电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 非侵入式电动自行车充电负荷在线识别

    栾文鹏;马纯伟;赵博超;刘子帅;李旭昊;刘博;

    近年来,由电动自行车违规充电导致的火灾事故频发,为识别用户是否存在违规充电行为,本文提出一种非侵入式电动自行车充电负荷在线识别方法。利用电动自行车恒压充电阶段在功率数据中所表现的局部特征,通过事件检测、状态转换移除、Savitzky-Golay滤波与序列匹配相结合的手段实现充电负荷的在线识别。在真实用户场景中进行的实验取得了0.86的F1分数,结果表明本文方法具有较高的识别准确性和一定的快速性。

    2022年10期 v.34;No.225 1-7+14页 [查看摘要][在线阅读][下载 913K]
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  • 基于LSMC的不确定环境下海上风电项目价值评估

    刘倩;孙燕;吴梦成;刘琳瑶;

    为了更加准确地评估不确定环境下海上风电项目的投资价值,建立基于实物期权理论的海上风电项目估值模型。首先,分别运用几何布朗运动和学习曲线模型描述售电价格、碳交易价格和投资成本的不确定性。然后,运用最小二乘蒙特卡罗方法和对偶变量方差缩减技术进行求解。最后,以广东省某海上风电场为例,分析投资海上风电的经济可行性,并对不确定因素进行敏感性分析。结果表明,即使碳交易市场的发展提高了项目投资价值,以中国目前的投资环境仍然无法吸引对海上风电直接投资;提高补贴水平、促进技术进步和发展并完善碳交易市场是刺激投资的有效途径。

    2022年10期 v.34;No.225 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 897K]
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  • 基于限流电抗暂态电压的直流配电网单端量保护

    季路;汤亚芳;袁旭峰;张孝荟;李雨龙;

    对直流配电系统线路的保护是直流配电系统安全稳定运行的保障。本文以四端直流配电系统为研究对象,提出一种基于限流电抗电压特性的单端量保护方案。首先,对四端直流配电网的直流线路故障特性进行分析,给出一种限流电抗电压的计算方法。然后,将故障后一段时间内限流电抗电压的变化率及幅值的大小用于判断区内、外故障;以正、负极限流电抗电压的绝对值构成的对数之和作为判据,来实现故障类型的识别和故障选极。最后,在PSCAD/EMTDC中建立四端柔性直流配电网仿真模型,仿真分析表明,本文提出的保护方案仅利用单端电气量即可正确实现故障判别和故障选极,同时能够躲避雷击电流的影响,具有良好的抗过渡电阻及噪声的能力。

    2022年10期 v.34;No.225 15-23+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1082K]
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  • 无人机线路自主巡检的动态轨迹规划方法

    徐其春;郭晨晨;刘志明;马亚运;潘卓;李建辉;

    为提高无人机巡检航迹精度,本文提出一种基于动态航迹优化规划的无人机输电线路自主巡检方法。首先,通过单目视觉测距确定无人机巡线安全距离;然后,基于全局静态航迹中的静、动态突发威胁,建立动态航迹规划模型,通过改进双向快速扩展随机树算法对航迹实现动态优化规划;最后,设计无人机自主巡检系统流程,完成自主巡检的全路程作业。实际应用表明,该系统可以提高无人机巡检精度、效率并降低巡检成本。

    2022年10期 v.34;No.225 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 944K]
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  • 基于主从博弈的配电网分布式电源电能定价

    肖健;钏星;彭依明;陈波;

    在配电网分布式电源的渗透率逐步提高的情况下,针对异构分布式电源的消纳利用问题,提出基于主从博弈的配电网分布式电源电能定价方法。通过价格机制引导分布式电源出力,在保证分布式电源收益最优的前提下,支撑配电网安全经济运行;并采用分布式电源无功调节能力进一步提升系统运行经济性。利用KarushKuhn-Tucker最优性条件及强对偶原理,使双层主从博弈模型被进一步转化为单层混合整数二阶锥规划模型以实现博弈均衡的快速求解。算例测试分析表明,所提定价方法可以有效缓解系统阻塞问题,并促进系统经济运行。

    2022年10期 v.34;No.225 32-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K]
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  • 考虑区域协调的SAPF分布式谐波动态优化治理

    张巍舟;陶骏;汪清;吴显;

    针对电力电子化趋势下配电网谐波污染所呈现的全网化、波动性及叠加污染等问题,提出从系统层面建立多补偿装置的分布式协调治理策略。首先,以配电网节点间的谐波电压、电流耦合作用为依据,应用凝聚型分层聚类算法优化并联有源电力滤波器的安装地点。其次,根据数据驱动的思想,运用关联度数据分析和粒子群优化方法来处理电能质量监测数据,在线动态划分并联有源电力滤波器治理区域,建立并联有源电力滤波器区域优化治理模型。最后,通过仿真验证了所提策略的有效性。

    2022年10期 v.34;No.225 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1022K]
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  • 基于FPGA考虑控制特性的光伏直流发电系统暂态实时仿真

    王守相;何汝训;张春雨;赵倩宇;

    现场可编程门阵列因具有高度硬件并行性及流水线架构,在实时仿真技术领域中越来越受到重视,本文研究了一种基于现场可编程门阵列平台的光伏直流发电系统暂态实时仿真器。首先,构建一系列电气和控制系统典型元件模块,搭建全局控制层级架构,并设计了光伏系统的时序交互求解方法。然后,提出神经网络与恒压控制法、功率扰动法相结合的自适应最大功率点跟踪技术,提高了光伏跟踪的响应速度和精度。最后,在不同环境条件下,分别利用三种光伏控制策略,将现场可编程门阵列仿真结果与PSCAD、Simulink软件作对比,验证了现场可编程门阵列实时仿真器的可靠性和自适应跟踪技术的有效性。

    2022年10期 v.34;No.225 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K]
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  • 弱电网下WAC控制LCL并网逆变器延时补偿策略

    李玉东;李佩峰;黄鑫;段乾超;

    针对并网逆变装置中因LCL滤波器和数字控制延时产生的稳态误差、谐振和反向谐振尖峰问题,提出一种加权平均电流与补偿器相结合的控制策略。首先,建立加权平均电流并网逆变器数学模型,分析传统电流控制下电网阻抗和滤波器对系统影响,并采用加权平均电流降低系统阶数以减小稳态误差和抑制谐振。然后,分析由控制延时产生的反向谐振对系统影响和抑制反向谐振原理,通过合理设计所提出的补偿器参数以消除系统中的反向谐振尖峰。最后,通过建立仿真模型及搭建半实物仿真平台对所提控制策略进行验证,对比仿真与实验结果,验证了该策略的有效性。

    2022年10期 v.34;No.225 57-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K]
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  • 基于VAE预处理和RP-2D CNN的不平衡负荷数据类型辨识方法

    黄冬梅;吴志浩;孙园;胡安铎;时帅;孙锦中;

    针对负荷数据类型辨识中存在的类别不平衡及特征提取不足的问题,提出一种基于变分自编码器预处理和递归图-二维卷积神经网络的不平衡负荷数据类型辨识方法。首先,利用变分自编码器的过采样方法对少数类样本进行平衡化处理。然后,使用递归图算法将负荷曲线图像化。最后,根据二维卷积神经网络求取分类结果。算例分析表明,变分自编码器能有效地改善负荷数据中存在的类别不平衡问题,提高少数类的召回率;同时,相比于序列输入的分类器模型,经过递归图编码后,其图像输入的二维卷积神经网络模型有更高的分类准确度。

    2022年10期 v.34;No.225 66-72+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1050K]
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  • 新能源互联电力系统双积分反馈PID负荷频率控制

    张成;张艳;

    针对光伏新能源电力系统的调频困难问题,提出一种基于改进天牛须搜索算法的粒子群优化算法,实现对光、火、储两区域互联电力系统的负荷频率控制。首先,将储能电池引入混合电力系统中,建立光伏、火电及储能电池的两区域互联电力系统的负荷频率控制模型,并设计出含滤波系数的双积分反馈PID控制器;然后,引入方向改变因子改进天牛须搜索算法,提出一种基于改进天牛须搜索算法的粒子群优化算法,用于优化含滤波系数的双积分反馈PID控制器参数。最后,通过数值仿真,仿真结果表明,本文所提的控制策略在对于频率偏差、区域控制偏差和联络线功率偏差等方面的控制效果、抗扰动能力,优于粒子群优化算法、天牛须搜索算法和含滤波系数的双积分PID控制器。

    2022年10期 v.34;No.225 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 926K]
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  • 基于二阶线性自抗扰的虚拟同步发电机二次调频控制

    葛胜升;王鹏;施凯;

    当分布式电源处于孤岛运行时,负载的突变或切入/切出会引起虚拟同步发电机系统频率的突变。针对该问题提出基于二阶线性自抗扰的虚拟同步发电机系统频率无差调节策略;并与分析得到的系统输出频率二阶模型相结合,从系统稳定性角度出发对自适应控制参数进行整定,使虚拟同步发电机在孤岛状态下发生负载突增时,能够实现对系统频率无差调节,达到二次调频的目的。最后将所提出的控制策略在MATLAB/Simulink中进行仿真实验,与基于PI调节阻尼系数的控制方法进行对比,仿真结果验证了所提控制策略的有效性和正确性。

    2022年10期 v.34;No.225 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1091K]
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  • 单相并网光伏系统的混合控制策略

    张爽;张迪;薛飞;徐恒山;

    针对两级并网光伏系统在光伏阵列功率波动时难以兼顾最大功率点跟踪和母线电压稳定控制的问题,提出一种应用于单相两级并网光伏系统的混合控制算法。该算法利用交错Boost变流器中的一只全控型器件对最大功率点进行快速跟踪,而另一只全控型器件对光伏系统的直流母线电压进行稳定控制,从而同时实现最大功率跟踪和直流母线电压稳定的控制。理论分析和仿真结果表明,所提出的混合控制策略在稳态时能使光伏系统工作在最大功率点处;当输入功率发生剧烈变化时,光伏系统的直流母线电压波动较小,有效地避免直流母线电压在功率波动时的电压冲击,提高了直流母线电容的使用寿命。

    2022年10期 v.34;No.225 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1023K]
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  • 基于暂稳态电流幅值比较的谐振接地系统故障选线方法

    李高明;黎皓彬;卢颖;梁永亮;

    针对传统单相接地故障选线方法因互感器极性反接而误动或拒动的问题,提出一种基于零序电流幅值比较的选线方法。根据谐振接地系统单相接地故障等值电路,计算各线路出口处零序电流工频分量与暂态分量的幅值之比,分析各线路出口处零序电流的幅值特征,得出所有健全线路零序电流暂态分量与稳态分量的幅值之比相等,且明显小于故障线路零序电流暂态分量与稳态分量的幅值之比。该方法仅利用了零序电流幅值信息,实现简单,不受零序互感器极性的影响。通过MATLAB仿真和现场数据验证了方法的正确性。

    2022年10期 v.34;No.225 97-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 846K]
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  • 基于时延神经网络的风电场集总调压动态建模

    李丹;刘厦;郭希海;孙羽;

    风电场并网调压依赖于场内风电机组无功支撑能力,而机组分散运行及其工况差异使场级集总调压动态表征面临很大挑战,不利于场级调压特性监测及调压控制器的改进设计。针对这一问题,本文基于数据驱动时延神经网络算法提出一种风电场全工况下集总调压特性动态等值建模方法。首先,基于风电场集总调压原理及策略分析明确调压响应的输入和输出,根据多工况下调压实验数据,采用传递函数、子空间辨识的线性建模及间隙测度方法评估各工况下调压动态差异度。然后,根据场级调压动态超短时响应特点,提出基于时延神经网络的全工况集总动态等值建模方法。最后,根据东北某风电场调压运行数据进行仿真验证,仿真结果表明,所提方法可高精度逼近具有超短时采样周期的场级集总调压特性,有效提升风电场并网友好性。

    2022年10期 v.34;No.225 104-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 918K]
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  • 考虑时序最优潮流的分布式电源优化配置方法

    马世乾;张杰;商敬安;王天昊;梁刚;张鑫;

    针对分布式电源广泛接入会增加配电系统节点电压、线路潮流越限风险的问题,提出一种考虑时序最优潮流的分布式电源优化配置方法。首先,建立以最大限度消纳新能源电量和单位电能供电成本最低为目标函数的最大最小优化模型;然后,利用配网静态安全域方法实现内层和外层模型的快速求解;最后,对IEEE 33节点系统开展算例分析,结果表明本文方法可以快速制定风、光电源消纳方案,实现资源的优化配置。

    2022年10期 v.34;No.225 112-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 943K]
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  • 注意力机制下的VMD-IDBiGRU负荷预测模型

    邵必林;严义川;曾卉玢;

    针对传统神经网络在负荷预测中精度欠佳、预测速度较慢的问题,提出一种基于注意力机制、变分模态分解和改进的深度双向门控循环单元短期负荷预测模型。该模型首先通过变分模态分解算法将负荷数据分解,以降低原始负荷数据的复杂度。然后:针对传统分解加预测组合模型存在参数多、模型复杂的问题,基于权值共享的思想建立改进的深度双向门控循环单元神经网络;引入注意力机制来突出关键因素的影响,通过注意力权重深度挖掘负荷数据存在的规律。最后,以中国某地区的负荷数据作为实例,通过与传统预测模型进行对比得出,本文所提模型在精度和速度方面均有一定的提升。

    2022年10期 v.34;No.225 120-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1092K]
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  • 基于动态模式分解的三端多段式架空线-电缆混合输电线路故障定位新方法

    张智伟;范新桥;张利;李慧;刘思嘉;

    针对三端多段式架空线-电缆混合输电线路故障定位问题,提出一种基于动态模式分解算法的故障定位新方法。首先,将能够改善模态混叠的动态模式分解算法和反映瞬时能量变化的Teager能量算子相结合用于故障行波波头准确检测;将三端多段式混合线路简化为“三端线路”,给出一种基于故障初始行波到达各端测点及T节点时间差的故障分支判定条件,并根据其判定出故障支路。然后,计算故障初始行波到达该支路端点和T节点的时间差,并与故障行波由该支路各架空线和电缆的连接点传播到端点和T节点的时间差进行比较,确定故障所在的架空线路段或电缆段。最后,利用双端行波法计算故障距离。仿真结果表明,所提基于动态模式分解算法的故障定位方法可准确判断三端多段式架空线-电缆混合线路的故障支路并定位出故障位置。

    2022年10期 v.34;No.225 129-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 895K]
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  • 基于SMES-SFCL直驱永磁风电并网故障穿越能力

    王敏;周羽生;杨航;李颖许;

    为提高永磁直驱同步风力发电机组功率输出的稳定性和低电压穿越能力,提出了采用超导磁储能-超导故障限流系统来平滑风电机组的有功输出,改善故障穿越能力。当电网故障时,电阻型超导限流器限制故障电流对网侧变流器的冲击,提高网侧变流器的无功输出能力;当电网电压正常时,超导磁储能系统通过吸收和释放功率来平滑风电机组的有功输出,抑制功率波动;当电网电压跌落时,超导磁储能系统吸收直流母线上的多余功率,抑制直流母线电压上升;同时通过控制网侧变流器输出无功功率以支撑电网电压。仿真结果表明了该方法的有效性。

    2022年10期 v.34;No.225 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K]
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  • 适应中国背景的跨省区容量市场联合出清机制

    孙启星;邢栋;张超;方鲁睿;尤培培;李司陶;

    容量市场是保障电力系统发电容量充裕的一种市场化手段,已应用于美国、英国、加拿大等电力市场推进较快的国家。本文从国际容量市场出清方法底层逻辑及曲线设计原则入手,研究适应我国工业背景下的容量市场需求曲线和出清方式。结合我国跨省区交易现状及可再生能源发电优先消纳的特殊要求,在考虑电源特性对电力安全保障的影响背景下,提出一种适应我国的容量市场跨省区联合出清机制。并依据设计方法进行算例分析,验证了所提出的跨省区容量市场出清机制的可行性及经济性。

    2022年10期 v.34;No.225 145-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 870K]
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  • 直流输电线路差动保护新原理

    苏煜;汤士明;石勇;

    针对直流输电系统的快速发展亟需研究新原理的直流线路保护问题,本文提出一种基于直流电流正、反向行进波构成的直流输电线路差动保护原理。根据对直流线路两端的电流正、反向行进波间关系的分析结果,推导出由本侧电流正、反向行进波得到对侧电流正、反向行进波的计算方法,利用同一侧保护安装处电流行进波的计算值与实测值来构造差动保护判据,并给出了保护整定值的选取原则。根据对故障点处与保护安装处地模电流间关系的分析,利用地模电流构造了故障选极判据。理论分析和仿真实验均证明了所提的行进波差动判据对区内外故障具有明确的选择性,选极判据对故障极线路的判别正确。

    2022年10期 v.34;No.225 152-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 932K]
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  • 关于论文摘要和关键词

    <正>1摘要的内容包括研究的目的、方法、结果和结论,篇幅以200字左右为宜。(2)摘要应具有独立性和自明性,应是一篇完整的短文。一般不分段,不用图表和非公知公用的符号或术语,不得引用图、表、公式和参考文献的序号。(3)英文摘要一般与中文摘要内容相对应。

    2022年10期 v.34;No.225 158页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
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  • 关于论文中的图

    <正>1.图要精选,应具有自明性,切忌与表及文字表述重复。2.图要精心设计和绘制,要大小适中,线条均匀,主辅线分明。3.坐标图标目中的量和单位符号应齐全,并分别置于纵、横坐标轴的外侧。4.图中的术语、符号、单位等应与表格及文字表述所用的一致。

    2022年10期 v.34;No.225 49页 [查看摘要][在线阅读][下载 665K]
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  • 关于论文中的表

    <正>(1)表要精选,应具有自明性。表的内容切忌与插图及文字表述重复。(2)表应精心设计,为使表的结构简洁,采用三线表,必要时可加辅助线。(3)项目栏中各栏标注应齐全。若所有栏的单位相同,该单位标注在表右上角,不写“单位”二字。(4)表中的术语、符号、单位等应与插图及文字表述所用的一致。(5)表中内容相同的相邻栏或上下栏,重复示出或通栏表示,不用“同左”、“同上”等字样代替。

    2022年10期 v.34;No.225 88页 [查看摘要][在线阅读][下载 663K]
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  • 关于论文中的公式和反应式

    <正>l.文中重要的或后文要重新提及的数学式、反应式等可另行起排,并用阿拉伯数字编序号。2.数学式需断开换行时,在紧靠其中符号=,+,-,±,?,×,·,/等后断开,而在下一行开头不应重复这一符号。3.反应式需断开换行时,在紧靠其中符号→,=,?,+后断开,而在下一行开头不应重复这一符号。

    2022年10期 v.34;No.225 96页 [查看摘要][在线阅读][下载 664K]
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  • 关于参考文献著录格式

    <正>1.连续出版物标引项顺序号作者.题名.刊名(外文刊名可缩写,缩写后的首字母应大写,并省略缩写点“.”),出版年份,卷号(期号):起始或起止页码2.专著标引项顺序号作者.书名.版本(第1版不标注).出版地:出版者,出版年.(专著中的析出文献应注明起止页码)3.论文集标引项顺序号作者.题名.见(英文时用In):主编.论文集名.出版地:出版者,出版年:起止页码

    2022年10期 v.34;No.225 119页 [查看摘要][在线阅读][下载 681K]
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  • 关于量和单位

    <正>1.量的符号一般为单个字母,并一律采用斜体(p H例外)。必要时,可在量符号上附加角标。2.在表达量值时,在公式、图、表和文字叙述中,一律使用单位的国际符号,且均用正体。3.不可修饰单位符号,如:加缩写点、角标、复数形式。4.在图和表中,特定单位表示量的数值时,用量与单位相比形式,如:L/m,m/kg,c_B/(mol·dm~(-3))。

    2022年10期 v.34;No.225 128页 [查看摘要][在线阅读][下载 664K]
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