·电网运行·
多能源系统AGC可调容量评估及其准确性提升………………………………王天宇,卢 敏,张江丰,郑可轲,赵洪宇,雷令姚,綦 晓
新能源场景下比相式距离保护适应性分析………………………………俞伟国,林撒迦,田宝江,刘宏君,文明浩,凌 昊,高小全
考虑台风影响的海上风电柔直并网系统短期可靠性评估……………………………………………………杨昕荧,苏向敬,于 帅,刘猛森,栗风永
·新能源·
考虑动态气象特征的区域分布式光伏功率预测…………………………………………孙改平,赵德麟,王 旭,李 芬,刘蓉晖,林顺富
面向大型新能源场站高级应用的IEC 61850集成优化方案…………………………………………李少鹏,潘洪湘,沈 健,张 婷,马 源,许 安
基于条件去噪扩散隐式模型的光伏日前场景生成方法…………………………………………………………………………毛夏平,罗萍萍,姚海佳
·配电网·
计及灵活性提升的配电网优化运行方法……………………………………………………连俊轩,赵 平,胡海鹏,王 坦,李振兴
基于双层聚类和时空图注意力网络的台区集群电压预测………………………………………………………………陈以恒,杨 秀,孙改平,杨 帆
基于双维特征参量的中压配电网拓扑识别方法…………………………………………程 锋,吕干云,李思萱,叶加星,章心因,彭 震
·输变电·
超高压变电站绝缘套管覆冰机理研究综述………………………………………钟明才,艾克拜尔·买买提,张 旭,刘魁齐,李 聪
高压电缆缓冲层受潮机理与白斑生长机制研究…………………………………杨 坤,王志毅,何浩辉,叶钜芬,周文青,肖启昊,刘刚
基于有限元仿真的GIS外壳温升机理与热隐患研究………………………………潘光辉,蒋 进,郎 晟,江俊贤,常俊晓,赵文东,叶远涛
·电网运行·
多能源系统AGC可调容量评估及其准确性提升
王天宇1,卢 敏2,张江丰1,郑可轲1,赵洪宇1,雷令姚3,綦 晓3
(1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,杭州 310014;
2.国网浙江省电力有限公司,杭州 310008;
3.暨南大学 能源电力研究中心,广东 珠海 519070)
摘要:由于风光等新能源出力不确定性强、不同能源协同调控策略复杂,多类型能源电力系统AGC(自动发电控制)可调容量难以准确评估。为此,提出多类型能源系统可调容量评估以及新能源-储能协同的可调容量准确性提升方法。采用概率区间预测方法,对新能源场站不确定性进行量化分析,实现多能源系统AGC可调容量确定性评估;提出一种新能源-储能协同调控方法,减小可调容量边界置信度区间范围,提高系统整体可调容量准确性。不同场景下的算例结果表明,所提方法有效解决了新能源可调容量评估准确性差、高置信度边界范围大造成的调控难题,提升了多类型能源系统AGC调节能力。
基金项目:国家自然科学基金(62503195);国网浙江省电力有限公司科技项目(B311DS24000V)
新能源场景下比相式距离保护适应性分析
俞伟国1,林撒迦1,田宝江2,刘宏君1,文明浩3,凌 昊1,高小全1
(1.长园深瑞继保自动化有限公司,广东 深圳 518057;
2.国网河南省电力公司,郑州 450000;
3.华中科技大学,武汉 430074)
摘要:新能源电源的故障特征受控,与传统同步机电源差异明显,现有距离保护的动作特性面临严峻挑战。因此,对新能源场景下正序电压极化的比相式距离保护的适应性进行分析。首先,在电压平面剖析金属性故障和经过渡电阻故障时,新能源等效内电势与保护安装处正序电压相位差增大导致比相式距离保护拒动、误动的理论机理。其次,结合新能源典型控制策略特征,明确了不同类型故障中新能源内电势的相量轨迹,并得到比相式距离保护的适应性结论:单相接地故障与三相故障,距离保护基本不受影响;两相接地故障和两相相间故障,新能源侧距离保护存在区内拒动和正方向误动风险;系统侧距离保护存在反方向误动风险。最后,基于PSCAD仿真平台搭建新能源送出场景,通过大量故障仿真验证了理论分析的正确性。
基金项目:国家自然科学基金(52277103);国网河南省电力公司科技项目(521750250006)
考虑台风影响的海上风电柔直并网系统短期可靠性评估
杨昕荧1,苏向敬1,于 帅1,刘猛森1,栗风永2
(1.上海电力大学 海上风电研究院,上海 200090;
2.上海电力大学 人工智能学部,上海 200090)
摘要:针对海上风电柔直并网系统面临的台风威胁及实时评估需求,提出一种综合考虑外部台风天气与内部设备状态的短期可靠性评估框架。首先,建立计及台风演变的风电场时变故障率与出力模型,确定并网系统的动态功率边界;其次,构建涵盖升压站、海缆及MMC(模块化多电平换流器)的系统级整体模型,以克服局部建模忽略故障联动的缺陷;再次,为缓解高可靠性并网系统短期评估中低概率故障状态难以抽取所带来的计算瓶颈,引入交叉熵重要性抽样加速序贯蒙特卡罗求解。最后,算例分析表明,所提模型能合理量化台风与设备状态对系统可靠性的影响,在保证评估精度的同时,计算效率较传统方法显著提升。
基金项目:国家重点研发计划(2023YFB2406900)
·新能源·
考虑动态气象特征的区域分布式光伏功率预测
孙改平1,赵德麟1,王 旭2,李 芬1,刘蓉晖1,林顺富1
(1.上海电力大学 电气工程学部,上海 200090;
2.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学),上海 200240)
摘要:DPV(分布式光伏)空间分布分散,现有粗粒度气象数据无法解决光伏电站地理位置偏移带来的局部气象差异问题,导致光伏电站功率预测精度不高。针对上述问题,提出一种基于辐照数据精细化辨识与动态图注意力网络的区域DPV功率预测模型。首先,基于部分薄盘样条法,构建了考虑云层厚度影响的DPV空间太阳辐照度精细辨识方法,为DPV电站提供1 km×1 km分辨率的辐照数据。然后,利用图注意力网络单元捕获气象动态变化下区域DPV出力的时空相关性,聚合各电站的邻域特征,并利用编码器-解码器网络完成所述空间特征的时序建模。最后,通过上海某区域实测数据的对比实验验证了所提方法的有效性。
基金项目:国家自然科学基金(52277110)
面向大型新能源场站高级应用的IEC 61850集成优化方案
李少鹏1,潘洪湘1,沈 健1,张婷1,马 源2,许安1
(1.国网电力科学研究院有限公司,南京 211106;
2.国网北京海淀供电公司,北京 100080)
摘要:针对IEC 61850在大型场站应用中面临的模型解析效率低、海量数据传输压力大、高并发群控实时性不足、保护信息孤立等工程难题,提出一套集成优化实践方案。该方案聚焦于IEC 61850信息模型的工程化解析与存储优化、基于负载均衡的通信服务配置、适应异构设备接入的批量控制机制,以及保护信息管理功能与IEC 61850模型/服务的深度集成。仿真与应用表明,通过上述优化,系统在百万级数据点规模下,模型构建效率提升94%,群控指令处理时延显著降低且保持稳定,有效支撑了AGC/AVC等高级应用。所提出的方法通过增强标准协议的工程适应性与效率,为大型新能源场站的标准化与高性能监控系统建设提供了解决方案。
基金项目:国网电力科学研究院有限公司科技项目(SGNR0000KJJS2505298)
基于条件去噪扩散隐式模型的光伏日前场景生成方法
毛夏平,罗萍萍,姚海佳
(上海电力大学 电气工程学院,上海 200090)
摘要:为准确刻画光伏能源出力的不确定性,同时针对去噪扩散概率模型存在的缺陷,提出一种基于条件去噪扩散隐式模型的光伏日前场景生成方法。通过改进模型逆向去噪过程,实现确定性采样,将日前预测功率作为条件信息,引导逆向去噪过程生成符合条件分布的光伏出力场景;同时采用滑动窗口交叉验证策略,提升模型对时序特征的学习和泛化能力。仿真结果表明,所提方法能有效提升生成效率,且在高采样步数时生成场景能较好地反映光伏出力的时序相关性与概率分布特性,验证了其在新能源不确定性表征方面的有效性与实用性。
基金项目:国家自然科学基金(51177107)
·配电网·
计及灵活性提升的配电网优化运行方法
连俊轩1,2,赵 平1,2,胡海鹏1,2,王 坦1,2,李振兴1,2
(1.三峡大学 电气与新能源学院,湖北 宜昌 443002;
2.电力系统智能运行与安全防御宜昌市重点实验室,湖北 宜昌 443002)
摘要:为提升配电网的灵活性和经济性,提出一种计及灵活性提升的配电网两阶段分布鲁棒优化调度方法。基于配电网馈线结构将配电网划分为数个供电单元,建立供需平衡区间与灵活性缺额模型并定义量化指标,利用基于Hausdorff距离的灵活性缺额概率分布不确定集来描述其随机特性。构建计及灵活性提升的配电网两阶段分布鲁棒优化模型,以配电网24 h运行成本最小化为目标,综合考虑供电单元间功率交互成本和供电单元运行成本,并采用交替方向乘子法和列与约束生成算法对模型进行求解,得到最优调度策略。仿真结果表明,该方法可有效提升配电网的经济性和灵活性,为高比例光伏的配电网优化运行提供参考。
基金项目:国家自然科学基金(52407118)
基于双层聚类和时空图注意力网络的台区集群电压预测
陈以恒1,杨 秀1,孙改平1,杨 帆2
(1.上海电力大学 电气工程学院,上海 200090;
2.国家电网上海电力科学研究院,上海 200437)
摘要:当前配电变压器(以下简称“配变”)的台区电压预测研究多以时间序列建模的单点预测为主,对配变间复杂的时空相关性建模不充分,在大规模配变集群场景下的扩展性和计算效率存在不足。为此,提出一种基于长短时间尺度双层聚类与时空图注意力网络的电压预测方法。首先,在短时间尺度上刻画典型日的电压波动特征,构建运行特性相似的配变子集群;其次,在长时间尺度上提取年运行水平特征,形成双层聚类结构;在此基础上,构建融合电压、有功功率及地理位置三类异构图结构的多通道图注意力网络,实现对集群电压的精准预测。最后,基于上海市某区域配变的真实运行数据进行算例仿真,结果验证了该方法在提升配变电压预测精度方面的有效性。
基金项目:国家自然科学基金(52177098);上海电力人工智能工程技术研究中心项目(19DZ2252800)
基于双维特征参量的中压配电网拓扑识别方法
程 锋1,吕干云1,李思萱2,叶加星3,章心因1,彭 震1
(1.南京工程学院 电力工程学院,南京 211167;
2.国网江苏江宁区供电分公司,南京 211103;
3.江苏方天电力技术有限公司,南京 211102)
摘要:拓扑结构是支撑配电网运行分析与控制决策的基础,易受运行操作影响而频繁变动,现有识别方法多依赖单一量测特征,难以兼顾长期趋势与短时波动特性。为此,提出一种基于双维特征参量的中压配电网拓扑识别方法。该方法从电压序列的变化趋势与波动模态两方面构建特征空间;基于双维特征参量,聚类划分电气距离相近的节点为同一簇;在簇内构建径向基函数核相似性矩阵并结合最大生成树算法生成簇内拓扑;通过簇间节点对的核相似性的阈值判定确定簇间连接关系以实现线路拓扑识别。算例结果表明,该方法能够实现中压配电网拓扑结构的准确识别,且在量测噪声下保持稳定。
基金项目:国家自然科学基金(51577086);江苏“六大人才高峰”项目(TD-XNY004);江苏省高校科研重大项目(19KJA510012)
·输变电·
超高压变电站绝缘套管覆冰机理研究综述
钟明才1,艾克拜尔·买买提1,张 旭1,刘魁齐1,李 聪2
(1.国网新疆电力有限公司超高压分公司,乌鲁木齐 830063;
2.电网防灾减灾全国重点实验室,长沙 410114)
摘要:绝缘套管作为超高压变电站的关键组件,其覆冰故障可能引发电网事故,因此深入研究其覆冰机理至关重要。然而,当前研究多聚焦于输电线路,针对套管覆冰的系统性机理分析尚不充分。基于此,全面综述了绝缘套管覆冰的形成机理、关键影响因素及研究进展。阐明了过冷却水滴的“碰撞-捕获-冻结”三阶段物理过程,并依据环境参数将覆冰分为雨凇、雾凇等类型;进而分析了环境条件(如风速、液态水含量)、套管材料(亲水性/憎水性)及电场(直流/交流效应)等因素对套管覆冰的影响;重点评述了基于质量与能量守恒定律构建的各类覆冰热力学与传质数值模型在预测精度与应用场景上的进展与局限;最后展望了未来多物理场耦合模型及主动防护技术的发展方向,以期为套管覆冰的精准预测与防治提供理论支撑。
基金项目:湖南省自然科学基金(2025JJ50237);国网新疆电力有限公司科技项目(5230CD25000D)
高压电缆缓冲层受潮机理与白斑生长机制研究
杨 坤1,王志毅2,何浩辉1,叶钜芬1,周文青2,肖启昊2,刘 刚2
(1.广东电网有限责任公司东莞供电局,广东 东莞 523000;
2.华南理工大学电力学院(广东省绿色能源技术重点实验室),广州 510641)
摘要:针对高压XLPE(交联聚乙烯)电缆缓冲层受潮及白斑生长机制开展系统研究,旨在明确水分来源与白斑演化过程。系统阐述了缓冲层受潮的水分来源,并对腐蚀过程进行了热力学分析,将能斯特-普朗克模型与电化学实验联合应用于白斑动力学分析。结果表明:缓冲层水分来源于DCP(过氧化二异丙苯)交联副产物释放与生产、运输、敷设环节的环境吸湿;估算110 kV电缆残留枯基醇可释放水量约为11.4 g/km;在30 ℃/80% RH条件下,阻水带与非阻水带含水率分别约为11.42%和7.14%。交流电场导致铝护套发生阴阳极交替腐蚀,生成的Al³⁺在缓冲层中水解并与聚丙烯酸钠螯合,形成白斑;热力学分析显示金属铝腐蚀焓变约为−829.2 kJ/mol,氧化铝腐蚀焓变约为−2.4 kJ/mol,放热可致局部升温并引起聚酯纤维热损伤,从而加速腐蚀发展。上述发现可为缓冲层缺陷治理与材料工艺改进提供理论依据。
基金项目:中国博士后科学基金(2024M760942);中国南方电网有限责任公司资助项目(031900KC23110060(GDKJXM20231243))
基于有限元仿真的GIS外壳温升机理与热隐患研究
潘光辉1,蒋 进1,郎 晟1,江俊贤1,常俊晓1,赵文东1,叶远涛2
(1.国网浙江省电力有限公司台州供电公司,浙江 台州 318000;
2.武汉工程大学,武汉 430000)
摘要:GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)内部过热故障具有强隐蔽性,易诱发绝缘劣化等严重后果。针对GIS外壳三相温差异常问题,建立精细化三维电磁-热耦合有限元模型,系统仿真分析了额定工况及接触不良工况下内部温度场分布及热量传递规律。研究表明:触头接触电阻增大会导致局部温度显著上升,且负荷电流越高,温升对电阻变化越敏感;受导体-气体-外壳多层结构的热衰减作用,内部严重过热在外壳上仅表现为微弱温升,外壳温度分布整体平缓,相间细微温差可作为内部故障的关键信号。现场工作中发现某220 kV GIS设备C相外壳存在约1.6 K的细微温升异常,经停电解体检查证实,其对应断路器主触头存在因装配工艺不良导致的接触电阻超标,与仿真结论高度吻合。本研究证实,通过监测外壳相间温差等细微热信号,可实现GIS内部早期热隐患的非侵入式诊断,为设备状态评估与预警提供理论依据和工程参考。
基金项目:国家自然科学基金(62573331)