《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》是中國電工技術(shù)學(xué)會主辦的電氣工程領(lǐng)域綜合性學(xué)術(shù)期刊，報(bào)道基礎(chǔ)理論研究、工程應(yīng)用等方面具有國際和國內(nèi)領(lǐng)先水平的學(xué)術(shù)及科研成果。中國工程院院士馬偉明任《學(xué)報(bào)》編委會主任，兼《學(xué)報(bào)》主編。

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電力系統(tǒng)與綜合能源

作者：丁正凱；顏劍峰；王蓓蓓

摘要：隨著新型電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,電力數(shù)據(jù)資產(chǎn)已成為電力系統(tǒng)執(zhí)行決策的核心因素,其價(jià)值得到廣泛認(rèn)可。然而,如何對電力數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值進(jìn)行有效的評估已成為學(xué)術(shù)界面臨的重大挑戰(zhàn)。目前少有全面的方法來評估電力數(shù)據(jù)價(jià)值,而且由于數(shù)據(jù)資產(chǎn)本身的復(fù)雜性及其在特定應(yīng)用場景下的依賴性,具體應(yīng)用哪種方法難以達(dá)成共識,使得數(shù)據(jù)難以充分釋放其價(jià)值為電力系統(tǒng)服務(wù)。該文首先構(gòu)建了電力數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值化評估的研究框架;其次從電力數(shù)據(jù)價(jià)值化全流程及關(guān)鍵問題著手,綜述了現(xiàn)有估值方法以及數(shù)據(jù)估值在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀;最后展望了數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘及評估在未來電力系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用,并討論了可能存在的問題與不足,為電力數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值化研究與應(yīng)用提供參考,以期促進(jìn)能源領(lǐng)域數(shù)據(jù)的高效利用與流通。

作者：楊福旺；楊知方

摘要：跨省區(qū)電力市場的開展可實(shí)現(xiàn)電力資源的廣域優(yōu)化配置,促進(jìn)各區(qū)域資源的互補(bǔ)共濟(jì)。我國當(dāng)前的跨省區(qū)市場以電能量跨區(qū)交易為主,然而,隨著風(fēng)、光跨區(qū)消納需求的快速增長,跨省區(qū)備用交易引起了廣泛關(guān)注。備用跨區(qū)交易的關(guān)鍵問題在于如何將聯(lián)絡(luò)線通道容量在能量、備用之間合理地分配并確保備用可交付。為此,該文對跨省區(qū)備用交易問題進(jìn)行數(shù)學(xué)描述,并詳細(xì)地分析了現(xiàn)有通道容量備用預(yù)留約束的建模方法,提出以構(gòu)建備用交易對的方式實(shí)現(xiàn)備用供需關(guān)系的直接映射,進(jìn)而顯式地表征備用交易與通道容量的關(guān)聯(lián),據(jù)此構(gòu)建通道容量備用預(yù)留約束,并將其線性化后納入能量-備用聯(lián)合優(yōu)化模型中管理通道容量分配和備用交易。算例分析表明,該文所提方法可充分地評估備用資源的空間價(jià)值,有效地保障出清備用的可交付性,實(shí)現(xiàn)通道容量的合理分配。

作者：王開艷；祝恒濤；賈嶸；明波；黨建

摘要：為了應(yīng)對風(fēng)光荷一體化功率預(yù)測的多重不確定性,規(guī)避其強(qiáng)隨機(jī)性給系統(tǒng)帶來的潛在調(diào)度運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn),該文提出一種基于預(yù)訓(xùn)練的大語言模型（PLLM）賦能場景規(guī)劃和雙層嵌套優(yōu)化的風(fēng)-光-水-火-蓄互補(bǔ)調(diào)度模型。首先利用PLLM的語言理解與生成能力進(jìn)行風(fēng)光荷一體化預(yù)測,同時(shí)構(gòu)建PLLM融合的K-平均聚類算法,輔助生成滿足生產(chǎn)模擬需求的運(yùn)行場景;其次,以生成的場景為基礎(chǔ)提出一種雙層嵌套的多能互補(bǔ)優(yōu)化方法,上層以源荷波動平滑因子最小為目標(biāo)優(yōu)化輸出功率,下層以系統(tǒng)運(yùn)行成本和CO2排放量最小為目標(biāo)優(yōu)化機(jī)組組合;最后,通過數(shù)據(jù)集的測試結(jié)果和不同場景下不同模型的對比驗(yàn)證方法的有效性。仿真結(jié)果表明,基于PLLM的預(yù)測方法更適用于多變環(huán)境和復(fù)雜數(shù)據(jù)模式的處理,有助于提高調(diào)度方案的精準(zhǔn)度。通過資源合理配置和雙層嵌套策略的協(xié)同優(yōu)化使系統(tǒng)在保證安全穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上提供充足的靈活調(diào)節(jié)裕度。抽水蓄能參與后系統(tǒng)的運(yùn)行成本和CO2排放量的均值分別降低了1.06%和1.24%。

作者：趙博宇；劉灝；畢天姝；劉昕宇；鮑志鵬

摘要：電力系統(tǒng)故障后電磁暫態(tài)期間電氣量波形畸變嚴(yán)重、動態(tài)變化快速,傳統(tǒng)基于傅里葉基底和動態(tài)相量的測量方法難以捕捉電氣量在時(shí)間窗內(nèi)的局部動態(tài)行為,導(dǎo)致暫態(tài)期間的同步相量和頻率測量結(jié)果無意義,且容易發(fā)生較大偏差,難以支撐穩(wěn)定性分析等暫態(tài)應(yīng)用。針對該問題,提出一種基于Takenaka-Malmquist（TM）系統(tǒng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)電氣量測量方法。首先,分析了基于傳統(tǒng)傅里葉基底和同步相量的表征方法在暫態(tài)電氣量測量中的局限性,揭示并證明了暫態(tài)期間基于傅里葉基底的動態(tài)相量表征存在冗余;其次,定義了形式類似傳統(tǒng)相量和頻率的TM相量和TM頻率,提出了兼容現(xiàn)有同步測量體系的TM表征方法;最后,在表征的基礎(chǔ)上,提出了基于自適應(yīng)傅里葉變換的TM表征量快速計(jì)算方法。仿真和現(xiàn)場故障數(shù)據(jù)測試表明,相比動態(tài)基頻相量測量方法和寬頻相量測量方法,所提方法可以捕捉暫態(tài)電氣量在時(shí)間窗內(nèi)的局部特征,且支持高精度、無冗余的暫態(tài)電氣量波形重構(gòu),還原更完整的暫態(tài)信息。

作者：安軍；李可心；周毅博；湯偉；石巖

摘要：傳統(tǒng)火電調(diào)頻無法快速跟蹤響應(yīng)新能源出力頻繁變化導(dǎo)致的頻率波動,從而造成頻率越死區(qū)現(xiàn)象頻發(fā),一次調(diào)頻設(shè)備需要頻繁啟動,系統(tǒng)的一次調(diào)頻能力面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為此,該文提出一種面向抑制頻率波動的新型電力系統(tǒng)調(diào)頻能力需求評估方法。首先,對比了新型電力系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)系統(tǒng)在頻率越限事件中的差異性特征,構(gòu)建覆蓋“功率-能量-時(shí)間-速度”的多維度調(diào)頻能力需求指標(biāo)體系;其次,基于實(shí)測的日頻率波動曲線,提取越限頻率的“幅值-能積-時(shí)間-頻次”等多維特征;然后,計(jì)及不同調(diào)節(jié)特性,建立頻率波動指標(biāo)與調(diào)頻能力需求之間的數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了僅由頻率的波動曲線定量評估系統(tǒng)的日調(diào)頻能力需求;最后,基于頻率的實(shí)測數(shù)據(jù)及波形,量化了系統(tǒng)現(xiàn)有調(diào)頻能力的缺口,提取不同時(shí)間尺度與調(diào)頻能力需求之間的關(guān)系,揭示了不同調(diào)節(jié)特性對調(diào)頻能力需求的影響,為調(diào)頻資源配置提供指導(dǎo)。

作者：張超；文云峰；黎婧嫻；廖幫昆；孫銘銳

摘要：風(fēng)資源的起伏致使風(fēng)電在不同場景下對系統(tǒng)的頻率支撐能力有所差異,而風(fēng)電的頻率支撐能力、控制策略及控制參數(shù)的不匹配將嚴(yán)重影響系統(tǒng)頻率的動態(tài)響應(yīng)。為提升風(fēng)電參與頻率支撐時(shí)的穩(wěn)定性與持續(xù)性,該文首先提出一種考慮轉(zhuǎn)速平滑恢復(fù)的風(fēng)機(jī)頻率支撐控制策略,使風(fēng)機(jī)在系統(tǒng)頻率到達(dá)最低點(diǎn)之后自適應(yīng)地減小有功功率輸出,使其進(jìn)入轉(zhuǎn)速恢復(fù)狀態(tài),同時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)速恢復(fù)情況自適應(yīng)地減小頻率支撐控制參數(shù),抑制了轉(zhuǎn)速恢復(fù)對系統(tǒng)頻率的不利影響;其次,依據(jù)風(fēng)機(jī)參與頻率支撐期間的運(yùn)行點(diǎn)偏移,求得不同轉(zhuǎn)速下風(fēng)機(jī)的最小動能損耗,進(jìn)而求出風(fēng)機(jī)的最大頻率支撐能量;然后推導(dǎo)出了計(jì)及同步機(jī)與風(fēng)電參與頻率支撐的系統(tǒng)頻率動態(tài)響應(yīng)模型的時(shí)域表達(dá)式,統(tǒng)一了不同阻尼比下的頻率極值點(diǎn)計(jì)算式;隨后,基于系統(tǒng)頻率安全約束與風(fēng)機(jī)頻率支撐能量約束,建立了分別以風(fēng)機(jī)頻率支撐量和風(fēng)機(jī)偏移量最小為目標(biāo)的優(yōu)化模型,實(shí)現(xiàn)了故障場景下各風(fēng)電場控制參數(shù)的整定;最后通過IEEE 30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和實(shí)際電網(wǎng)的仿真算例驗(yàn)證了所提方法的有效性。

作者：馬燕峰；韓珊珊；王子建；李然；趙書強(qiáng)

摘要：電力系統(tǒng)呈現(xiàn)高比例新能源和電力電子設(shè)備的發(fā)展趨勢,大容量遠(yuǎn)距離的風(fēng)電外送結(jié)構(gòu)給電網(wǎng)帶來了振蕩風(fēng)險(xiǎn)。針對直驅(qū)風(fēng)電場經(jīng)柔性直流（簡稱柔直）輸電外送系統(tǒng)存在的振蕩問題,其內(nèi)部環(huán)節(jié)間交互作用對系統(tǒng)穩(wěn)定特性的影響尚未明確。該文首先建立互聯(lián)系統(tǒng)的小信號模型,通過參與因子確定各模態(tài)的主導(dǎo)模塊及引發(fā)振蕩的關(guān)鍵因素;其次,建立考慮帶寬約束條件的阻抗模型,解析系統(tǒng)間交互作用產(chǎn)生振蕩的機(jī)理;最后采用開環(huán)傳遞函數(shù)因子分解法將阻抗模型轉(zhuǎn)換為控制器因子相乘的形式,推導(dǎo)出可以顯式表述控制環(huán)節(jié)交互作用本質(zhì)的系統(tǒng)阻抗解析表達(dá)式,進(jìn)而揭示風(fēng)機(jī)鎖相環(huán)、各控制環(huán)節(jié)與柔直控制間的交互作用對次同步及中頻振蕩的失穩(wěn)機(jī)理,同時(shí)分析有功功率以及主電路參數(shù)對控制環(huán)節(jié)交互作用的影響效果,并利用PSCAD/EMTDC仿真驗(yàn)證阻抗模型及機(jī)理分析的正確性。

作者：陳鵬偉；李昊鍵；陳杰；劉宗燁；徐云飛

摘要：基于模塊化多電平矩陣變換器（M3C）的低頻輸電方式在遠(yuǎn)海風(fēng)電送出場景中具有巨大潛力,而M3C作為電壓源型換流器,在電流矢量控制下高頻段存在負(fù)阻特性,易引發(fā)高頻振蕩。該文為明確海上風(fēng)電低頻送出系統(tǒng)潛在的高頻振蕩現(xiàn)象及機(jī)理,首先建立M3C四端口導(dǎo)納模型,并在保持端口自導(dǎo)納特性的約束下,給出了基于平均曼哈頓距離描述的降階處理過程;其次,結(jié)合風(fēng)電場單機(jī)等值和M3C四端口降階導(dǎo)納模型,通過阻抗集成分析了海上風(fēng)電低頻送出系統(tǒng)低頻海纜長度、M3C橋臂電感、控制延時(shí)等關(guān)鍵參數(shù)對高頻振蕩特性的影響,并提出基于虛擬阻感支路的附加控制策略與考慮風(fēng)電場阻抗寬范圍分布的參數(shù)設(shè)計(jì)方法;最后,結(jié)合Matlab/Simulink時(shí)域仿真和控制硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了導(dǎo)納建模、高頻振蕩機(jī)理分析的有效性及附加控制策略設(shè)計(jì)的魯棒性。

作者：陳熙；何晉偉；蔣瑋；王成山

摘要：針對沖擊性負(fù)荷接入弱電網(wǎng)引起的電壓快速波動問題,該文研發(fā)了一種含超級電容儲能的電壓波動抑制電路,并提出電壓波動量負(fù)反饋與負(fù)荷波動功率前饋相結(jié)合的復(fù)合電壓控制策略。通過含超級電容的DC-DC升壓變換器實(shí)現(xiàn)直流母線電壓穩(wěn)定,進(jìn)而借助設(shè)備有功功率的直流分量調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)超級電容平均電壓穩(wěn)定,同時(shí)通過所提復(fù)合電壓控制調(diào)節(jié)功率波動分量抑制并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動。此外,建立了并網(wǎng)點(diǎn)電壓波動模型及系統(tǒng)直流電壓波動模型,通過對根軌跡及頻率響應(yīng)的分析,證明了所提方法在維持直流母線穩(wěn)定的同時(shí),相比于傳統(tǒng)方法對快速電壓波動具有更好的抑制能力。最后,通過仿真與實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了所提電壓快速波動抑制策略的有效性。

作者：高本鋒；王秋文；馬龍；姜靜雅

摘要：基于匹配控制的構(gòu)網(wǎng)型直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組（GFM-DDWT）接入跟網(wǎng)型直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組（GFL-DDWT）并網(wǎng)系統(tǒng)后,GFM-DDWT對形成的混合風(fēng)電場的阻抗特性與次/超同步振蕩的影響機(jī)理尚不明確,相關(guān)影響因素也尚不明晰。針對該問題,該文首先建立基于匹配控制的GFM-DDWT、GFL-DDWT和交流電網(wǎng)的序阻抗模型,并通過阻抗掃頻驗(yàn)證解析模型的準(zhǔn)確性;其次推導(dǎo)考慮線路阻抗時(shí)阻抗網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性判定條件,并從阻抗角度揭示GFM-DDWT對混合風(fēng)電場并網(wǎng)系統(tǒng)次/超同步振蕩的影響機(jī)理;最后分析不同運(yùn)行參數(shù)下系統(tǒng)穩(wěn)定性的變化情況。結(jié)果表明：接入GFM-DDWT能夠通過影響電網(wǎng)等效阻抗降低混合風(fēng)電場互聯(lián)系統(tǒng)發(fā)生次/超同步振蕩的風(fēng)險(xiǎn);在GFM-DDWT固定占比下,改變GFL-DDWT鎖相環(huán)帶寬、電壓環(huán)控制帶寬等關(guān)鍵控制參數(shù)能夠進(jìn)一步降低次/超同步振蕩風(fēng)險(xiǎn)。

作者：閆子晗；艾欣；于思奇；劉輝；李蘊(yùn)紅

摘要：構(gòu)網(wǎng)型（GFM）變流器以自同步電壓源的方式并網(wǎng),是高比例新能源系統(tǒng)提供頻率和電壓支撐的關(guān)鍵設(shè)備,然而其多環(huán)控制環(huán)節(jié)耦合復(fù)雜,所處新能源場站的送出場景與電網(wǎng)條件多樣,導(dǎo)致其并網(wǎng)穩(wěn)定性分析與寬頻振蕩機(jī)理解析面臨挑戰(zhàn)。基于此,該文采用諧波線性化方法建立了基于調(diào)制信號傳遞函數(shù)的統(tǒng)一化序阻抗模型,并提出了基于調(diào)制信號解析式的多環(huán)控制解耦方法,明晰了頻率外環(huán)、電壓外環(huán)、電壓-電流雙內(nèi)環(huán)對阻抗特性的獨(dú)立貢獻(xiàn),深入剖析了不同控制拓?fù)涞腉FM變流器在不同強(qiáng)度交流電網(wǎng)及經(jīng)串補(bǔ)送出場景下的振蕩風(fēng)險(xiǎn)來源及影響因素。主要結(jié)論如下：外環(huán)主要影響近工頻阻抗特性,一階控制結(jié)構(gòu)較二階控制結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)的振蕩穩(wěn)定性;無內(nèi)環(huán)的GFM在強(qiáng)電網(wǎng)下的次同步振蕩問題可通過優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)或調(diào)整控制參數(shù)得到控制;雙內(nèi)環(huán)的引入使GFM在次/超同步頻段呈容性,增加了強(qiáng)電網(wǎng)下的振蕩風(fēng)險(xiǎn),但在串補(bǔ)送出場景下能改善系統(tǒng)穩(wěn)定性。

作者：李戎；李建文；李永剛

摘要：“雙高”電網(wǎng)背景下的多模態(tài)寬頻諧波振蕩威脅著系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,現(xiàn)有的有源和無源阻尼方法對諧振峰幅值的抑制效果有限。該文首先考慮背景諧波及系統(tǒng)的阻抗特性,提出一種新型無源濾波裝置——幅頻校正器,用于抑制“雙高”配電網(wǎng)的寬頻諧波振蕩;其次結(jié)合IEC規(guī)定的低壓配電網(wǎng)電磁兼容水平,建立了適用于寬頻振蕩分析的統(tǒng)一量化指標(biāo),并利用模態(tài)分析法和粒子群算法給出了幅頻校正器參數(shù)設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟;最后通過仿真結(jié)果表明：相較于傳統(tǒng)無源濾波器,幅頻校正器優(yōu)異的拓?fù)溥x型具備更強(qiáng)的寬頻振蕩抑制能力。實(shí)驗(yàn)部分通過逆變器多機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)的案例,進(jìn)一步驗(yàn)證了所提方法對抑制“雙高”配電網(wǎng)多模態(tài)寬頻諧波振蕩的一般性和有效性。

作者：劉暢宇；王小君；張大海；劉曌；尚博陽 等

摘要：為提高復(fù)雜運(yùn)行場景下配電網(wǎng)故障定位的準(zhǔn)確性與可靠性,該提出一種融合時(shí)空圖信息的配電網(wǎng)故障區(qū)段定位及可解釋性分析方法。首先,依托配電網(wǎng)量測信息構(gòu)建融合時(shí)間連續(xù)性與空間整體性的時(shí)空圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),用于刻畫時(shí)空特征與故障區(qū)段之間的映射關(guān)系;其次,從時(shí)-空兩個(gè)維度提取故障特征,建立基于時(shí)空圖信息的配電網(wǎng)故障區(qū)段定位模型;然后,設(shè)計(jì)可解釋性分析模塊,對模型決策依據(jù)及其內(nèi)在工作機(jī)制進(jìn)行事后可解釋性分析,支撐故障定位結(jié)果的可靠性;最后,搭建典型配電系統(tǒng)仿真模型對所提方案進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明,與現(xiàn)有同類方法相比,所提方案具有定位精度高、魯棒性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),并在分布式電源波動、噪聲干擾、數(shù)據(jù)缺失及拓?fù)渲貥?gòu)場景下保持良好的泛化能力。

作者：高晨景；陳武暉；張庚午；焦美睿

摘要：海上風(fēng)電低頻外送系統(tǒng)是中遠(yuǎn)海風(fēng)電送出場景下具有潛力的方案。但是我國僅有一處海上風(fēng)電低頻送出工程,缺乏實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),研究成果也較少,尚未能系統(tǒng)性地識別其故障穿越所面臨的問題。該文對工頻/低頻側(cè)對稱與不對稱故障特性進(jìn)行分析,揭示了低頻輸電系統(tǒng)故障穿越需要解決的問題,為后續(xù)保護(hù)與控制策略設(shè)計(jì)提供參考。除已發(fā)現(xiàn)的工頻側(cè)對稱故障下功率冗余引發(fā)橋臂過電壓、工頻側(cè)在不對稱故障下存在功率冗余、橋臂電容電壓不均衡且負(fù)序分量影響控制性能等問題外,該文還研究了故障穿越所面臨的新問題：換流器閥側(cè)在不對稱故障下,零序電壓會泄漏到對側(cè);低頻側(cè)對稱故障下,故障穿越期間模塊化多電平矩陣變換器（M3C）存在功率反轉(zhuǎn)、恢復(fù)期間低頻系統(tǒng)存在過電壓問題,但穿越期間M3C電容不存在過電壓問題;低頻故障期間電壓-頻率控制切換為矢量控制,低頻有功功率與無功功率存在耦合問題;低頻側(cè)不對稱故障下,故障期間存在橋臂電容電壓不均衡、非故障相過電壓問題,以及低頻側(cè)與風(fēng)電場網(wǎng)側(cè)同時(shí)采取負(fù)序抑制為零的策略可能導(dǎo)致的過電壓問題。上述這些新問題在以往柔性低頻輸電故障穿越研究中尚未涉及,是M3C實(shí)際運(yùn)行和未來理論研究亟須解決的問題。

作者：鄭濤；于佳旭；眭程曦；申由

摘要：對稱型雙心移相變壓器（簡稱“移相變”）作為一種潮流調(diào)控裝置,通過改變其接入后線路兩側(cè)電壓與電流的相位來改變線路潮流分布。其由串聯(lián)變壓器和勵(lì)磁變壓器兩部分構(gòu)成,常規(guī)本體保護(hù)由多個(gè)差動繼電器構(gòu)成,所需電流互感器（CT）數(shù)量多且連接關(guān)系復(fù)雜。為解決該問題,該文在分析移相變本體不同部分電磁耦合關(guān)系的基礎(chǔ)上,提出了一種基于CT精簡配置的移相變新型本體保護(hù)方案。該方案將電平衡差動保護(hù)與磁平衡差動保護(hù)相結(jié)合,僅需在移相變?nèi)嗟妮斎攵恕⑤敵龆思澳骋幌啻?lián)變壓器二次側(cè)配置CT,通過4個(gè)差動繼電器即可反映移相變所有內(nèi)部故障。進(jìn)一步,可通過4個(gè)差動繼電器的動作組態(tài)實(shí)現(xiàn)故障定位。最后,在PSCAD/EMTDC上構(gòu)建仿真模型,通過大量仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方案的可行性和有效性。

作者：呂超賢；蔣雄；張陽；梁睿；賈志豪

摘要：針對極端事件引發(fā)的配電網(wǎng)線路故障及停電問題,該文提出一種故障場景下氫能靈活轉(zhuǎn)移與動態(tài)孤島協(xié)同的配電網(wǎng)時(shí)序故障恢復(fù)策略。首先,基于電-氫-路耦合架構(gòu)及交互模式,考慮面向氫能跨區(qū)域協(xié)同的擁堵信息融合路網(wǎng)路徑優(yōu)選機(jī)制,計(jì)及運(yùn)氫車運(yùn)輸時(shí)間和容量限制,構(gòu)建路網(wǎng)約束下電-氫耦合微網(wǎng)間氫能靈活轉(zhuǎn)移模型;其次,結(jié)合線路搶修次序、維修時(shí)間、故障分布等因素,分析線路搶修與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔{(diào)整之間的相互影響,建立考慮線路時(shí)序搶修的配電網(wǎng)動態(tài)孤島模型;最后,發(fā)揮多微網(wǎng)緊急電力支撐潛力,將氫能靈活調(diào)度與配電網(wǎng)動態(tài)孤島進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,提出源-網(wǎng)跨區(qū)域時(shí)空協(xié)同的電-氫-路耦合時(shí)序故障恢復(fù)決策方法,以最小化失負(fù)荷率為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷最優(yōu)恢復(fù)。仿真結(jié)果表明,所提方法能夠有效優(yōu)化氫能資源配置,充分發(fā)揮資源調(diào)度與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔{(diào)整的協(xié)同作用,顯著提升配電網(wǎng)在故障場景下的供電韌性和負(fù)荷恢復(fù)效率。

作者：王惠；彭宇祥；儲文平；宋洋；劉志剛

摘要：在高速鐵路中,弓網(wǎng)接觸力的波動嚴(yán)重影響高速列車的受流質(zhì)量,導(dǎo)致接觸部件磨損,嚴(yán)重增加運(yùn)營成本,甚至影響運(yùn)行安全。受電弓主動控制是提升受流質(zhì)量的有效措施,然而,現(xiàn)有的控制方法受限于受電弓動作時(shí)延和缺乏精確數(shù)學(xué)模型,控制器性能不佳,且缺乏對新的弓網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行條件和環(huán)境擾動的快速適應(yīng)能力。該文提出一種基于上下文的深度元強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法來解決這些限制,使得智能體能夠在新環(huán)境或新任務(wù)中快速適應(yīng)。首先,提出改進(jìn)的分布式SAC（soft actor-critic）算法,包括分布式狀態(tài)-動作價(jià)值函數(shù)和雙值分布學(xué)習(xí),來解決價(jià)值估計(jì)中的高估問題和穩(wěn)定訓(xùn)練過程。然后,提出一種環(huán)境變化敏感的任務(wù)編碼器,能夠根據(jù)交互樣本的上下文快速生成最優(yōu)任務(wù)編碼。最后,在經(jīng)過驗(yàn)證的受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)基準(zhǔn)和主動受電弓實(shí)驗(yàn)平臺上對所提方法的有效性和魯棒性進(jìn)行了評估,與目前最先進(jìn)的受電弓主動控制方法對比,所提方法具有最低的接觸力方差,并且能夠快速地適應(yīng)新的控制任務(wù)和環(huán)境擾動。

作者：顏湘武；李秉楨；易興平；甄天澤；于佳豪 等

摘要：電氣化鐵路同相牽引供電系統(tǒng)取消了牽引變電所出口電分相,當(dāng)單相牽引功率較大的交直交車型運(yùn)行時(shí),往往會導(dǎo)致電網(wǎng)側(cè)公共連接點(diǎn)產(chǎn)生較大電壓不平衡度。為改善這一狀況,該文結(jié)合旋轉(zhuǎn)潮流控制器的連續(xù)調(diào)節(jié)特性,提出一種并聯(lián)型旋轉(zhuǎn)負(fù)序補(bǔ)償器（PRNC）拓?fù)潆娐贰Ｊ紫韧ㄟ^分析PRNC特殊接線,研究PRNC工作原理;其次結(jié)合PRNC輸出的負(fù)序補(bǔ)償電流特性構(gòu)建同相牽引供電系統(tǒng),提出基于雙dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系鎖相環(huán)的負(fù)序補(bǔ)償策略,以線路電氣量的正負(fù)序作為數(shù)字信號處理器輸入,運(yùn)算處理后輸出調(diào)節(jié)信號改變PRNC移相角,大幅降低電力機(jī)車在供電線路產(chǎn)生的負(fù)序電流;然后針對PRNC同相牽引供電應(yīng)用場景,在計(jì)算定轉(zhuǎn)子繞組每相電流的基礎(chǔ)上提出PRNC容量設(shè)計(jì)方法;最后通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所提拓?fù)浼翱刂频挠行?結(jié)果表明同相牽引供電系統(tǒng)中PRNC能在恒定負(fù)載和波動負(fù)載情況下顯著降低電網(wǎng)側(cè)三相電壓不平衡度。

作者：劉寶柱；焦璽瑋；潘羿；胡俊杰

摘要：近年來,電動汽車（EV）規(guī)模快速增長,其所展現(xiàn)的可觀調(diào)頻容量及快速調(diào)頻能力可以彌補(bǔ)火電機(jī)組因爬坡速率限制而無法滿足調(diào)頻容量需求的劣勢。針對規(guī)模化EV從無序充電到有序參與調(diào)控引起的系統(tǒng)調(diào)頻容量需求變化的問題,該文提出考慮規(guī)模化EV參與調(diào)控場景下的系統(tǒng)調(diào)頻容量需求計(jì)算方法,考慮到EV快速調(diào)頻的優(yōu)勢,該文進(jìn)一步評估了規(guī)模化EV相對于火電機(jī)組的調(diào)頻有效性。首先,基于EV個(gè)體充放電特性構(gòu)建“個(gè)體-集群”可行域聚合模型,精細(xì)化評估不同類型規(guī)模化EV可調(diào)頻能力;其次,基于頻率動態(tài)響應(yīng)模型與規(guī)模化EV負(fù)荷動態(tài)建模,結(jié)合風(fēng)光負(fù)荷歷史數(shù)據(jù),建立數(shù)據(jù)-模型混合驅(qū)動的系統(tǒng)調(diào)頻容量需求評估模型;最后基于此模型,驗(yàn)證了EV調(diào)頻資源在一定占比下可以減少系統(tǒng)調(diào)頻容量需求,證明EV比火電機(jī)組更有效,但其有效性會隨著比例的增加而逐漸下降甚至被火電機(jī)組超越。這一結(jié)論為EV-火電機(jī)組協(xié)同調(diào)頻下系統(tǒng)調(diào)頻容量的分配提供了參考。

作者：趙黎媛；李金澤；張獻(xiàn)；陳婷

摘要：為應(yīng)對住宅混合能源系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行差異性與復(fù)雜不確定性,該文提出一種領(lǐng)域知識嵌入深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的住宅混合能源系統(tǒng)能量優(yōu)化管理方法。首先,構(gòu)建含氣/電設(shè)備的住宅混合能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型,基于系統(tǒng)能量優(yōu)化管理目標(biāo),設(shè)計(jì)住宅用能設(shè)備的優(yōu)化知識規(guī)則;其次,構(gòu)建領(lǐng)域知識嵌入深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的住宅能量優(yōu)化管理框架,設(shè)計(jì)基于離散-連續(xù)混合策略的近端策略優(yōu)化（PPO）方法,進(jìn)行不同離散、連續(xù)類型設(shè)備的優(yōu)化管理決策,并將領(lǐng)域知識嵌入深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的訓(xùn)練過程,提高住宅能量優(yōu)化策略的訓(xùn)練效率;進(jìn)而,開發(fā)一種基于指數(shù)概率函數(shù)的聯(lián)動訓(xùn)練機(jī)制,以協(xié)調(diào)隨機(jī)探索、PPO探索和基于知識規(guī)則探索的概率;最后,算例結(jié)果表明,所提方法能夠自適應(yīng)系統(tǒng)的不確定性,實(shí)時(shí)優(yōu)化住宅氣/電設(shè)備的運(yùn)行以降低用能成本,并顯著提高住宅優(yōu)化策略的訓(xùn)練效率。

高電壓與放電

作者：張育銘；耿江海；侯思祖；何中峰；劉云鵬

摘要：界面區(qū)域作為硅橡膠（HTV）護(hù)套與玻璃鋼（FRP）芯棒復(fù)合絕緣體系中的薄弱環(huán)節(jié),易產(chǎn)生初始缺陷誘發(fā)復(fù)合絕緣子的絕緣損傷。為了厘清界面狀態(tài)對復(fù)合絕緣子軸向絕緣損傷演化的影響機(jī)制,該文首先建立了HTV-FRP復(fù)合絕緣界面的數(shù)值接觸模型,分析了不同失效程度、不同空腔內(nèi)介質(zhì)環(huán)境對界面電場分布的影響;然后,設(shè)計(jì)并制備了適用于界面局部放電和擊穿特性檢測的復(fù)合絕緣子短試樣,通過濕熱加速老化獲得了不同界面失效程度的樣品,測試分析了界面失效對界面局部放電及擊穿特性的影響;最后,基于相場方法對HTV-FRP界面絕緣損傷演化進(jìn)行了分階段模擬,并開展界面放電劣化試驗(yàn)對相場仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明：隨著HTV-FRP界面脫粘程度的增加,界面電場畸變程度逐漸加劇,空腔內(nèi)的水分與表面炭化現(xiàn)象會進(jìn)一步加劇電場畸變程度;試樣的局部放電強(qiáng)度會隨著界面區(qū)域氣隙率的增加而增大,擊穿電壓則與之相反,水分的存在會對局部放電的幅值和相位分布產(chǎn)生影響;極端情況下HTV-FRP界面在電應(yīng)力作用下會發(fā)生由初始的空腔局部放電到整體界面擊穿的絕緣失效演化過程,濕熱環(huán)境條件會加速這一演化過程。該文研究結(jié)論可為進(jìn)一步研究復(fù)合絕緣子酥朽劣化機(jī)制以及提升復(fù)合絕緣子的長期運(yùn)行可靠性提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。

作者：楊帆；劉治；江金洋；譚廣輝

摘要：短路沖擊是導(dǎo)致變壓器繞組產(chǎn)生機(jī)械故障的重要原因之一,在“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)與新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的背景下,變壓器繞組的機(jī)械穩(wěn)定性對電網(wǎng)的安全至關(guān)重要。該文針對變壓器繞組在短路沖擊下的形變-振動特性及其累積效應(yīng)展開研究,建立變壓器電磁-力多物理場耦合模型,系統(tǒng)求解分析繞組在單次及多次短路沖擊下的形變與振動特性。引入振動脈沖因子（VPF）、頻率能量因子（FCF）和頻譜寬度因子（SWF）等多特征振動參量,實(shí)現(xiàn)了對繞組累積損傷動態(tài)演變的描述。為驗(yàn)證所提方法,搭建變壓器短路工況試驗(yàn)平臺,對35 kV變壓器樣機(jī)開展多梯度短路沖擊試驗(yàn),并與模型預(yù)測結(jié)果進(jìn)行對比分析。研究結(jié)果表明,該模型能準(zhǔn)確地反映繞組在短路沖擊下的瞬時(shí)振動響應(yīng)及繞組機(jī)械狀態(tài)演變規(guī)律,可為變壓器狀態(tài)監(jiān)測與抗短路設(shè)計(jì)提供新的理論依據(jù)和試驗(yàn)支持。

作者：賈云浩；李慶民；張永順；任瀚文；張錦澤

摘要：現(xiàn)有對電觸頭電弧燒蝕特性的探測研究多集中于高速相機(jī)拍攝燃弧動態(tài)演變過程,尚缺乏針對弧后瞬態(tài)場的觀測分析,而觸頭電弧燒蝕這一物理過程會引起觸頭周圍流場的劇烈擾動,研究弧后瞬態(tài)場演化特性及其與觸頭耐燒蝕性能的關(guān)系具有重要意義。該文搭建了可觀測電觸頭燒蝕弧后瞬態(tài)場的高速紋影系統(tǒng),通過分析瞬態(tài)場演化特性與燒蝕機(jī)理的內(nèi)在聯(lián)系提出耐燒蝕性能評估表征量;并且建立了石墨烯/銅鎢觸頭的動態(tài)冷卻速率模型,根據(jù)弧后瞬態(tài)場變化特征量揭示了石墨烯增強(qiáng)銅鎢合金耐燒蝕性能的機(jī)制。結(jié)果表明,摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%石墨烯的CuW80Gr觸頭,電弧燒蝕劇烈程度顯著降低,表現(xiàn)為其紋影圖像灰度差絕對均值數(shù)據(jù)的平均值為CuW80觸頭的64%,氣體密度恢復(fù)至常態(tài)的時(shí)間顯著縮短,僅為CuW80觸頭的58%;燃弧后CuW80Gr觸頭弧隙表層溫度始終低于CuW80觸頭,其弧隙氣流柱軸心溫度數(shù)據(jù)均值僅為CuW80觸頭的71%,可以更有效地抵抗電弧侵蝕。石墨烯對銅鎢合金觸頭的增強(qiáng)機(jī)制體現(xiàn)為石墨烯摻雜改性促進(jìn)材料表面熱量向內(nèi)部快速擴(kuò)散,從而提升了復(fù)合材料的散熱性能。研究結(jié)果可為設(shè)計(jì)具備更高耐燒蝕性能的石墨烯改性電觸頭材料提供參考。

作者：柴建龍；厲璇；楊鳴；司馬文霞；劉蕙 等

摘要：換流變壓器通過真空有載分接開關(guān)（OLTC）實(shí)現(xiàn)不斷電調(diào)壓。直流系統(tǒng)中高比例電力電子器件產(chǎn)生的大量諧波會導(dǎo)致真空OLTC切換電氣應(yīng)力波形復(fù)雜、開斷電流及恢復(fù)電壓變化率高、切換難度大。現(xiàn)有研究缺乏對真空OLTC切換暫態(tài)特性的全面、系統(tǒng)性分析,現(xiàn)有換流變壓器真空OLTC過渡電阻選型方法沿用傳統(tǒng)交流選型方法,未考慮過渡電阻對高切換電氣應(yīng)力變化率的影響。因此,該文基于換流變真空OLTC切換電氣應(yīng)力解析方法,計(jì)及觸發(fā)角、換相角及功率因數(shù)角間的耦合關(guān)系,定量分析各因素及耦合關(guān)系對切換暫態(tài)特性的作用機(jī)制。提出適用于換流變壓器真空OLTC的過渡電阻選型方法與電氣應(yīng)力變化率校核方法,并以某一實(shí)際±800 kV特高壓直流輸電工程為算例,實(shí)現(xiàn)過渡電阻的靈活選型與校核。

作者：宋辭；穆海寶；鄒星宇；成子謙；王帥

摘要：為滿足電纜缺陷的輕量化、精準(zhǔn)化和快速化檢測需求,該文提出了一種基于脈沖頻域反射法的電纜缺陷檢測技術(shù)。脈沖頻域反射法主要包括頻帶匹配技術(shù)和分立判定方法。頻帶匹配技術(shù)根據(jù)脈沖信號參數(shù)明確了獲取的反射系數(shù)譜（RCS）的有效頻帶范圍,保證了RCS的可靠性;分立判定方法則通過構(gòu)建不同診斷函數(shù)判斷缺陷位置和極性,從而避免了極性變化引起的定位曲線振蕩,確保了缺陷定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該文提出的脈沖頻域反射法對設(shè)備要求低、響應(yīng)迅速,并且可以準(zhǔn)確地定位缺陷并識別極性。此外,在電纜首端阻抗失配的情況下,診斷結(jié)果不會產(chǎn)生首端遮蔽區(qū),具備較高的工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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