AlCrNbSiTi高熵合金涂层高温水蒸气腐蚀研究

采用磁控溅射在不同偏压条件下制备AlCrNbSiTi高熵合金涂层,通过分析不同偏压涂层的形貌、化学成分、硬度,以及被水蒸气腐蚀后的涂层形貌,研究偏压对AlCrNbSiTi涂层结构及性能的影响。结果表明,偏压对涂层表面粗糙度的调控非常显著,150 V偏压的样品表面粗糙度只有3.35 nm;50 V偏压的样品具有最大硬度和弹性模量,分别为18.19 GPa和232.4 GPa。涂层水蒸气腐蚀失效机制为点腐蚀,偏压为50 V时腐蚀坑出现时间最晚,耐腐蚀性能最好。

附加虚拟阻抗的LCL型并网逆变器电流扰动观测控制方法

针对LCL型并网逆变器输出电流质量容易受电网电压背景谐波及在弱电网条件下电网阻抗的影响,提出一种附加虚拟阻抗的LCL型并网逆变器电流扰动观测控制方法。首先,在常规双闭环控制的基础上引入扰动观测器,将电网电压背景谐波视为系统外部扰动,利用扰动观测器实时估算出扰动量并前馈补偿动态消除扰动对系统的影响;其次通过阻抗分析法来分析弱电网系统中电网阻抗引起稳定性下降的问题,在电流扰动观测控制方法的基础上再加入虚拟阻抗进行优化设计,使得并网阻抗在阻抗交截频率较大范围内变化时的相角裕度仍然大于系统所约束的稳定裕度。仿真对比结果表明,所提方法在保持良好的电流质量的同时提高了系统对电网阻抗的鲁棒性。

面向电力设备异常检测的深度自编码支持向量数据描述模型研究

针对深度自编码支持向量数据描述模型对电力设备部分异常区分能力不足的问题,提出自监督混合专家增强的深度自编码支持向量数据描述模型,构造多种自监督变换数据集模拟潜在未知异常,引入自监督分类和掩码重构任务以学习更具区分性的表示。此外,将编码器部分改造为混合专家模型结构,将数据分配给不同专家子模块进行专业化的学习,使异常决策边界更清晰。在4个公开数据集和3个电厂设备数据集上的实验结果证实了自监督学习和混合专家模型的有效性。

特高压铁塔组立过程中异形构件吊装方案研究

为给特高压输电铁塔施工组立过程中异形构件吊装方案的制定提供技术支持,以某大跨越单回路酒杯型跨越塔为研究对象,采用结构分析软件Tekla Structure对铁塔的部分异形构件进行建模,计算异形构件的重心位置,提出异形构件的吊装方案。为验证方案的可行性,利用ANSYS软件进行有限元分析。分析结果表明,构件拆分后配重处钢管强度符合要求,吊装方案安全可行,该方案可提升铁塔施工组立的效率,确保施工安全,为特高压输电铁塔异形构件吊装方案的制定提供参考。

城市轨道交通供电-牵引-混合储能系统设计与仿真

为了进一步提高城市轨道交通列车再生制动能量的回收与利用效率,通过对系统功能需求分析,设计一种基于分布式地面混合储能城市轨道交通列车牵引供电系统结构,建立供电网络、列车牵引和储能系统模型。同时针对低通滤波方式导致锂电池和超级电容出现大量功率交换的问题,提出带超级电容补偿的阶梯功率分配法,该方法运算量小且实时性强,能够避免混合储能系统内部功率循环。结合所提模型和策略,利用MATLAB/Simulink进行仿真试验,仿真结果表明混合储能系统能量利用效率提高了1.39%,稳压率提高了12.75%,节能率提高了6.72%。

蒙西地区典型季节变化对接地网接地阻抗影响研究

季节变化改变土壤电阻率值,土壤电阻率的改变对接地装置阻抗值造成影响。在某场区土壤电阻率监测的基础上,研究该场区埋设的不同类型接地装置阻抗变化情况。结果表明:经相关性分析,该地区全年土壤电阻率与气温变化呈强负相关,表现出明显的季节变化特性;在设计受季节变化影响较大的区域接地网时,可以通过增大接地网面积、接地网埋深,以及采用磁导率小、柔韧性好的石墨接地装置,来减小季节变化对接地阻抗值的影响,为受季节变化影响较大地区接地网设计提供参考。

院士寄语

院士简介陈晓红,东京工业大学博士,中国工程院院士,第十三、第十四届全国政协委员。我国管理科学与工程、工程管理及数据智能领域的著名专家。现任湖南工商大学党委书记、湘江实验室主任、中南大学商学院名誉院长、中国工程院工程管理学部常委、国务院学位委员会管理科学与工程学科评议组召集人、教育部科技委管理学部副主任、湖南省科协副主席、湖南省院士咨询与交流促进会副会长。

网压不对称下MMC多目标控制参数优化选择研究

为解决多目标保护控制中调节参数难以确定的问题,引入有功功率波动和交流电流波动的权重因子,构建线性加权表达式;为获取最优权重因子,深入分析MMC(模块化多电平换流器)系统安全运行条件对权重选取的限制,建立权重优化选取模型。在此基础上提出一种MMC多目标协调控制策略,以抑制有功功率波动与协调交流电流不平衡度为目标,考虑系统最大允许电流、桥臂电容电压允许最大波动,不需要为了抑制过流、桥臂电压过压而额外增加控制环节。仿真实验表明了所提策略的可行性与有效性。

构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略

以静止无功发生器(static var generator,SVG)为例,针对构网型逆变器和SVG并联系统的电压稳定性问题,提出构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略。将并联系统的运行状态总结为四种工况,通过工况识别、无功补偿量计算、无功功率分配策略、工况切换,来协调不同工况下构网型逆变器与SVG注入公共耦合点的无功功率,使并联系统在各种情况下均可稳定可靠工作。在MATLAB中搭建模型并进行仿真,结果表明所提控制策略可以实现工况的快速识别与切换、无功补偿量的计算、无功功率的分配,以及对公共耦合点电压的快速支撑。

基于电力数据的碳排放组合预测方法研究

针对现有碳排放预测方法精度较低、稳定性较差、数据难以获取的问题,提出一种基于电力数据的碳排放组合预测方法,分别建立改进BP神经网络、随机森林回归、Elman神经网络预测模型,并对这3种模型进行组合优化,建立基于电力数据的碳排放组合预测模型。对湖南省进行电-碳预测仿真,合理选取电力输入变量,对比分析所提组合预测模型与单项预测、其他组合预测模型。研究结果表明,电力数据能有效应用于碳排放预测,说明所提组合预测模型有着较高的精度,能有效应用于预测和减少碳排放量。

基于博弈论的负荷重分配攻击风险评估模型

为了评估网络攻击风险,基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层评估模型。对虚假数据攻击和负荷重分配攻击进行介绍,并基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层优化模型。采用KKT条件将双层优化模型转化为单层线性规划模型,并在IEEE 14节点系统和IEEE 30节点系统上进行仿真实验分析,以评估电力系统负荷重分配攻击风险。最后就如何预防和抵御负荷再分配攻击提供了建议。

基于Aspen软件的固体氧化物电池系统过程模拟研究综述

总结通过Aspen软件中已有模块与功能对固体氧化物电池进行过程模拟的方法,介绍后续固体氧化物电池模拟的优化、从稳态模型到动态模型的改进和电池模型在多种场合中的应用,模拟将固体氧化物电池模型与燃气轮机、等离子体气化、冷热电三联供系统与热电联供系统的结合过程,并对未来基于Aspen软件的固体氧化物电池过程模拟的研究进行了展望。

基于热重-红外联用技术的复合硅橡胶老化研究

复合硅橡胶绝缘子已广泛应用于架空输电线路中,但其老化一直是困扰电力行业的重要问题。为探究复合硅橡胶的老化过程,在盐雾环境下加快复合硅橡胶样品的老化过程,采用扫描电子显微镜观察样品老化过程中表面微观形貌变化;并利用热重和傅里叶变换红外光谱分析试样老化过程中的组分质量分数和官能团变化;运用热重-红外联用技术分析复合硅橡胶样品的热解产物。结果表明,盐雾老化后样品的热解产物中含有水蒸气、CO_(2)及少量的有机硅,这说明盐雾老化会使样品的Si-CH_(3)、Si-(CH_(3))_(2)等侧链疏水基团发生水解,产生硅羟基(Si-OH)、碳羟基(C-OH)等羟基化基团,影响样品的疏水性能,进而降低耐污染性能。

多储能变流器分层协同控制研究

微电网在孤岛运行状态下储能变流器输出电压、频率不稳定和有功、无功功率不平衡,变流器传统的下垂控制不能对微电网孤岛运行的电压和频率进行无静差调节,且无法满足微电网孤岛运行的有功、无功功率平衡。基于此,提出一种多储能变流器分层协同控制方法。在综合考虑储能变流器运行控制目标和微电网相邻储能变流器信息交换的基础上,设计微电网分层互联分布式协同控制结构,对多系统的分布式控制方法进行改进。对微电网的多个储能变流器开展仿真实验,结果证明了所提控制策略的有效性和协同控制能力。

基于深度学习的输电线路巡检无人机图像分类方法

由于点云数据的不规则性,对点云数据特征值的分类精度很难达到输电线路巡检要求。为此,提出基于图信号处理的激光雷达点云分类方法。该方法在处理不规则的输电线路图像信号时,可直接从原始点数据中生成特征值,从而提高分类精度。为了验证所提出方法的有效性,采取实物仿真的方式对算法进行验证,结果表明图像中的分类精度可达到90%。

构网型柔性直流输电系统附加阻尼控制器设计

构网型柔性直流输电系统对受端弱电网有较好的惯性支撑作用,但是也呈现出类似同步发电机的振荡特性,使系统的动态特性更为复杂。针对该问题,构建构网型柔性直流输电系统与受端电网的状态空间模型和传递函数模型,揭示构网型柔性直流输电系统在电网扰动下的振荡特性,并设计一种构网型柔直系统的附加阻尼控制器,该控制器仅利用构网型柔性直流输电系统自身的状态量即可对交直流混联系统的关键振荡模态进行阻尼。在DIgSILENT/PowerFactory中搭建仿真测试系统,对所提控制策略进行测试,结果表明所提出的附加阻尼控制器能够有效提升系统对直流电压振荡和交流侧机电振荡的抑制效果。

短期尖峰负荷多信息融合的神经网络预测方法

为了降低负荷数据的复杂度、提高预测精度,提出一种短期尖峰负荷多信息融合的神经网络模型。选取皮尔逊相关系数分析假日、温度、湿度等信息之间的密切程度,将关键气象信息融合进模型中,优化负荷的输入参数,重构神经网络模型的新数据集,并防止神经网络的过拟合,提高短期尖峰负荷预测精度。算例仿真分析表明,所提方法与未考虑多信息融合的单一增强型决策树模型和神经网络模型相比,更能有效地提高短期尖峰负荷预测准确率。

基于人工智能赋能的新型电力系统关键技术综述

基于人工智能技术对推动新型电力系统智能化的重要作用,综述人工智能在新型电力系统中的应用现状、技术挑战和未来发展方向。首先,介绍新型电力系统的特点和需求。然后,讨论人工智能在新型电力系统中的关键应用领域,包括大电网安全稳定与控制、源网荷储一体化协同分析、电力系统智能运检与管理,以及主动配电网与微电网等。最后,分析人工智能在新型电力系统中面临的技术挑战并提出相关建议。

基于有限元法的油浸式变压器振动特性分析及优化设计

根据油浸式变压器的电气和结构参数,基于有限元仿真软件建立电路-磁场仿真模型;根据材料磁特性实验测量结果,结合J-A磁滞模型辨识得到的特征参数,获得材料的磁特性模型。建立变压器磁场-结构力场仿真模型,获得变压器周围磁场和应力分布;将计算得到的铁心麦克斯韦力和磁致伸缩力、绕组洛仑兹力作为激励,计算得到考虑材料磁特性的变压器振动位移;提取铁心不同位置的振动位移,获得铁心振动特性分布规律。在此基础上,为降低油浸式变压器的铁心振动,将有限元法与实验设计方法相结合,通过调整变压器绕组参数获得最佳的参数,结果表明优化前后变压器最大振动位移分别为6.12μm和5.71μm,优化方法显著降低了变压器的振动,对油浸式变压器减振降噪具有重要的指导意义。

直流配电网交错串联式固态断路器

鉴于有源直流配电网的故障特性,能够快速有效切除故障电流的固态直流断路器对提高直流配电网的供电可靠性意义重大。为此,提出一种交错串联式固态断路器,其拓扑将多个内层单元串联交错以提高整体耐压能力,每个内层单元由多个串联的常通型SiC JFET开关管组成,电路拓扑具有极强的可扩展性。通过双层均压网络实现串联开关的快速响应、动静态电压平衡。基于LTspice软件构建4.5 kV/20 A固态断路器仿真,仿真结果表明额定工况下该断路器关断时间仅为80 ns,验证了所提交错串联式固态断路器拓扑可行性。