基于生成对抗网络的电缆局部放电异常自动监测设计

电力设备运行过程中,电缆绝缘损伤、内部缺陷、外部环境等因素容易造成电缆局部放电异常,进而引发电力事故和断电故障。为了及时、有效地监测电缆局部放电异常,在生成对抗网络环境下完成电缆局部放电异常自动监测。根据电缆内部结构分析电缆局部放电原因,利用生成对抗网络重构插补缺失数据,获取完整电缆运行数据。建立随机矩阵,获取电缆运行数据的概率密度函数,提取特征向量,构建特征指标矩阵对特征向量实施奇异值分解,辨识电缆局部放电状态,实现电缆局部放电异常的自动监测。实验结果表明:所提方法在提取电缆局部放电信号脉冲时波形振动幅度小且波形完整;电缆局部放电位置定位与实际位置一致;电缆局部放电位置的相对误差低于1%。

基于滑动窗宽优化的LMSSGST识别非平稳信号瞬时频率

为提高非平稳响应信号瞬时频率的识别效果,提出基于滑动窗宽优化的局部最大同步挤压广义S变换(local maximum synchrosqueezing generalized S-transform,LMSSGST)。该方法首先对非平稳响应信号进行广义S变换获得相应的时频系数;其次,利用该响应信号的功率谱密度特征曲线确定局部最大同步挤压算子中滑动窗的宽度;再次,通过局部最大同步挤压算子进行时频重排;最后,采用模极大值改进算法提取瞬时频率曲线。通过两个数值算例、一个滑动窗宽参数分析和一个时变拉索试验验证了所提方法的有效性,研究结果表明:利用功率谱密度特征曲线能够有效确定滑动窗的窗宽和模极大值算法的提取范围。相比局部最大同步挤压变换算法,基于滑动窗宽优化的LMSSGST具有更佳的瞬时频率识别效果。

永磁直驱风电系统MPPT无模型固定时间滑模控制

针对永磁直驱风力发电系统在最大功率跟踪过程中因内部参数变化和外部扰动导致跟踪性能下降的问题,提出一种无模型固定时间积分滑模控制(model free fixed-time integral sliding mode control,MFFTISMC)方法。首先,构建了永磁同步电机转速环的新型超局部模型。基于该模型,结合固定时间理论设计了无模型固定时间积分滑模控制器,确保系统状态固定时间内收敛,利用Lyapunov函数证明了该控制器的收敛性。同时,为提高系统的抗干扰能力和跟踪性能,设计扩张扰动观测器(extended disturbance observer,EDO)对新型超局部模型中的未知扰动在线估计并以前馈补偿的方式补偿给控制器。最后,通过仿真对比,验证了该方法具有响应速度快、抗扰能力强的特点,能够在风速突变情况下快速实现最大功率跟踪。

基于柔性光伏组件的重型卡车驾驶室供能系统的实验研究

中国重型卡车保有量大,驾驶员工作强度极大,驾驶室内空间有限且封闭,提高驾驶员的热舒适性对于缓解其疲劳、提高行车安全性具有重要意义。为在提高驾驶员热舒适性的同时减少重型卡车的能源消耗,研发了一套基于柔性光伏组件的重型卡车驾驶室供能系统,以国产重型卡车中销量最高的车型为例搭建了重型卡车驾驶室实物模型,对使用柔性光伏组件供电和半导体制冷装置实现驾驶室局部温度控制和充放电技术集成的应用方法进行了探索,并通过实验从局部温度控制策略、光伏发电与变负载充电关系这两个方面对本供能系统设计的合理性进行了验证。研究结果表明:以长沙地区为例,经计算,重型卡车(平稳运行时)驾驶室内的夏季制冷总负荷为3995 W,使用6组(共18片)半导体制冷片组即可达到驾驶室局部的制冷效果。使用人工环境箱模拟长沙地区夏季、冬季环境温度进行局部温度控制效果实验,本供能系统的制冷和供暖效果均可满足人体的热舒适性需求,验证了所提出局部温度控制策略的可行性。根据光伏发电与变负载充电实验,1块XZL-A100型单晶硅柔性光伏组件的年发电量约为13.3 kWh,本供能系统的光伏发电模块采用6块单晶硅柔性光伏组件并联,发电量可以满足重型卡车驾驶室局部温度控制的用电需求。

基于扎根理论的发电工程国产化BIM基础平台开发框架研究

本文通过对发电工程项目相关人员的访谈,深入了解他们对BIM国产化基础赋能平台开发的观点,并运用扎根理论方法对调研内容进行编码整理。在此基础上,总结出适用于发电工程的BIM国产化基础赋能平台开发框架。本文首先整理和总结编码内容,构建发电工程国产化BIM基础平台的框架,并根据该框架确定了满足各项需求的开发内容,并进行开发原型测试,希望为未来发电工程的BIM国产化基础赋能平台的开发和研究提供思路和参考。

660MW超临界机组DCS自主可控改造实践

本文对某660MW超临界发电机组的DCS自主可控改造案例进行了研究,并从DCS系统性能分析、组态设计、现场调试等几个方面,介绍了DCS自主可控改造的实施过程,总结了此次改造的技术要点和注意事项,为其他机组的DCS自主可控改造提供了借鉴和参考。

基于自调节下垂系数的DG逆变器控制

采用传统下垂控制的多个分布式发电单元在孤岛运行时,由于线路阻抗不一致或本地负荷不平衡,会使各分布发电单元输出有功功率不均分,进而产生系统环流。针对此问题,提出一种改进的自适应调节下垂系数控制策略。其策略是以任一台逆变器为基准,对其采用传统下垂控制,将其输出有功功率信息传送到其它逆变器,从而以两台逆变器输出有功功率的差值来自适应地调节自身的P-U下垂系数,最终达到输出有功功率一致,减小系统环流。对该策略分别在线路阻抗不一致情况下带本地负荷和不带本地负荷的逆变器并联系统中进行仿真和实验验证,仿真和实验结果验证了该策略的正确性和可行性。

基于优化相空间重构技术的风电场发电功率预测研究

大规模风电的接入将对电网的规划建设、分析控制、经济运行以及电能质量等方面产生一定的影响,较为准确的风电功率预测可减少电网旋转备用,为电网运行调度提供可靠的依据。以中国某风电场为例,对风力发电功率的超短期预测方法进行了研究,提出了以混沌理论为基础、基于相空间重构的风电出力混沌时间序列预测的方法,对相空间重构参数的优化进行了综合计算,定性分析了风电出力时间序列的混沌特征,同时对应用嵌入维空间的具体预测方法进行了研究。实际算例表明该综合方法具有较高的预测精度。

三代电网演化模型及特性分析

三代电网理论将电网发展历程可归纳为三个阶段——第一代小型电网、第二代大型互联电网和第三代智能电网。根据该理论文中分析了三代电网发展历程,从物理层面出发,归纳总结驱动和制约电网演化生长的主要因素,在此基础上提出一种电网演化生长模型,利用该模型成功复现了三代电网演化生长过程,初步奠定了三代电网理论的数学基础。进一步,在长时间尺度上对三代电网演化结果多项网络结构统计特性指标进行计算分析,分析结果从复杂网络层面验证了三代电网理论的正确性和前瞻性。

基于广义S变换的暂态电能质量扰动定位与识别

S变换由于时频分辨率固定,从而导致定位暂态电能质量扰动的效果差。提出一种基于广义S变换的扰动定位新方法,利用高频处时间幅值曲线的突变点峰值进行定位检测,以提高扰动的定位精度。首先通过广义S变换得到扰动信号的模时频矩阵,然后利用高频处时间幅值曲线定位扰动的起止时刻,再根据最大频谱曲线、基频幅值曲线与定位结果提取四个识别特征量,最后基于分类规则树方法实现扰动信号的自动分类。仿真结果表明,所提出的定位方法简单直观,精度较高;提取的识别特征量少而有效,分类效果良好。

电力市场中一种基于动态规划法的经济负荷分配算法

在传统的动态规划法基础上 ,提出了一种局部加密动态规划算法。该方法主要是针对发电报价曲线的不增特性 ,解决电力市场环境下系统负荷的经济分配问题 ,从而为实现电力市场的“公平、公正、公开”原则提供可靠的技术保障。与传统的动态规划算法相比 ,该算法在计算速度和精度方面都有较大提高 。

分布式电源并网动态无功优化调度的研究

根据分布式电源并网的控制特性,将分布式电源设计为电压控制型和无功补偿型,考虑其与地区电网的电压无功控制手段相结合,参与地区电网动态无功优化调度。建立以降低地区电网网损、抑制电压波动为综合目标的地区电网模糊动态无功优化调度模型。在该模型中,通过构造模糊评价函数,将目标函数转化为对优化结果的满意度,并利用自适应权重法将综合目标进行归一化处理。最后采用改进遗传算法有效求解含分布式电源的地区电网动态无功优化调度策略。算例表明,提出的模型和方法是合理的,具有一定参考价值。

基于LM算法建立风电机组神经网络故障预警诊断模型

基于人工神经网络LM算法,建立了风力发电机组故障预警诊断模型。神经网络LM算法是一种BP的改进算法,但同时也存在易陷入局部极小的问题,对此采用施加动量使其跳出局部极小的方法,取得了良好的效果。应用Matcom工具实现VC++与Matlab软件混合编程的方法,解决了算法程序化过程中遇到的复杂矩阵运算问题,提高了算法性能。将改进后的算法用于结构为15-22-4的风电机组故障预警诊断模型训练和检验,结果证明网络收敛性能良好。该算法模型已嵌入风电机组故障预警诊断软件中。

CAE分析技术在第三代核电设备国产化中的任务和方向

针对大型先进压水堆核电站重大专项的目标,介绍我国核电设备开发在结构和热工水力CAE分析技术方面的经验积累以及AP1000研发中的CAE分析技术引用,总结CAE分析技术在第三代核电设备国产化过程中的三大任务:为设计提供多种参考,保证概念设计的最优化;逐渐取代已有设计的试验验证,为设计的结构合理性提供支持;建立协同仿真设计分析平台,为设计验证提供优化方案,大幅降低试验造价.

电力系统日发电计划的启发式遗传算法

机组组合是电力系统日发电计划中主要的优化任务,在满足各种约束条件下求得全局最优解是一个比较困难的事情。遗传算法没有充分利用个体基因的有效信息,所以局部搜索能力较弱,而且随机遗传操作产生的大量不可行解,使得遗传算法的收敛能力降低。为了提高算法的全局搜索能力和收敛性,设计了基于局部优化算法的智能变异算子和消除约束冲突的修复算子。结果表明,运用了新算子的启发式遗传算法收敛到最优解的速度有显著提高。

主动配电网的局部自治区域供蓄能力指标及其应用

对并网分布式电源与储能系统的主动管理能降低主动配电网负荷及间歇式能源的波动。文中将含有分布式电源、储能系统及负荷的主动配电网局部自治区域作为整体,考虑分布式电源与储能系统功率约束及电网约束,提出了局部自治区域供蓄能力指标,量化描述局部自治区域消耗储存与提供电能的能力。将配电线路作为整体,提出了主动配电网线路的供蓄能力指标,量化描述互联线路间可传递的最大功率;进而提出了供蓄能力指标算法及基于供蓄能力指标的主动配电网运行优化模型,并在优化模型中考虑了配电网供电安全性约束。通过算例分析验证了局部自治区域及线路的供蓄能力指标的有效性及其对运行优化效率的改善作用。

主动配电系统中失联分布式电源差异化就地控制策略优化

随着主动配电系统中分布式电源渗透率不断提高,配电网运行对信息系统的依赖程度也不断加深。为降低通信故障场景下的电网运行风险,提出一种失联分布式电源差异化就地控制策略的优化方法。首先,基于故障模式后果分析法,建立通信故障场景与链路有效性状态的对应性模型,形成通信故障场景与链路失效对应性关联关系表。然后,考虑通信故障场景和源荷的不确定性,以包含电压越限、潮流过载(失负荷)的综合风险最小为目标,建立了分布式电源差异化就地控制策略的双层多目标优化模型,并采用区间潮流和智能优化算法进行求解。以IEEE 33节点系统作为算例,验证了策略的有效性,并分析了通信系统配置对策略的影响,研究成果可为主动配电系统中失联分布式电源运行策略的制定提供理论支撑。

基于功率灵敏度的线路过载划区域紧急控制策略

为避免切除因潮流转移导致过载的线路,提出一种基于功率灵敏度的线路过载划区域紧急控制策略。以电流相关度系数矩阵为基础,推导出线路功率变量与节点注入功率变量之间的功率灵敏度矩阵,令平衡机参与到紧急控制中,同时将复杂的矢量运算简化为实数运算。根据电网拓扑结构划分广义潮流转移区域,证明区域外节点和区域连接割点对区域内线路有极其接近的功率灵敏度,使计算范围从全网简化到过载线路所属的广义潮流转移区域。将局部灵敏度计算法和稀疏矢量技术结合,大幅度减少了计算量和内存量。利用综合灵敏度选择控制节点组,采用反向等量调整法,并结合正常线路冗余量约束计算功率调整量,有效避免了潮流校验,提高了紧急控制速度。在IEEE39和IEEE118节点系统中验证了该方法的正确性和优越性。

我国水电科技创新与进步综述

改革开放以来,中国的水电科技工作取得了全面进步。200 m级碾压混凝土重力坝筑坝技术、200 m级混凝土面板堆石坝技术、300 m级拱坝及100 m级碾压混凝土拱坝技术、坝工基础工程技术、大坝抗震技术、高坝泄流与消能工技术、氧化镁微膨胀混凝土筑坝技术、大坝截流技术、水电站通航建筑物技术等坝工技术方面取得了令人瞩目的成就,水力发电机组设备国产化水平显著提升。水电建设带动了高电压、大电网的形成,混合式电站的科学发展进一步优化了水资源利用。中国水电行业拥有了强大的科研实力,取得了丰硕的研究成果。

ABC-BP风力发电机组短期功率预测方法

稳定可控的风力发电系统是风力资源开发利用的核心,提出一种基于人工蜂群-神经网络算法(artificial bee colony-back propagation,ABC-BP)的风力发电机短期功率预测方法,进一步提高短期风电功率预测的准确性。针对现有短期功率预测方法中遇到的收敛速度慢、局部最优等缺陷,结合ABC人工蜂群算法,提出改进ABC-BP算法。在对其数学模型收敛性证明的基础上,采用实际风电数据进行仿真验证,并通过模拟风力发电平台,进行实验,实验结果表明,预测数据达到实验要求,所提出的改进算法模型是可行的。改进ABC-BP算法应用于风力发电机监测系统中,为降低风电系统运维成本、提高监测效率提供一种有效解决方案。