科技型企业薪酬定量绩效考核研究——以国网湖南电力有限公司防灾减灾中心为例

结合具体科技型企业国网湖南防灾减灾中心的具体情况和战略地图,设计部门绩效考核指标库,确定考核指标的权重,基于分类思想构建各类人员定量绩效考核体系,并在此基础上提出绩效考核应用的保障措施,为科技型企业薪酬定量绩效考核研究提供有利参考。

新型电力系统源网设备典型外部灾害防治挑战与展望

随着“双碳”目标的提出,构建风光新能源迅速发展的新型电力系统成为国家战略。目前,新型电力系统受覆冰、山火、雷击等外部灾害影响严重,新型电力系统外部灾害防治技术研究迫在眉睫。本文分析了几种典型新型电力系统外部灾害风险,探讨了特高压地线覆冰、特高压输电线路附近山火、配网雷击、风机覆冰与雷击、光伏防灾以及储能电池火灾几类新型电力系统外部灾害问题及相应灾害防治技术研究现状,展望了新型电力系统外部灾害防治技术未来发展趋势,以期为新型电力系统外部灾害防治提供研究思路。

湖南省臭氧预报效果评估

基于2017年3月—2018年2月湖南省14市臭氧观测资料,对WRF-Chem模式预报效果进行评估。结果表明,模式24 h预报结果能够较好地抓住观测到的臭氧变化趋势,其预报结果在14个城市的平均相关系数为0.6,最高可达0.71。对比不同时效臭氧预报结果发现,随着预报时长的增加,预报偏差呈增大趋势, 72 h预报结果仍具有预报价值。统计O3为首要污染物天数,发现多出现在春季、夏季和秋季,且模式的预报准确率可达70%。

高压大容量储能功率转换系统的拓扑结构比较

高压大容量储能功率转换系统的主电路是储能电池进行充放电控制的基础,选择合理的功率转换系统主电路拓扑结构直接关系到高压大容量储能系统实际应用的可行性。分析变压器升压型变流器并联结构、H桥链式多电平变流器、全(半)桥模块化多电平变流器的单级式与双级式主电路拓扑结构,对比上述拓扑结构的材料成本、工作可靠性、材料功率损耗和输出电能质量。基于数学模型与仿真分析综合比较单位容量投资成本、工作可靠性、系统损耗和输出电能质量,结果显示H桥链式多电平变流器和半桥模块化多电平变流器更适合构建10 kV兆瓦级高压大容量储能功率转换系统。

特高压换流变压器含水系灭火剂的水喷雾系统灭火试验研究

采用1∶1全尺寸特高压换流变压器实体火模型,开展添加水系灭火剂的水喷雾灭火系统灭特高压换流变压器全尺寸实体火的试验研究,提出已安装水喷雾灭火系统换流站的消防改造方案,以及水喷雾灭火系统抗烧和抗爆能力提升的解决方案,提升特高压换流变压器消防能力。结果表明,在美国防火协会标准的水喷雾灭火系统设计标准下,添加6%水系灭火剂的水喷雾灭火系统仅34 s就扑灭了全尺寸特高压换流变压器实体火,验证了添加水系灭火剂的水喷雾灭火系统的灭火能力。

计及冰灾天气时空分布特征的电力系统主动调度

近年来冰灾天气频发易导致大规模停电事故,有必要提高电力系统的抵御和恢复能力,为此提出一种计及冰灾天气时空分布特征的电力系统主动调度模型。首先量化冰灾对元件的时空影响;然后将系统的拓扑状态转移抽象为马尔科夫链,并将系统区域网络栅格化;进而基于半马尔科夫决策过程建立了主动调度模型,综合考虑元件的恢复过程和薄弱节点脆弱度,预先在冰灾轨迹上对系统潮流重新调度。在IEEE RTS-79系统上进行算例分析。结果表明,模型具有良好的前瞻性和减少负荷削减的效果,并可有效提高系统弹性。

湖南电网山火告警风险及故障时间间隔分布规律

输电线路故障规律的研究对电网的运行维护具有重要的实际意义。首先,利用湖南电网输电线路山火广域监测数据和输电线路故障数据,对输电线路山火告警风险和输电线路故障的时间丛集性特征开展了研究,发现了输电线路山火告警风险的"日告警数—频率"满足幂律关系,验证了包含所有触发因素的输电线路故障"时间间隔—频率"累积概率分布满足指数关系。然后,基于Fano因子和Allan因子发现了输电线路故障时间序列具有自相似性,分析并获得了山火、雷击、冰灾等不同故障原因的输电线路故障"时间间隔—频率"累积概率分布满足分段幂律关系,确定了输电线路故障存在两个时间尺度的动力学过程。最后,得到的研究成果可为输电线路山火告警风险和输电线路故障的预测预报提供理论依据。

气象条件对电力架空环境量子信号的影响试验

由于电力架空线路会受到外界各类天气条件的影响,天气对量子信号有不同于公网通信线路的影响,文章试验旨在检测不同编码技术的量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)系统通过电力架空光纤复合架空地线(Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire,OPGW)光缆时,受微风振动、舞动、各类气象条件、线路覆冰等自然环境条件下的成码稳定性及其量子态受影响程度,通过2类室外环境的实地测试,表明相位编码QKD为最适合电力通信线路的量子保密通信技术,能够为量子信号在电力通信网络中传输时的稳定性作定性分析,最后给出了量子QKD技术在架空线路环境下大风、覆冰等气象条件下的性能劣化指标。

寒潮天气小样本条件下的短期风电功率组合预测

寒潮作为一种典型气象灾害,其对风电以及以风电主体的新型电力系统的安全运行带来了极大挑战,而针对性的提供准确的风电功率预测将是有效的应对措施。为此,该文提出一种寒潮天气小样本条件下的短期风电功率组合预测方法。首先定义寒潮天气事件并分析风电出力特点。针对寒潮天气下样本数据稀缺而难以建模的问题,采用TimeGAN算法来丰富气象和功率样本。然后,分别基于XGBoost和Transformer算法建立风电功率基准值和损失值预测模型,以量化表征寒潮天气下的理论出力和功率缺额。另外,结合风机保护控制参数,提出一种基于注意力机制的Seq2Seq二分类模型来预判功率损失是否发生,通过提取风电功率损失时段进行针对性组合预测。最后,分别通过以大风、强降雨、大风与强降雨相结合为代表气象的寒潮天气事件进行测试,相比于常规预测模式,该文方法在寒潮天气下表现出良好的预测性能。

ZnO压敏电阻微观结构调控与性能提升研究综述

金属氧化物避雷器是电力系统重要的过电压保护设备,ZnO压敏电阻是其核心部件。提高ZnO压敏电阻性能,不仅有利于优化现有系统的绝缘配合设计,在面对未来新能源广泛应用的新型电力系统时,也有利于提高对系统的保护能力,并促进设备小型化、紧凑化、轻量化。一直以来,人们主要按照机械混粉烧结的工艺路线,通过改进材料配方、改善烧结工艺、优化粉体制备等来提升ZnO压敏电阻的性能。这些工作对提高ZnO压敏电阻性能发挥了重要作用,但进一步提升的潜力有限。表面包覆形成的核壳结构能使ZnO压敏电阻的微观结构更加均匀,并可能在烧结过程中对ZnO压敏电阻的微观结构进行定制化的有效调控,在提升ZnO压敏电阻的性能方面有一定的潜力。因此,基于表面包覆的ZnO压敏电阻有望成为研究高性能ZnO避雷器的新途径。该文从传统机械混粉和表面包覆两种技术路线的角度对ZnO压敏电阻的微观结构调控与性能提升研究做了归纳整理,并对包覆路线下需要开展的研究工作进行了思考,希望能为相关领域的研究提供一定的参考。

低压二氧化碳与常规灭火剂抑制锂离子电池火灾特性对比

近年来,锂离子电池热失控引发的火灾事故频发,严重制约了锂电池在储能等方面的应用和发展。二氧化碳具有良好的绝缘性能,适用于电气设备火灾灭火。该文首次提出利用低压储存的低温二氧化碳抑制锂电池热失控引发火灾的方法,开展低压二氧化碳和3种典型常规灭火剂(高压二氧化碳、七氟丙烷、细水雾)抑制过充引发的135 Ah三元锂电池火灾特性的对比研究。采用12~15 kg灭火剂,喷射时间为37~38 s时,所有灭火剂均能扑灭锂电池火灾。其中,低压二氧化碳灭火时间与高压二氧化碳灭火时间相近(7~8 s),七氟丙烷灭火时间较短(5 s),细水雾灭火时间最长(23s);对比灭火剂喷射前后电池表面的温度差,低压二氧化碳冷却电池的效果(温度差302.6℃)比高压二氧化碳(温度差176.8℃)和七氟丙烷(温度差119.6℃)更好,和细水雾(温度差303.8℃)相当。分析各种灭火剂的灭火机理和热量交换,低压二氧化碳主要通过窒息、隔绝和冷却灭明火,且由于汽化热大,吸热性能强,抑制电池热失控效果好。研究表明:低压二氧化碳兼具好的灭火和降温抑制电池热失控的能力,在锂电池火灾防治方面具有很好的应用前景。

基于超级电容电池的移动储能车研制

针对采用超级电容电池的新型移动储能车,介绍超级电容电池特性、移动储能车结构和超级电容电池组装方案,提出储能功率变换器的控制方法和工作模式,设计装备的消防系统,对超级电容电池移动储能车进行了功能测试。测试结果表明,超级电容电池移动储能车在并网时充电、放电及孤岛模式下均运行良好,能量转换效率高,具有较好的应用前景。

基于深度强化学习的海上风电机组状态维护与备件库存联合优化

维护与备件库存管理是海上风电运维的两个密不可分的关键环节。为提高海上风电机组设计寿命周期内的运维经济性,构建状态维护与备件库存联合优化策略。首先,将海上风电机组构建为由叶片、齿轮箱、电气、偏航、轮毂、制动、传动链、发电机8个子系统组成的系统,然后将各子系统的劣化过程构建为多状态马尔可夫随机过程,建立维护与备件库存的交互模型,其中包括被动维护时间与随机故障以及备件库存的关系、备件库存对维护活动的影响等。随后,设计子系统的劣化状态与备件库存状态、状态检修动作与备件订购的表征方法,并以此形成深度强化学习Dueling DQN的框架,通过对深度网络的迭代训练,求解海上风电机组的最优维护与备件订购决策序列。最后,以某海上风电场内的风电机组为例,验证所提联合优化方法的优越性,并讨论强化学习的探索率、风电场的可达率对运维成本的影响。

水膜对球-球及棒-棒电极短空气间隙工频放电特性的影响

以球-球和棒-棒短空气间隙为研究对象,研究了球-球、棒-棒电极覆水膜,以及不同电导率的水膜对短空气间隙工频击穿电压的影响。研究表明,在球-球短间隙下,双端电极覆水膜的击穿电压比干燥电极的击穿电压更高;但随着间隙的增大,击穿电压的增幅减少,当间隙由1 cm增长至6 cm时,击穿电压的增幅由27.32%下降至4.44%;击穿电压的增大是因为水膜的存在导致二次电子崩的起始光电子所需能量升高,间隙增大导致电离区域增大,并由此造成击穿电压的增幅随间隙的增大而下降。在棒-棒短间隙下,水膜对间隙击穿电压没有影响。水膜对球-球与棒-棒间隙放电的影响机理不同,原因在于球-球间隙为负流注,二次电子崩的起始光电子来源于阴极的光电离;而棒-棒间隙为正流注,二次电子崩的起始光电子来源于空气分子的光电离,且棒-棒间隙较大,电场畸变率较小;水的电导率对短空气间隙击穿电压没有明显影响。

复合绝缘子硅橡胶老化过程中成分变化规律研究

为了研究复合绝缘子硅橡胶在老化过程中成分的变化规律,选择未使用和使用2年、6年、10年的复合绝缘子硅橡胶进行多项测试分析,包括扫描电子显微镜分析、热重分析、差示扫描量热分析、傅里叶变换红外光谱分析和X射线光谱分析。研究发现,在运行过程中,硅橡胶会逐渐劣化,表面会出现越来越多的裂纹和孔洞。此外,硅橡胶的运行状况与其组分中的氢氧化铝的变化和析出密切相关,老化过程中氢氧化铝的变化也最为显著。这项研究可以更好地反映硅橡胶的表面老化状态,对复合绝缘子的运行状况评估及老化失效分析具有重要意义。

风机叶片金属网防护下的雷击损伤特性研究

风机叶片雷击损坏是风电系统实际运行中面临的难题,可采用金属网作为叶片雷电防护补充方法,但叶片敷设金属网后高幅值雷电流接闪过程及损伤机制尚不清晰。为研究风机叶片金属网防雷方法下雷击大电流接闪及叶身复合材料雷击损伤特性,搭建真型风机叶片雷击大电流闪络试验平台,通过先导附着试验,确定风机叶片潜在雷击位置,同步观测雷电引入点的直接损伤效应。试验结果表明,雷击转移电荷量和引下线通流能力是叶片是否产生雷击损伤的重要影响因素,叶尖与叶身之间的压接板有结构撕裂风险,应当优化金属网泄流通道和压接板的型式设计,提高叶片雷击大电流耐受可靠性。研究结果揭示了金属网防雷方法下风机叶片先导附着特性和雷击大电流损伤特征,指导防雷优化设计。

极端气象灾害下输电系统的弹性评估及其提升措施研究

弹性评估能体现系统对极端事件的抵御能力和恢复能力。电力系统作为重要基础设施,在小概率-高风险的气象灾害事件中,往往会发生大面积停电事故。为完善极端气象灾害下输电系统的弹性评估方法,该文提出一种考虑极端气象灾害在时间和空间双维度下对输电系统的影响的弹性评估框架。首先,以台风作为极端气象灾害代表事件,根据面向灾害风险评估的台风风场模型量化了台风对元件的影响程度,通过考虑台风路径与区域输电系统的关系来确定影响持续时间;其次,考虑故障元件的地理位置、检修队伍、修复策略因素构建输电系统的恢复过程模型,接着利用蒙特卡洛和网格划分的方法,结合系统缺供负荷量,构建对输电系统弹性评估的方法。同时以IEEE RTS-79节点系统为例,验证了提出的评估方法可行性,并在此方法基础上,研究3种典型措施对输电系统的弹性提升影响。算例仿真结果表明,该弹性评估方法可以准确、全面地计及各因素对电网弹性的影响;并指出3种典型提升措施对电网弹性提升的效果,为后期电力部门的运行和规划提供可量化的参考依据。

500 kV覆冰四分裂导线舞动特性

输电导线舞动是线路运行中常见的现象,舞动会导致输电线路发生电气和机械事故。为了保证电网的安全稳定运行,有必要深入研究线路舞动的特点。为此,建立了3自由度多档导线的运动模型,利用Fluent计算空气动力学参数,针对一条500 kV覆冰四分裂导线的舞动影响因素进行了详细研究。采用基于中心差分的显性直接积分算法,通过数值计算,比较了不同风速、覆冰厚度、导线型号下的舞动情况,并分析了导线突然脱冰时的舞动情况。研究结果表明:在起舞风速与舞动最大幅值对应的风速之间,舞动幅值随风速的增加近似呈现线性增加的趋势;厚覆冰更易发生舞动,但厚度过大会破坏舞动;在相同的覆冰条件下,小截面导线比大截面导线更易产生舞动;导线突然脱冰后,舞动幅值迅速下降,仅做小幅度摆动。研究结果对实际工程中500 kV导线在不同气象条件下的舞动幅值预测及防舞技术的应用具有一定的指导作用。

计及变换器输出电压约束的双馈风电机组故障电流特性分析

随着风电等可再生能源在配电网中渗透率的不断提高,准确分析其故障电流暂态特性已成为智能配电网保护与控制的基石。双馈风电机组是当前最主流的风电机型,当电网发生严重故障时,由于转子侧变换器(Rotor side converter,RSC)的容量约束,其转子电压会限幅输出,此时控制特性会迥异于轻度故障工况。然而,已有研究鲜有考虑RSC输出电压约束对故障电流的影响,从而无法准确反映真实的故障电流特性。针对该问题,首先建立了计及电流闭环控制和输出电压约束的双馈风电机组动态模型。在此基础上,推导出RSC输出限幅后转子故障电流的解析表达式。随后,揭示了RSC输出电压约束导致的控制器参数等效限幅特性,并得出闭环控制下的故障电流取决于控制参数的等效限幅值而非其设计值的结论。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了1.5MW双馈风电机组接入电网的仿真模型,仿真结果验证了前述理论分析的正确性。

树脂基复合材料表面隔热涂层的组织与性能研究

以碳纤维增强环氧树脂作为基体材料,设计并制备了一种轻质、环保的隔热涂层。为解决基体材料与涂层之间热膨胀系数差别大导致易于开裂的问题,同时实现具有高反射率和低热导率的目标,通过添加聚氨酯、TiO2、SiO2、Al2O3等填料制备连接层、阻隔层、反射层等三个不同功能层形成复合隔热涂层。通过优化涂层脱落时间、反射率、热导率等,得到连接层、阻隔层、反射层最优厚度分别为80、120和90μm。优化后的隔热涂层具有优异性能:涂层的反射率高达0.95,导热系数为0.048 W·m–1·K–1,隔热温差为20.1℃;耐热冲击性能良好, 190℃的最大失重率为3.7%,并在随后保持稳定;在160℃连续保温4h后表面变黄,但无明显脱落现象,同时,纳米填料颗粒保持原状态。