2024年第40卷第2期目录
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    封面和目录
  • 2024,40(2):0 doi:
    摘要:
  • 特约专栏:新型源荷与配电网互动技术
  • 2024,40(2):101 doi:
    摘要:
  • 徐隽,刘礼阳,赵健,宣羿,孙智卿
    2024,40(2):102-108 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.001
    摘要:
    OP互联是指供电企业内部对电力调度系统(OMS)及设备(资产)运维精益管理系统(PMS)中维护的台账数据进行有效关联。针对中压配电网10 kV馈线OP互联流程复杂、效率低下,且缺乏有效校验机制等问题,提出了一种基于配电网多源量测数据与系统台账信息的馈线OP数据校核与匹配方法。首先,从OMS和PMS中提取功率、设备参数等信息,并对台账及功率进行预处理,形成功率时间序列矩阵;然后,基于α-DDTW距离评估两侧馈线功率波形近似度,实现馈线OP数据的校核与关联匹配;最后,对华东某市电力公司的系统数据进行算例分析,验证了所提方法的有效性与实际工程应用价值。
  • 贾瑞,高玉栋,赵健
    2024,40(2):109-114 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.002
    摘要:
    针对现有电动汽车充电站规划研究鲜有考虑碳排放的问题,提出了一种电-路耦合网络下电动汽车充电站选址定容低碳规划的方法。首先,建立电-路耦合网络,考虑不同车辆的相互影响并计及电动汽车用户里程焦虑,利用蒙特卡洛法模拟车流;其次,对耦合网络碳排放进行溯源和追踪;然后,考虑经济成本和碳排放量,建立多目标充电站规划模型,并利用帕累托前沿求取最优解;最后,以IEEE 33节点配电网和12节点交通网组成的耦合网络作为算例,验证所提方法的有效性。
  • 朱兰,张贺
    2024,40(2):115-123,149 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.003
    摘要:
    为了促进电动汽车产业的进一步发展,构建了计及充换储一体站(CSSIS)的交直流混合配电网多时间尺度优化调度模型。首先,基于快充用户行为和城市交通特征分别构建了充电站模型和换电站模型,再结合储能电站模型完成了CSSIS建模。然后,在计及CSSIS、微型燃气轮机和可再生新能源等接入的交直流混合配电网中,构建了优化调度模型。为降低预测精度误差的影响,采用了多时间尺度协调优化策略处理。该模型属于非线性非凸混合整数规划问题,采用线性化和二阶锥松弛方法将其转化为可用商业求解器处理的混合整数二阶锥凸优化模型。最后,以改进的IEEE 50节点系统为例进行了仿真分析,仿真结果验证了交直流混合配电网形式具有更强的适应性,以及CSSIS具有高效参与电网优化运行的能力。
  • 智能设备与测量
  • 李想,李晓华,赵文彬,刘轶,赵义焜
    2024,40(2):124-128 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.004
    摘要:
    为准确分析海上风电变压器在低频工作时不同温度下的磁特性和损耗特性,推导了不同温度和频率对变压器铁心硅钢片磁特性的影响,通过实验测得某海上风电低频变压器铁心硅钢片在不同温度、不同频率下的磁化曲线和损耗曲线,分析了低频低温工作状态对变压器运行的影响,利用有限元软件建立三维模型进行了仿真验证。然后,分析了温度为80℃时变压器分别工作在工频50 Hz和低频20 Hz状态下硅钢片的损耗曲线变化规律。最后,基于实验分析和仿真验证,得出了海上风电变压器在低频低温环境下工作损耗的一般变化规律,从而为降低变压器损耗及其设计提供了依据。
  • 王长成,孟青叶,郭为民,黄云峰,刘备,郝涛
    2024,40(2):129-134 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.005
    摘要:
    双馈风机通过附加虚拟惯性控制和下垂控制参与电力系统调频,但固定的控制系数无法发挥风机实际调频潜力。针对这一问题,提出了一种将遗传算法和模糊控制(GA-FC)相结合的变系数风机调频优化控制策略。首先,为提高调频时功率支撑能力,分析了超速减载控制,对不同风速下减载率进行拟合;然后,参考其他文献虚拟惯性控制系数整定结果,对下垂控制系数进行整定,再通过GA-FC实现动态调整控制系数,实时挖掘风机实际调频能力;最后,在MATLAB/Simulink搭建仿真模型,对所提策略进行验证。结果表明所提策略能够有效提升系统频率支撑。
  • 禹贤虎,李景龙,赵文彬
    2024,40(2):135-142 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.006
    摘要:
    我国冻土面积占国土面积的一半以上,存在大量冻融土与雷暴共存区域,直接影响电力系统接地性能。首先,分析了冻融土的导电机理,构建了冻融土的导电模型;其次,设计并搭建了冻融土电阻率与电击穿特性试验平台;最后,对我国4种冻土区典型土壤和细砂进行试验,测量土壤电阻率、临界击穿场强随水热条件变化数据,并分析变化产生的本质原因。试验结果表明:水热条件对冻融土电阻率和临界击穿场强的影响可分为冻土段、冻融土混合段和融土段;电阻率ρ和临界击穿场强Ec都随着温度的升高而降低,但只在冻融土混合段发生跳变。
  • 李峰,李景龙,禹贤虎,赵文彬,李诗晨
    2024,40(2):143-149 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.007
    摘要:
    钢轨对排流网的过渡电阻是影响杂散电流的最主要因素。为了快速测量过渡电阻,根据钢轨中的波过程和快速傅里叶变换原理,提出了利用冲击电压源的新型测量方法。首先,基于ATP-EMTP软件搭建钢轨模型进行仿真,验证了冲击法的有效性;然后,结合现场实测钢轨对排流网过渡电阻的数据,进一步验证了冲击法的可靠性和准确性。
  • 吕泽洲,朱武,王光东
    2024,40(2):150-155,177 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.008
    摘要:
    针对旋转式地面电场仪能耗大、信号微弱、易受电磁干扰等问题,设计了一种新型微功耗大气电场传感器。该传感器通过驱动电子开关模拟传统传感器的屏蔽和去屏蔽过程,从而减小仪器能耗,延长电池持续供电时间。采用I/V转换器将传感器感应到的2路电流信号转为电压信号,并经过差分信号放大电路来消除工频干扰和共模影响。通过四阶带通滤波器进行滤波,进一步提高信噪比,并通过同步相敏检波器处理后得到了与场强成正比例关系的直流电压。经过16位模数转换器采样,测得大气场强的大小,试验验证了该系统在-50~50 kV/m场强范围内,测量分辨力可达10 V/m,测量线性度小于1%。
  • 智能电网技术
  • 王渝鑫,袁三男,瞿祎程,李文龙,陈思蕊
    2024,40(2):156-160 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.009
    摘要:
    针对配电站监控系统对厂站设备适配和监控系统迭代升级的需求,提出了一种应用白盒化嵌入式系统技术的方案。该方案采用白盒化开放接口设计,制定统一规范接口,并在程序软件设计上采用协议库动态管理的方法,从而实现了监控系统的灵活管理,同时显著降低了建网和后期维护成本,有效提高了配电站监管平台开发和运行的可靠性。
  • 谢郑溶钊,林顺富,沈运帷,周波,李东东
    2024,40(2):161-168 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.010
    摘要:
    针对居民社区负荷具有分散性强、受影响因素多等特性,提出了一种考虑用户心理的居民社区负荷聚合商(LA)优化调度方法。首先,基于行为经济学中的前景理论对居民用户心理进行建模,得到了考虑用户心理的居民用户需求响应潜力模型;然后,计算在不同激励价格概率分布下,考虑用户心理的居民用户需求响应潜力最大值;最后,以LA收益最大为目标,提出了一种包含居民家庭可调负荷、电动汽车充电站、光伏系统、储能系统的居民社区LA优化调度方法。仿真算例结果表明,所提方法在节约LA运营成本的同时,可激发用户需求响应潜力、增大用户需求响应量。
  • 钱虹,高义伟,印国祥
    2024,40(2):169-177 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.011
    摘要:
    针对可再生能源日渐高比例接入大电网,需要建立主动配电网系统来跟踪和响应大电网的调度需求,提出了一种基于联络线计划功率将微电网转变为主动配电网的经济性调度策略。该策略以风光储直流微电网并网运行系统成本最低为目标,运用改进麻雀搜索算法求解系统运行成本。与无联络线计划功率调度策略的调度结果进行了对比,结果表明,所提调度策略在满足大电网削峰填谷指令的同时,将系统的并网运行成本降低了9.79%。由此验证了该调度策略对于直流微电网并网经济性调度具有可行性。
  • 其他研究
  • 褚希浩,贾秀锋,于帅康,夏朝阳
    2024,40(2):178-184 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.012
    摘要:
    合理设计容量市场机制中的需求曲线能够减少价格波动,保证发电企业收益稳定,进而保障电力系统发电容量充裕性。首先,综述了各国具有代表性的容量市场需求曲线,介绍了需求曲线的设计初衷与基本原理。其次,归纳总结了需求曲线的形状确定、关键参数设计、发展历程及其特点。最后,提出了适应我国容量市场实际发展情况的需求曲线制定方法,以及配套机制的可行建议。
  • 徐雨晴,陈金强,黄杉杉,魏婕,黄琼
    2024,40(2):185-190 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.013
    摘要:
    在核电企业数字化转型过程中,人工识别图纸误差较高,易造成企业损失,有必要利用自动化提取表格信息技术代替人工。表格结构识别是表格信息提取的关键技术,但核电施工图纸表格结构复杂且样本少,影响了识别效果。针对这一问题,提出了结合高效注意力机制的多尺度扩展模型EPNet,引入了渐进式尺度扩展模块,增强了有效特征通道权重,实现了少样本的有效特征信息获取。另外,利用局部特征中的文本区域和全局特征中单元关系的视觉信息来获得可靠的单元格边界,提高边缘拟合的精细度。实验结果表明,该模型在识别核电施工图纸中的表格单元格结构方面表现出色,与Mask R-CNN模型相比,精确度提高了1%,F1值提高了3%,具有较高的准确性和鲁棒性。
  • 何俊颖,安巍
    2024,40(2):191-196 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.014
    摘要:
    建筑外墙安装的微型聚光器在高层建筑太阳能利用技术中具有巨大的应用潜力。结合太阳辐射资源和聚光器光学效率,提出了计算加权平均光学效率的数学模型,并基于该模型,研究了双焦点微型聚光器在不同安装方式下的光学性能。对4个城市全年加权平均光学效率的计算结果显示:双焦点微型聚光器安装于建筑外墙时,夏季效率最低,冬季效率最高;安装地纬度对不同安装方式下聚光器的光学性能有较大影响。此外,基于光学模拟结果,分析了安装于聚光器端部的反射膜对余弦损失的抑制作用。
    封面和目录
  • 2024,40(2):0 doi:
    摘要:
  • 特约专栏:新型源荷与配电网互动技术
  • 2024,40(2):101 doi:
    摘要:
  • 徐隽,刘礼阳,赵健,宣羿,孙智卿
    2024,40(2):102-108 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.001
    摘要:
    OP互联是指供电企业内部对电力调度系统(OMS)及设备(资产)运维精益管理系统(PMS)中维护的台账数据进行有效关联。针对中压配电网10 kV馈线OP互联流程复杂、效率低下,且缺乏有效校验机制等问题,提出了一种基于配电网多源量测数据与系统台账信息的馈线OP数据校核与匹配方法。首先,从OMS和PMS中提取功率、设备参数等信息,并对台账及功率进行预处理,形成功率时间序列矩阵;然后,基于α-DDTW距离评估两侧馈线功率波形近似度,实现馈线OP数据的校核与关联匹配;最后,对华东某市电力公司的系统数据进行算例分析,验证了所提方法的有效性与实际工程应用价值。
  • 贾瑞,高玉栋,赵健
    2024,40(2):109-114 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.002
    摘要:
    针对现有电动汽车充电站规划研究鲜有考虑碳排放的问题,提出了一种电-路耦合网络下电动汽车充电站选址定容低碳规划的方法。首先,建立电-路耦合网络,考虑不同车辆的相互影响并计及电动汽车用户里程焦虑,利用蒙特卡洛法模拟车流;其次,对耦合网络碳排放进行溯源和追踪;然后,考虑经济成本和碳排放量,建立多目标充电站规划模型,并利用帕累托前沿求取最优解;最后,以IEEE 33节点配电网和12节点交通网组成的耦合网络作为算例,验证所提方法的有效性。
  • 朱兰,张贺
    2024,40(2):115-123,149 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.003
    摘要:
    为了促进电动汽车产业的进一步发展,构建了计及充换储一体站(CSSIS)的交直流混合配电网多时间尺度优化调度模型。首先,基于快充用户行为和城市交通特征分别构建了充电站模型和换电站模型,再结合储能电站模型完成了CSSIS建模。然后,在计及CSSIS、微型燃气轮机和可再生新能源等接入的交直流混合配电网中,构建了优化调度模型。为降低预测精度误差的影响,采用了多时间尺度协调优化策略处理。该模型属于非线性非凸混合整数规划问题,采用线性化和二阶锥松弛方法将其转化为可用商业求解器处理的混合整数二阶锥凸优化模型。最后,以改进的IEEE 50节点系统为例进行了仿真分析,仿真结果验证了交直流混合配电网形式具有更强的适应性,以及CSSIS具有高效参与电网优化运行的能力。
  • 智能设备与测量
  • 李想,李晓华,赵文彬,刘轶,赵义焜
    2024,40(2):124-128 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.004
    摘要:
    为准确分析海上风电变压器在低频工作时不同温度下的磁特性和损耗特性,推导了不同温度和频率对变压器铁心硅钢片磁特性的影响,通过实验测得某海上风电低频变压器铁心硅钢片在不同温度、不同频率下的磁化曲线和损耗曲线,分析了低频低温工作状态对变压器运行的影响,利用有限元软件建立三维模型进行了仿真验证。然后,分析了温度为80℃时变压器分别工作在工频50 Hz和低频20 Hz状态下硅钢片的损耗曲线变化规律。最后,基于实验分析和仿真验证,得出了海上风电变压器在低频低温环境下工作损耗的一般变化规律,从而为降低变压器损耗及其设计提供了依据。
  • 王长成,孟青叶,郭为民,黄云峰,刘备,郝涛
    2024,40(2):129-134 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.005
    摘要:
    双馈风机通过附加虚拟惯性控制和下垂控制参与电力系统调频,但固定的控制系数无法发挥风机实际调频潜力。针对这一问题,提出了一种将遗传算法和模糊控制(GA-FC)相结合的变系数风机调频优化控制策略。首先,为提高调频时功率支撑能力,分析了超速减载控制,对不同风速下减载率进行拟合;然后,参考其他文献虚拟惯性控制系数整定结果,对下垂控制系数进行整定,再通过GA-FC实现动态调整控制系数,实时挖掘风机实际调频能力;最后,在MATLAB/Simulink搭建仿真模型,对所提策略进行验证。结果表明所提策略能够有效提升系统频率支撑。
  • 禹贤虎,李景龙,赵文彬
    2024,40(2):135-142 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.006
    摘要:
    我国冻土面积占国土面积的一半以上,存在大量冻融土与雷暴共存区域,直接影响电力系统接地性能。首先,分析了冻融土的导电机理,构建了冻融土的导电模型;其次,设计并搭建了冻融土电阻率与电击穿特性试验平台;最后,对我国4种冻土区典型土壤和细砂进行试验,测量土壤电阻率、临界击穿场强随水热条件变化数据,并分析变化产生的本质原因。试验结果表明:水热条件对冻融土电阻率和临界击穿场强的影响可分为冻土段、冻融土混合段和融土段;电阻率ρ和临界击穿场强Ec都随着温度的升高而降低,但只在冻融土混合段发生跳变。
  • 李峰,李景龙,禹贤虎,赵文彬,李诗晨
    2024,40(2):143-149 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.007
    摘要:
    钢轨对排流网的过渡电阻是影响杂散电流的最主要因素。为了快速测量过渡电阻,根据钢轨中的波过程和快速傅里叶变换原理,提出了利用冲击电压源的新型测量方法。首先,基于ATP-EMTP软件搭建钢轨模型进行仿真,验证了冲击法的有效性;然后,结合现场实测钢轨对排流网过渡电阻的数据,进一步验证了冲击法的可靠性和准确性。
  • 吕泽洲,朱武,王光东
    2024,40(2):150-155,177 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.008
    摘要:
    针对旋转式地面电场仪能耗大、信号微弱、易受电磁干扰等问题,设计了一种新型微功耗大气电场传感器。该传感器通过驱动电子开关模拟传统传感器的屏蔽和去屏蔽过程,从而减小仪器能耗,延长电池持续供电时间。采用I/V转换器将传感器感应到的2路电流信号转为电压信号,并经过差分信号放大电路来消除工频干扰和共模影响。通过四阶带通滤波器进行滤波,进一步提高信噪比,并通过同步相敏检波器处理后得到了与场强成正比例关系的直流电压。经过16位模数转换器采样,测得大气场强的大小,试验验证了该系统在-50~50 kV/m场强范围内,测量分辨力可达10 V/m,测量线性度小于1%。
  • 智能电网技术
  • 王渝鑫,袁三男,瞿祎程,李文龙,陈思蕊
    2024,40(2):156-160 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.009
    摘要:
    针对配电站监控系统对厂站设备适配和监控系统迭代升级的需求,提出了一种应用白盒化嵌入式系统技术的方案。该方案采用白盒化开放接口设计,制定统一规范接口,并在程序软件设计上采用协议库动态管理的方法,从而实现了监控系统的灵活管理,同时显著降低了建网和后期维护成本,有效提高了配电站监管平台开发和运行的可靠性。
  • 谢郑溶钊,林顺富,沈运帷,周波,李东东
    2024,40(2):161-168 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.010
    摘要:
    针对居民社区负荷具有分散性强、受影响因素多等特性,提出了一种考虑用户心理的居民社区负荷聚合商(LA)优化调度方法。首先,基于行为经济学中的前景理论对居民用户心理进行建模,得到了考虑用户心理的居民用户需求响应潜力模型;然后,计算在不同激励价格概率分布下,考虑用户心理的居民用户需求响应潜力最大值;最后,以LA收益最大为目标,提出了一种包含居民家庭可调负荷、电动汽车充电站、光伏系统、储能系统的居民社区LA优化调度方法。仿真算例结果表明,所提方法在节约LA运营成本的同时,可激发用户需求响应潜力、增大用户需求响应量。
  • 钱虹,高义伟,印国祥
    2024,40(2):169-177 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.011
    摘要:
    针对可再生能源日渐高比例接入大电网,需要建立主动配电网系统来跟踪和响应大电网的调度需求,提出了一种基于联络线计划功率将微电网转变为主动配电网的经济性调度策略。该策略以风光储直流微电网并网运行系统成本最低为目标,运用改进麻雀搜索算法求解系统运行成本。与无联络线计划功率调度策略的调度结果进行了对比,结果表明,所提调度策略在满足大电网削峰填谷指令的同时,将系统的并网运行成本降低了9.79%。由此验证了该调度策略对于直流微电网并网经济性调度具有可行性。
  • 其他研究
  • 褚希浩,贾秀锋,于帅康,夏朝阳
    2024,40(2):178-184 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.012
    摘要:
    合理设计容量市场机制中的需求曲线能够减少价格波动,保证发电企业收益稳定,进而保障电力系统发电容量充裕性。首先,综述了各国具有代表性的容量市场需求曲线,介绍了需求曲线的设计初衷与基本原理。其次,归纳总结了需求曲线的形状确定、关键参数设计、发展历程及其特点。最后,提出了适应我国容量市场实际发展情况的需求曲线制定方法,以及配套机制的可行建议。
  • 徐雨晴,陈金强,黄杉杉,魏婕,黄琼
    2024,40(2):185-190 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.013
    摘要:
    在核电企业数字化转型过程中,人工识别图纸误差较高,易造成企业损失,有必要利用自动化提取表格信息技术代替人工。表格结构识别是表格信息提取的关键技术,但核电施工图纸表格结构复杂且样本少,影响了识别效果。针对这一问题,提出了结合高效注意力机制的多尺度扩展模型EPNet,引入了渐进式尺度扩展模块,增强了有效特征通道权重,实现了少样本的有效特征信息获取。另外,利用局部特征中的文本区域和全局特征中单元关系的视觉信息来获得可靠的单元格边界,提高边缘拟合的精细度。实验结果表明,该模型在识别核电施工图纸中的表格单元格结构方面表现出色,与Mask R-CNN模型相比,精确度提高了1%,F1值提高了3%,具有较高的准确性和鲁棒性。
  • 何俊颖,安巍
    2024,40(2):191-196 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.014
    摘要:
    建筑外墙安装的微型聚光器在高层建筑太阳能利用技术中具有巨大的应用潜力。结合太阳辐射资源和聚光器光学效率,提出了计算加权平均光学效率的数学模型,并基于该模型,研究了双焦点微型聚光器在不同安装方式下的光学性能。对4个城市全年加权平均光学效率的计算结果显示:双焦点微型聚光器安装于建筑外墙时,夏季效率最低,冬季效率最高;安装地纬度对不同安装方式下聚光器的光学性能有较大影响。此外,基于光学模拟结果,分析了安装于聚光器端部的反射膜对余弦损失的抑制作用。
    封面和目录
  • 2024,40(2):0 doi:
    摘要:
  • 特约专栏:新型源荷与配电网互动技术
  • 2024,40(2):101 doi:
    摘要:
  • 徐隽,刘礼阳,赵健,宣羿,孙智卿
    2024,40(2):102-108 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.001
    摘要:
    OP互联是指供电企业内部对电力调度系统(OMS)及设备(资产)运维精益管理系统(PMS)中维护的台账数据进行有效关联。针对中压配电网10 kV馈线OP互联流程复杂、效率低下,且缺乏有效校验机制等问题,提出了一种基于配电网多源量测数据与系统台账信息的馈线OP数据校核与匹配方法。首先,从OMS和PMS中提取功率、设备参数等信息,并对台账及功率进行预处理,形成功率时间序列矩阵;然后,基于α-DDTW距离评估两侧馈线功率波形近似度,实现馈线OP数据的校核与关联匹配;最后,对华东某市电力公司的系统数据进行算例分析,验证了所提方法的有效性与实际工程应用价值。
  • 贾瑞,高玉栋,赵健
    2024,40(2):109-114 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.002
    摘要:
    针对现有电动汽车充电站规划研究鲜有考虑碳排放的问题,提出了一种电-路耦合网络下电动汽车充电站选址定容低碳规划的方法。首先,建立电-路耦合网络,考虑不同车辆的相互影响并计及电动汽车用户里程焦虑,利用蒙特卡洛法模拟车流;其次,对耦合网络碳排放进行溯源和追踪;然后,考虑经济成本和碳排放量,建立多目标充电站规划模型,并利用帕累托前沿求取最优解;最后,以IEEE 33节点配电网和12节点交通网组成的耦合网络作为算例,验证所提方法的有效性。
  • 朱兰,张贺
    2024,40(2):115-123,149 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.003
    摘要:
    为了促进电动汽车产业的进一步发展,构建了计及充换储一体站(CSSIS)的交直流混合配电网多时间尺度优化调度模型。首先,基于快充用户行为和城市交通特征分别构建了充电站模型和换电站模型,再结合储能电站模型完成了CSSIS建模。然后,在计及CSSIS、微型燃气轮机和可再生新能源等接入的交直流混合配电网中,构建了优化调度模型。为降低预测精度误差的影响,采用了多时间尺度协调优化策略处理。该模型属于非线性非凸混合整数规划问题,采用线性化和二阶锥松弛方法将其转化为可用商业求解器处理的混合整数二阶锥凸优化模型。最后,以改进的IEEE 50节点系统为例进行了仿真分析,仿真结果验证了交直流混合配电网形式具有更强的适应性,以及CSSIS具有高效参与电网优化运行的能力。
  • 智能设备与测量
  • 李想,李晓华,赵文彬,刘轶,赵义焜
    2024,40(2):124-128 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.004
    摘要:
    为准确分析海上风电变压器在低频工作时不同温度下的磁特性和损耗特性,推导了不同温度和频率对变压器铁心硅钢片磁特性的影响,通过实验测得某海上风电低频变压器铁心硅钢片在不同温度、不同频率下的磁化曲线和损耗曲线,分析了低频低温工作状态对变压器运行的影响,利用有限元软件建立三维模型进行了仿真验证。然后,分析了温度为80℃时变压器分别工作在工频50 Hz和低频20 Hz状态下硅钢片的损耗曲线变化规律。最后,基于实验分析和仿真验证,得出了海上风电变压器在低频低温环境下工作损耗的一般变化规律,从而为降低变压器损耗及其设计提供了依据。
  • 王长成,孟青叶,郭为民,黄云峰,刘备,郝涛
    2024,40(2):129-134 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.005
    摘要:
    双馈风机通过附加虚拟惯性控制和下垂控制参与电力系统调频,但固定的控制系数无法发挥风机实际调频潜力。针对这一问题,提出了一种将遗传算法和模糊控制(GA-FC)相结合的变系数风机调频优化控制策略。首先,为提高调频时功率支撑能力,分析了超速减载控制,对不同风速下减载率进行拟合;然后,参考其他文献虚拟惯性控制系数整定结果,对下垂控制系数进行整定,再通过GA-FC实现动态调整控制系数,实时挖掘风机实际调频能力;最后,在MATLAB/Simulink搭建仿真模型,对所提策略进行验证。结果表明所提策略能够有效提升系统频率支撑。
  • 禹贤虎,李景龙,赵文彬
    2024,40(2):135-142 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.006
    摘要:
    我国冻土面积占国土面积的一半以上,存在大量冻融土与雷暴共存区域,直接影响电力系统接地性能。首先,分析了冻融土的导电机理,构建了冻融土的导电模型;其次,设计并搭建了冻融土电阻率与电击穿特性试验平台;最后,对我国4种冻土区典型土壤和细砂进行试验,测量土壤电阻率、临界击穿场强随水热条件变化数据,并分析变化产生的本质原因。试验结果表明:水热条件对冻融土电阻率和临界击穿场强的影响可分为冻土段、冻融土混合段和融土段;电阻率ρ和临界击穿场强Ec都随着温度的升高而降低,但只在冻融土混合段发生跳变。
  • 李峰,李景龙,禹贤虎,赵文彬,李诗晨
    2024,40(2):143-149 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.007
    摘要:
    钢轨对排流网的过渡电阻是影响杂散电流的最主要因素。为了快速测量过渡电阻,根据钢轨中的波过程和快速傅里叶变换原理,提出了利用冲击电压源的新型测量方法。首先,基于ATP-EMTP软件搭建钢轨模型进行仿真,验证了冲击法的有效性;然后,结合现场实测钢轨对排流网过渡电阻的数据,进一步验证了冲击法的可靠性和准确性。
  • 吕泽洲,朱武,王光东
    2024,40(2):150-155,177 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.008
    摘要:
    针对旋转式地面电场仪能耗大、信号微弱、易受电磁干扰等问题,设计了一种新型微功耗大气电场传感器。该传感器通过驱动电子开关模拟传统传感器的屏蔽和去屏蔽过程,从而减小仪器能耗,延长电池持续供电时间。采用I/V转换器将传感器感应到的2路电流信号转为电压信号,并经过差分信号放大电路来消除工频干扰和共模影响。通过四阶带通滤波器进行滤波,进一步提高信噪比,并通过同步相敏检波器处理后得到了与场强成正比例关系的直流电压。经过16位模数转换器采样,测得大气场强的大小,试验验证了该系统在-50~50 kV/m场强范围内,测量分辨力可达10 V/m,测量线性度小于1%。
  • 智能电网技术
  • 王渝鑫,袁三男,瞿祎程,李文龙,陈思蕊
    2024,40(2):156-160 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.009
    摘要:
    针对配电站监控系统对厂站设备适配和监控系统迭代升级的需求,提出了一种应用白盒化嵌入式系统技术的方案。该方案采用白盒化开放接口设计,制定统一规范接口,并在程序软件设计上采用协议库动态管理的方法,从而实现了监控系统的灵活管理,同时显著降低了建网和后期维护成本,有效提高了配电站监管平台开发和运行的可靠性。
  • 谢郑溶钊,林顺富,沈运帷,周波,李东东
    2024,40(2):161-168 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.010
    摘要:
    针对居民社区负荷具有分散性强、受影响因素多等特性,提出了一种考虑用户心理的居民社区负荷聚合商(LA)优化调度方法。首先,基于行为经济学中的前景理论对居民用户心理进行建模,得到了考虑用户心理的居民用户需求响应潜力模型;然后,计算在不同激励价格概率分布下,考虑用户心理的居民用户需求响应潜力最大值;最后,以LA收益最大为目标,提出了一种包含居民家庭可调负荷、电动汽车充电站、光伏系统、储能系统的居民社区LA优化调度方法。仿真算例结果表明,所提方法在节约LA运营成本的同时,可激发用户需求响应潜力、增大用户需求响应量。
  • 钱虹,高义伟,印国祥
    2024,40(2):169-177 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.011
    摘要:
    针对可再生能源日渐高比例接入大电网,需要建立主动配电网系统来跟踪和响应大电网的调度需求,提出了一种基于联络线计划功率将微电网转变为主动配电网的经济性调度策略。该策略以风光储直流微电网并网运行系统成本最低为目标,运用改进麻雀搜索算法求解系统运行成本。与无联络线计划功率调度策略的调度结果进行了对比,结果表明,所提调度策略在满足大电网削峰填谷指令的同时,将系统的并网运行成本降低了9.79%。由此验证了该调度策略对于直流微电网并网经济性调度具有可行性。
  • 其他研究
  • 褚希浩,贾秀锋,于帅康,夏朝阳
    2024,40(2):178-184 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.012
    摘要:
    合理设计容量市场机制中的需求曲线能够减少价格波动,保证发电企业收益稳定,进而保障电力系统发电容量充裕性。首先,综述了各国具有代表性的容量市场需求曲线,介绍了需求曲线的设计初衷与基本原理。其次,归纳总结了需求曲线的形状确定、关键参数设计、发展历程及其特点。最后,提出了适应我国容量市场实际发展情况的需求曲线制定方法,以及配套机制的可行建议。
  • 徐雨晴,陈金强,黄杉杉,魏婕,黄琼
    2024,40(2):185-190 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.013
    摘要:
    在核电企业数字化转型过程中,人工识别图纸误差较高,易造成企业损失,有必要利用自动化提取表格信息技术代替人工。表格结构识别是表格信息提取的关键技术,但核电施工图纸表格结构复杂且样本少,影响了识别效果。针对这一问题,提出了结合高效注意力机制的多尺度扩展模型EPNet,引入了渐进式尺度扩展模块,增强了有效特征通道权重,实现了少样本的有效特征信息获取。另外,利用局部特征中的文本区域和全局特征中单元关系的视觉信息来获得可靠的单元格边界,提高边缘拟合的精细度。实验结果表明,该模型在识别核电施工图纸中的表格单元格结构方面表现出色,与Mask R-CNN模型相比,精确度提高了1%,F1值提高了3%,具有较高的准确性和鲁棒性。
  • 何俊颖,安巍
    2024,40(2):191-196 doi: 10.3969/j.issn.2096-8299.2024.02.014
    摘要:
    建筑外墙安装的微型聚光器在高层建筑太阳能利用技术中具有巨大的应用潜力。结合太阳辐射资源和聚光器光学效率,提出了计算加权平均光学效率的数学模型,并基于该模型,研究了双焦点微型聚光器在不同安装方式下的光学性能。对4个城市全年加权平均光学效率的计算结果显示:双焦点微型聚光器安装于建筑外墙时,夏季效率最低,冬季效率最高;安装地纬度对不同安装方式下聚光器的光学性能有较大影响。此外,基于光学模拟结果,分析了安装于聚光器端部的反射膜对余弦损失的抑制作用。