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2023年 第6期    刊出日期：2023-06-30

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研究与分析

基于注意力机制的永磁同步风电机组早期匝间短路故障诊断方法

周凯, 王晓东, 王刚, 刘光伟, 刘颖明

2023(6):  1-8.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.001

摘要 ( 76 )   HTML ( 4)   PDF (2255KB) ( 49 )  

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针对永磁风力发电机早期匝间短路引起的定子电流、电压波动微弱,导致故障识别难度大且容易发生误判的问题,提出一种基于注意力机制的卷积神经网络和双向长短期记忆网络(CNN-BiLSTM)算法故障诊断方法。以发电机电流、电压的零序分量作为故障特征,利用CNN和BiLSTM故障诊断模型进行特征自提取,引入注意力机制评估不同时刻特征的权重,并以此为依据加大故障诊断时关键特征的权重。算例结果表明,所提方法能够实现永磁风力发电机早期匝间短路故障诊断,较传统方法可显著提高识别准确率,并降低模型训练所用时间。

计及节点故障率的微电网μPMU多目标优化配置策略

施泽慧, 牟龙华

2023(6):  9-17.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.002

摘要 ( 54 )   HTML ( 3)   PDF (1714KB) ( 30 )  

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微电网动态行为相较传统电网更为复杂,亟须解决其故障检测和定位问题。针对微电网系统中微型同步相量测量单元(μPMU)的优化配置问题进行研究,提出了计及成本、节点故障率和冗余度的μPMU多目标优化配置策略。以μPMU装设成本最低、节点故障率总和最高、可观冗余度最高为多目标函数,在考虑零注入节点的基础上,根据系统正常状态和任意线路故障下的约束条件,建立了多目标优化配置模型。采用差分进化算子对非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进,并用改进后的算法对模型进行求解,选择出最优折中解。基于改进的IEEE 30节点微电网系统进行仿真分析,仿真结果表明,计及节点故障率的多目标优化配置策略是可行的。所提策略能够有效地对微电网系统进行全网可视化监测,并兼顾经济性和准确性。

并网逆变器并联运行谐振分析及抑制策略

尚扬, 王永生, 魏超, 黄海宏

2023(6):  18-22.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.003

摘要 ( 84 )   HTML ( 4)   PDF (1677KB) ( 54 )  

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针对采用LCL滤波的多并网逆变器并联工作在弱电网时面临的谐振风险,建立了多逆变器并联系统的数学模型。对多并网逆变器并联系统的谐振进行分析,采用新型并网电流反馈控制策略,优化设计参数,提升逆变器相位裕度和幅值裕度,有效抑制多并网逆变器并联系统谐振问题。最后通过MATLAB/Simulink仿真和试验平台,搭建两台并网逆变器并联运行,结果验证了所提策略的可行性。

基于改进型以热定电模式的CCHP系统最优运行方法研究

殷光治, 郭祯

2023(6):  23-32.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.004

摘要 ( 50 )   HTML ( 1)   PDF (1969KB) ( 34 )  

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冷热电联产(CCHP)系统是提高能源集约使用效率,深化能源体系转型,实现“双碳”目标的重要方式。搭建了含有微型燃气轮机、光伏发电单元、燃气锅炉和蓄电池组等在内的CCHP系统模型,基于常见的以热定电运行模式和以电定热运行模式提出了改进型以热定电运行模式。所提运行模式能有效提升系统运行的经济性和系统能源管理的有效性,实现更高的能源节约率。

基于数据透传的电器物联网研究

王京京, 吴桂初, 梁步猛, 张万青, 马帅帅, 周星雨

2023(6):  33-38.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.005

摘要 ( 50 )   HTML ( 1)   PDF (1589KB) ( 39 )  

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针对企业产品物联网升级遇到的数据传输协议不统一、系统融合难度大的瓶颈问题,以及研发周期长、研发成本高的实际问题,提出并实现了一种操作性、扩展性及可移植性强的软硬件双向交互物联网数据透传方法。基于ESP8266 Wi-Fi芯片和MQTT协议,结合EasyStudio消息中间件业务处理平台,设计并开发了高兼容性、高效率、高稳定性的电器物联网应用系统。根据物联网电器设备获取到的数据报文以及控制电器分合闸的测试情况,表明所提方法能够实现电器数据的实时、准确、全面地采集、转发和存储,以及对硬件控制器进行实时控制的双向通信,能够实现电器的快速物联网升级、数据可视化,为企业节能减排具有很强的实际意义。

跷板开关机械特性的仿真分析与实验验证

苏斌, 何育斌, 任万滨, 田赡民, 申会员, 彭美南, 马腾, 黄超文

2023(6):  39-43.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.006

摘要 ( 63 )   HTML ( 6)   PDF (1761KB) ( 46 )  

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跷板开关是一种常用的手动控制墙壁开关。为了研究跷板开关的机械特性,应用COMSOL Multiphysics有限元软件,建立跷板开关有限元仿真分析模型,研究开关闭合的具体过程,得到开关操作力曲线,最终厘清了开关闭合回跳的原因。通过实验获得的开关操作力曲线和回跳波形与仿真结果进行对比,验证了仿真方法的可靠性。

配电网技术与系统

基于中低压交直流配电网的工业园区综合能源系统设计探索

吴芳柱, 田园

2023(6):  44-50.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.007

摘要 ( 63 )   HTML ( 4)   PDF (1710KB) ( 53 )  

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为解决交流配电网电能传输效率低下等问题,以融合中压与低压层级的交直流混合配电网为基础,提出了一种基于中低压交直流配网的综合能源系统配置方法,同时还能提高新能源消纳能力与供电可靠性。首先,建立综合能源服务设备配置和日常运行经济性双层规划模型;然后,通过改进飞蛾火焰优化算法与CPLEX进行联合求解;最后,在给定算例下得到最优的综合能源设备配置方案,并与传统交流配电网下的各项成本进行对比分析,验证了基于交直流配电网的综合能源系统更具有先进性与可靠性。

多站融合规划布点方案研究

李小云, 罗仲达, 丁辛遥, 孙志云, 卢小龙, 唐平, 徐研芬, 唐利松

2023(6):  51-57.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.008

摘要 ( 47 )   HTML ( 1)   PDF (1083KB) ( 44 )  

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多站融合系统作为能源互联网中的重要元素和新型基础设施,将在未来能源与信息深度融合的场景中发挥重要作用。针对多站融合系统的规划布点情况与方法展开深入研究,给出了一个基于多维度负荷距成本最小的多站融合系统选址与定容优选方案,并基于湖南电网的具体情况进行分析,给出了多站融合系统在湖南的建设建议。

基于偏最小二乘回归的企业用电量预测研究

胡敏, 张跃伟, 高孝天

2023(6):  58-62.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.009

摘要 ( 45 )   HTML ( 3)   PDF (754KB) ( 31 )  

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随着电力改革深入推进,电力市场化建设进一步加快。用电量分析与预测成为供电企业及用电企业关注的焦点,另外用电量也可以反映企业当前的运行状况和发展趋势,对生产型企业具有重要的意义。但是,企业月度用电预测存在样本数量较少以及数据精度不足等问题,常见的机器学习方法在该应用中适用性不强。通过采用偏最小二乘(PLS)法解决上述问题,处理了所获取数据之间本身的相关性较高的问题。基于PLS建立了企业用电量预测的回归模型,并通过数据仿真验证了模型的有效性和准确性。

面向5G承载的配电网差动故障安全保护方法

郭乐欣, 胡佳新, 周建勇, 王廷凰, 许健

2023(6):  63-69.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.010

摘要 ( 51 )   HTML ( 1)   PDF (1744KB) ( 23 )  

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5G无线网络为配电网差动保护提供了低成本承载方案,同时也带来了无线网络攻击的威胁。考虑到外部攻击入侵配电网后系统易因线路跳闸而崩溃的问题,提出一种中压直流配电网的差动故障保护方法。所提方法能够检测与物理故障同时发生的配电网相邻线路上的外部网络入侵,进行模态变换以获得系统部署的限流电抗器两端的线模式和零模式电压。仿真结果表明,所提方法对高阻抗故障具有较高的敏感性,同时具有良好的保护性能,能够有效提升5G无线网络环境下配电网差动保护业务的安全性。

能效管理

基于背靠背变流器的铁路牵引供电节能效益评估

邬明亮

2023(6):  70-74.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.011

摘要 ( 70 )   HTML ( 1)   PDF (1469KB) ( 27 )  

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再生制动电能反送电网的问题广泛存在于铁路牵引供电系统中,影响电能质量且不利于电能的高效利用。为实现牵引供电系统的节能,科学利用再生制动电能成为了关键举措。以加装背靠背变流器实现铁路牵引供电节能为对象,建立了背靠背变流器的控制策略及经济性模型,以内部收益率为评估指标,利用实际牵引负荷和典型参数,分析了加装背靠背变流器的节能效益。算例结果表明,加装背靠背变流器的节能效益可观,具备投资价值。

基于改进相对强度熵法的风电场电能质量评估方法研究

初芯言, 郑祥

2023(6):  75-79.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.012

摘要 ( 61 )   HTML ( 1)   PDF (691KB) ( 27 )  

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针对风电场电能质量评估中权重分配与评估准确性问题,提出了一种基于改进相对强度熵法的风电场电能质量评价方法,修正了传统相对强度熵法在熵值接近于1时,熵权分布存在的不合理情况。将相对强度熵法与层次分析法(AHP)扩展标度法相结合来计算指标权重,从而提高了权重的准确性,修正了熵权分配不合理问题。采用总偏差值最小的优化组合模型对指标和权重进行评估,实现了综合评估风电场的电能质量。算例分析结果表明,所提方法是可靠和合理的,可以对电能质量进行充分评估。

一种普适性高实时同步采集电池管理系统设计

潘明俊, 魏阳超, 王万纯, 王峰, 张杰, 李响

2023(6):  80-85.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.06.013

摘要 ( 84 )   HTML ( 2)   PDF (1770KB) ( 55 )  

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针对储能电池管理系统的普适性需求,提出了一种普适性高实时同步采集电池管理系统。介绍了所提系统高实时同步采集方案设计,并从地址自适应设计、全通道温度采集设计、普适性电流采样设计、低功耗运行模式设计4个方面阐述了系统普适性设计。结合理论分析与实验测试数据,验证了设计方案的可行性。所提系统可普适于不同厂家的电池模组,并通过实际运行获得了系统运行完整的电芯数据曲线,验证了系统可实施性。