基于CloudSim的电力系统计算云原生模型与仿真方法

分析基于云计算的电力系统计算过程是实现资源高效利用的基础。因此,提出一种基于CloudSim的电力系统计算的云原生建模与仿真方法。基于云原生技术阐述了电力系统计算架构的关键要素,提出基于CloudSim的电力系统计算架构的云原生模型,分析电力云任务调配时的资源供需平衡问题。建立基于微服务的电力云任务模型,分析微服务的处理时序逻辑及其层级关系并生成微服务队列。据此提出微服务的动态调配模型,采用微服务-容器映射策略与实体动态整合策略,实现微服务在实体间的动态映射。利用CloudSim进行仿真分析,结果证明所提方法可行且有效,可为电力云计算的资源配置、任务调度等提供基本的仿真工具与方法。

南方区域电力营销环境下的储能市场研究

[目的]随着清洁能源转型和电力市场化改革深入,南方区域电力储能的政策机制和市场环境不断向好。[方法]研究了南方区域储能相关的电力辅助服务市场和需求响应市场规则,从辅助服务交易品种、用户侧需求响应、新能源配储能和独立储能站等四个方面分析了南方区域储能市场发展趋势,并以用户侧储能投资运营经济性评估为例进行量化分析。[结果]研究表明:电力营销市场竞争条件下,越是在调频、调峰需求量大、灵活性调节资源缺乏的地区,储能参与辅助服务或需求响应对系统做出的贡献越大越显著,所带来的综合效益越多。[结论]可为电力储能商业模式创新和应用推广提供思路。

考虑资源弹性配置的配电网保护控制终端协同任务分配方法

随着新型电力系统的发展,利用智能终端处理愈发复杂的配电网保护控制任务时,对资源供给与需求的平衡要求越来越高。因此,文中提出一种考虑资源弹性配置的配电网保护控制终端(protect and control intelligent terminal,PCIT)协同任务优化分配方法。首先,阐述多终端协同的技术架构,并建立基于容器的PCIT的弹性资源模型、任务处理模型。其次,提出双层模型用于优化保护控制任务在终端间的协同分配、资源的弹性调度,并利用隐枚举法对该模型进行求解,从而充分发挥任务处理时资源的灵活性,提升任务处理性能。最后,算例验证了文中所提方法的可行性与先进性,各智能终端计算资源的占用率降低约28.85%,任务平均处理延时减少约4.12%。

基于U-Net网络的电力设备巡检图像增强模型及其自动控制研究

为提升电力设备巡检图像的可判读性,保证电力设备巡检结果的全面性和可靠性,提出基于U-Net网络的电力设备巡检图像增强模型及其自动控制方法。电力设备巡检自动控制系统控制无人机进行电力设备巡检,获取设备巡检图像,采用U-Net网络构建电力设备图像增强网络模型,通过模型解码部分中的偏色校正模块,补偿图像各个通道颜色,并通过残差融合模块融合图像的多尺度特征;再采用电力设备图像增强网络模型解码部分进行反卷积操作,获取增强后的电力设备巡检图像。测试结果显示,该方法能够较好完成颜色补偿;边缘信息传递量的结果均在0.889以上;自然图像评价指标的结果0.005以下,增强后的电力巡检图像质量较好;清晰呈现设备的细节,显著提升图像可判读性。

电力行业预制式全氟己酮灭火系统现场应用研究

由于《〈关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书〉基加利修正案》在我国生效,灭火剂七氟丙烷于2024年被禁止生产,并逐步淘汰。全氟己酮作为新一代灭火剂,可成为七氟丙烷的替代品。该文对全氟己酮灭火剂的性能与优点进行介绍,并对现有全氟己酮的性能研究进行简述,同时对电力行业常见的火灾风险点进行分析。最后,以某电厂热控与电气标准实验室为对象,进行全氟己酮灭火系统案例分析。

电力二次屏柜柔性制造与数字化生产研究

电力二次屏柜在电力系统中占据重要地位,其制造过程的完善与数字化对于提升生产效率与质量至关重要。本研究针对电力二次屏柜展开,深入探讨了柔性制造与数字化制造原理在实际应用中的效果。研究将柔性制造理念融入电力二次屏柜的制造过程中,有效应对了产品多样性、产量不稳定及需求快速变化等挑战,显著提升了制造灵活性,实现了小批量、多样化的生产。同时,通过引入ERP、MES、PDM等数字化工具,实现了产品数据的全面整合与制造过程的精确控制,大幅提高了制造效率。研究结果显示,柔性制造与数字化生产技术的结合能够显著提升电力二次屏柜的生产效率与质量,增强企业对市场变化的适应能力,从而提升企业的竞争力。这为电力设备制造业的现代化生产方式提供了新的思路和方法。

应用机器人轨迹跟踪技术的电力线路无人机智能化巡检系统设计

野外电力线路易发生损坏,且时变特性干扰较大,检测准确度较低,因此,设计应用机器人轨迹跟踪技术的电力线路无人机智能化巡检系统。该系统通过数据采集模块和飞行状态检测模块,分别进行电力线路图像数据获取与飞行状态监测,飞行控制模块接收图像与状态数据,并在轨迹跟踪控制子模块中使用自适应鲁棒滑模控制算法,实现无人机的轨迹跟踪,同时,该模块经无线数据传输模块将数据传输至地面站,在巡检数据智能分析管理模块中,地面站根据数据信息,完成电力线路故障识别,进而实现电力线路无人机智能化巡检。实验结果表明,该系统具有良好的轨迹跟踪效果,且巡检准确率较高,满足多种天气作业需求。

基于改进灰狼优化算法的含分布式电源配电网无功优化

分布式电源的大规模、高密度接入配电网会导致原有电网网络结构复杂化,同时其出力的随机性和波动性会对系统电压质量和潮流分布带来诸多负面影响。针对上述情况,首先对含分布式电源的配电网系统展开分析,建立以有功网损和电压越限偏差最小为目标的无功优化模型;然后融合Sobol序列、非线性收敛因子、黄金正弦优化算法和贪婪策略,提出一种改进灰狼算法;最后以增强式IEEE 33节点配电网系统为算例,对所建立模型和所提改进算法进行仿真分析,验证了其可行性和优越性。

新型电力系统规划下燃煤电厂锅炉机组的发展

我国新型电力系统规划下,新型清洁发电机组装机容量不断增加,其随机性、间歇性和不稳定性的发电特点使得燃煤发电需要承担电网的调峰重任。在未来相当长的一段时间里,燃煤发电仍将是我国的主要发电方式,为进一步减少煤炭消耗且实现城市污泥的快速减容,燃煤电厂污泥掺烧得到了快速发展和重点关注。基于以上两点,对新型电力系统规划下燃煤电厂深度调峰与污泥掺烧的发展进行综述,研究发现:深度调峰是新型电力系统规划下燃煤电厂的重要发展方向,我国已投产燃煤锅炉机组的原设计均未考虑长期处于深度调峰工况下运行,因此燃煤锅炉深度调峰改造困难较大,应通过数值模拟与工程试验相结合的方法对锅炉机组开展灵活性改造;燃煤电厂污泥掺烧可以实现污泥减容及提升发电经济性,也是新型电力系统规划下燃煤电厂的重要发展方向,燃煤锅炉掺烧质量分数不大于10%的污泥不会干扰锅炉机组的正常运行,且对锅炉机组整体NO排放具有抑制作用。

20kV配电网电压互感器一次侧电流的仿真与分析

横琴新区20kV配电网近年发生多次电压互感器(potential transformer,PT)高压熔丝异常熔断事故,亟需开展事故原因分析及防护措施研究。通过对横琴新区20kV配电网PT熔丝熔断故障情况的统计分析及PT过电流产生机理分析,指出永久性单相接地故障是PT一次侧熔丝熔断的主要原因。因此,基于PSCAD/EMTDC建立了典型接线20kV配电网单相接地故障的电磁暂态仿真分析模型,仿真分析永久性单相接地故障下PT一次侧电流的影响因素及抑制措施。理论及仿真结果均表明,PT一次侧过电流由带存储电荷的电缆线路对地电容与PT形成的低频非线性振荡引起,是导致PT熔丝熔断的主要原因;PT一次侧电流的主要影响因素包括断路器动作时间、故障点接地电阻、中性点接地电阻、PT接线方式、PT励磁特性等。最后提出通过控制被切除故障电缆的长度、提高PT的励磁特性曲线拐点、降低中性点接地电阻、采用合适的PT接线形式等降低PT一次侧电流的防护措施,避免其熔丝熔断事故频发。

基于时间栅格法和最优搜索的电网巡检机器人避障路径规划方法

针对电网巡检机器人存在避障能力低下和路径规划不合理的问题,研究基于时间栅格法和最优搜索的电网巡检机器人避障路径规划方法。利用时间栅格法标识工作空间内障碍物,构建机器人电网巡检环境信息,通过最优搜索避障路径算法,全局规划机器人到达目标点的路径,结合改进势场法,通过调整斥力和引力势函数,计算合力实现机器人的局部避障及避障路径规划,形成全局和局部相结合的避障方法。试验结果表明,躲避静态障碍物和动态障碍物的平均躲避成功率分别为98.37%和96.12%,避障路径规划平均耗时为1.56 s,具备快速、高效、精准的避障及路径规划能力,可提升机器人的动静态障碍物避障能力和路径规划效率。

一种适应新型电力系统深度调峰快速调频的工程最速控制器

新型电力系统的标志是绿色能源的快速发展,电网亟需快速增加调峰、调频能力,要求现有火电机组能够大幅提升深度调峰和快速调频性能;但常规积分器(conventional integrator,CI)作用存在跟踪常值扰动效率不高的本质缺陷,导致目前火电机组过程控制普遍采用的比例积分微分(proportional-integral-differential,PID)控制性能不足以继续满足这种要求。鉴于此,发明一种工程最速跟踪滤波器(engineering fastest tracking filter,EFTF),采用EFTF构造出一种工程最速控制器(engineering fastest controller,EFC),解决CI作用的本质缺陷,实现工程上的最速控制性能。通过将EFC与最优PI/PID控制进行对比,验证了EFC的控制性能显著优于最优PI/PID控制。所给出的典型商业应用案例证明:与PID控制相比,EFC能够保证重要的过程参数不超标,大幅提升综合调频性能指标,可应用于PID控制难以胜任的场合,有效提高火电机组过程控制性能。

电力碳排放计量技术现状及展望

电力行业是我国碳排放的重点领域,也是实现“双碳”目标的主要“责任人”。精准的电力碳排放计量是评估各地区、各行业、各企业的碳排放量,制定合理可行的碳达峰、碳中和实施路径的基础。文中对电力碳交易、碳排放计量现状进行分析,总结发电侧、电网侧及用户侧碳排放计量的技术现状。针对电力碳排放计量技术在电力低碳调度、低碳需求侧响应等工作中的应用现状,提出优化碳排放计量技术的关键性问题和未来发展方向,为电力行业碳排放计量的进一步研究提供参考和借鉴。

利用小抽蓄提高微电网风电消纳能力的可行性研究

针对新能源微网系统中风电消纳能力不足,文章将小抽蓄作为储能系统与新能源微网系统组成风抽蓄联合发电系统,有效促进风电的充分消纳、提高微电网的电能质量和提升微电网运行的经济性。构建了风电-小抽蓄联合系统,然后建立了包括各项成本和效益的综合经济效益计算模型,以最大年综合效益选择最优小抽蓄配置方案,优化调度风电和小抽蓄资源,计算不同单位容量成本下的综合效益和投资回收年限。算例表明,小抽蓄单位容量成本不大于6倍传统大抽蓄时,具有经济合理性,初步说明小抽蓄有望解决中国风电消纳问题。

考虑平衡三相负荷的低压配电网降损方案

针对低压配电网亟待解决的三相不平衡及技术降损问题,提出基于平衡三相负荷的解决方案。首先,介绍当前平衡三相负荷典型技术方案的原理,多维度对比不同技术方案的优缺点;在此基础上,通过数学推导和MATLAB数值仿真,分析平衡三相负荷对低压配电网电能损耗的影响及不同技术方案的降损效果;最终,基于广东地区三相不平衡现状,采用快速换相开关的技术方案。典型配电网台区治理后,平均三相不平衡度由40%下降至15%,技术线损降幅显著,验证了该方案节能降损效果明显,具有良好的操作性和经济性。

基于改进Mask-R-CNN的电力施工安全智能监测算法

考虑到电力系统在施工过程中会受到外部环境因素的干扰,导致施工的安全性降低,为此提出基于改进Mask-R-CNN的电力施工安全智能监测算法。通过对电力施工的样本图像进行采集,建立一个图像数据库,计算当前施工模式下各种施工形式,判断电力施工安全模式,根据判断结果,采用改进Mask-R-CNN对施工状态特征分布检测,提取电力施工安全信息关联规则特征,在此基础上,构建电力施工安全监测采集模型,对采集的电力施工安全监测数据进行融合处理,并利用改进的Mask-R-CNN算法对融合后的数据进行估算,结合安全模式信息流的分布函数,对其进行区间划分,采用电力施工监测概率密度函数获取安全模式阈值,通过计算安全模式阈值来实现电力施工的安全智能监测。实验结果表明,该算法不仅可以提高电力施工安全的监测效果,还可以减少算法运行时的能耗,有效保证了电力施工的安全性。

基于共模功率的交直流混合配电网单极接地故障识别方法

交直流混合配电网中高占比的电力电子设备对系统故障的识别提出了挑战,如何准确识别短路故障并采取对应的系统保护策略成为一大难题。为实现交直流混合配电网的安全稳定运行,提出一种基于共模功率的故障识别方法,通过判断基于共模功率的单侧故障信号和共模电压的极性,识别出直流线路区内外的单极接地故障,并制订单极接地故障保护策略。基于RTLAB平台搭建了交直流混合配电网硬件在环测试平台,并在系统不同位置开展单极接地故障试验。仿真结果验证了所提方法能有效识别出直流线路区内外的单极接地故障,且有较强的抗过渡电阻能力。

一种适应新型电力系统的加速型工程最速比例 积分控制器

在以新型绿色能源的快速发展为代表的新能源革命的发展进程中,从现有火电机组重要过程控制回路实现深度调峰、快速调频性能的角度,传统的比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制技术难以再适应。为此,发明工程最速控制器(engineering fastest controller,EFC),显著提高反馈控制性能,适应目前新型绿色能源快速发展的客观需要。但是构造EFC的工程最速比例积分(engineering fastest proportional-integral,EFPI)控制器存在控制性能相对不高的问题,EFPI难以单独运用,需要针对EFPI存在的问题进行改进;因此提出加速型工程最速跟踪滤波器(acceleration engineering fastest tracking filter,AEFTF),采用AEFTF构造出加速型工程最速比例积分(acceleration engineering fastest proportional-integral,AEFPI)控制器,实现一种工程上的加速型最速控制性能,相对EFPI,有效提高了控制性能。通过将AEFPI与EFPI、最优PI(optimal proportional-integral,OPI)控制进行对比,验证了AEFPI的控制性能明显优于EFPI、OPI。所给出的典型工程应用案例证明:与PI控制相比,AEFPI显著提高了现有火电机组的过程控制性能。AEFPI是EFC的继续深入发展,AEFPI、EFC的快速发展为新能源革命提供动力。

一种适应新型电力系统的火电机组煤质在线校正方法

燃煤火电厂煤质变化不利于火电机组控制,如稳定性能下降、过程参数波动增加等,实现煤质在线校正非常重要。现有技术通过煤质在线测量,将测量结果用于煤质在线校正,但存在各种问题,难以实际运用。为此,发明一种针对前馈控制本身误差的新型在线校正方法,利用锅炉主控系统的已有信息,通过反馈控制,实现前馈控制在线校正,从本质上实现煤质在线校正。仿真实验验证了该新型在线校正方法的有效性。典型工程应用案例证明,该技术有效提高了协调控制的稳定性能,减小了过程参数的波动,奠定了火电机组良好的控制基础。

基于多协议标签交换路由宽带均衡算法的电网通信负载缓冲研究

为了解决现有方法存在的数据包延迟和时间较长的问题,提出基于多协议标签交换(multi-protocol label switching,MPLS)路由宽带均衡算法的电网通信负载缓冲方法。获取建立电网通信信息路由的目标函数与约束条件,结合基于MPLS的动态带宽调度算法,实现MPLS路由宽带均衡,完成电网通信负载缓冲。结果表明:采用所提方法数据包的延迟时间得到了降低,方法的应用性能理想,为相关领域的深入研究提供了可靠依据。