The first localized back-to-back converter station started expansion

The first fully localized back-to-back DC intercon-nection project which connects Northwest and CentralChina power grids, 330-kV Lingbao Converter Stationhas now started construction for expansion.Lingbao back-to-back converter station situated inLingbao City of Henan Province is the first DC intercon-

Overvoltage and Insulation Coordination for ±1 100 kV UHVDC Converter Station

In order to specify the overvoltage and insulation level of equipments in ±1 100 kV UHVDC converter stations,the arrester configuration scheme and some basic parameters for ±1 100 kV Zhundong converter station are proposed.Overvoltage of equipments in AC system,valve hall,DC busbar,and neutral busbar are also calculated in accordance with the fundamental principles of arrester configuration for UHV converter stations and the existing experiences in insulation coordination of ±800 kV UHVDC converter stations.The work is done also for specifing insulation levels for ±1 100 kV UHVDC converter stations of the ±1 100 kV UHVDC power transmission project from Zhundong to Sichuan in China.Thus,the recommended insulation margins that determine the insulation levels of converter station equipments are proposed: the insulation margins for thyristor valves are 10%/10%/15% for switching impulse/ lightning impulse/ steer front impulse; the insulation levels of lighting and swtiching impulses are recommended as 2 600 kV and 2 150 kV respectively for 1 100 kV DC buses,and as 2 250 kV and 2 100 kV respectively for equipments at the valve side of high-voltage Y/Y converter transformers.

基于多信息融合的换流站直流设备健康状态决策树评价模型

针对换流站直流设备间交互信息融合能力较差、小样本与大样本难以均衡的问题,设计基于多信息融合的换流站直流设备健康状态决策树评价模型。使用同质多传感器多信息数据融合方法对多信息实施融合处理;利用k近邻方法和层次聚类方法划分换流站直流设备健康状态量,提取健康状态量的有效信息作为输入,构建决策树评价模型,输出换流站直流设备健康状态评价结果。实验结果表明,该模型具备较好的多信息融合能力和样本均衡能力,且可从不同角度实现换流站直流设备健康状态评价,评价结果较为准确。

不同风场中特高压换流站阀厅屋盖风压特性试验研究

特高压(ultra high voltage,UHV)换流站阀厅的金属屋面系统在风荷载作用下易发生屋面表层风揭事故。为深入探讨该类建筑屋面的风压极值特性,基于风洞试验分别探讨了大气边界层(atmospheric-boundary-layer,ABL)风、壁面射流、均匀湍流三种风场作用下的屋面风压特性,比较了平均风剖面、风速、风向、湍流强度等因素对屋面风压的影响。结果表明:阀厅屋盖迎风前缘负风压最大,且控制风向角在45°左右;壁面射流风场下平均风压系数与脉动风压系数均超过大气边界层风场的结果;风速对阀厅屋盖的负风压系数均值和极值影响较小,而湍流度对风压系数的极值影响较大;大气边界风场时,JGJ/T 481—2019《屋盖结构风荷载标准》的最不利风压系数建议值偏于安全;而在壁面射流风场下,阀厅屋盖全风向最不利风压系数在所有区域都大于JGJ/T 481—2019的建议值,设计中应加以重视。

特高压换流站抗震韧性及震后修复策略快速评估方法

地震作用下特高压换流站中设备极易损坏,然而由于资源条件限制使得震后抢修效率较低,从而导致了大量经济损失。为寻求高效的震后修复策略,该文搭建一套基于功能状态模型的抗震韧性快速评估框架。从结构和电气两方面建立换流站系统的二维功能网络模型,并利用贝叶斯网络进行功能状态快速评估。为提高系统震后修复效率,提出一种生物启发式多目标优化算法,利用震后迭代模拟得到系统阶梯型功能时变函数。通过对一典型±800 kV特高压换流站进行抗震韧性分析,得到换流站系统的关键抢修设备及最优修复策略,证明了最优修复策略的有效性和必要性。该框架量化了特高压换流站的震后修复过程及抗震韧性水平,可为换流站系统的震后应急抢修提供参考。

柔性直流换流站异常监控数据实时预警研究

为了提高对异常数据的预警性能、维护柔性直流换流站的运行稳定性,提出了柔性直流换流站异常监控数据实时预警方法。首先,利用经验规则消除数据碰撞问题,根据数据信息哈希函数的异常值,准确检测出其中的异常数据。然后,利用小波变换对异常监控数据进行预处理,并从异常数据中提取关键变量信息。最后,根据监控过程中出现异常数据的概率,设定预警阈值,再利用预警函数构建实时预警模型。试验结果表明,应用该方法后,误报率被控制在20%以下,平均绝对误差被控制在0.12以下。相比于传统方法,该方法的预警结果更有效、准确率更高。

A Comprehensive Review on Charging Topologies and Power Electronic Converter Solutions for Electric Vehicles

Electric vehicles(EVs)are becoming more popular worldwide due to environmental concerns,fuel security,and price volatility.The performance of EVs relies on the energy stored in their batteries,which can be charged using either AC(slow)or DC(fast)chargers.Additionally,EVs can also be used as mobile power storage devices using vehicle-to-grid(V2G)technology.Power electronic converters(PECs)have a constructive role in EV applications,both in charging EVs and in V2G.Hence,this paper comprehensively investigates the state of the art of EV charging topologies and PEC solutions for EV applications.It examines PECs from the point of view of their classifications,configurations,control approaches,and future research prospects and their impacts on power quality.These can be classified into various topologies:DC-DC converters,AC-DC converters,DC-AC converters,and AC-AC converters.To address the limitations of traditional DC-DC converters such as switching losses,size,and high-electromagnetic interference(EMI),resonant converters and multiport converters are being used in high-voltage EV applications.Additionally,power-train converters have been modified for high-efficiency and reliability in EV applications.This paper offers an overview of charging topologies,PECs,challenges with solutions,and future trends in the field of the EV charging station applications.

基于改进单阶段目标检测算法的换流站电气设备目标检测

针对换流站多种电气设备检测时背景复杂干扰性强而又需要快速准确检测出故障的实际情况,提出基于改进YOLOv5(You Only Look Once)的检测方法。首先,为提高算法的准确性和收敛速度,通过K-means聚类算法对YOLOv5模型中的锚框预设进行改进,在数据集预处理阶段得到更适用于换流站电气设备的锚框,使其更加契合换流站电力设备数据集;然后,为提高算法检测过程的识别速度,在特征提取网络添加注意力机制模块,筛选出重要的特征信息。将改进后的算法网络识别效果与YOLOv5中的原始算法网络检测结果进行对比分析。结果表明,检测平均识别精度均值由71.16%提高至92.51%,检测速度由21帧/s提升至31帧/s;同时与R-CNN(Regions with convolutional neural networks)等算法相比,检测精度与速度都有较大提升。添加可解释性分析,将识别结果通过热力图的形式显示,可以更好地应对算法的潜在风险。

直流受端馈入站与近区风电场系统振荡特性分析

随着高压直流输电工程的不断投产,以及风电项目的增多,越来越多的风电场出现在电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)受端换流站近区,两者构成的系统存在振荡风险。为此,该文针对直流受端馈入站与近区风电场系统的振荡特性展开研究。首先,建立并验证系统的状态空间模型,基于该模型计算出系统特征值,确定LCC-HVDC与风电场共同参与的振荡主导模式并进行参与因子分析。进一步地,通过对比是否接入LCC-HVDC的主导模式,得到LCC-HVDC的接入会削弱系统阻尼的结论。最后,从系统额定容量、交流系统短路比、风电场并网线路长度等方面探究系统稳定性的影响因素,并分析系统的不同短路比、潮流比对风机网侧换流器(grid-side converter,GSC)外环控制和换流站定电流控制器性能的影响。

基于合成场强仪的输电工程地面合成电场研究

高压直流(DC)输电线路交叉跨越是我国特高压(UHV)技术发展中出现的问题。由于两回DC线路相互影响,交叉跨越区域内合成电场呈复杂的三维分布,UHV DC输电工程地面合成电场计算较为困难。选取典型±800 kV UHV DC输电工程进行地面合成电场的实测研究。参照GB 39220—2020,采用HDEM-01合成场强仪进行野外现场实测。测量参数为有效期内的场磨传感器上积聚的电荷量。测量结果与运行初期实测数据的对比结果表明:±800 kV换流站周边运行初期合成电场强度略低于后期,且整体水平较低;沿线电磁环境敏感目标运行初期、后期的实测数据中,74%的数值小于5 kV/m。通过此次研究,明确了UHV DC输电工程合成电场不同时期的特性。该研究有助于推进UHV DC输电工程的快速建成,并提高其运行安全性,从而推动电力工程建设的发展。

特高压换流站空气间隙的海拔修正方法研究

合理地确定高海拔地区特高压换流站的空气间隙对于保证电力系统的可靠性和经济性具有重要意义。文章梳理了现有的特高压换流站空气间隙的海拔修正方法,利用算例进行绝缘配合计算并与真型实验结果进行比对,分析了现有方法的准确性,为我国高海拔换流站设计和评审工作提供理论参考。

2 GW海上风电对称单极与对称双极柔直送出方案技术经济性对比

现阶段海上大容量风电接入电网通常采用柔性直流输电技术,目前已投运的海上直流工程均采用对称单极接线方案。对称双极方案虽然初期投资高,但其高可靠性可以提高运行阶段的发电盈利。基于2 GW海上风电柔性直流送出规模,开展了对称单极和对称双极系统的设计对比,提出了两种接线拓扑对应的海上换流站平台布置及结构设计方案,并对两种方案的初期建设投资及全寿命周期盈利进行了计算。结果表明对称单极方案较对称双极方案在全生命周期经济性上具有优势。

基于共识算法的换流站无线传感网安全接入身份认证机制

为了确保换流站无线传感网的安全性和可靠性,文章在换流站无线传感网中构建安全接入身份认证机制,提出了一种基于加权投票的共识算法,对接入换流站无线传感网的无线感知设备进行身份认证和授权,确保接入设备对无线传感网络资源的访问合法性。所提出的共识算法采用了加权投票的思想,根据感知设备拥有的资源和性能2个方面综合考虑并决定权重,通过权重值衡量节点在共识过程中的影响力,从而提高共识过程的公正性和可信度,并有效避免网络中的恶意攻击行为。从平均耗时、吞吐量、出错率和通信量开销等方面进行仿真验证,结果表明所提算法能够更好地适应不同接入终端之间的差异,提高了共识算法的效率和可靠性,为换流站无线传感网提供了有效的安全保障。

基于DDPG的换流站融合终端任务卸载与资源调度方法

随着电力数字化技术的快速发展,数字换流站作为电力系统的关键组成部分,面临着日益增加的计算压力。针对数字换流站中融合终端的计算业务需求,提出了一种云–边缘–本地三层计算卸载框架。考虑终端设备的移动性,文章以最小化系统总时延为目标,根据业务需求构建马尔科夫决策模型,采用基于深度确定性策略梯度算法的动态任务卸载优化方法实现对云–边–端三层的总体计算资源和网络资源的最优调度。通过搭建深度强化学习环境并仿真实验,结果表明,所提方案相比于边缘–本地双层卸载方案,系统总时延减少了29.6%。

基于移动麦克风阵列的换流站异常声源定位方法

换流变压器、交流滤波器等电力设备在运行时产生的声学信号中往往包含大量的状态信息,而传统依靠人工听诊判断设备故障位置的方式存在主观性强、效率低下、可靠性不高等问题。为此,提出一种基于移动麦克风阵列的异常声源定位方法。推导了短时傅里叶变换平移后的误差公式,由误差公式定量评估阵列移动速度与采样时间的合理范围;在频域下建立了移动麦克风与声源之间的位置函数关系,以新函数关系为基础优化了传统的波束形成算法;引入三角定位法,解决了波束形成算法只能判断方向的不足,实现了换流站内异常声源的准确定位。依据现场测试数据,搭建仿真模型验证了移动麦克风阵列定位异常声源位置的准确性。

换流站复杂工况下物联感知网络通信效能评估体系与模型

数字换流站是新型电力系统建设的枢纽节点,以融合终端为核心的物联感知网络是数字换流站物联感知体系的关键基础设施。数字换流站内复杂的电磁环境及高低温、盐雾腐蚀、交变湿热等工况条件下多种物理场相互作用和叠加,这些耦合干扰会影响换流站物联感知网络设备的通信效能,降低物联感知网络通信性能和服务质量,影响数字换流站全面智能感知能力和高效的智慧运检水平。针对缺乏数字换流站复杂电磁干扰与多物理场影响下物联感知网络通信效能有效评估方法这一问题,文章从基本通信能力、业务保障能力、生存保障能力和资源利用能力4个层面出发,建立多级分层的换流站物联网通信效能评估体系,在此基础上,采用支持向量机算法构建评估模型,实现对数字换流站物联感知网络通信效能的快速、准确评估,提升物联感知网络对换流站高效运行和数字化建设的支撑能力。

多判据融合的换流站监控数据异常甄别系统

换流站监控数据中存在部分异常数据,如果无法有效融合全部异常数据,会造成异常数据维度过大,导致甄别结果不精准,为此设计了基于多判据融合的换流站监控数据异常甄别系统。以MSP430单片机为核心,通过双存储器传输传感信号。设计可视甄别模块,计算两个图像圆点中心坐标距离,以此为依据,判断甄别点与设定阈值之间的关系。检测和筛选换流站监控异常数据,融合多判据数据特征,对数据进行降维处理,降低异常数据维度。构建LSTM分位数回归多判据融合模型,识别电流、电压、功率时间序列,获取置信区间范围,结合曲线斜率甄别异常数据,避免人为设置阈值给甄别结果带来的不确定性。由实验结果可知,该系统甄别出的电压、电流异常节点与实际异常节点数量一致,分别是3个和2个,说明使用该系统能够精准甄别异常数据。

特高压换流站主循环泵泵轴拆装平台与操作控制方法研究

为了满足特高压换流站阀内水冷系统核心设备主循环泵运维过程中泵轴拆装需求,提高运维效率,分析了换流站水冷系统构成和工作原理,对比了主循环泵的特点;利用ZigBee通信、压力传感、人机交互等技术,设计了一种针对卧式离心主泵泵轴高效拆装的平台及其操作终端,研究了该平台的操作控制方法;通过三维仿真,与已有泵轴拆装平台进行了对比。结果表明,该平台在智能化、工作效率、操作控制等方面均具有明显优势,能够满足多个场景泵轴和紧固连接元件拆装需求,具有推广应用价值。