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最新刊期
2022年第46卷第3期
- 摘要：知识图谱具有良好的知识表达能力和解释性，是人工智能领域的一个重要分支，将其应用于电力设备健康管理，可有效整合设备全生命周期的数据，形成以知识为导向的新型运维管理模式。首先，文中系统地梳理了开放领域知识图谱构建方法，针对其中的关键技术和难点问题进行了详细阐述，并结合电力设备健康管理知识图谱的特点，论述了知识图谱的构建过程；然后，结合现有工作，明确了知识图谱在电力设备健康管理中的应用场景，并分析了当前健康管理领域对知识图谱技术的需求；最后，对未来知识图谱在能源电力设备健康管理中的应用前景做了展望。关键词：电力设备;健康管理;知识图谱;深度学习;自然语言处理;知识推理4|1|0更新时间：2025-06-16
观点
- 摘要：随着光伏发电在微电网中的渗透率不断提高，其发电出力的不确定性和时变性为微电网的经济运行带来了挑战。在构建经济调度模型时，就需要适当模拟不确定变量并相应地发展高效求解算法。在此背景下，文中提出能够有效计及不确定性因素的深度强化学习算法，以实时求解微电网的优化运行问题。首先，采用马尔可夫决策过程对微电网优化运行问题进行建模，用实时奖励函数代替目标函数和约束条件，利用其与环境互动，寻找最优策略。其次，借助贝叶斯神经网络对不确定的学习环境建模，进而在马尔可夫决策过程中有效考虑状态转移的随机过程。为此，提出双深度期望Q网络算法，通过考虑状态转移的随机性，优化一般深度Q网络算法的Q迭代规则，显著提高算法的收敛速度。最后，采用算例验证了所提模型和算法的有效性。关键词：光伏发电;不确定性建模;深度强化学习;贝叶斯神经网络;双深度期望Q网络3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：提出一种基于时空耦合特性和深度学习模型的充电站运行状态预测方法。首先，基于充电站历史运行数据和所在区域的交通通行速度数据集，利用k-means聚类方法将充电站划分为不同类型，分析充电站运行状态在时间上的特性；建立单个充电站的“偏移量-交通-时间”三维矩阵模型，深度挖掘充电站运行状态与周边交通状况在时间和空间上的耦合相关性。其次，将充电站状态与交通状况的时间滞后相关特性进行空间重构，利用卷积神经网络进行特征提取，通过长短期记忆网络进行时间序列预测，构建基于Keras深度学习框架的充电站运行状态多步预测模型。最后，以20个充电站的真实运行数据进行验证，并与多种预测算法进行对比，结果表明，所提方法具有较高的预测精度。关键词：充电站;运行状态;交通状况;多步预测;Keras深度学习框架3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：需求侧资源的多样性、分散性使得小范围示范工程采集的响应模型很难推广到大容量客户群体，文中拟基于小样本需求响应数据完成需求响应特性泛化建模及其大规模潜力推演工作。首先，构建响应随机参数的分布鲁棒模糊集。其次，基于主成分分析法挖掘小样本用户用电与其响应死区拐点与饱和区拐点的关系，采用共性与个性结合的方式实现大规模泛化过程中一般用户响应关键参数的获取，最终实现基于小样本数据的大规模需求响应潜力推演。算例表明，所提需求响应潜力量化方法充分考虑了用户响应的随机性，对行业共性特征及用户个性特征都进行了较好刻画。研究成果一方面可支撑针对示范工程范围内小样本用户的需求响应特性精准建模，另一方面可支撑对未来场景下大容量客户群体的响应能力推演评估。关键词：分布鲁棒优化;主成分分析法;需求响应;潜力推演3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对低压配电台区拓扑结构中相别关系错误的问题，利用台区配电变压器低压侧相电压序列和用户电压序列的相似性，提出了一种基于自适应分段云模型的单相用户相别辨识方法。首先，利用云模型的数字特征刻画电压序列的数据分布；然后，利用自适应分段云模型算法自适应地确定电压序列的分段总数以及每个分段的起始时刻和结束时刻；最后，计算电压序列分段云模型的相似度，确定用户与台区配电变压器的相别关系。该方法不受台区拓扑结构和负荷变化的影响，具有通用性；与现有相似性算法相比，该方法针对台区配电变压器三相电压很接近的情况相别辨识结果区分度更好、准确率更高。算例仿真和实例分析验证了所提方法的有效性。关键词：低压配电网;低压拓扑识别;相别辨识;云模型;自适应分段;电压相似性分析;户变关系3|4|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对基于历史负荷建模的台区相序调整不足及调相后供电状态时长不能保证的问题，从数据驱动角度提出了基于改进支持向量机（SVM）超短期负荷预测的台区相序在线优化方法。首先，采用变分模态分解将预测对象的历史负荷分解成多个子序列，对每个子序列采用改进的SVM进行预测，预测模型中引入自适应权重机制改进最小二乘SVM的性能，以过滤数据噪声对结果的影响，提高预测准确度；然后，对智能换相开关负荷支路建立最小三相不平衡度、最少换相次数、最长相序维续时间的多目标优化模型，从第3代非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅲ）求解的Pareto最优解集中选取一组满意解作为决策者的相序自动调整方案；最后，以中国广东电网某台区为例进行分析，并与其他方法对比验证了所提方法的有效性。关键词：数据驱动;支持向量机;负荷预测;遗传算法;相序3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：沿海地区台风暴雨灾害频发，极易引发输电线路倒塔、断线等事故。为此,针对110 kV输电线路提出一种同时考虑台风暴雨灾害下倒塔与断线事故的评估方法。首先，分别建立台风与暴雨荷载模型，刻画台风风场中任意位置的风雨荷载；其次，对110 kV线路不同的输电塔型分别建立有限元模型，考虑风雨荷载的相关性，分析风雨荷载下线路和铁塔的动力响应；接着，基于结构可靠性理论，推导倒塔、断线概率表达式，研究不同塔型、用途、风向角等因素对倒塔的机理影响，分析电网薄弱环节，评估台风暴雨灾害下110 kV线路倒塔与断线事故；最后，仿真采用中国某地区实际电力系统和真实台风数据，验证所提方法的适用性。关键词：台风;暴雨;倒塔;输电线路;断线;可靠性评估3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：局部区域内的新能源大规模集中开发会造成严重的弃电问题，配置一定规模的储能装置可显著减少弃电。文中基于时序生产模拟软件和概率统计分析方法研究了考虑新能源发电不确定性和弃电率约束的局部断面储能容量配置问题。首先，介绍了主流的时序生产模拟软件的算法框架；基于该软件在考虑新能源出力的不确定性下获取局部区域断面的弃电曲线。然后，考虑弃电率限制，利用恒功率法确定储能的初始配置规模，再对断面弃电时长进行累积概率统计分析以得到储能最佳时长；进而对储能进行优化配置，得到满足弃电率约束的储能最佳配置规模。最后，针对中国西北某省实际电网进行了算例分析，并对储能配置规模与新能源装机占比和新能源利用率开展敏感性分析，验证了所提方法在求解方面的便捷性。关键词：新能源;储能容量配置;时序生产模拟;概率统计;储能时长;弃电率3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：准确的风速仿真是研究含风能发电系统的重要且基础步骤。为此，提出基于互转换Ornstein-Uhlenbeck过程的风速仿真模型，该模型可产生任意时间步长的仿真风速样本，将其与时序Monte Carlo模拟法结合，提出仿真时间步长可变的含风能发电系统充裕度评估方法。然后，采用某观测站的实测风速样本验证所提模型，结果表明，模型产生的不同时间步长仿真风速样本具有与实测风速样本类似的概率分布特征和自相关特征。应用充裕度评估方法评估含风能IEEE-RTS发电系统充裕度，结果表明，期望失电频率对仿真时间步长的敏感度高于期望失电持续时间和期望失电量对仿真时间步长的敏感度，较大的仿真时间步长将导致对期望失电频率的过低估计，充沛的风能资源可增大风电场并网的充裕度效益。关键词：风速仿真;充裕度评估;风速概率分布;Ornstein-Uhlenbeck过程;仿真时间步长3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对采用传统矢量控制的模块化多电平变换器(MMC)在电网发生单相短路时易发生系统运行失稳的问题，从能量角度出发，提出形式简单、稳定性较好的无源一致性控制方法。以电网不平衡情形下正序电流期望轨迹快速跟踪与负序电流快速抑制为第1目标，通过建立MMC端口受控耗散哈密顿模型，求取不影响全局能量耗散的“无功力”，简化无源性控制器设计，实现全局能量在期望平衡点处达到最小，闭环控制系统全局渐近稳定。以提升正、负序dq轴电流期望轨迹跟踪的同步性为第2目标，将当前相与相邻相的并网电流期望轨迹跟踪误差作为状态误差引入无源性控制律，提出无源一致性控制方法，实现正、负序dq轴电流期望轨迹跟踪的同步达成。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明：所提方法在系统单相短路故障分别与直流侧电压阶跃变化、有功功率波动、MMC参数摄动同时发生时具有良好动静态性能、宽稳定域和强鲁棒性。关键词：电网不平衡;模块化多电平变换器;端口受控耗散哈密顿模型;无源性控制;一致性控制3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：近年来，同调等值方法被广泛应用于大型系统的动态等值中，得到的降阶模型能够准确反映系统的动态响应，其中，代表性的慢同调算法具有对故障位置和严重程度不敏感等优点。然而，由于模型限制及准确性差的问题，使得传统慢同调算法难以应用于分布式发电网络中。为此，提出了一种适用于下垂控制并网逆变器网络的慢同调与聚合方法，依据奇异摄动理论建立慢同调模型并分析阻尼的影响，以解决下垂控制逆变器网络的适用性问题。同时，将模糊C均值空间聚类算法用于模态矩阵的空间向量，以达到准确识别同调电源的目的。最后，应用聚合方法建立降阶模型，并通过对10台并联逆变器的仿真验证了所提方法的有效性。关键词：慢同调算法;聚合方法;降阶模型;动态等值;奇异摄动理论4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：高频电气数据是提高电网态势感知准确度、监测水平和辅助服务质量等的数据基础之一，但是，传统重建算法难以实现高精度的数据重建。因此，文中利用改进生成式对抗网络将低频电气数据重建为高频。通过将时序数据转化为电气图像，实现神经网络方法对电气图像特征的高效提取。利用基于深层残差网络的生成器和改进的残差块结构，提高生成器的特征学习能力。此外，生成器损失函数考虑真实样本与生成样本在低维或高维特征的差别。以公开数据集为例进行算法验证，验证结果表明，相比于传统重建方法，所提方法具有更高的峰值信噪比、结构相似性和更低的平均绝对误差、平均绝对误差百分数，以及更高的高频细节还原度、重建精度，能够对不同数据集实现泛化。关键词：升频重建;低频电气数据;生成式对抗网络;深度残差网络;图像特征;数据驱动3|0|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 摘要：随着高比例电力电子设备和高比例新能源的接入，未来电力系统需要全时域量保护以应对系统复杂的故障特征。系统级故障暂态分析作为时域量保护的研究基础具有重要意义。鉴于逆变型电源(IIG)的受控特性，系统级故障暂态解析需应对机组输出电流的动态相位换算和多机系统方程高阶求解2个挑战。文中提出一种基于IIG暂态电流回代的系统级故障暂态解析方法。通过分析机组输出功率与端电压相位间的动态关系，实现了IIG暂态电流向统一参考系的动态相位换算；对系统方程进行暂态修正从而避免了高阶运算；在此基础上，网络节点暂态电压可由各机组暂态电流线性求解，进一步得到故障点及全网暂态电流的时域精确解。仿真验证结果表明,所提方法可实现较为精确的系统级故障暂态解析。关键词：故障暂态解析;新能源高比例接入;逆变型电源;暂态电流回代;动态相位换算3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：由于各换流器间存在动态交互作用，使得中压直流（MVDC）配电系统的控制参数设计比单台换流器时困难得多。首先，针对系统中换流器的电流控制环、电压控制环和下垂控制环，依次分别建立了计及换流器间动态交互的开环和闭环传递函数，并且所建传递函数零极点的个数与单台换流器独立运行时完全一致。然后，提出了一种计及换流器间动态交互的MVDC配电系统控制参数设计方法，该方法能够从系统动态稳定性的角度定性定量设计控制参数。该设计方法通过部分零极点的相互抵消，利用一对共轭主导极点准确设计系统动态特性，并在较宽频率范围（如10~50 Hz）内均有效。最后，在电力电子仿真软件PLECS中对所提传递函数和控制参数设计方法进行了仿真验证。关键词：中压直流配电系统;动态交互;控制参数设计;开环传递函数;闭环传递函数3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对柔性直流电网线路行波保护在长线故障下难以兼顾速动性和耐受过渡电阻能力的问题，提出了一种基于电压折射波幅值正负差异的两段式行波保护方案。首先，通过分析故障行波在线路上的传播过程，推导了各折反射波的表达式，得出了区内外故障下线路端口电压折射波幅值的正负差异特性。然后，基于该特性，提出了两段式行波保护方案，以传统行波保护判据构成保护第Ⅰ段，采用端口电压幅值及回升时间构成行波保护第Ⅱ段。最后，基于PSCAD/EMTDC仿真平台，验证了该保护方案的有效性。关键词：柔性直流电网;两段式行波保护;折射波;速动性;过渡电阻3|1|18更新时间：2025-06-16
- 摘要：谐振接地系统的高阻接地故障由于消弧线圈和接地阻抗作用，故障电气量较微弱，故障检测与选线困难。通过对高阻故障的暂稳态特征以及故障线路对地支路的瞬时和永久性改变的分析，总结出健全线路和故障线路对地电容参数的瞬时变化规律及特征。进而构造表征故障前后各线路对地电容参数变化的虚拟能量分量，并分析虚拟能量变化率的变化规律。最后，提出了利用线路虚拟能量变化率峰值占比来确定故障线路的判据，并用于设计故障选线方法。所述方法在保证选线正确的同时，扩大了检测范围并增强了抗三相不平衡干扰的能力，仿真结果和现场实测数据验证了方法的准确性与可靠性。关键词：谐振接地系统;高阻接地故障;线路对地电容参数;虚拟能量变化率;故障选线3|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为提高传统直流输电系统抵御换相失败的能力，改善系统故障期间的动态特性，提出了一种基于晶闸管型全桥子模块(T-FBSM)的复合型电网换相换流器拓扑，在故障期间可以通过控制工作模式的切换同时实现换相电压的补偿及直流电流增长的抑制，从而提高换相失败的免疫能力。研究了T-FBSM与换流阀的协调控制策略，并设计了T-FBSM电气参数。最后，在PSCAD仿真环境中设置不同仿真案例，验证了所提新拓扑的电压、电流应力及换相失败抑制效果。仿真结果表明，所提复合式电网换相换流器拓扑协调控制策略及所设计的T-FBSM电气参数合理、有效，同时所提拓扑可以有效降低换相失败概率，并可改善系统的恢复特性。关键词：电网换相换流器;换相失败;辅助换相拓扑;换相电压补偿;故障电流抑制;晶闸管型全桥子模块3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：提前触发控制是降低高压直流输电系统换相失败发生概率的一种重要方法，精准的提前触发是该方法抑制换相失败的关键。根据换相电压时间面积理论，提出了一种基于换相电压时间面积预测的换相失败抑制方法。该方法不仅计及了故障后直流电流的变化，还通过换相面积的测量间接计及了故障后换相角以及等效换相电抗的变化。同时，该方法具有较清晰的物理意义，不需要通过复杂的参数整定来提升换相失败抑制性能。最后，以PSCAD/EMTDC中CIGRE标准模型作为测试模型，在不同故障下验证了所提方法的有效性。关键词：高压直流输电;换相失败;换相失败抑制;换相角;提前触发控制3|1|12更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对目前宇称时间（PT）对称磁耦合无线电能传输（MC-WPT）系统的物理原理、参数条件及其与常用工作模式的区别等方面认识不全面的问题，首先基于振动学理论对PT对称MC-WPT系统进行建模分析，明确其实质为实本征态工作模式，并建立了实本征态系统的一般参数条件。进而从实本征态角度，对比分析了基于运算放大器实现和基于逆变器实现的PT对称系统的物理原理，证实基于运算放大器实现的PT对称系统物理原理为自激振荡系统，具有自选频率特性，而基于逆变器实现的PT对称系统本质上是强迫响应系统，工作频率由逆变器给定。在此基础上，将PT对称系统与目前MC-WPT系统常用的几种工作模式包括零相角模式、美国麻省理工学院（MIT）提出的共振耦合模式、复本征态模式进行了对比分析，得到了各种工作模式的特性及优缺点。关键词：无线电能传输;磁场耦合;实本征态;宇称时间对称;自激振荡;能效特性3|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为增强深度残差收缩网络对变压器故障特征的学习能力从而提高故障识别精度，文中研究构建了故障特征气体向量配合改进的深度残差收缩网络来识别变压器故障。首先，构建可变软阈值函数消除恒定偏差的影响，利用快速回溯算法加快阈值确定速度的同时确保输出结果的完整性。然后，提出带可变权重的交叉熵函数降低误识别对网络精度的影响，并将构建的特征气体向量作为网络输入，保证网络学习并识别更多故障因素的特征。最后，以过热故障和电弧放电故障为样本的实验结果验证了该方法的有效性。与传统方法相比，所提方法的识别精度高，而且适用于电力系统多特征故障识别。关键词：变压器;深度残差收缩网络;故障识别;特征气体3|0|0更新时间：2025-06-16
研制与开发
- 摘要：在“碳中和”及“碳达峰”的背景下，高比例可再生能源电力系统将成为未来电力系统发展的一个重要趋势，同时外界极端环境日趋多变多发，电力系统随机因素日益增加，将对系统的经济、安全、稳定运行产生重大影响，需要根据随机因素的不同特征研究分析其对系统的影响以及应对的措施。从随机变量以及描述方程的角度，将电力系统随机问题分为随机稳态问题、随机动态问题、随机事件问题3类。面向这3类随机问题，分别介绍其问题描述，归纳其分析方法。针对电力系统随机稳态问题，从随机特征分析及随机决策问题2个角度综述和探讨了含随机性的电力系统稳态分析方法；针对电力系统随机动态问题，从振荡、安全和稳定3个方面综述和探讨了随机性对系统动态的影响；针对电力系统随机事件问题，从概率分析和马尔可夫分析2个方面综述其分析方法。最后，对新能源的概率预测、强随机性下的系统规划运行、低惯性下的抗干扰能力、随机动力学、极端气候对新能源的影响进行了研究展望。关键词：电力系统;随机事件;稳态;动态5|0|0更新时间：2025-06-16
综述
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