电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 基于遗传优化聚类的GRU无损电力监测数据压缩

    屈志坚;帅诚鹏;吴广龙;梁家敏;李迪;

    针对电力调度中心监测数据记录体量大、存储困难的问题,提出基于遗传优化K-means聚类的门控循环单元神经网络无损数据压缩方法。首先,搭建分布式集群,将多维原始电力数据聚类成相似性较高的数据块,并利用遗传算法对聚类进行寻优,提高数据聚类的效果;再通过门控循环单元神经网络训练数据编码的概率分布模型,结合算术编码对数据进行编码压缩;最后,以多个电力数据集为算例进行分析。经验证本文所提的压缩算法能实现数据的高比例压缩、优化集群性能。

    2024年04期 v.36;No.243 1-8+18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1168K]
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  • 基于VMD和改进聚类算法的配电网故障选线方法

    王远川;李泽文;夏翊翔;毛紫玲;郭欣玉;

    为提高小电流接地系统单相接地故障的选线准确率,设计了一种基于调幅调频函数的变分模态分解VMD(variational mode decomposition)与K-means++聚类算法相结合的故障选线方案。对故障发生后各条线路零序电流信号进行VMD分解,得到多个自适应频带特征的本征模态函数;构造以低频分量的波形相关系数为横坐标和以高频分量初始极性为纵坐标的二维平面,在该二维平面绘制代表各出线的散点分布图;最后通过Kmeans++聚类算法对所构造的散点点集进行聚类分析,利用代表故障线路的散点属于离群点的特点,筛选出故障线路。通过Pscad软件进行仿真验证,结果表明,该故障选线方法不受条件改变的影响,能够实现对故障线路的准确识别,具有较好的抗噪能力。

    2024年04期 v.36;No.243 9-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1020K]
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  • 基于SEPIC的新型高增益DC-DC变换器及衍生拓扑分析

    魏业文;李明;李俊波;宁鑫淼;白文静;

    针对光伏并网系统中单开关升压变换器(如SEPIC、Boost、准Z源、二次型)电压增益低和半导体器件电压应力大的问题,提出1种基于SEPIC的外部升压型高增益DC-DC变换器。首先对所提变换器在电感电流连续导通模式和断续导通模式下的工作原理和稳态特性进行详细分析,并与其他新型拓扑进行性能对比。在此基础上,给出了基于外部升压网络的衍生拓扑。最后,通过搭建1台400 V/200 W的实验样机证明了理论分析的准确性。所提变换器利用阻抗网络和开关电容单元构成的外部升压网络提升了SEPIC变换器的电压增益,并改善了半导体器件电压应力大的缺点。

    2024年04期 v.36;No.243 19-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1542K]
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  • 基于概率图与功率优化模型的户变关系识别

    胡慧琳;李梁;孙智卿;宣羿;金旻昊;

    户变关系是指配电变压器与其供电的终端用户间的电气连接关系,准确的户变关系是低压配电网运行管理的基础。在此背景下,本文提出一种基于概率图与功率优化模型的低压配电网户变关系识别方法。首先,利用马尔可夫随机场概率图模型来计算终端用户间的电压相关性;然后,对用户进行归集计算,得到新的用户集合,大大降低了计算维度;最后,基于新的用户集合,利用功率平衡原理建立用户集合与配电变压器的功率优化模型,实现低压配电网户变关系的准确识别。通过实际的低压配电网数据,验证了所提方法的有效性和鲁棒性。

    2024年04期 v.36;No.243 30-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 942K]
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  • 计及需求响应的MPIES多时空尺度鲁棒随机优化调度

    黄海涛;田胜轩;余文昶;曹俊波;

    针对多园区综合能源系统多时间尺度优化调度问题,结合各时间尺度源、荷不确定性特征与响应特性、园区数目对计算规模的影响,提出一种计及需求响应的多园区综合能源系统多时空尺度鲁棒随机优化调度架构。日前调度建立计及可中断负荷的多园区多能流系统鲁棒优化调度模型,确定系统最恶劣运行场景下基本调度策略;日内调度建立计及可中断负荷和替代型需求响应的单园区多能流系统随机优化调度模型,细化并调整调度策略;实时调度建立计及直接负荷控制的单园区电气系统随机优化调度模型,削弱调度策略受源、荷出力波动的影响。最后,通过算例验证了该架构能有效提高系统运行的经济性和稳定性。

    2024年04期 v.36;No.243 38-49+58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1492K]
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  • 基于混合强化学习的主动配电网故障恢复方法

    徐岩;陈嘉岳;马天祥;

    针对高比例新能源接入的配电网故障恢复问题,提出一种基于混合强化学习的主动配电网故障恢复方法。首先,以故障损失最小为恢复目标、配电网安全运行要求为约束条件,构造主动配电网的故障恢复模型;其次,建立用于故障恢复的强化学习环境,根据状态空间和动作空间特点,提出一种混合强化学习方法,该方法使用竞争架构双深度Q网络算法处理离散动作空间,进行开关动作;然后,使用深度确定性策略梯度算法处理连续动作空间,调节电源出力;最后,通过IEEE33节点系统仿真实验验证所提方法的可行性和优越性。

    2024年04期 v.36;No.243 50-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1022K]
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  • 基于CBAM-CNN的电力系统暂态电压稳定评估

    李欣;柳圣池;李新宇;陈德秋;鲁玲;郭攀锋;

    为进一步提高电力系统暂态电压稳定评估模型的特征提取能力和模型在系统拓扑结构发生变化时的适应性,提出一种将改进的卷积神经网络与迁移学习相结合的方法。首先,在卷积神经网络的卷积层后插入卷积块注意力模块,对输入的数据从通道和空间两个独立的维度依次提取特征,提高卷积神经网络对系统暂态电压状态的识别能力。然后,将该模块与微调技术相结合,提高模型在系统拓扑结构改变时的在线更新速度。最后,算例分析验证了所提模型的有效性。

    2024年04期 v.36;No.243 59-67+75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K]
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  • 基于改进粒子群算法的阻尼惯量自适应控制策略

    卢盛阳;朱钰;陈涛;王同;王宁;吴蒙;

    针对传统虚拟同步发电机控制策略存在暂态调节时间长及稳定性差等问题,提出一种基于改进粒子群算法的阻尼惯量自适应控制策略。首先,通过分析系统受扰动后功角特性,提出阻尼惯量自适应控制策略;然后,利用改进粒子群算法选择控制策略初始值,给出关键参数的选取原则及具体范围;最后,通过与现有控制策略进行对比,分析不同惯量及阻尼下对系统影响并验证控制策略的优越性。结果表明,该策略可有效提高系统稳定性及动态响应性能。

    2024年04期 v.36;No.243 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 891K]
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  • 基于多源量测的主配网一体化状态估计方法

    孙健;李勇;王秀茹;

    针对主配网结构复杂且测量设备无法全节点覆盖的问题,本文基于多源量测数据提出了主配网一体化的状态估计算法。针对不同的量测条件,设计相应的状态估计模型,构建非线性动力学系统以保证状态估计算法的全局收敛性。同时,考虑主配网状态估计的协调问题,融合更新频率高的数据采集与监视控制系统,同步相量测量装置量测和更新频率低的高级计量架构量测,开展主配一体化的状态估计方案设计。在IEEE标准算例基础上改进的主配网络上对该方法进行相关测试,仿真结果验证了所提算法的有效性。

    2024年04期 v.36;No.243 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 906K]
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  • 不平衡电压下的DFIG模型预测直接功率控制

    王豪;董锋斌;王凯;史新涛;

    为提高双馈风力发电机在不平衡电网电压工况下的运行性能,提出一种扩张状态观测器与模型预测控制相结合的直接功率控制策略。首先,采用扩张状态观测器对系统中因负序分量引起的不确定项、模型误差及外部扰动等不确定因素进行参数估计。然后,结合模型预测控制理论建立双馈风力发电机模型预测直接功率控制数学模型。最后,针对不平衡电网电压下的功率振荡分量讨论功率优化补偿方案。仿真结果验证了所提方法的有效性。

    2024年04期 v.36;No.243 84-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K]
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  • 现货市场中实现保供目标的容量补偿定价方法

    柴玮;杜首行;陈愚;王梓怡;舒隽;

    为解决电力现货市场环境下的电力系统装机充裕度不足的问题,提出一种实现电力系统保供目标的容量补偿定价方法。首先,根据保供要求的电力系统可靠性标准,构建基于内部收益率评估的机组投资、退役决策模型;其次,通过“机组电能市场收入评估、机组容量补偿收入评估、投资退役决策”的迭代,确定目标年份市场中分类型机组的预期装机;然后,计算目标年份的可靠性指标,根据可靠性指标与标准的偏差调整容量补偿价格,使得发电充裕度能够满足目标年份系统的可靠性标准。算例结果表明,所提定价方法能够在保证电力系统可靠性的基础上,降低电力用户的综合购电成本。

    2024年04期 v.36;No.243 94-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 850K]
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  • 基于阻抗灵敏度的MMC稳定性主导影响因素分析

    吴晓鸣;沈玉明;王绪利;张辉;段修超;池源;

    针对模块化多电平换流器的宽频谐振日益突出且涉及影响因素众多,通过参与因子分析难以宽频段定量寻找主导谐振因素的问题,提出模块化多电平换流器阻抗绝对灵敏度及标幺灵敏度的分析方法,来实现宽频谐振主导因素的定量研究,并降低模块化多电平换流器的谐振风险。首先,建立模块化多电平换流器宽频阻抗模型,对延时环节和电流控制参数开展绝对灵敏度分析,来反映参数变化对系统稳定性的影响趋势;然后,对灵敏度比重标幺化消除各因素间量纲的影响,得到模块化多电平换流器互联系统在各频段稳定性的主导因素;最后,通过Matlab/Simulink模型验证了理论分析的正确性。

    2024年04期 v.36;No.243 102-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K]
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  • 基于加权潮流熵和耦合支路介数的大停电故障集构建方法研究

    郭裕;刘石川;高雯曼;李丹丹;张爱军;姜希伟;

    随着电网互联程度的加深,电网因连锁故障引发大停电的概率增大,构建连锁故障集是预防大停电的有效措施之一。首先,研究对电网稳定运行影响巨大的故障支路集,定量评估电网运行状态的加权潮流熵计算方法。然后,结合全过程动态仿真软件,提出基于加权潮流熵和耦合支路介数的大停电故障集构建方法。最后,以某地区电网为例验证所提方法的正确性和有效性。该方法既考虑电网结构变化又考虑电网状态变化,能够准确反映电网故障动态过程。

    2024年04期 v.36;No.243 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 831K]
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  • 多变流器互联交直流微网集群一致性功率协同控制

    杨天国;何鹏;张浩;周倩;石侃;丁元元;

    为增强多变流器互联交直流微网集群系统运行稳定性、可靠性及控制灵活性,本文提出一种一致性功率协同控制策略。控制系统包含互联变流器(DC-DC、DC-AC)柔性控制和交、直流微电网下垂控制等。互联DCAC和DC-DC均采用双环控制,外环将一致性耦合控制和功率分配环节相结合,内环分别采用虚拟同步控制和移相控制。本文所提控制方法,系统仅基于就地量测频率或直流电压等信息,可同时实现子系统间功率协同互济、多互联变流器功率分配及多运行模式自适应平滑切换等目标。最后通过PSCAD/EMTDC仿真模型对所提方法的有效性进行了验证。

    2024年04期 v.36;No.243 120-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
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  • 基于负荷预测和无迹粒子滤波的配电网动态状态估计

    卢锦玲;胡兴华;张学哲;王恩泽;赵增辉;

    随着汽车充电成为新型重要负荷,为确保此时配电网运行与控制安全,对其进行实时准确的态势感知,提出一种基于卷积神经网络和门控循环单元的短期负荷预测与无迹粒子滤波算法自适应混合的配电网动态状态估计方法。结合使用卷积神经网络和门控循环单元进行短期负荷预测,将预测得到的有功与无功功率进行潮流计算,再与无迹粒子滤波量测估计值自适应加权得到电压幅值和相角状态估计结果。以IEEE33节点配电网为例,验证了所提状态估计方法的准确性与面对不良数据时的鲁棒性。

    2024年04期 v.36;No.243 133-140+158页 [查看摘要][在线阅读][下载 969K]
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  • 基于分数阶滑模的混合微电网接口变换器电压稳定控制

    王浩;聂晶莹;李斌;康博阳;张国澎;

    针对并网型交直流混合微电网直流侧母线电压波动问题,提出一种基于分数阶滑模控制的交直流混合微电网互联接口变换器电压稳定控制策略。首先,基于交直流混合微电网互联接口变换器的数学模型,设计控制参数并推导出可控标准型状态空间表达式。然后,针对控制目标选取状态变量并设计电压变结构和电流分数阶滑模控制器。最后,通过MATLAB/Simulink仿真和RT-LAB半实物平台验证了该控制策略与传统PI控制、传统单环滑模控制相比具有更好的追踪性能及鲁棒性。

    2024年04期 v.36;No.243 141-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1304K]
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  • 多直流馈入受端电网的最大受电能力估计方法

    李建华;王国腾;陆建宇;张怡静;黄莹;徐政;

    为保证多直流馈入受端电网稳定运行,提出一种静态稳定约束下多直流馈入受端电网的最大受电能力估计方法。首先,基于奇异值理论推导出多直流馈入受端电网静态电压稳定约束;然后,在考虑静态电压稳定性约束的情况下,建立多直流馈入受端电网优化调度模型;接着,给出一种计及静态电压稳定约束的优化调度模型分段线性求解方法,并基于该方法给出最大受电能力估计方法;最后,通过修改的IEEE39节点系统验证本文所提方法的有效性。

    2024年04期 v.36;No.243 150-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]
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  • 2024年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会征文通知

    <正>为了反映近年来直流输电与电力电子领域科学研究、规划设计、设备制造、生产运行、工程应用、标准化及人才培养等方面的创新性成果,推动国内外直流输电与电力电子技术的交流与发展,针对“碳达峰、碳中和”目标,加快建设新型电力系统,充分发挥直流输电与电力电子技术的作用,中国电机工程学会直流输电与电力电子专业委员会定于2024年10月20-23日在天津召开“直流输电与电力电子专委会2024年学术年会(第十三届)”。

    2024年04期 v.36;No.243 5页 [查看摘要][在线阅读][下载 18K]
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