华北电力大学学报(自然科学版)


  • 基于紫外成像技术的彩色光斑映射识别算法研究

    刘云鹏;李泳霖;裴少通;刘嘉硕;来庭煜;

    紫外成像检测是一种有效的非接触式放电检测方法,紫外放电图像中彩色光斑的准确分割直接关系到其后续诊断的准确性。因此,提出了一种基于灰度差异的紫外图像彩色光斑区域识别分割方法,旨在准确提取彩色的紫外光斑区域。首先,利用紫外成像仪采集了电气设备紫外放电视频,其中放电光斑区域颜色涵盖了目前紫外成像仪常用的色彩;其次,改进了紫外视频的处理方法,利用高斯函数对紫外图像进行预处理,将光斑区域像素与非光斑区域像素的灰度差异平均提高了2.18倍,进而可利用阈值分割算法对光斑区域进行更准确的分割;最后,提出精度和召回率作为算法应用效果评价指标,将算法应用于1 000张紫外图像帧,其平均值分别为0.963 2和0.982 7。由此可知算法实现了紫外检测图像中彩色光斑区域的准确分割,能够满足后续对紫外放电图像进行可靠诊断的要求,为基于紫外成像的电气设备放电诊断提供了可靠保证。

    2023年03期 v.50;No.223 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K]
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  • 基于紫外成像技术的彩色光斑映射识别算法研究

    刘云鹏;李泳霖;裴少通;刘嘉硕;来庭煜;

    紫外成像检测是一种有效的非接触式放电检测方法,紫外放电图像中彩色光斑的准确分割直接关系到其后续诊断的准确性。因此,提出了一种基于灰度差异的紫外图像彩色光斑区域识别分割方法,旨在准确提取彩色的紫外光斑区域。首先,利用紫外成像仪采集了电气设备紫外放电视频,其中放电光斑区域颜色涵盖了目前紫外成像仪常用的色彩;其次,改进了紫外视频的处理方法,利用高斯函数对紫外图像进行预处理,将光斑区域像素与非光斑区域像素的灰度差异平均提高了2.18倍,进而可利用阈值分割算法对光斑区域进行更准确的分割;最后,提出精度和召回率作为算法应用效果评价指标,将算法应用于1 000张紫外图像帧,其平均值分别为0.963 2和0.982 7。由此可知算法实现了紫外检测图像中彩色光斑区域的准确分割,能够满足后续对紫外放电图像进行可靠诊断的要求,为基于紫外成像的电气设备放电诊断提供了可靠保证。

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  • 基于紫外成像技术的彩色光斑映射识别算法研究

    刘云鹏;李泳霖;裴少通;刘嘉硕;来庭煜;

    紫外成像检测是一种有效的非接触式放电检测方法,紫外放电图像中彩色光斑的准确分割直接关系到其后续诊断的准确性。因此,提出了一种基于灰度差异的紫外图像彩色光斑区域识别分割方法,旨在准确提取彩色的紫外光斑区域。首先,利用紫外成像仪采集了电气设备紫外放电视频,其中放电光斑区域颜色涵盖了目前紫外成像仪常用的色彩;其次,改进了紫外视频的处理方法,利用高斯函数对紫外图像进行预处理,将光斑区域像素与非光斑区域像素的灰度差异平均提高了2.18倍,进而可利用阈值分割算法对光斑区域进行更准确的分割;最后,提出精度和召回率作为算法应用效果评价指标,将算法应用于1 000张紫外图像帧,其平均值分别为0.963 2和0.982 7。由此可知算法实现了紫外检测图像中彩色光斑区域的准确分割,能够满足后续对紫外放电图像进行可靠诊断的要求,为基于紫外成像的电气设备放电诊断提供了可靠保证。

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  • 正极性操作冲击电压下流注放电路径随机发展特性

    律方成;刘晓敏;王权圣;王平;耿江海;丁玉剑;陈雅茜;

    流注放电具有分散性和随机性的典型特征,研究流注放电过程中起始时延分散性、发展路径随机性等因素对于加深放电过程机理认识、提升间隙绝缘性能具有重要意义。本文结合流注起始判据及分形理论建立了考虑空间电荷屏蔽效应的空气间隙动态流注随机发展计算模型,仿真模拟了棒-板、锥-板等间隙结构放电路径发展过程,得到了流注起始时延、发展形态、发展速度及空间电荷量等特征参数,并搭建光电联合检测平台获取试验值进行对比分析,验证了模型的有效性。仿真结果表明:在标准操作冲击电压作用下,电极曲率半径增大,起始时延分散性增加;随着外施电压上升率从0.45 kV/μs上升至11.15 kV/μs,棒-板间隙流注轴向发展速度从5.70×10~5 m/s增加至8.32×10~6 m/s,放电通道分形维数自1.19增加至1.28,放电树枝分叉增多,放电路径随机性增加。

    2023年03期 v.50;No.223 9-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 638K]
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  • 正极性操作冲击电压下流注放电路径随机发展特性

    律方成;刘晓敏;王权圣;王平;耿江海;丁玉剑;陈雅茜;

    流注放电具有分散性和随机性的典型特征,研究流注放电过程中起始时延分散性、发展路径随机性等因素对于加深放电过程机理认识、提升间隙绝缘性能具有重要意义。本文结合流注起始判据及分形理论建立了考虑空间电荷屏蔽效应的空气间隙动态流注随机发展计算模型,仿真模拟了棒-板、锥-板等间隙结构放电路径发展过程,得到了流注起始时延、发展形态、发展速度及空间电荷量等特征参数,并搭建光电联合检测平台获取试验值进行对比分析,验证了模型的有效性。仿真结果表明:在标准操作冲击电压作用下,电极曲率半径增大,起始时延分散性增加;随着外施电压上升率从0.45 kV/μs上升至11.15 kV/μs,棒-板间隙流注轴向发展速度从5.70×10~5 m/s增加至8.32×10~6 m/s,放电通道分形维数自1.19增加至1.28,放电树枝分叉增多,放电路径随机性增加。

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  • 正极性操作冲击电压下流注放电路径随机发展特性

    律方成;刘晓敏;王权圣;王平;耿江海;丁玉剑;陈雅茜;

    流注放电具有分散性和随机性的典型特征,研究流注放电过程中起始时延分散性、发展路径随机性等因素对于加深放电过程机理认识、提升间隙绝缘性能具有重要意义。本文结合流注起始判据及分形理论建立了考虑空间电荷屏蔽效应的空气间隙动态流注随机发展计算模型,仿真模拟了棒-板、锥-板等间隙结构放电路径发展过程,得到了流注起始时延、发展形态、发展速度及空间电荷量等特征参数,并搭建光电联合检测平台获取试验值进行对比分析,验证了模型的有效性。仿真结果表明:在标准操作冲击电压作用下,电极曲率半径增大,起始时延分散性增加;随着外施电压上升率从0.45 kV/μs上升至11.15 kV/μs,棒-板间隙流注轴向发展速度从5.70×10~5 m/s增加至8.32×10~6 m/s,放电通道分形维数自1.19增加至1.28,放电树枝分叉增多,放电路径随机性增加。

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  • 直流电网直流短路故障电流计算方法研究进展

    严俊;陈力绪;许建中;赵成勇;贾秀芳;

    柔性直流电网直流侧短路故障传播机理研究是保护控制与故障清除的基础。针对不断涌现的短路电流计算方法,基于其特殊性及技术要求,首先从关键设备建模的角度,分别对比了采用不同换流器模型、不同线路模型、不同故障类型建模、含限流装置的模型、附加控制模型时计算方法的特点。然后,从状态方程列写及求解的角度,将现有方法分为全网等值求解类、方程近似求解类和仿真预测类,对比各类方法的等值与简化求解过程,指出其优缺点。进一步地,在PSCAD/EMTDC中分别搭建不同直流电网模型,从精度与速度、复杂电网适性三个维度对典型方法进行详尽对比,并总结了多种方法的适用场景。最后,根据未来复杂直流电网多节点、高耦合的特点,建议该领域围绕故障特性的高效解析和计算平台研发这两个方向展开研究。

    2023年03期 v.50;No.223 19-34+45+127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1685K]
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  • 直流电网直流短路故障电流计算方法研究进展

    严俊;陈力绪;许建中;赵成勇;贾秀芳;

    柔性直流电网直流侧短路故障传播机理研究是保护控制与故障清除的基础。针对不断涌现的短路电流计算方法,基于其特殊性及技术要求,首先从关键设备建模的角度,分别对比了采用不同换流器模型、不同线路模型、不同故障类型建模、含限流装置的模型、附加控制模型时计算方法的特点。然后,从状态方程列写及求解的角度,将现有方法分为全网等值求解类、方程近似求解类和仿真预测类,对比各类方法的等值与简化求解过程,指出其优缺点。进一步地,在PSCAD/EMTDC中分别搭建不同直流电网模型,从精度与速度、复杂电网适性三个维度对典型方法进行详尽对比,并总结了多种方法的适用场景。最后,根据未来复杂直流电网多节点、高耦合的特点,建议该领域围绕故障特性的高效解析和计算平台研发这两个方向展开研究。

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  • 直流电网直流短路故障电流计算方法研究进展

    严俊;陈力绪;许建中;赵成勇;贾秀芳;

    柔性直流电网直流侧短路故障传播机理研究是保护控制与故障清除的基础。针对不断涌现的短路电流计算方法,基于其特殊性及技术要求,首先从关键设备建模的角度,分别对比了采用不同换流器模型、不同线路模型、不同故障类型建模、含限流装置的模型、附加控制模型时计算方法的特点。然后,从状态方程列写及求解的角度,将现有方法分为全网等值求解类、方程近似求解类和仿真预测类,对比各类方法的等值与简化求解过程,指出其优缺点。进一步地,在PSCAD/EMTDC中分别搭建不同直流电网模型,从精度与速度、复杂电网适性三个维度对典型方法进行详尽对比,并总结了多种方法的适用场景。最后,根据未来复杂直流电网多节点、高耦合的特点,建议该领域围绕故障特性的高效解析和计算平台研发这两个方向展开研究。

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  • 双半桥子模块MMC的降频降复杂度运行策略

    陶建业;王琛;许同;王毅;魏子文;

    为了改善模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)中电容电压均衡难度大和换流站运行损耗高的问题,本文针对双半桥子模块(double half bridge submodule, D-HBSM)设计了一种降频降复杂度运行策略。首先介绍了D-HBSM的串联、并联、旁路工作模式,根据桥臂输出电平数目推导了处于三种工作模式的子模块数。接着,基于子模块轮换思想,分别设计了适用于高压与中低压直流系统的D-HBSM工作模式确定方法。此外,对比了不同电压等级直流系统中D-HBSM与HBSM的运行损耗,体现了D-HBSM的降频效果。最后,基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,所提降频降复杂度运行策略的能够有效改善换流器运行特性。与传统HBSM相比,在相同的电容电压一致性的前提下,D-HBSM的子模块电容利用率提高至70%,高压直流系统中开关频率降低50%,计算负担减小75%。

    2023年03期 v.50;No.223 35-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 833K]
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  • 双半桥子模块MMC的降频降复杂度运行策略

    陶建业;王琛;许同;王毅;魏子文;

    为了改善模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)中电容电压均衡难度大和换流站运行损耗高的问题,本文针对双半桥子模块(double half bridge submodule, D-HBSM)设计了一种降频降复杂度运行策略。首先介绍了D-HBSM的串联、并联、旁路工作模式,根据桥臂输出电平数目推导了处于三种工作模式的子模块数。接着,基于子模块轮换思想,分别设计了适用于高压与中低压直流系统的D-HBSM工作模式确定方法。此外,对比了不同电压等级直流系统中D-HBSM与HBSM的运行损耗,体现了D-HBSM的降频效果。最后,基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,所提降频降复杂度运行策略的能够有效改善换流器运行特性。与传统HBSM相比,在相同的电容电压一致性的前提下,D-HBSM的子模块电容利用率提高至70%,高压直流系统中开关频率降低50%,计算负担减小75%。

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  • 双半桥子模块MMC的降频降复杂度运行策略

    陶建业;王琛;许同;王毅;魏子文;

    为了改善模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)中电容电压均衡难度大和换流站运行损耗高的问题,本文针对双半桥子模块(double half bridge submodule, D-HBSM)设计了一种降频降复杂度运行策略。首先介绍了D-HBSM的串联、并联、旁路工作模式,根据桥臂输出电平数目推导了处于三种工作模式的子模块数。接着,基于子模块轮换思想,分别设计了适用于高压与中低压直流系统的D-HBSM工作模式确定方法。此外,对比了不同电压等级直流系统中D-HBSM与HBSM的运行损耗,体现了D-HBSM的降频效果。最后,基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,所提降频降复杂度运行策略的能够有效改善换流器运行特性。与传统HBSM相比,在相同的电容电压一致性的前提下,D-HBSM的子模块电容利用率提高至70%,高压直流系统中开关频率降低50%,计算负担减小75%。

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  • 考虑电压控制的信息物理协同攻击模型

    刘耕铭;刘文霞;张艺伟;杨玉泽;刘宗歧;

    随着电力信息物理系统的高度融合,信息物理协同攻击对电网的运行构成巨大的威胁。基于完全信息下的攻防策略,构建了考虑电压控制的两阶段协同攻击模式。首先分析了针对电压控制的虚假数据注入攻击;然后建立了信息物理协同攻击双层优化模型,上层模型优化物理和信息攻击点;为考虑物理攻击后果对信息攻击实施的影响,下层为模拟物理和信息攻击下的二阶段攻防模型;最后,以改进的IEEE14、IEEE57节点系统为例,对所提模型进行仿真验证。仿真结果表明,协同攻击较单一打击更加有效、隐蔽,物理攻击点的选择和系统负荷的大小都能影响协同攻击的效果;并揭示了随机物理打击下最优信息打击点的特征,为防御此类协同攻击提供参考。

    2023年03期 v.50;No.223 46-56+66+128-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1087K]
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  • 考虑电压控制的信息物理协同攻击模型

    刘耕铭;刘文霞;张艺伟;杨玉泽;刘宗歧;

    随着电力信息物理系统的高度融合,信息物理协同攻击对电网的运行构成巨大的威胁。基于完全信息下的攻防策略,构建了考虑电压控制的两阶段协同攻击模式。首先分析了针对电压控制的虚假数据注入攻击;然后建立了信息物理协同攻击双层优化模型,上层模型优化物理和信息攻击点;为考虑物理攻击后果对信息攻击实施的影响,下层为模拟物理和信息攻击下的二阶段攻防模型;最后,以改进的IEEE14、IEEE57节点系统为例,对所提模型进行仿真验证。仿真结果表明,协同攻击较单一打击更加有效、隐蔽,物理攻击点的选择和系统负荷的大小都能影响协同攻击的效果;并揭示了随机物理打击下最优信息打击点的特征,为防御此类协同攻击提供参考。

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  • 考虑电压控制的信息物理协同攻击模型

    刘耕铭;刘文霞;张艺伟;杨玉泽;刘宗歧;

    随着电力信息物理系统的高度融合,信息物理协同攻击对电网的运行构成巨大的威胁。基于完全信息下的攻防策略,构建了考虑电压控制的两阶段协同攻击模式。首先分析了针对电压控制的虚假数据注入攻击;然后建立了信息物理协同攻击双层优化模型,上层模型优化物理和信息攻击点;为考虑物理攻击后果对信息攻击实施的影响,下层为模拟物理和信息攻击下的二阶段攻防模型;最后,以改进的IEEE14、IEEE57节点系统为例,对所提模型进行仿真验证。仿真结果表明,协同攻击较单一打击更加有效、隐蔽,物理攻击点的选择和系统负荷的大小都能影响协同攻击的效果;并揭示了随机物理打击下最优信息打击点的特征,为防御此类协同攻击提供参考。

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  • 埋地高压电缆与金属管道邻近敷设时电磁影响模型及计算方法

    罗楚军;王亚婕;岳浩;卢铁兵;

    高压电缆线路对邻近金属管道的电磁影响问题关系到金属管道的安全稳定运行,是城区电缆线路设计时必须考虑的问题之一。但是,由于土壤结构、电缆和管道结构的复杂性,尚缺乏有效的电磁影响建模和计算手段。基于多导体传输线理论,建立了埋地三相电缆与金属管道邻近敷设时的电磁影响分析模型,阐述了其单位长阻抗矩阵和导纳矩阵的计算方法。针对存在公共接地阻抗的诺顿等效和戴维南等效端口情况,提出了基于级联参数矩阵的金属管道和电缆屏蔽层感应电压的计算方法,并拓展至三相电缆交叉互联以及电缆与金属管道交叉跨越、斜向接近的复杂情况,并可以考虑电缆短路故障的影响。通过算例,验证了建模方法和计算方法的有效性。研究结果为邻近金属管道时埋地电力电缆线路的设计提供了技术手段。

    2023年03期 v.50;No.223 57-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
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  • 埋地高压电缆与金属管道邻近敷设时电磁影响模型及计算方法

    罗楚军;王亚婕;岳浩;卢铁兵;

    高压电缆线路对邻近金属管道的电磁影响问题关系到金属管道的安全稳定运行,是城区电缆线路设计时必须考虑的问题之一。但是,由于土壤结构、电缆和管道结构的复杂性,尚缺乏有效的电磁影响建模和计算手段。基于多导体传输线理论,建立了埋地三相电缆与金属管道邻近敷设时的电磁影响分析模型,阐述了其单位长阻抗矩阵和导纳矩阵的计算方法。针对存在公共接地阻抗的诺顿等效和戴维南等效端口情况,提出了基于级联参数矩阵的金属管道和电缆屏蔽层感应电压的计算方法,并拓展至三相电缆交叉互联以及电缆与金属管道交叉跨越、斜向接近的复杂情况,并可以考虑电缆短路故障的影响。通过算例,验证了建模方法和计算方法的有效性。研究结果为邻近金属管道时埋地电力电缆线路的设计提供了技术手段。

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  • 埋地高压电缆与金属管道邻近敷设时电磁影响模型及计算方法

    罗楚军;王亚婕;岳浩;卢铁兵;

    高压电缆线路对邻近金属管道的电磁影响问题关系到金属管道的安全稳定运行,是城区电缆线路设计时必须考虑的问题之一。但是,由于土壤结构、电缆和管道结构的复杂性,尚缺乏有效的电磁影响建模和计算手段。基于多导体传输线理论,建立了埋地三相电缆与金属管道邻近敷设时的电磁影响分析模型,阐述了其单位长阻抗矩阵和导纳矩阵的计算方法。针对存在公共接地阻抗的诺顿等效和戴维南等效端口情况,提出了基于级联参数矩阵的金属管道和电缆屏蔽层感应电压的计算方法,并拓展至三相电缆交叉互联以及电缆与金属管道交叉跨越、斜向接近的复杂情况,并可以考虑电缆短路故障的影响。通过算例,验证了建模方法和计算方法的有效性。研究结果为邻近金属管道时埋地电力电缆线路的设计提供了技术手段。

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  • 基于区块链的综合能源系统低碳优化调度研究

    孟明;商聪;马思源;赵慧婷;

    综合能源系统对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应用价值。针对综合能源系统调度过程中存在的发用电预测误差大、系统优化数据采集处理复杂和经济运行成本较高等问题,将区块链技术引入到综合能源系统优化调度中,并计及电、热、冷三种负荷综合需求响应和碳排放交易,调用智能合约,以系统经济性和环保性最优为目标,提出了适用于综合能源系统的低碳优化调度模型。利用区块链技术特性,构建了面向综合能源系统优化调度的总体架构,使得区块链网络成为整个综合能源系统信息交互与数据存储中心,同时保留了调度中心的部分导向作用,确保了电网的安全、稳定运行。仿真结果表明:区块链技术可以进一步挖掘综合能源系统数据价值,更好地实现信息交流透明性;同时,构建的综合能源系统的低碳优化调度模型能够有效提高系统供能的灵活性、运行的经济性以及环保性。

    2023年03期 v.50;No.223 67-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 548K]
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  • 基于区块链的综合能源系统低碳优化调度研究

    孟明;商聪;马思源;赵慧婷;

    综合能源系统对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应用价值。针对综合能源系统调度过程中存在的发用电预测误差大、系统优化数据采集处理复杂和经济运行成本较高等问题,将区块链技术引入到综合能源系统优化调度中,并计及电、热、冷三种负荷综合需求响应和碳排放交易,调用智能合约,以系统经济性和环保性最优为目标,提出了适用于综合能源系统的低碳优化调度模型。利用区块链技术特性,构建了面向综合能源系统优化调度的总体架构,使得区块链网络成为整个综合能源系统信息交互与数据存储中心,同时保留了调度中心的部分导向作用,确保了电网的安全、稳定运行。仿真结果表明:区块链技术可以进一步挖掘综合能源系统数据价值,更好地实现信息交流透明性;同时,构建的综合能源系统的低碳优化调度模型能够有效提高系统供能的灵活性、运行的经济性以及环保性。

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  • 基于区块链的综合能源系统低碳优化调度研究

    孟明;商聪;马思源;赵慧婷;

    综合能源系统对实现能源可持续发展和构建绿色低碳社会具有重要的应用价值。针对综合能源系统调度过程中存在的发用电预测误差大、系统优化数据采集处理复杂和经济运行成本较高等问题,将区块链技术引入到综合能源系统优化调度中,并计及电、热、冷三种负荷综合需求响应和碳排放交易,调用智能合约,以系统经济性和环保性最优为目标,提出了适用于综合能源系统的低碳优化调度模型。利用区块链技术特性,构建了面向综合能源系统优化调度的总体架构,使得区块链网络成为整个综合能源系统信息交互与数据存储中心,同时保留了调度中心的部分导向作用,确保了电网的安全、稳定运行。仿真结果表明:区块链技术可以进一步挖掘综合能源系统数据价值,更好地实现信息交流透明性;同时,构建的综合能源系统的低碳优化调度模型能够有效提高系统供能的灵活性、运行的经济性以及环保性。

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  • 考虑综合需求响应的电-气-热综合能源系统低碳经济调度

    董健;王海鑫;周夕然;高柳;杨俊友;

    综合能源系统优化调度对提高能源利用效率与低碳运行起到关键作用。然而,由于综合能源系统存在多种能源耦合及源荷侧不确定性,传统调度方法难以准确适应系统源荷动态变化。针对该问题,采用基于深度强化学习的方法,主要通过数据驱动的方式解决了综合能源能源系统调度中的不确定性问题,同时可以准确适应系统源荷动态变化,实现快速求解。充分挖崛负荷侧灵活性,首先建立考虑综合需求响应的综合能源系统低碳经济调度模型。将含有多重不确定性的综合能源系统经济调度问题描述为马尔科夫决策过程(markov decision process, MDP),采用异步优势演员-评判家(asynchronous advantage actor-critic, A3C)方法进行求解。最后,实例仿真结果表明,相比于DQN和DDPG方法,综合能源系统的日平均运行成本分别降低了8.7%和5.2%。

    2023年03期 v.50;No.223 81-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
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  • 考虑综合需求响应的电-气-热综合能源系统低碳经济调度

    董健;王海鑫;周夕然;高柳;杨俊友;

    综合能源系统优化调度对提高能源利用效率与低碳运行起到关键作用。然而,由于综合能源系统存在多种能源耦合及源荷侧不确定性,传统调度方法难以准确适应系统源荷动态变化。针对该问题,采用基于深度强化学习的方法,主要通过数据驱动的方式解决了综合能源能源系统调度中的不确定性问题,同时可以准确适应系统源荷动态变化,实现快速求解。充分挖崛负荷侧灵活性,首先建立考虑综合需求响应的综合能源系统低碳经济调度模型。将含有多重不确定性的综合能源系统经济调度问题描述为马尔科夫决策过程(markov decision process, MDP),采用异步优势演员-评判家(asynchronous advantage actor-critic, A3C)方法进行求解。最后,实例仿真结果表明,相比于DQN和DDPG方法,综合能源系统的日平均运行成本分别降低了8.7%和5.2%。

    2023年03期 v.50;No.223 81-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
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  • 考虑综合需求响应的电-气-热综合能源系统低碳经济调度

    董健;王海鑫;周夕然;高柳;杨俊友;

    综合能源系统优化调度对提高能源利用效率与低碳运行起到关键作用。然而,由于综合能源系统存在多种能源耦合及源荷侧不确定性,传统调度方法难以准确适应系统源荷动态变化。针对该问题,采用基于深度强化学习的方法,主要通过数据驱动的方式解决了综合能源能源系统调度中的不确定性问题,同时可以准确适应系统源荷动态变化,实现快速求解。充分挖崛负荷侧灵活性,首先建立考虑综合需求响应的综合能源系统低碳经济调度模型。将含有多重不确定性的综合能源系统经济调度问题描述为马尔科夫决策过程(markov decision process, MDP),采用异步优势演员-评判家(asynchronous advantage actor-critic, A3C)方法进行求解。最后,实例仿真结果表明,相比于DQN和DDPG方法,综合能源系统的日平均运行成本分别降低了8.7%和5.2%。

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  • 压接型IGBT芯片动态特性影响因素实验研究

    彭程;李学宝;曹子楷;顾妙松;唐新灵;赵志斌;崔翔;

    压接型IGBT器件内部具有复杂的电-热-力环境,直接影响了其内部IGBT芯片的动态特性,进而决定了整个器件的安全工作能力。为此,研究不同影响因素下的压接型IGBT芯片动态特性具有重要意义。为了全面获得电-热-力综合影响下压接型IGBT芯片的动态特性,利用所研制的具有多因素解耦、灵活调节能力的双脉冲实验平台,针对一款3.3kV/50A压接型IGBT芯片,测量获得了不同母线电压、负载电流、驱动电阻、温度及机械压力下的双脉冲实验波形。分析了不同影响因素对双脉冲波形的影响规律,对比了不同影响因素对IGBT动态特征参数影响程度,结果表明母线电压主要影响关断过程,负载电流、驱动电阻和温度主要影响开通过程,机械压力对开通关断过程的影响很小,研究结果对IGBT芯片建模及压接型IGBT器件安全运行具有重要的指导意义。

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  • 压接型IGBT芯片动态特性影响因素实验研究

    彭程;李学宝;曹子楷;顾妙松;唐新灵;赵志斌;崔翔;

    压接型IGBT器件内部具有复杂的电-热-力环境,直接影响了其内部IGBT芯片的动态特性,进而决定了整个器件的安全工作能力。为此,研究不同影响因素下的压接型IGBT芯片动态特性具有重要意义。为了全面获得电-热-力综合影响下压接型IGBT芯片的动态特性,利用所研制的具有多因素解耦、灵活调节能力的双脉冲实验平台,针对一款3.3kV/50A压接型IGBT芯片,测量获得了不同母线电压、负载电流、驱动电阻、温度及机械压力下的双脉冲实验波形。分析了不同影响因素对双脉冲波形的影响规律,对比了不同影响因素对IGBT动态特征参数影响程度,结果表明母线电压主要影响关断过程,负载电流、驱动电阻和温度主要影响开通过程,机械压力对开通关断过程的影响很小,研究结果对IGBT芯片建模及压接型IGBT器件安全运行具有重要的指导意义。

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  • 压接型IGBT芯片动态特性影响因素实验研究

    彭程;李学宝;曹子楷;顾妙松;唐新灵;赵志斌;崔翔;

    压接型IGBT器件内部具有复杂的电-热-力环境,直接影响了其内部IGBT芯片的动态特性,进而决定了整个器件的安全工作能力。为此,研究不同影响因素下的压接型IGBT芯片动态特性具有重要意义。为了全面获得电-热-力综合影响下压接型IGBT芯片的动态特性,利用所研制的具有多因素解耦、灵活调节能力的双脉冲实验平台,针对一款3.3kV/50A压接型IGBT芯片,测量获得了不同母线电压、负载电流、驱动电阻、温度及机械压力下的双脉冲实验波形。分析了不同影响因素对双脉冲波形的影响规律,对比了不同影响因素对IGBT动态特征参数影响程度,结果表明母线电压主要影响关断过程,负载电流、驱动电阻和温度主要影响开通过程,机械压力对开通关断过程的影响很小,研究结果对IGBT芯片建模及压接型IGBT器件安全运行具有重要的指导意义。

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  • 可再生能源消纳责任权重制下风电多阶段消纳策略

    方程;许彦斌;张凯琳;曾鸣;

    风电等可再生能源的迅速发展使其成为了电网的重要组成部分,但其出力的不确定性为消纳带来了一定的困难。基于不同时间尺度下风电不确定性强弱,考虑不同电力市场间的联动,结合可再生能源消纳责任权重的实施背景,提出一种可再生能源消纳责任权重制下的风电多阶段消纳优化策略。中长期市场中,建立交割日前顺负荷电量出清模型,优先消纳风电稳定出力段;日前市场中,建立火电参与调峰的市场出清模型,最大化风电消纳;实时平衡市场中,建立单侧挂牌交易市场出清模型,完成过剩风电的实时消纳;绿证市场中,基于古诺模型模拟的绿证市场,最大化发电商收益。模型间通过风电出力的变化进行数据传递与交易控制。仿真结果表明,该多级消纳策略在促进风电消纳的同时降低了社会发电成本。

    2023年03期 v.50;No.223 101-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 529K]
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  • 可再生能源消纳责任权重制下风电多阶段消纳策略

    方程;许彦斌;张凯琳;曾鸣;

    风电等可再生能源的迅速发展使其成为了电网的重要组成部分,但其出力的不确定性为消纳带来了一定的困难。基于不同时间尺度下风电不确定性强弱,考虑不同电力市场间的联动,结合可再生能源消纳责任权重的实施背景,提出一种可再生能源消纳责任权重制下的风电多阶段消纳优化策略。中长期市场中,建立交割日前顺负荷电量出清模型,优先消纳风电稳定出力段;日前市场中,建立火电参与调峰的市场出清模型,最大化风电消纳;实时平衡市场中,建立单侧挂牌交易市场出清模型,完成过剩风电的实时消纳;绿证市场中,基于古诺模型模拟的绿证市场,最大化发电商收益。模型间通过风电出力的变化进行数据传递与交易控制。仿真结果表明,该多级消纳策略在促进风电消纳的同时降低了社会发电成本。

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  • 可再生能源消纳责任权重制下风电多阶段消纳策略

    方程;许彦斌;张凯琳;曾鸣;

    风电等可再生能源的迅速发展使其成为了电网的重要组成部分,但其出力的不确定性为消纳带来了一定的困难。基于不同时间尺度下风电不确定性强弱,考虑不同电力市场间的联动,结合可再生能源消纳责任权重的实施背景,提出一种可再生能源消纳责任权重制下的风电多阶段消纳优化策略。中长期市场中,建立交割日前顺负荷电量出清模型,优先消纳风电稳定出力段;日前市场中,建立火电参与调峰的市场出清模型,最大化风电消纳;实时平衡市场中,建立单侧挂牌交易市场出清模型,完成过剩风电的实时消纳;绿证市场中,基于古诺模型模拟的绿证市场,最大化发电商收益。模型间通过风电出力的变化进行数据传递与交易控制。仿真结果表明,该多级消纳策略在促进风电消纳的同时降低了社会发电成本。

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  • 基于PCA和改进TOPSIS法的火电机组运行综合评价

    张宇;田亮;

    为提高火电机组运行管理水平,实现经济运行的目的,针对火电机组的运行特点,提出了一种基于主成分分析法(PCA法)和逼近理想解排序法(TOPSIS法)相结合的火电机组运行综合状态评估方法。采用PCA法来对火电机组运行指标进行降维处理并基于主成分的贡献度来确定指标的权重,同时采用马氏距离代替传统TOPSIS法中的欧式距离,从机组可靠性和经济性方面对火电机组运行状态进行综合评价。通过对5台机组进行实例计算,结果表明:该方法所得的评价结果更加准确合理,可以为不同电厂机组之间进行运行优化以及竞赛提供良好的方案。

    2023年03期 v.50;No.223 110-116+126页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K]
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  • 基于PCA和改进TOPSIS法的火电机组运行综合评价

    张宇;田亮;

    为提高火电机组运行管理水平,实现经济运行的目的,针对火电机组的运行特点,提出了一种基于主成分分析法(PCA法)和逼近理想解排序法(TOPSIS法)相结合的火电机组运行综合状态评估方法。采用PCA法来对火电机组运行指标进行降维处理并基于主成分的贡献度来确定指标的权重,同时采用马氏距离代替传统TOPSIS法中的欧式距离,从机组可靠性和经济性方面对火电机组运行状态进行综合评价。通过对5台机组进行实例计算,结果表明:该方法所得的评价结果更加准确合理,可以为不同电厂机组之间进行运行优化以及竞赛提供良好的方案。

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  • 基于PCA和改进TOPSIS法的火电机组运行综合评价

    张宇;田亮;

    为提高火电机组运行管理水平,实现经济运行的目的,针对火电机组的运行特点,提出了一种基于主成分分析法(PCA法)和逼近理想解排序法(TOPSIS法)相结合的火电机组运行综合状态评估方法。采用PCA法来对火电机组运行指标进行降维处理并基于主成分的贡献度来确定指标的权重,同时采用马氏距离代替传统TOPSIS法中的欧式距离,从机组可靠性和经济性方面对火电机组运行状态进行综合评价。通过对5台机组进行实例计算,结果表明:该方法所得的评价结果更加准确合理,可以为不同电厂机组之间进行运行优化以及竞赛提供良好的方案。

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  • 基于动力学特性优化的海上风电齿轮箱配齿研究

    陶立壮;田德;李贝;

    传统的风电机组齿轮箱配齿仅取决于行星级的同心、安装、邻接条件,而忽略了其对齿轮箱重量及动力学特性的影响。以某增速比为97的5 MW海上风电机组两级行星一级平行齿轮箱为研究对象,得到其减重优化后的各级增速比解耦区间;建立基于零阶优化算法的齿轮箱配齿方案及相应的齿轮箱Simpack虚拟样机;在额定转速工况下对齿轮箱均载特性、振动特性进行定量统计分析。仿真结果表明:当第一级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为29、28、85,第二级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为26、46、118,第三级大、小齿轮齿数分别为111、25时,齿轮箱行星级均载特性良好,高速输出轴传动平稳,为大型海上风电机组齿轮箱配齿设计提供理论支撑。

    2023年03期 v.50;No.223 117-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 844K]
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  • 基于动力学特性优化的海上风电齿轮箱配齿研究

    陶立壮;田德;李贝;

    传统的风电机组齿轮箱配齿仅取决于行星级的同心、安装、邻接条件,而忽略了其对齿轮箱重量及动力学特性的影响。以某增速比为97的5 MW海上风电机组两级行星一级平行齿轮箱为研究对象,得到其减重优化后的各级增速比解耦区间;建立基于零阶优化算法的齿轮箱配齿方案及相应的齿轮箱Simpack虚拟样机;在额定转速工况下对齿轮箱均载特性、振动特性进行定量统计分析。仿真结果表明:当第一级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为29、28、85,第二级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为26、46、118,第三级大、小齿轮齿数分别为111、25时,齿轮箱行星级均载特性良好,高速输出轴传动平稳,为大型海上风电机组齿轮箱配齿设计提供理论支撑。

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  • 基于动力学特性优化的海上风电齿轮箱配齿研究

    陶立壮;田德;李贝;

    传统的风电机组齿轮箱配齿仅取决于行星级的同心、安装、邻接条件,而忽略了其对齿轮箱重量及动力学特性的影响。以某增速比为97的5 MW海上风电机组两级行星一级平行齿轮箱为研究对象,得到其减重优化后的各级增速比解耦区间;建立基于零阶优化算法的齿轮箱配齿方案及相应的齿轮箱Simpack虚拟样机;在额定转速工况下对齿轮箱均载特性、振动特性进行定量统计分析。仿真结果表明:当第一级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为29、28、85,第二级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为26、46、118,第三级大、小齿轮齿数分别为111、25时,齿轮箱行星级均载特性良好,高速输出轴传动平稳,为大型海上风电机组齿轮箱配齿设计提供理论支撑。

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