大电网运行

• 新能源电力系统振荡薄弱点定位方法研究

  马骏超;高磊;陈晓刚;吕敬;彭琰;王晨旭;刘佳宁;

  为减轻振荡对新能源电力系统的冲击，有必要在线评估系统稳定状态并定位系统振荡薄弱点，提前采取措施。为此，分别从端口频域特性和时域响应角度提出两种新能源电力系统振荡薄弱点定位方法。频域方法基于新能源场站端口阻抗特性评估系统稳定状态，并根据各新能源场站端口阻抗实部的大小定位薄弱场站。时域方法通过主动注入宽频小扰动信号，利用HHT（希尔伯特-黄变换）分析各新能源场站端口电流响应，提取薄弱模态的阻尼比，根据阻尼比大小定位薄弱场站。以三个风电场构成的小型新能源系统为例，对上述两种定位方法的有效性进行验证，结果表明两种方法均能准确定位系统振荡的薄弱点。

  2024年03期 v.43;No.335 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1914K]
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• 海上风电柔性直流输电换流变差动保护的适应性分析

  程骁;顾乔根;任旭超;郑超;黄涛;张宝顺;

  海上风电柔性直流输电系统的故障特性有别于常规电力系统，因此常规继电保护方案应用于海上风电柔性直流输电系统时可能存在适应性不足的风险。分析了海上风电柔性直流输电系统故障情形下，不对称的电气量引发的谐波分量以及故障穿越过程中的负序抑制、限流措施对差动保护的影响。推导了计及序分量的差动保护灵敏度计算式并进行适应性分析，指出故障情形下的奇次谐波容易对差动保护产生影响，负序抑制及限流措施也将导致差动保护灵敏度下降。结合实际示范工程的仿真系统进行了大量仿真计算，结果表明，常规差动保护方案的灵敏性、可靠性均存在下降的问题。

  2024年03期 v.43;No.335 8-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 3260K]
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• 变电站站控层服务协议CMS的应用研究

  孙志佳;范东凯;罗来峰;周俊峰;

  为了实现变电站站控层通信核心技术MMS（制造报文规范）的国产替代，国家电网公司制定了变电站二次系统CMS（通信报文规范），但未给出具体应用实现方案。因此，为推动CMS协议的应用和变电站核心技术的自主可控研究，提出一种在自主可控新一代嵌入式保护装置上实现CMS协议应用的解决方案，阐述了方案具体的程序实现方法，包括编解码实现、通信结构实现、CMS与MMS兼容性应用以及通信安全等，通过服务一致性测试和代码健壮性测试验证了方案的可行性。方案已在自主可控新一代产品平台中得到应用。

  2024年03期 v.43;No.335 19-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1427K]
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• 浙江沿海地区台风灾害风险区域划分研究

  王振国;康丽莉;李特;姜凯华;刘超;侯慧;

  浙江是我国重要沿海省份，为减少台风灾害引起的损失，对电力系统的风险区域划分尤为重要。首先从登陆点分布、路径特征、时间特征、风速特征及降水特征等方面，利用历史数据总结分析浙江沿海地区台风气象特征。其次，对浙江电力系统进行台风灾害特征分析，得到输电系统故障点分布、变电系统与台风登陆点距离关系、配电系统停电用户占比分布等。最后，采用浙江台风气象及电力系统历史数据绘制台风灾害风险区域图，特别是对倒塔高风险区、风偏高风险区及地质灾害高风险区进行了详细划分。分析结果可为各级电网应对台风灾害的风险评估与处置提供支持。

  2024年03期 v.43;No.335 28-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 4724K]
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新能源

• 考虑出力相关性的海上风电接入系统固定成本分摊方法

  刘智彬;苏本庆;

  在海上风电规模化开发、集群化并网的背景下，如何回收海上风电接入系统的输电成本，公平合理地向各风电场分摊已成为目前海上风电行业亟待解决的问题。针对该问题，提出了一种考虑风电出力相关性的海上风电接入系统固定成本分摊方法。首先，利用藤Copula函数构建多个海上风电场的出力相关性模型，同时假定系统负荷需求模型服从正态分布，发电机服从0-1概率分布；然后，结合蒙特卡洛抽样和顺流概率潮流追踪法计算各海上风电场接入系统的固定成本分摊费用；最后，通过算例仿真分析，验证了所提方法的合理性和有效性。

  2024年03期 v.43;No.335 38-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2452K]
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• 基于桥臂等效电容的全桥子模块型MMC快速仿真方法

  陆翌;吴俊健;裘鹏;陈骞;黄晓明;许可涵;徐政;

  MMC（模块化多电平换流器）包含了大量的开关元件，给电磁暂态仿真带来了很大的计算负担。针对该问题，提出了一种基于桥臂等效电容的全桥子模块型MMC快速仿真方法。提出了正常工作、闭锁和全状态的桥臂等效电路建模方法，开发了一种精确仿真全桥MMC电磁暂态响应的仿真模型。在PSCAD/EMTDC平台搭建了两端MMC直流电网测试系统验证其可行性，同时将模型和戴维南等效模型进行对比，结果验证了所提全桥子模块型MMC快速仿真方法的精确性和快速性。

  2024年03期 v.43;No.335 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 2669K]
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• 基于RBF神经网络的储能VSG控制策略优化

  管敏渊;姚瑛;吴圳宾;满敬彬;吴伟强;

  针对传统储能VSG（虚拟同步发电机）不能较好地同时具备抗扰动能力和快速动态响应能力的问题，提出一种以RBF（径向基函数）神经网络优化动态同步器的储能VSG控制策略。首先，建立VSG的数学模型，分析转动惯量和阻尼系数配置对VSG性能的影响，得出参数配置在动态响应和系统动态稳定的矛盾关系。其次，将转子的暂态不平衡功率作为三层前向结构RBF神经网络算法的输入，通过RBF神经网络算法在线学习得出最优暂态补偿功率来动态调节VSG的输入功率，从而减少转子的不平衡转矩，提高VSG的暂态稳定性。最后，通过仿真对比实验验证了所提控制策略的有效性。

  2024年03期 v.43;No.335 55-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2037K]
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• 基于改进BP-Bagging算法的光伏电站故障诊断方法

  祁炜雯;张俊;吴洋;范强;赵峰;陈建国;王健;

  针对基于机器学习算法的光伏电站故障诊断方法存在的样本数据失衡问题，提出一种基于改进BP-Bagging算法的光伏电站故障诊断方法。首先，基于BP神经网络构建光伏数据与光伏故障类型的映射关系，实现光伏故障诊断；然后，基于随机欠采样方法改进Bagging算法，解决样本的类不平衡问题；接着，针对BP网络存在的过拟合问题，提出基于改进BP-Bagging算法的光伏电站故障诊断模型，并行训练多个BP网络，根据投票法得出故障诊断结果；最后，设置不同算法对照实验，计算出关于模型准确率的评价指标，证明所提方法具有较高的综合性能，在一定程度上能够解决光伏电站故障诊断中的样本类不平衡问题，提高光伏电站故障诊断的准确率。

  2024年03期 v.43;No.335 65-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 2849K]
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配电网

• 数据中心全直流供电系统的构建及其综合评价

  韩雪姣;屈鲁;王长永;崔康生;余占清;崔健;

  “双碳”目标对数据中心提出了高效率、高可靠、低碳排放的需求。因此，构建了一种接入可再生能源和大规模储能的数据中心全直流供电系统，并对其进行了综合评价。首先，分析数据中心供电系统“源-网-荷-储”各环节的特点和需求，综合考虑系统效率、可用性、经济性、环保性4个维度，建立了评价指标体系。然后，利用AHP（层次分析法）和模糊综合评价法，开发了DCES（数据中心能源系统）架构评价工具。最后，通过DCES将全直流供电系统与传统交流供电系统进行对比评价，结果表明，提出的全直流供电系统尽管经济性稍差，但综合评价指标更优，可作为未来数据中心新型供电系统的一个可选方案。

  2024年03期 v.43;No.335 75-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1824K]
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• 基于CNN-LSTM-Attention的配电网拓扑实时辨识方法

  凌佳凯;章逸舟;胡金峰;秦军;戴健;费有蝶;朱振;

  配电网中准确的拓扑结构辨识对运行和控制具有重要意义，针对实际配电网拓扑结构变动的情况，搭建了可智能辨识配电网拓扑结构的深度学习模型。首先，生成不同拓扑结构下的配电网量测数据并进行数据预处理。其次，构建了融合CNN（卷积神经网络）、LSTM（长短期记忆网络）和Attention（注意力机制）的拓扑结构智能辨识模型，并结合历史量测数据对模型训练并测试。最后，在IEEE 33节点和PG&E69节点配电系统仿真算例中，验证了该基于CNN-LSTM-Attention模型的拓扑辨识方法相较于传统辨识方法在辨识精度上的优越性，实现了该模型的在线应用。

  2024年03期 v.43;No.335 84-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2092K]
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• 基于图转换和迁移学习的低压配电网户变关系和相位识别方法

  欧锋;罗醒华;龙经纬;徐超群;赖国清;杨慧敏;

  为进一步提高低压配电网户变关系和相位识别的准确性，提出一种基于图转换和迁移学习的低压配电网户变关系和相位识别方法。首先，引入了基于格拉姆角场的图转换方法实现用电数据的二维化，以更好地发现一维时序用电数据间的差异性；然后，针对低压配电网用户数据稀缺、获取途径有限、样本数量较少等问题，基于迁移学习利用预训练好的参数权重，构建了适合户变关系和相位识别的深度学习模型。通过实验验证，所提模型在户变关系识别和相位识别中的准确率较主流方法均有所提升，拥有更好的稳定性。

  2024年03期 v.43;No.335 95-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1846K]
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• 考虑应急电源功能的住宅小区微电网运行策略

  李先锋;胡晨刚;卜莉敏;苗文捷;黄文哲;马建军;

  随着社会用电量攀升，极端天气频发，电力中断事件时有发生，导致小区等用户用电质量下降。针对该问题，对具有应急电源功能的住宅小区微电网运行策略进行研究。首先，建立了考虑应急电源功能的住宅小区微电网模型，包含分布式光伏、储能、电动汽车等调控资源。然后，在常规状态下，提出以最小购电成本为目标、能量预存为约束的风险评估与能量预管理策略。外部供电中断时，在保证必要负荷供电正常的前提下，提出以资源利用率最大和运行成本最小为目标、以储能容量为约束的应急能量管理策略。最后，通过住宅小区负荷中断场景的仿真实验，验证了所提运行策略的有效性。该运行策略有效解决了住宅小区供电中断问题，在保证住宅供电安全性与可靠性的同时，兼顾了应急供电资源的利用率和经济运行效益。

  2024年03期 v.43;No.335 104-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 3031K]
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能源互联网

• 面向工业电热综合能源系统的蒸汽管存效应研究

  杨立勇;李广山;李刚;姜楠;董帅;蔡浩飞;林小杰;

  为研究蒸汽系统的热惯性从而解决工业园区低碳能源系统调度难题，提出了反映蒸汽时空传输特性的蒸汽系统动态分析模型，建立包括5个存储关键参数和3个指标的蒸汽储能虚拟模型，用于量化热惯量。对163节点城市规模蒸汽系统运行过程中的热惯量进行了量化，其中该蒸汽网络在0.5 h调度周期下的净储热量可达7 440.3 kg，放能能力达到了10.16 t，平均放能利用率达到了14.59%，为工业园区蒸汽系统分析和运行优化提供了定量依据。

  2024年03期 v.43;No.335 114-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 2001K]
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• 基于碳手印方法的工业过程降碳改造研究

  赵宏飞;马秀娟;马添翼;柳双翠;林小杰;徐家豪;黄曦;

  为解决工业过程碳排放降碳方法及标准不明确的问题，需要定量评价碳排放影响以制定科学的碳减排计划。传统的工业过程降碳改造局限于厂内的能源替代、设备改造等措施，因此提出一种用于描述产品全生命周期内对气候积极影响的碳手印方法，结合碳足迹构建了更加全面的评价体系。以某企业工业过程中制造的水轮发电机配套水发定子线圈为研究对象，考虑边界内外多种降碳改造方案，进行了边界划分、碳足迹核算和碳手印分析，计算不同方案所产生的效率增量、寿命增量及碳手印。结果显示替换绝缘材料方案效果最为显著，碳手印方法为案例企业的降碳改造提供了有效指导。

  2024年03期 v.43;No.335 122-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K]
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• 掺烧准东煤锅炉的结渣问题分析

  孙晖;方国权;郭向健;张喜来;

  某超临界燃煤锅炉掺烧准东系列煤，出现渣块掉落引起捞渣机过载跳闸。从煤质分析、落渣位置、炉膛吹灰试验、空气动力场、燃烧器喷口5个方面进行诊断分析，推断结渣和落渣原因，并停炉检查验证结论。结果表明，掺烧准东系列煤后，入炉煤具有中等结渣倾向，在燃烧器周界风口变形堵塞的诱导下，燃烧后的煤灰在侧边水冷壁结渣，渣块积聚后掉落引起捞渣机跳闸。结合掺烧准东系列煤的煤质特性，从运行和检修的角度提出防控措施，为相似情况的锅炉运行提供参考。

  2024年03期 v.43;No.335 130-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 1217K]
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