著的环保和经济效益。

    • 基于LHS与BR的风电出力场景分析研究

      2020, 39(6):213-219. DOI: 10.12158/j.2096-3203.2020.06.031

      摘要 (731) HTML (0) PDF 5.10 M (723) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了有效分析风电出力的场景特征,文中基于风速的不确定特性,构建基于拉丁超立方抽样(LHS)与后向缩减法(BR)的场景分析模型,为快速分析任意时段的风电出力提供重要依据。文中首先分析风速特征,阐述风速符合的威布尔(Weibull)分布;其次拟合各时刻Weibull分布的参数值,提出基于LHS的场景生成方法;然后构建BR场景缩减模型,使得到的若干条曲线能够更大程度表征原始场景的变化特征;最后,通过算例分析验证文中所提方法在紧密性(CP)、间隔性(SP)以及戴维森堡丁指数(DBI)上均优于传统的K-means聚类算法,即缩减后的场景能更好地代替原始场景。

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