基于自注意力生成对抗网络的电力设备在线监测缺失数据填补

电力设备的在线监测系统常出现不同程度的数据缺失,而传统的缺失数据填补模型精度较低。因此提出一种基于自注意力生成对抗网络(self-attention generative adversarial networks,SA-GAN)的电力设备在线监测缺失数据填补模型。首先搭建基于自注意力机制的时间序列填补模型,并对权重融合模块进行改进,然后将时间序列填补模型作为生成器,构造对应的判别器与损失函数,提出了具有自注意力机制的生成对抗网络SA-GAN,对电力设备在线监测数据进行缺失填补。最后通过实际工程中的电力变压器、高压电缆在线监测数据对模型进行训练与测试,验证了模型的有效性。结果表明,通过局部遮掩对110 kV变压器在线监测数据进行自然缺失模拟并通过各类缺失填补模型进行补全时,SA-GAN模型的平均绝对误差(mean absolute error,MAE)最高为0.11,均方根误差(root mean square error,RMSE)最高为0.17,较其他模型分别至少降低19.10%、14.07%,验证了SA-GAN模型的有效性;对9.51%自然缺失率下的220 kV高压电缆在线监测数据进行填补时,SA-GAN模型的MAE为0.58,RMSE为0.84,较其他模型分别至少降低21.71%、14.43%,表明该模型可在电力设备状态异常且部分监测数据缺失的条件下有效恢复缺失数据。此外,经SA-GAN模型填补之后的数据有效提高了高压电缆序列的预测精度,间接验证了SA-GAN模型缺失数据填补的有效性。

兼顾补偿预测误差和平抑波动的光伏混合储能协调控制策略

为了提升光伏输出功率预测精度和平抑功率波动,提出一种兼顾补偿预测误差和平抑波动的光伏混合储能协调控制策略。首先,利用概率统计分布对预测误差和功率波动进行分析,确立补偿预测误差和平抑波动目标域,基于预测允许误差上下限值确定补偿预测误差目标域的充/放电参考功率,以一阶低通滤波平滑曲线确定平抑波动目标域的充/放电参考功率。然后,基于频谱分析将目标域外的功率分解为高频和低频分量,实现功率分配目的,并基于目标域将混合储能电池分为4组,根据充/放电参考功率进行充/放电池组状态切换,实现对不同工况补偿预测误差的初级控制和平抑波动的次级控制,完成混合储能充/放电优先级控制。最后,以中国新疆某光伏电站为例进行算例分析,结果表明了所提策略的有效性。

正温度系数材料调控绝缘直流电场分布

绝缘材料电阻率负温度系数(NTC)效应造成直流电场畸变,增大了高压直流设备的设计难度。为了弱化电阻率对温度的依赖,该文制备正温度系数(PTC)电阻率的陶瓷材料掺杂的环氧树脂复合材料(质量分数为0~35%),并测试热导率、电阻率-温度特性和直流击穿场强,仿真温度梯度下绝缘内部电场和温度分布。结果表明,高掺杂比例时的电场优化效果较好;质量分数为20%掺杂的环氧树脂复合材料的热导率提高66%,径向温差减小55%;电阻率负温度效应弱化,电导活化能下降了35%;最大畸变电场降低了58%,而直流击穿场强仅下降16%。分析认为,填料的PTC效应优化了环氧树脂复合材料的电阻率-温度特性,降低了热点温度,协同抑制电场畸变。正温度系数材料可改善温度梯度下绝缘内部的直流电场分布,相关复合材料在输电设备中具有应用可能性。

温度梯度叠加极性反转电压下硅橡胶电荷输运及电树枝特性

直流电缆长期运行在高温度梯度作用下,且时常遭受极性反转、冲击电压等暂态电压,严重影响电缆绝缘可靠性。该文选用电缆附件主绝缘硅橡胶材料,针对不同温度梯度场和极性反转电压下的电树枝起始特性进行研究。搭建极不均匀场下双极性载流子输运模型,研究不同温度梯度和极性反转过程中电荷输运和电场分布特性。研究结果表明:随着针尖温度的上升,空间电荷注入量和注入深度不断增加,反转前后电场的变化更大。温度从30℃增加至120℃,电树枝起始电压下降26.2%,电树枝形态趋于密集,但电树枝长度先增加后减少。结合空间电荷输运特性,给出极性反转电树枝起始的过程,并分析温度梯度对电树枝引发特性的影响规律。

退火速率对环保型聚乳酸材料直流击穿和电导电流特性的影响

聚乳酸(PLA)是一种绝缘性能良好、可生物降解的环保型聚合物材料。为研究退火速率对PLA直流击穿和电导电流特性的影响,该文制备三种退火速率的PLA试样,即冰水冷却(PLA-W)、空气冷却(PLA-A)和缓慢冷却(PLA-S),并针对温度场下PLA的直流击穿及电导电流特性展开研究。结果表明:PLA-S直流击穿场强最高,温度从30℃升至70℃,三种试样的直流击穿场强下降,PLA-S降幅最小,仅为16.7%。PLA-S的电导率随温升而单调上升,PLA-A和PLA-W的电导率呈现上升-下降-上升的趋势。结合差示扫描量热和偏光显微观测发现,缓慢退火促进PLA结晶,晶胞尺寸大且均匀性好,PLA-S的结晶度达50%,玻璃化转变温度较PLA-W提升23.7%;PLA-W和PLA-A结晶不完善,温升过程出现晶胞生长或成核结晶,结晶度提高以致电导率呈上升-下降-上升趋势。