基于电光聚合物薄膜的芯片式光学硅基电场传感器传感及温度特性研究

“双碳”背景下,新型电力系统的数字化转型对电力传感技术提出了更高的要求。文中针对光学电场传感器温度稳定性差的问题,提出了基于电光聚合物薄膜的芯片式光学硅基电场传感器。首先介绍了电光效应原理,电光聚合物的2阶非线性光学效应以及电光能量耦合方法,其次设计了传感器的加工流程并完成了制备,同时在敏感芯片上成功涂覆电光聚合物,最后通过搭建实验测试平台,完成了传感器的线性度、交流响应以及温度特性测试。实验结果表明,所制备的光学电场传感器在工频电场下拥有较好的线性度且灵敏度高达0.945 mV·(kV·m^(-1))^(-1),传感器在0~75℃温度范围内输出幅值及相位稳定,其幅值比最大波动为0.481 dB,相位差最大为3.82°。文中提出的传感结构切实可行地提升了光学硅基集成电场传感器的温度特性,为硅基集成光学电场传感器在电力系统中的使用提供参考方案。

大规模外网受电及新能源接入下河南电网调峰形势评估

"十三五"期间,河南电网外部直流受电规模和内部风、光等不可控可再生能源都将大幅增长,从而给河南电网的调峰带来挑战。为有效分析该环境下的调峰形势,在充分计及河南电网内部分区断面约束、复杂电源结构和调度原则的基础上,设计了河南电网调峰形势评估计算模型,对河南电网2020年的调峰形势进行了计算分析。分析时,为使得结果符合未来实际,结合河南经济增长新趋势以及国家电源建设新政策,分析了原始规划场景、负荷低增长场景以及纯凝火电冻结建设3个场景。结果表明:河南电网调峰容量不足问题主要出现在冬季,若负荷按规划预测增长,通过纯凝煤电深度调峰或少量弃风调峰可以满足调峰平衡需求;而若负荷低增长,则无论电源按规划建设,还是冻结纯凝煤电建设,通过纯凝煤电深度调峰或弃风调峰均无法满足调峰平衡需求,需要采用其他调峰手段。

基于联络线功率波动理论的华北—华中特高压交直流联网系统安全稳定控制策略

受华北—华中特高压交流通道静态稳定极限限制,天山—中州(天中)特高压直流和长治—南阳(长南)特高压交流通道输电能力存在耦合关系,成为制约该交直流混联电网稳定水平的关键因素。基于联络线功率波动理论,研究并量化了同步电网系统惯量、负荷特性、交流线路初始输送功率、直流落点近区开机方式等相关因素对华北—华中特高压交流通道潮流转移特性的影响;根据特高压交直流耦合关系,提出了一种交直流协调控制策略,以应对同类系统中受耦合关系制约的稳定问题。针对华北—华中电网实际数据,采用PSD-BPA电力系统仿真软件计算验证了该策略的有效性。

现代住区邻里关系淡漠现象分析

从住区层面属性的改变、住宅设计、社会生活的变化多方面分析了新形势下影响邻里交往的诸因素,以期对居住区的规划、空间、环境及场地服务设施等设计有所启发。

考虑分段充电的实用型电动汽车概率负荷模型

随着电动汽车发展的规模不断扩大,车辆的充电负荷将成为电网负荷的重要组成。由于自身充电行为的随机性,电动汽车充电负荷难以用传统的负荷模型进行描述。文章针对停车场内的电动汽车充电负荷,提出了一种考虑分段充电特性的实用型充电负荷概率模型。研究了单台电动汽车电流型分段充电负荷模型,在此基础上利用蒙特卡洛抽样模拟多台电动汽车的随机充电过程;通过最小二乘法对模拟的电动汽车充电负荷特性进行辨识,得到等值充电负荷模型参数集;考虑电动汽车进站时刻、充电时长占比等因素,结合分段模型参数辨识值得出各参数的概率分布特性,将停车场的充电负荷等效为一个变系数的负荷模型。利用实测出行规律的统计数据,在Matlab/Simulink中对该模型进行仿真验证负荷模型参数的有效性。仿真结果表明,文章建立的负荷模型简洁清晰地描述了充电行为随机的电动汽车充电负荷特性,可应用于规模化电动汽车充电负荷的实际工程计算中。

一种Transformer引导YOLOv5对高空吊钩违规操作识别

为了降低高空作业意外事故发生的风险,高空吊钩作业违规检测识别并及时告警显得十分重要。针对高空吊钩目标小以及图像目标模糊等问题,现有的基于YOLOv5的目标检测方法存在误检测率高、效率低等问题,为此采用一种Transformer模块来引导YOLOv5对高空吊钩违规操作检测的算法。首先,在Backbone中添加Transformer模块有效捕获全局信息和目标图像的上下文内容信息,有利于捕获复杂背景干扰下目标的特征信息;其次在Neck中使用BiFPN模块,能有效挖掘小目标图像内容信息及深层图像语义信息;最后使用SIoU损失函数,可以更准确定位目标框的位置信息。

励磁涌流对高压直流输电系统换相失败的影响机理及评估方法

交流系统中合空载变压器会产生严重的励磁涌流。该励磁涌流的注入,在导致逆变器交流母线电压发生畸变的同时,也会引起基波电压的变化,这必然会对逆变器的换相过程产生影响。目前的研究主要集中在基波电压下降造成的换相失败,对于电压畸变引起的换相失败的研究较少。从换相电压对时间的面积角度阐述了电压畸变导致换相失败的机理,在此基础上提出快速评估励磁涌流是否会造成换相失败的方法,从而为采取及时有效的措施提供指导,这对电网的安全稳定运行具有重要的意义。最后,在PSCAD/EMTDC中进行了仿真分析,验证了所提的评估方法的有效性。

基于改进鸟群算法和极限学习机模型的光伏发电系统输出功率预测研究

准确预测光伏发电系统的输出功率,可以帮助电网调度部门合理安排调度计划,并能够提高光伏发电场的发电效率。为此,文章首先提出了一种改进鸟群(IBSA)算法,并采用IBSA对极限学习机(ELM)进行优化,构建了性能良好的IBSA-ELM预测模型;然后,利用IBSA-ELM模型BSA-ELM模型和SVM模型对光伏发电系统输出功率进行预测,并采用均方根误差(RMSE)和决定系数(R2)对该模型的预测效果进行评估。分析结果表明:IBSA算法的收敛精度优于BSA算法;IBSA-ELM模型的预测精度优于BSA-ELM模型和SVM模型。

大规模电池储能调频应用运行效益评估

具有优异控制性能的电池储能系统成为应对故障或大功率扰动后因电网调频能力不足而使系统频率特性恶化的新一代支撑手段,但储能应用市场机制尚未厘清以及效用与价值衡量尚不系统从而制约储能在调频领域的发展。针对该问题,本文在分析各有侧重的储能调频价值量化研究成果基础上,结合设备、基建、运行维护等成本构成分析,从储能运营商、发电侧及电网侧等各价值流向方收益、环境效益与社会效益等维度,构建了储能调频系统的运行效益评估的指标及数学模型,包含财务净现值、收益率、投资回收期、节约化石能源以及气体与烟尘减排等可量化的评估指标模型。采用最小二乘法确定主、客观指标权重决策思想,最终提出了可全面客观反映储能不同准则层的经济性以及评判各准则层的运行效益综合评估模型,探索了储能调频经济可行性分析思路。以某省网已实现挂网运行的9MW/4.5MW·h储能联合300MW火电机组调频为例,评估了储能在电网调频应用中的综合运行效益情况以及投资盈亏点,可为储能在调频领域的应用提供投资决策参考。

特高压直流多馈入系统换相失败预防协调控制

直流多馈入系统中直流落点间的电气距离较近,不同直流系统间的无功电压耦合关系密切,换相失败预防控制(CFPREV)可能对其他直流系统的正常换相产生影响。在分析CFPREV对多馈入直流系统换相影响的基础上,提出了特高压直流多馈入系统换相失败预防协调控制策略。该协调控制策略可以自适应调节CFPREV输出,在其他直流系统具有较低换相裕度时降低CFPREV输出,从而降低逆变器的无功需求,避免其他直流系统的换相失败。以规划建设中的河南特高压直流多馈入系统为例搭建了仿真模型,仿真算例验证了所提换相失败预防协调控制器的有效性。

储能技术发展趋势及技术现状分析

随着全球可再生能源的普及应用以及电动汽车产业的迅速发展,储能技术将成为促进能源发展的关键环节。不同储能技术的成熟度存在较大差异,需构建多能互补、取长补短、因地制宜、效益优先的储能技术布局。针对应用于电力系统中的主要储能技术进行梳理,介绍了电化学储能、电磁储能、储热技术、化学燃料储能等多种储能形式相应的原理,并对储能技术未来发展及应用趋势进行了初步的展望。研究和分析可用于降低储能系统成本,提升储能技术性能和成熟度,从而为坚实、有序推动清洁能源可持续发展提供一定参考及助益。

基于ADPSS的特高压直流输电控制保护系统开放式建模

目前特高压直流输电控制保护系统的仿真模型主要是基于典型的控制保护结构进行构建,难以准确地模拟实际特高压直流输电特性,且商业仿真软件大多提供封装式模块,难以根据实际情况进行修改和自定义建模。因此有必要搭建开放式特高压直流输电控制保护模型,以便准确地模拟实际特高压直流输电工程的控制保护特性。ADPSS可实现交直流机电暂态与电磁暂态混合仿真,在解决交直流混联电网建模问题上具备独有的优越性。在ADPSS平台上搭建了基于实际特高压直流输电工程的开放式控制保护系统,包括完整的换流器控制系统、换相失败预测控制与换相失败保护等。通过对比实际工程实验和所搭建的仿真模型在控制指令阶跃响应仿真与逆变侧交流系统故障仿真下的结果,验证了基于ADPSS的控制保护系统模型的准确性和有效性。

一种基于主动解列算法的电力系统稳定控制策略

为提高互联电网暂态失稳故障状态下解列控制效果,提出一种在线主动解列控制策略,实现有计划地对失稳状态下电力系统进行解列控制。首先,对电力系统运行状态进行分析,并给出失稳状态下基于轨迹特征根算法和解列断面搜索算法的电力系统解列分群策略。随后,根据孤岛功率特性,制订解列之后的孤岛功率调整策略,以保证解列后孤岛系统稳定,有效地实现了故障失稳下电力系统的主动解列,提高了电力系统的安全稳定性。最后结合新英格兰10机39节点算例分析,验证了所提在线主动解列控制策略的可行性。

非洲猪瘟病毒多基因家族MGF360-13L基因功能的初步研究

旨在初步探究非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)多基因家族MGF360-13L基因的功能。使用生物信息学软件对MGF360-13L基因进行分析;构建真核表达质粒pVAX1-MGF360-13L并转染至293T细胞进行表达;利用同源重组方法构建基因缺失毒株ASFV-ΔMGF360-13L,以相同的感染复数(MOI=0.01)在猪肺泡巨噬细胞(PAMs)中感染基因缺失毒株和亲本毒株(ASFV CN/GS/2018)后,利用红细胞吸附试验(HAD)计算病毒滴度并绘制体外生长曲线;以MOI=1将ASFV-ΔMGF360-13L和ASFV CN/GS/2018分别感染猪骨髓巨噬细胞(BMDM),利用qPCR和ELISA测定细胞炎性因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表达水平。结果表明,MGF360-13L基因在ASFV基因Ⅱ型中相对保守,编码蛋白属于非分泌型、无跨膜区、亲水性好;构建的真核表达质粒pVAX1-MGF360-13L被293T细胞表达;成功获得MGF360-13L单基因缺失毒株ASFV-ΔMGF360-13L,与ASFV CN/GS/2018相比,其体外复制没有显著性差异;在ASFV-ΔMGF360-13L感染BMDM后,IL-1β、IL-6和TNF-α炎性细胞因子在转录和分泌水平都显著高于ASFV CN/GS/2018。本研究成功制备了ASFV的MGF360-13L基因缺失毒株,并证实了MGF360-13L基因作为ASFV复制非必需基因具有抑制炎性因子表达的功能,这为进一步注释ASFV MGF360-13L基因功能提供了线索。

基于简化导纳矩阵的快速频率响应分析方法

随着电压等级的提高及大容量机组的投用,单一故障引起大规模功率缺失时,频率动态变化过程和空间分布特性会更加显著,已有基于潮流计算的频率动态响应分析方法效率受系统规模约束较大。为解决该问题,提出了一种基于简化导纳矩阵的频率响应快速分析方法（FRM）。通过消去负荷节点,将系统导纳矩阵予以简化,采用简化导纳矩阵直接计算功率在机组间的振荡过程和频率的动态变化过程。仿真分析表明,该方法能有效反映机组分布特性对频率的影响,以及系统频率与有功之间的变化关系;且在相同的计算精度前提下,简化了计算过程并提升了计算速度约10倍,适用于长时间动态频率分析。

基于线性化最优潮流的电网可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是评价互联电网运行安全稳定裕度的重要测度指标。针对交流最优潮流(OPF)模型计算ATC时在收敛性方面的不足,提出一种计及电压和网损的线性潮流方程,在此基础上构造用于ATC计算的OPF计算模型,并通过先估计网损、再求解优化问题的2步求解策略得到ATC的计算结果。IEEE 39节点系统的算例分析验证了所提方法的正确性和有效性。

储能系统接入对电力系统小干扰稳定影响研究

针对储能电站接入互联电网的情况,从多角度研究其接入对电力系统小干扰稳定影响。构建了储能模块拓扑结构和数学模型,包括功率解耦控制、荷电状态计算、电流限制环节、电压穿越模型,搭建了含储能系统的互联系统模型,采用特征值分析和时域仿真方法,研究了储能系统输送距离、互联系统联络线功率、储能并网点、储能并网容量等对系统小干扰稳定和低频振荡特性影响,分析了电力系统稳定器的影响。最后通过河南电网浉河-春申线仿真分析,验证储能提高小干扰稳定性的效果。

基于随机模拟和EMD的含风光电力系统AGC调频储能定容

风电和光伏的大量接入导致电力系统转动惯量减少,从而引发电力系统自动发电控制的调频问题。储能装置能快速、精准的参与电网调频,在实际工程问题中已得到广泛应用。在此背景下,提出一种基于随机模拟和经验模态分解的含风光电力系统自动发电控制储能定容方法。首先,在创建随机生产模拟模型的基础上,采用经验模态分解区域控制偏差从而获得储能调频的高频分量和传统机组调频的低频分量,随后,通过储能负责的高频分量求解储能容量,并考虑储能充放电条件对储能进行模拟。最后,对比无储能和不同储能容量下的调频效果,得到调频效果最优的储能容量。算例仿真及结果表明文中方法有效可行,可以获取含风光电力系统自动发电控制最优储能容量。

基于LSTM-NPKDE的锂离子电池SOC预测与不确定分析

提出一种基于长短期记忆(LSTM)网络的锂离子电池荷电状态(SOC)预测方法。以锂离子电池的充放电电流和电压作为模型输入,对锂离子电池SOC进行预测,结果表明LSTM网络的预测精度高于BP神经网络、BP-PSO混合模型和小波神经网络。利用非参数核密度估计方法来计算锂离子电池SOC预测的置信区间,结果表明能够准确计算不同置信水平下锂离子电池SOC预测的不确定性。

考虑聚合效应的多点分布式储能系统灵活性评价方法研究

针对多点分布式储能系统的灵活性评价问题,深入讨论分析了电力系统灵活性的定义、内涵,提出了考虑聚合效应的多点分布式储能系统灵活性评价指标和方法,并基于河南电网侧储能电站示范工程进行案例分析,验证了方法的适用性和有效性。研究表明:考虑聚合效应的灵活性评价指标和方法能够有效地量化多点分布式储能系统响应系统不确定变化时的灵活调节能力,有助于提高储能电站调度运行的量化决策水平,具有一定的工程实用价值。