生命周期视域下电力企业科技成果培育策略研究

电力科技是面向电力产品和市场的一整套科技体系,电力企业研发投入的合理布局和效益最大化是企业构建先进科技体系的核心原则和目标,而通过科技规划和管控机制实现科技资源优化配置是实现科技成果数量、质量及效益最大化的关键。因此,为保证电力科技成果培育的科学性和连续性,基于技术生命周期理论及TRL技术评价等方法,结合科技成果的概念及培育体系的研究现状,提出对企业内部科技成果培育周期采用技术调研阶段、技术研发阶段、产品研发阶段、产品市场化阶段的四阶段划分方法;同时,利用技术生命周期理论描述企业科技成果培育的外部技术环境,通过内外部双周期理论模型及相关周期评价方法,引入面向电力企业重大科技成果的技术域概念,提出通过构建动态技术域地图支撑面向重大科技成果精准定位和培育策略制定的方法。

基于宽频振动传感器的电力设备状态监测方法可行性分析

宽频振动信号包括1 Hz~20 kHz的低频振动信号和20~500 kHz的高频超声信号。近年来,利用振动信号对变压器、电容器、电抗器等电力设备进行状态检测的手段日益成熟,超声信号也可以很好地检测出电力设备中的局部放电并定位,均已有较为成熟的应用。文中提出了基于宽频振动传感器的电力设备状态监测方法,并使用该传感器同时测量了脉冲振动源的振动以及油纸绝缘针板电极局部放电的超声,借助仿真对超声时延进行了修正,对局部放电进行了识别,并与脉冲电流法所得结果进行了对比。结果表明,所提出的监测方法可以很好地监测到振动和超声,并实现局部放电的识别,该方法应用于电力设备状态监测是可行的。

区域综合能源系统参与电力-天然气市场优化调度研究

可再生能源出力的不稳定及间歇性增加了其参与电力市场交易报价难度,区域综合能源系统通过调度系统内部能源,能够减小其在市场中的报价偏差,提高能源利用效率,有助于系统及市场稳定运行。考虑风电、储能、电转气和微型燃气轮机等设备以及负荷侧需求响应,构建区域综合能源系统参与电力-天然气市场运行优化调度策略。首先,建立涵盖多类型能源设备的区域综合能源系统,描述电力、热力及天然气等能源互补转换关系;其次,考虑风电出力不确定性,构建基于两阶段鲁棒优化的区域综合能源系统优化调度模型,进一步将综合能源系统作为一个市场主体参与电力及天然气市场交易;最后,算例验证了区域综合能源系统内部调度可以降低风电出力偏差影响,提高系统稳定性和经济性。

基于形态学的电力系统弱口令深度学习检测方案

在电力系统中,口令是身份认证的重要方式之一。传统的弱口令扫描方案主要针对口令长度、相同字母组合、口令与个人信息相关性等因素,未关注用户基于键盘坐标构成具有形态学特征的弱口令。将口令根据键盘位置转化为28×28的图像,并通过卷积神经网络学习口令的形态学特征,从而有效识别具有形态学特征的弱口令。该方案与基于N-gram马尔可夫链模型、卡巴斯基评测器这两种现有口令强度评估方法进行对比,具有更高的准确率和显著的识别精度,更能保障电力系统口令安全。

基于知识图谱的电力物资检测辅助优化方法

电力物资检测业务累积数据的多源异构特性导致难以高效分析挖掘,传统物资检测手段过程繁琐,增加成本和工作量。针对电力物资中二次设备检测流程冗长、效率低的问题,选取命名实体识别与知识图谱技术结合的知识抽取、转化及应用方案,提出引入BERT预训练模型的改进方法抽取二次设备缺陷文本信息,结合知识图谱技术实现跨领域异构电力物资知识的表示与融合建模。最终搭建二次设备检测智能推荐系统,基于知识图谱与关联分析推理给出检测方案建议,实现了同业务需求下对电力二次设备检测流程的精简优化。

面向碳中和的电力行业绿色发展关键技术与路径研究

中国提出力争2030年前实现碳达峰,争取2060年前实现碳中和。通过分析发达国家碳中和路径和中国能源现状,得出中国碳达峰路径应建立在以新能源为主体的新型电力系统之上,降低高碳电源比例的同时,对火电进行高效、清洁改造,以源、网、荷、储为链条,考虑安全性、经济性等多要素,分析海量新能源消纳控制,碳捕捉、利用与封存,虚拟电厂,绿电制氢(氧)等关键技术对电力低碳转型路径的影响,最后从政策、资金和产业链层面提出了低碳化技术发展的建议。

基于ICN的电力物联网多源信息接入技术研究

电力物联网的“最后一公里”是直接与终端用户连接的界面及服务延伸,因此需要加强电力物联网有效接入的信息化建设工作。针对现有通信接入存在组网技术庞杂、标准不一,通信链路利用率极低的问题。首先,对电力物联网接入技术、时间敏感网络(TSN)、信息中心网络(ICN)存在的问题和挑战进行分析总结;然后,提出将TSN与ICN相结合以构建新型电力物联网的多源信息接入方案,为实现电力物联网海量业务泛在互联、电力数据高效传输奠定基础;最后,探讨了基于ICN的电力物联网多源信息有效接入技术在电力通信新兴业务需求接入方面的应用。

基于粒子群算法优化参数的VMD-GRU短期电力负荷预测模型

为了更有效提取电力负荷数据中的特征信息,从原始含噪声较多的负荷序列中提取包含丰富特征信息的信号分量,提高电力负荷预测精度。针对变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)参数设定经验与主观性较强,提出一种基于粒子群算法(particle swarm algorithm,PSO)优化参数的变分模态分解和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)的组合模型短期电力负荷预测方法,先通过粒子群算法对VMD最佳影响参数组合进行搜寻,得到最佳效果的分解子序列,减少不同趋势信息对预测精度影响。然后运用GRU网络,针对各子序列分量建立基于GRU的预测模型。最后叠加各子序列预测结果得到短期电力负荷的最终预测值。实验结果表明,相对于相对于BP神经网络(Back Propagation Neural Network)、支持向量机(support vector machine,SVM)、GRU模型和EMD-GRU模型以及未经优化VMD-GRU模型,此模型具有更高的负荷预测精度。

电力设备状态评估中的数据科学问题:挑战与展望

电力设备作为能源电力系统的纽带,对其进行有效的状态评估是电力系统稳定运行的有力保障。在目前已有研究成果基础上,从数据科学角度对电力设备状态评估领域中的分析方法做了深入剖析。首先,介绍了数据科学背景下电力设备状态评估的新特点;然后,以目前较为熟知的数据分析方法为切入点,论述了基于数据分析技术的电力设备状态评估方法在数据预处理、计算分析、存储及可视化等各环节的关键问题;其次,系统阐述了数据科学在电力设备状态评估领域中的具体应用场景、瓶颈问题和发展方向;最后,探讨了电力设备状态评估中的数据科学所面临的挑战,并展望了该领域未来研究工作的若干方向。

基于振动信号频域离散特征的螺栓完全松动检测方法研究

针对输电铁塔等桁架结构螺栓松动故障,提出了一种基于振动信号频域离散特征的螺栓完全松动检测方法。首先,利用有限元软件对桁架结构螺栓连接完全松动前后进行瞬态动力学分析,采用方差和变异系数求解仿真振动信号离散特征以及变化率,得出螺栓完全松动时方差和变异系数变化规律,并指出方差对信号的离散程度更加敏感;然后,实测了输电铁塔螺栓完全松动前后脉冲激振下的振动响应信号,经变分模态分解(VMD)-小波硬阈值降噪处理后,求解得到实测振动信号离散特征和变化率。仿真和实验结果表明:当螺栓完全松动后,振动信号频谱图频率成分增多,离散特征系数增大,离散程度增强。该方法能够有效检测输电铁塔等桁架结构螺栓完全松动趋势,具有一定的工程实用性。

区域新能源电力系统AGC调频容量实时评估方法

针对高比例可再生能源接入下电力系统惯量水平持续降低、弱频率调节能力会危及电网安全运行等问题,提出一种区域新能源电力系统自动发电控制AGC(automatic generation control)调频容量实时评估方法,以确定控制区的AGC调频能力分析需求。首先,依据AGC调频容量考核标准,梳理调频容量的主要影响因素,并获取调频容量、调频标准差与调频表现间的联系。其次,综合应用传统机组、负荷、新能源、联络线历史数据,基于极限学习机ELM(extreme learning machine)模型预测调频标准差,利用调频表现达标概率分布确定区域电力系统的调频容量。最后,以河北某电网为例进行AGC调频容量的评估,验证了所提方法AGC调频容量更小,调频表现更优,具有更好的安全性和经济性。

电力电子模块封装硅胶电荷输运与陷阱特性研究

高压功率模块封装绝缘承受单极性的电应力,而高压功率模块封装绝缘中的空间电荷问题却没有得到足够的研究。本文研究了封装硅胶材料在不同温度下的空间电荷输运行为和陷阱能态分布特性。基于研发的空间电荷与陷阱能态联合测量系统,在3~15 kV/mm的外施电场和40、60、80℃温度下对封装硅胶进行空间电荷和等温松弛电流联合测量。结果表明:空间电荷积累情况随着温度的升高和外加电场的增大而恶化。电极附近积累了同极性的电荷,畸变了局部电场分布。此外,本文提出了一种基于非负最小二乘迭代算法的改进型等温松弛电流分析方法,分析了不同温度下封装硅胶的去极化松弛电流,获得0.8~1.2 eV的陷阱能级分布,有助于理解空间电荷输运行为背后的机理。空间电荷的积累导致局部场畸变,畸变的电场会导致局部放电和封装绝缘失效。因此,高压功率模块的封装设计时应该考虑空间电荷问题。

基于知识图谱的电力网络安全漏洞挖掘系统设计

现有电网系统受到数据冗余影响,网络安全漏洞较多,为此,设计一种基于知识图谱的电力网络安全漏洞挖掘系统。系统包括数据属性分类模块、基于知识图谱的漏洞挖掘模块、漏洞评估和分析模块。利用模糊C均值算法对数据进行预处理,去除冗余数据,提升数据质量;挖掘输出数据的漏洞信息,以知识图谱方式存储于Neo4j图数据库中;通过调用Neo4j图数据库中数据,分析漏洞风险,及时做出漏洞修复方案,完成漏洞挖掘处理。结果表明,系统数据可实现电网网络安全漏洞挖掘,处理效率高,漏洞挖掘准确率高。

面向新型电力系统的5G网络切片资源分配策略

随着以能源为主体的新型电力系统建设步伐的不断推进,分布式能源、源网荷储等新型电力业务应运而生,如何合理分配资源、适应多类业务差异化需求是目前电网公司关注的焦点。构建混合整数线性规划的5G网络切片模型,基于VIKOR方法对拓扑特性、资源利用率和延迟时间等切片节点因子的重要性进行排序,并在切片链路配置阶段,使用最短路径算法获得切片链路的物理路径。仿真结果表明,本文提出的方案和算法能够在保证业务端到端时延要求的同时,保证较高的切片配置成功率,满足5G网络切片的安全要求。

开关柜内部PVC电缆绝缘材料过热产气的传感器检测方法研究

作为电力系统中的重要设备,开关设备电缆故障可能导致局部停电,传统的温度测量方法存在接触试验、成本高、盲区等缺点。为了克服这些限制,提出了一种基于半导体气体传感器检测开关柜中电缆过热的方法。首先,研究电缆外层绝缘常用的聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)材料的过热生成气体组分,基于分解气体类型,构建气体传感器阵列。其次,模拟电缆过热故障,采集气体传感器在不同温度下的响应曲线,通过响应曲线的阈值判断过热温度区间。最后,以此为基础设计开关柜电缆过热检测装置,该装置在通风橱中大电流模拟电缆过热场景中能准确的区分出开关柜电缆过热状态并发出警报。

基于免疫算法的石家庄地区物流中心选址研究

现如今,我国物流产业体系越来越完善,物流中心的良好选址对物流企业本身、物流中心的上下游商家以及消费者均有帮助。为探究物流选址问题,以石家庄市21个区县为备选点,建立以各点距离与需求量乘积之和最小为目标函数的选址模型,从中选取三个作为物流配送中心,利用免疫算法计算得出最终结果并进行分析。

基于HPLC的智能抄表技术在客户侧泛在电力物联网中的研究及应用

随着人工智能、物联网、通信技术的发展革新,电网形态不断向着智能化、信息泛化的方向变革,更能适应泛在电力物联网建设需求与客户侧实时互动性业务的HPLC通信技术应运而生。通过分析HPLC技术特点以及电网客户侧典型业务应用需求,提出了基于HPLC的低压用电设备电压监测方法、停电事件类型研判方法、电能表错误接线识别方法。通过改进HPLC通信单元硬件电路、扩展相关通信协议,实现了基于HPLC的智能抄表技术的深化应用。对高层居民小区和城乡结合部等典型应用场景下的测试实例进行了论述分析,验证了方法的有效性和先进性,为电网营销、调度、运检等专业提供广泛的业务支撑能力。

混合式潮流控制器关键参数设计与控制策略研究

随着分布式光伏等新能源接入电网的规模快速增长,给新能源电力汇聚、疏散、消纳和电网潮流优化控制带来严峻挑战。基于电力电子技术的柔性交流输电系统装置可有效提升输电网络的传输容量,由大容量Sen变压器(sen transformer,ST)和小容量统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)组成的混合式潮流控制器(hybrid unified power flow controller,HPFC)在实现潮流连续调节的基础上,能够有效提升装置的经济性,具有很好的应用前景。为了确保HPFC调节潮流的准确性和可靠性,给出了HPFC容量分配的一般性方法及其主电路参数确定方法;为解决ST机械有载分接开关和UPFC电力电子开关二者响应速度的协调问题,提出了一种基于预测电流控制的潮流控制策略,并在Simulink中搭建220 kV双回线路及三机九节点系统进行仿真。仿真结果验证了HPFC容量分配方法正确有效,且预测电流控制策略能够合理计算抽头位置,减缓过渡电流对HPFC控制系统的冲击,使系统功率快速调节至目标值。

无线电能传输系统电磁辐射抑制研究

无线电能传输技术使消费电子或电动汽车可以实现非接触式充电,但较为严重的电磁辐射限制其进一步的应用和推广。为在不使用复杂耦合器结构的前提下有效降低无线电能传输系统的电磁辐射问题,该文提出基于扩频调制的无线电能传输系统电磁辐射抑制方法,以降低无线电能传输系统的电磁辐射问题。首先,介绍周期性扩频调制技术和复数频调制技术的基本原理,并对两种扩频调制技术的参数进行设计与分析;然后,分析扩频调制技术的电磁辐射抑制效果和其对系统效率的影响;最后,通过搭建样机的形式对所提出的方案进行验证。实验结果表明:周期性扩频调制技术可以降低8.71~16.7 dB不等的辐射强度衰减,而复数频调制技术可以降低6.67~13.4 dB不等的辐射强度衰减,所提的扩频调制方案可以有效降低无线电能传输系统存在的电磁辐射问题。

基于宽频阻抗谱的电缆绝缘水树定位机理及算法研究

XLPE配网电缆水树故障频发,对电网的安全运行造成威胁。为研究基于宽频阻抗谱的配网电缆水树定位机理,开展加速水树老化实验并测量水树生长不同阶段的电缆微元参数变化,建立电缆水树截面的有限元模型,仿真验证实验测量结果;确定定位算法中的最佳窗函数及入射波形,优化定位算法并依据实验结果验证算法的有效性。结果表明,水树的生长将造成该区域电导和电容的增加,基于宽频阻抗谱的定位方法对于水树引发的局部电容微小变化较敏感,对电导变化不敏感,电容变化定位图谱为典型的双峰特征,且反射峰值大小与局部电容变化量成正比。