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期刊信息/Journal information
电力科学与技术学报
电力科学与技术学报

曾祥君

季刊

1673-9140

dlxb04@163.com

0731-85258195

410004

长沙理工大学云塘校区

电力科学与技术学报/Journal Journal of Electric Power Science and Technology北大核心CSTPCDCSCD
查看更多>>本刊主要刊载电力系统自动化理论、技术及其应用、电网技术、高电压技术、电力市场与电力系统运行管理、供用电技术、电能质量与节能技术、电力自动化设备、热能动力工程、动力与机械工程、水利水电工程、新能源技术、电力系统通信、计算机技术及其它高新技术在电力系统中的应用、电力土木建筑工程、电厂化学与环境工程等方面的最新研究成果。
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    基于向量自回归模型的电网虚假数据注入攻击检测

    陈将宏饶佳黎李伟亮胡炀...
    1-9页
    查看更多>>摘要：虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)是威胁电网运行安全的主要因素之一,其主要通过攻击电网中的一些通信环节,误导电力系统的状态估计结果,给电网安全运行带来巨大威胁.针对FDIA难以有效检测及电力系统状态估计中过程噪声与量测噪声两者协方差矩阵非正定问题,将向量自回归(vector auto regression,VAR)模型引入电力系统状态估计,提出一种基于VAR和加权最小二乘法(weighted least squares,WLS)的FDIA检测方法.首先,建立VAR状态估计模型,将量测噪声视为稳定量,只对过程噪声进行估计,解决两者协方差矩阵的非正定问题;其次,分别采用VAR与WLS对电力系统进行状态估计,采用一致性检验与量测量残差检验对2种方法的结果进行检测,以判定是否存在FDIA;最后,IEEE 14节点和IEEE 30节点仿真结果表明,本文所提检测方法能够成功检测到FDIA,且检测成功率较高,从而验证了该方法的可行性及有效性.

    虚假数据注入攻击向量自回归加权最小二乘法状态估计攻击检测

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    虚假数据注入攻击下基于容积卡尔曼滤波的电力系统状态估计

    常梦言刘永慧
    10-18页
    查看更多>>摘要：针对虚假数据注入攻击下系统状态估计的问题,以电力信息物理系统为研究对象,根据发电机三阶模型和自动电压调节器模型,建立电力系统的数学模型.采用指数平滑法预测测量值,通过对比预测值与真实测量值,检测系统是否发生虚假数据注入攻击.若检测结果判定系统遭受虚假数据注入攻击,用预测值替代不良数据输入状态估计算法,实现虚假数据注入攻击下不良数据的恢复.将指数平滑法与容积卡尔曼滤波算法结合,提出一种改进的容积卡尔曼滤波算法对系统进行状态估计.以典型的五机电力系统为例进行仿真,仿真结果表明提出的方法能有效抵御虚假数据对系统状态估计造成的不良影响.

    电力信息物理系统状态估计容积卡尔曼滤波虚假数据注入攻击指数平滑法

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    基于多端行波频率矩阵的复杂配电网故障定位方法

    李航曾海燕喻锟陈爽...
    19-30,37页
    查看更多>>摘要：针对配电网线路参数受依频变化影响导致现有故障定位方法实现复杂以及行波传输速度无法准确计算的问题,基于多端行波频率矩阵,提出一种不依赖波头时间信息的复杂配电网故障定位方法.通过对故障行波固有频率主成分与传输距离的关系进行分析,定义各分支节点的参考端,并计算真实故障发生前的基准固有频率矩阵与真实故障发生后的故障固有频率矩阵之间的差值,最终得到相应的故障分支判定原理.在判定故障分支的基础上,按照故障点到参考端的路径不经过分支节点或经过分支节点数量最少为原则选取参考端,同时计算对应参考端故障固有频率主成分下的波速度,进而对故障点位置实现精确定位.仿真结果表明,所提方法无须检测行波波头时间,通过构建多端频率矩阵准确刻画配电网拓扑任一分支发生故障的情形,在保证故障分支可靠判定的同时实现了频率分量与波速度相互匹配,大大提高了故障定位精度,且定位结果不受故障位置、类型、过渡电阻、初相角影响.

    复杂配电网故障行波定位多端频率矩阵依频变化特性

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    一种基于KPCA-IF的配电网保护系统异常状况监测模型

    徐军齐蓬勃李凡王国荣...
    31-37页
    查看更多>>摘要：由于配电网具有拓扑结构复杂、线路分支较多、空间分布密集等特性,潜在运行扰动及故障难以完全避免,故所配备的保护系统势必确保较高水平的可靠性及稳定性.因此,针对配网保护系统潜在异常运行状态的监测与识别面临新的挑战.为此,提出一种基于数据驱动的运行异常状态实时检测模型.首先,采用核函数主成分分析(kernel principal components analysis,KPCA)流程,针对原始数据实施维度压缩,能够在高维数据环境下降低后续模型的运算复杂度;其次,应用孤立森林(isolated forest,IF)模型,依据各正常运行状态取值范围,挖掘潜在离群样本点,能够在数据呈偏置或稀疏分布环境下保持较高的检测性能,针对异常状况进行快速反应;最后,以某地区配电网继保系统运行数据作为仿真实例,实验结果验证所提出模型在实际应用中较高的异常检测水平,能够助力配网安全风险的自动识别和应对.

    异常检测数据挖掘继电保护系统KPCA-IF

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    基于随机森林算法的低压系统漏电检测技术研究

    肖湘奇肖宇黄瑞黄燕娇...
    38-47,115页
    查看更多>>摘要：随着低压配电系统规模及用户需求量迅速增加,用户线路与家庭电气设备漏电故障频发,极易发生人体触电及电气火灾事故.剩余电流保护器作为检测低压漏电故障的常用手段,近年来因线路(或设备)存在对地泄漏电流而频频误动,极大降低了保护设备投运率与可靠性.为此,本文提出一种基于随机森林(random forest,RF)算法的低压配电系统漏电检测技术,为最大程度贴近真实漏电故障场景,充分考虑实际故障场景存在的正常泄漏电流过大、故障邻近支路负荷投切频繁等干扰因素以获得贴近真实故障场景的原始剩余电流数据;通过对原始剩余电流数据进行数据预处理,分析掌握剩余电流的频域与时域特性并利用傅里叶变换算法提取时频域特征,完成低压系统漏电检测模型的建立与训练;在施加多种干扰因素情况下对漏电检测模型进行深度测试,其漏电故障的检测准确率可达99.97％,实现了多种干扰因素情况下的低压配电系统漏电故障检测;最后将支持向量机(support vector machine,SVM)算法、K最近邻(K-nearest neighbor,KNN)算法与本文基于RF算法的漏电故障检测模型的准确性进行对比,以此验证了基于RF算法的低压系统漏电检测模型的准确性与可行性.

    低压系统漏电检测随机森林算法剩余电流

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    适用于同杆双回线路接地故障改进跳闸与分相自适应重合闸策略

    蒋江波解超李凤婷尹纯亚...
    48-57页
    查看更多>>摘要：同杆双回线路发生接地故障时采用传统跳闸策略可能会产生负序分量,传统自动重合闸方案在合闸前不判定故障性质,重合失败时将影响系统稳定性.针对该问题,提出一种适用于同杆双回线路接地故障改进跳闸与分相自适应重合闸策略.首先,建立同杆双回输电线路各相之间的耦合模型并对其进行分析,提出一种能够避免负序分量注入系统的改进跳闸策略;其次,分别对瞬时性故障情况下和永久性故障情况下电容耦合电压特性进行分析,提出基于故障相电容耦合电压的故障性质判据;最后,结合改进跳闸策略和合闸策略,形成了适用于同杆双回输电线路接地故障分相自适应重合闸策略.通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提分相自适应重合闸策略能够避免负序分量注入系统,以及在不同接地故障类型、故障位置和过渡电阻情况下都能保证输电线路的重合成功率.

    自适应重合闸分相开关故障性质判据瞬时性故障永久性故障

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    基于改进CUSUM算法的混合级联直流输电系统低电压保护优化策略

    王业任旭超杜云龙崔玉...
    58-66页
    查看更多>>摘要：为提高混合级联直流输电系统直流输电线路低电压保护的速动性和可靠性,提出了一种基于改进累积和(cumulative sum control chart,CUSUM)算法的新型高压直流线路低电压保护策略.当±800 kV混合级联直流输电系统的不同位置发生故障时,保护安装处所测得电气量呈现出一定的差异性.由于传统低电压保护缺乏整定依据,并有着误动风险,本文引入CUSUM算法提取不同故障时电气量差异特征,以此保证保护的可靠性.同时为了提高保护的速动性,借助分形理论,对CUSUM算法窗口进行改进,使得窗口具有自适应性,从而提高保护的速动性.利用PSCAD/EMTDC建立混合级联直流输电模型,并借助MATLAB验证所提新保护策略.仿真结果表明:所提方案能够快速可靠动作,有着良好的快速性和可靠性;可以耐受较高过渡电阻,有良好的耐受过渡电阻能力;判据依托于单端电气量,避免了通信中噪声和数据异常等干扰,可以快速识别区内、区外故障,并可靠动作.

    混合级联直流系统低电压保护CUSUM分形理论

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    基于模糊Borda法的电动汽车负荷对配电网影响综合评估研究

    张美霞高凌霄杨秀
    67-77页
    查看更多>>摘要：电动汽车行业的高速发展必将对电网运行带来巨大压力,因此需要通过电动汽车对配电网影响的精准研究得到应对之法.本文构建了电动汽车充电负荷时空分布预测模型以及电动汽车接入配电网综合评估体系.首先,运用多源数据、多因素能耗模型、动态路网模型以及路-电耦合理论预测电动汽车充电负荷时空分布结果;其次,从合理性、安全性、经济性、可靠性以及环保性5项准则出发构建相应的量化指标,建立综合评估体系;最后,运用综合赋权法得到指标权重集,并运用模糊Borda法集合多种综合评估方法,协调各评价方法对评价对象的主客观性影响从而得到综合评估结果.最后,以上海某地区为例进行算例仿真,验证了本文方法的可行性.

    电动汽车动态路网负荷预测评价体系模糊Borda法

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    考虑负荷重要程度的配电网韧性提升策略及评估方法

    侯祖锋王超徐春华林敏洪...
    78-85页
    查看更多>>摘要：提出一种在极端天气灾害下考虑负荷重要程度的配电网韧性提升策略及评估方法,用于完善在小概率、高风险的极端天气灾害发生后的配电网韧性提升策略及评估体系.首先,以台风作为极端天气灾害代表事件,根据台风模型和架空线路故障概率模型确定线路故障概率;其次,建立三阶段韧性提升联合优化策略模型,根据线路故障概率确定韧性提升联合优化策略、故障线路以及最小切负荷率;然后,提出考虑负荷重要程度的电网韧性评估方法,根据韧性提升策略下各节点切负荷率和负荷重要程度来评估配电网韧性;最后,通过IEEE 33节点系统进行仿真,对比单种韧性提升措施与多种措施联合优化的韧性提升效果,验证所提韧性提升策略及评估方法的有效性与优越性.

    配电网韧性提升韧性评估极端天气负荷重要程度

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    基于GRA/EEMD-Informer混合模型的光储直柔配电系统多数据预测方法

    王炳铮岳云涛李炳华万珊珊...
    86-95页
    查看更多>>摘要：针对现有时间序列模型预测光储直柔配电系统短期发用电数据精度不高的问题,提出一种基于灰色关联度分析/集合经验模态分解(grey relation analysis,ensemble empirical mode decomposition,GRA/EEMD-Informer的光储直柔配电系统多数据预测模型,通过灰色关联度分析、模态分解,结合自注意力蒸馏机制,有效捕捉输出和输入之间较精确的长程相关性耦合,降低了时空复杂度,极大缓解了传统编解码的局限性.将已建成并投入使用的光伏发电站某月数据、典型办公建筑某月电力数据及电动汽车充电站运行数据作为原始数据,以均方误差、平均绝对误差、均方根误差作为评价指标对模型进行检验,并进行消融实验与分析,最后与长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)、基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法的长短期记忆网络(PSO-LSTM)、Transformer时间序列预测方法对比,结果表明该方法的拟合程度明显高于其他预测方法,验证了GRA/EEMD-Informer算法对提高预测能力的有效性和实用性.

    光储直柔GRA/EEMD-Informer光伏发电输出功率建筑电力负荷电动汽车负荷

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