华北电力大学学报(自然科学版)


  • 多主体分散决策能源互联系统韧性分析

    刘文霞;黄钰辰;张艺伟;

    为评估多主体分散决策能源互联系统在恶意攻击下的韧性及分析子系统之间的动态行为,提出了一种韧性评估方法。首先,分析了极端事件下多主体能源互联系统的动态特征,考虑子系统间故障影响传播和反馈迭代作用,构建了适用于能源互联系统的韧性评估指标体系。而后,基于多主体能源互联系统分散决策的特点,建立了系统面对极端事件的故障响应模型。接着,搭建了极端场景模型并提出韧性评估方法。最后,通过算例验证了方法的可行性和有效性,得出能源耦合会导致故障传播且具有正负效应、能源冗余度和子系统决策行为等是影响韧性的重要因素、合理匹配子系统决策行为与能源冗余度来抑制反馈有利于优化系统韧性的结论,并提出了韧性的改善建议。

    2021年03期 v.48;No.211 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1842K]
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  • 计及荷电状态效益的含电动汽车微电网优化调度

    徐岩;王晨光;

    为了应对电动汽车接入微电网后用户仅通过电价响应将会产生新的负荷峰谷差,以及多次充放电带来的电池损耗与使用不便的问题,基于主从博弈的思想,提出了计及荷电状态效益的含电动汽车微电网优化调度模型。上层模型中微电网作为领导者,以微电网运行成本最低为目标制定合理的电价政策对电动汽车的充放电行为进行引导;下层电动汽车用户则计及自身荷电状态效益对电价政策进行响应,以自身效益最大为目标调整充放电策略。通过算例分析表明,所提模型在兼顾主从双方效益与降低微电网负荷峰谷差的同时,能够减少电动汽车充放电次数并使其荷电状态保持在较高水平。

    2021年03期 v.48;No.211 14-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
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  • 基于自抗扰控制的风电并网系统广域阻尼协调控制

    梁纪峰;马燕峰;霍亚欣;丁兆民;曾四鸣;李铁成;赵书强;郝紫惠;

    为解决风电并网系统中的低频振荡问题,提出一种基于自抗扰控制的协调控制方法。首先,根据待改善模式的可控可观性指标选取控制器的安装位置和反馈信号。将回路间的交互作用视为扰动,由自抗扰控制器对其进行估计与补偿,从而降低回路间的耦合程度。针对广域信号的时滞和自抗扰控制器的参数整定问题,首先利用渐消记忆递推最小二乘法对不确定时滞进行实时估计,然后通过史密斯预估器降低时滞对闭环控制的影响。最后,采用粒子群算法完成对自抗扰控制器参数的协调优化。以含风电场的新英格兰10机39节点系统为例进行测试,仿真结果表明所提出的控制方法能够有效抑制系统振荡。

    2021年03期 v.48;No.211 22-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1647K]
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  • 基于相似度匹配的智能站虚端子连接准确性判断方法

    戴志辉;邱小强;耿宏贤;李金铄;方伟;

    针对智能变电站二次系统调试阶段中,虚端子连接校核工作量大、容易出错等问题,提出了一种基于相似度匹配的智能变电站虚端子连接准确性判断方法。首先,根据输入输出虚端子在数据格式和中文描述中具有一定相似度的特点,在已有相似度计算方法的基础上,提出一种更为准确的方法来计算输入输出虚端子的相似度;然后,计算输入输出虚端子间的相似度,并搜索出输入输出虚端子间的最大相似度,通过最大相似度匹配原则判断输入输出虚端子连接的准确性。算例分析表明,该方法能够有效找出连接错误的虚端子,减少人工检查虚端子的工作量,有效提高了虚端子检查效率。

    2021年03期 v.48;No.211 32-38+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
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  • 环网MMC-MTDC系统极间短路故障穿越策略分析

    周鑫;邱子鉴;刘晋;

    在基于环形直流电网的多端柔性直流输电系统中,极间短路故障严重影响系统的安全运行。虽然直流断路器可以迅速地隔离直流故障,但是残余过电流仍会构成威胁。残余过电流注入近故障端换流站,致使换流站触发过电压保护而脱网运行。此外,在直流断路器动作后,环网拓扑发生改变,直流潮流随之转移,需要考虑非故障线路的过载情况。针对上述问题,提出了一种加装在换流站出口处的辅助电路,通过控制辅助电路引导能量转移,消耗不平衡功率,从而提升系统的直流故障穿越能力;此外,通过调整换流站输送的有功功率,可以减轻非故障线路的过载情况,并且基于增强型自适应下垂控制策略,控制换流站在故障穿越期间尽快恢复功率平衡;最后,基于Matlab/Simulink搭建了四端环网MMC-MTDC系统的仿真模型,验证了所提直流故障穿越策略的有效性。

    2021年03期 v.48;No.211 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1691K]
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  • 基于Datasheet的两电平逆变器损耗模型研究

    洪欣雨;朱长青;

    为进一步提高市电领域中应用广泛的SPWM两电平逆变器输出效率并降低器件损耗,深入分析了双极性调制模式下的两电平无源逆变电源的工作过程,建立了基于数学分析方法的损耗模型并进行了仿真验证。采用基于非理想条件下的CMF10120D型SiC-MOS管与C4D05120A型SiC肖特基二极管(SBD),通过数据提取工具image2data与数据拟合方法获得Datasheet内功率管损耗与漏极电流、结温函数关系式,建立SiC-MOS与SBD的影响因子函数,最终得出两电平逆变器损耗模型。仿真分析表明所建立的模型正确可靠,脉冲宽度相对误差计算控制在0.75%以下,具有实用价值,能够为后续开展实验研究提供理论支撑。

    2021年03期 v.48;No.211 47-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2900K]
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  • 输电导线新型模型的应力分层特性研究

    芮晓明;赵国良;赵泽中;崔宜伟;刘微;

    输电导线的破损是影响输电线路安全运行的重要因素之一,研究其破损机理具有重要的工程意义。钢芯铝绞线(ACSR)是目前应用较为广泛的输电导线类型之一,为解决传统研究中导线模型相对复杂与内层应力难以测量的问题,提出了一种新型有效的建模分析方法,并利用Abaqus软件对所提出的方法进行研究,通过将仿真结果与文献中的结果对比,验证了分析模型的有效性。同时利用此分析方法建立了JL/G1A-630/45型钢芯铝绞线模型,通过有限元方法和试验研究对其进行应力分层特性研究,将试验、有限元、理论计算等的结果进行对比,验证了所提出的分析建模方法。研究结果表明:铝线股内层应力大于外层股线,档中与约束端位置应力较大,接触中心有应力集中现象,容易引起导线的破坏。

    2021年03期 v.48;No.211 57-64+107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1528K]
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  • 分数阶RL_αC_β电路阻抗函数含分数阶耦合电感的W域无源综合方法

    梁贵书;桑雨柔;李天文;

    近些年来分数阶电路无源综合理论在一些工程领域的应用变得越来越广泛,通过s-W变换,对W域中的分数阶电路进行研究可以将问题得到简化。研究了分数阶RL_αC_β电路阻抗函数在W域中含分数阶耦合电感的综合方法,首先提出了分数阶RL_αC_β电路阻抗函数在W域中无源综合的充分条件,接着提出了这类阻抗函数的一般综合方法。最后通过例子对本文的内容进行了验证,进一步丰富了分数阶电路无源综合的理论。

    2021年03期 v.48;No.211 65-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K]
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  • 基于自然语言处理和互信息的电力物联网技术协同创新研究

    王其清;李存斌;高昇宇;

    电力物联网建设尚处于起步阶段,为寻找关键技术突破点和创新路径提出基于自然语言处理和互信息的电力物联网技术协同创新研究方法。从电力系统和物联网两个方面将电力物联网划分为8个技术子领域,包括电力"源-网-荷-储"以及物联网感知层、网络层、计算层、应用层,并收集与子领域相关的Web of Science文献数据。基于自然语言处理技术提取文献中关键技术术语,构建术语-领域共现矩阵。在此基础上,采用互信息理论研究电力物联网技术子领域间协同关系。所提方法解析出了突现型、渐缓型、波动型和增长型四类电力物联网创新技术,研究发现电力源-储端、源-应用层互动强度最高,攻关新能源发电、储能以及物联网关键技术,创新领域交叉新兴技术应用是电力物联网建设的重点,研究结论为电力物联网技术创新发展提供了借鉴。

    2021年03期 v.48;No.211 72-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K]
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  • 基于随机森林和LSTM-自编码算法的风机高温降容状态智能检测方法

    张国珍;王其乐;叶天泽;杨锡运;

    发电机、齿轮箱等风机部件的高温降容状态是表征风电机组亚健康状态的良好指标,其评估的准确性直接影响了后期人员、设备、资金等多种资源的投入的多少,以及运维方案的最终效果。为了尽可能真实客观反映风机高温降容状态,提出了一种基于随机森林和长短时记忆网络自编码(Long Short Term Memory-Autoencoder,LSTM-Aec)算法相结合的智能评估方法,该方法首先采用随机森林算法对SCADA系统采集的数据进行特征约简,再利用LSTM-Aec算法对风机高温降容状态进行评估检测。测试结果表明,基于该方法的风机高温降容状态评估的精确率和准确率分别达0.980 9和0.955 8,整体优于未经过特征约简的RNN-Aec算法和未经过特征约简的LSTM-Aec算法的评估检测方法以及传统分类算法。

    2021年03期 v.48;No.211 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1030K]
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  • 基于天空区域分割的输电通道图像暗原色去雾方法

    翟永杰;江柳;龙雅芸;赵振兵;

    输电通道的实时监测系统会受到恶劣天气情况的影响,尤其是北方冬季有雾天气较频繁,因此,去雾处理是实时监测系统的重要预处理环节。针对图片中存在大量天空区域或白色物体会导致原方法失效的问题,在暗原色先验方法的基础上开展研究,提出了基于天空区域分割的改进方法,获取了优化后的大气光值和透射率值,从而实现了有雾天气下的有效监测。经过对不同去雾方法进行研究和对比,实验结果表明基于天空区域分割的暗原色去雾方法能取得更好的效果,分别在全参考和无参考的图像质量评价指标上取得更高的水平,尤其是针对包含天空区域的输电线路图像,能够较好地进行图像预处理,并且在雪天情况下对比原去雾方法有非常明显的去雾效果。

    2021年03期 v.48;No.211 89-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 3031K]
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  • 350 MW超临界机组可调式蒸汽喷射器工业供热性能数值模拟研究及试验验证

    孙博昭;岳爽;王春波;许紫阳;郭江龙;米翠丽;

    为解决"以热定电"传统运行模式下燃煤热电联产机组在中、低负荷运行时,工业供热量不足、蒸汽参数不达标等问题,某350 MW热电联产机组引进了世界首套应用于超临界机组的增汽机工业供热系统。利用计算流体力学软件,对该系统的核心部件可调式蒸汽喷射器进行三维数值模拟,在模拟结果经现场试验试验验证其可靠性后,分析了不同工作参数(工作蒸汽压力、引射蒸汽压力和背压)和结构参数(面积比)对其工作性能(引射系数和出口流量)和调节能力产生的影响。结果表明:临界背压决定其在变工况时的调节能力,随面积比的增大而减小;通过改变结构参数,可以削弱工作参数对其性能产生的影响,拓宽增汽系统的适用范围,利于热电解耦;扩压室段二次激波的产生会使其引射系数减小,系统经济性降低。

    2021年03期 v.48;No.211 98-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2236K]
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  • 漂浮式风电机组平台运动对叶片应力特性的影响

    陈子文;王晓东;丁坤;康顺;

    海上风电机组运行时,受波浪和风载影响,在平台运动下叶片的气动和结构载荷较为复杂。采用CFD方法对NREL 5MW风电机组进行了非定常气动性能数值模拟,然后加载至叶片固体模型进行形变量分析与应力分布研究。研究结果表明:展向80%至90%的叶片段承担了叶片整体最大做功量。平台运动下叶片整体形变量变化较大,耦合运动所对应的风电机组叶片在前向与后向运动时叶尖位移量差异较大,会显著增加叶片展向载荷波动。平台运动下,压力面中叶段出现应力集中。海上风、浪等载荷引起的平台多自由度运动,会使扭矩输出降低,叶片变形与压力载荷幅值增大。中叶段40%~70%内应力集中程度较为严重且随相位角变化急剧,所以需要对叶片中部应力集中部分进行材料或者结构强化。

    2021年03期 v.48;No.211 108-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 3736K]
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  • 燃煤烟气中可凝结颗粒物测试方法评估

    彭越;汪涛;王家伟;张永生;潘伟平;

    燃煤电厂总颗粒物(TPM)包含可过滤颗粒物(FPM)和可凝结颗粒物(CPM)。在滴管炉上使用静电低压撞击器(ELPI+)结合美国环保署202方法的改进方法来研究可凝结颗粒物的化学组成和粒径分布特征。结果发现可凝结颗粒物改进采样方法的结果达到美国环保署202方法结果的81%以上。可凝结颗粒物主要包含有机和无机两部分。其中有机组分由烷烃/烯烃,含氧有机物以及芳香烃三部分组成,无机组分中硫向可凝结颗粒物的迁移最为显著,造成无机中硫酸根的含量最高。对于可凝结颗粒物的粒径分布特征分析可以得出异相凝结对整个粒径段颗粒物都有影响,而均相凝结主要对细颗粒物有影响。可凝结颗粒物中汞浓度为2~4 ng/m~3,主要形态是HgCl_2和HgBr_2。

    2021年03期 v.48;No.211 117-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 2722K]
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