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期刊信息/Journal information
高电压技术
中国电力科学研究院　中国电机工程学会
高电压技术

中国电力科学研究院　中国电机工程学会

杨迎建

月刊

1003-6520

hve@sgepri.sgcc.com.cn

027-59835528

430074

湖北省武汉市珞瑜路143号武汉高压研究所

高电压技术/Journal High Voltage EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为国内外唯一集中、全面地反映当前高电压技术领域科技信息的专业技术刊物，国内外公开发行，是国务院学位办审定的中文重要期刊、中文核心期刊，EI page one和《科技文献通报》收录期刊。本刊根据电力生产、建设、科研、教学需要提供导向性、实用性信息及技术措施，推广实用技术的成果，为我国科技发展、领导决策、促进生产发挥接口、载体和桥梁作用。本刊报道内容包括高压设备、输电线路、系统暂态、测试工程、电磁、城网供电、电力电子等及生态环保生物医疗等边缘、交叉学科。既有基础理论研究也有工程实践应用。本刊读者对象为电力系统生产、建设、运行、管理部门及相关产业科研、设计、制造单位的领导、科技人员、大专院校师生及其他相关工程技术人员。
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    一种风电场经VSC-HVDC并网的VSG变参数负荷频率控制策略

    赵熙临龚楚峰付波
    117-126页
    查看更多>>摘要：风电的大规模并网导致系统等效惯量下降、不确定性增加,给电力系统的负荷频率控制(load frequency control,LFC)带来新的挑战.考虑到柔性直流输电系统(voltage source converter based high voltage DC,VSC-HVDC)具有的潜在调频能力,对此展开研究,针对风电场经 VSC-HVDC 并网的情形提出了一种虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)变参数负荷频率控制策略.首先,在风电场经VSC-HVDC并网的LFC模型及拓扑结构分析基础上,为了提高 VSC-HVDC 的可控性,对换流器的控制环节进行了 VSG 控制方法的设计;然后,对VSG控制参数与频率变化的关联性进行分析,并基于分数阶梯度下降法(fractional-order gradient descent method,FOGDM),利用频率的分数阶导数提取频率深层变化特征,以优化VSG控制参数;在此基础上,考虑到系统的不确定性,设计触发机制对VSG变参数优化模式进行调整,以降低VSG参数的变换频次,提高系统频率控制的针对性.仿真结果表明:所提控制方法能有效改善电网负荷频率控制效果,具有良好的适应性.

    负荷频率控制虚拟同步发电机风电柔性直流输电系统分数阶参数优化

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    考虑时变线阻的多储能SOC稳定均衡控制策略

    卢志刚苗泽裕蔡瑶
    127-137页
    查看更多>>摘要：在直流微电网中,由于线路阻抗大小差异的复杂化,难以保证各储能单元之间达到荷电状态(state-of-charge,SOC)均衡.为此,提出一种考虑时变线阻的SOC均衡改进控制策略.首先,通过线路阻抗和SOC幂指数构造的平衡因子来修正控制系数,提高SOC 的辨识度.同时,利用输出电流来约束平衡因子,提高系统的抗扰能力.在SOC均衡之后,SOC平衡因子G变为 1,此时依赖线路阻抗信息但不受线路阻抗变化影响,可平稳地保持电流分配.并且结合输出电流构造的电压补偿环节有效地解决了母线电压质量和SOC均衡控制效果之间的矛盾.其次,针对基于SOC均衡的改进控制策略易受恒功率负载影响的问题,利用混合势函数理论进行建模,得到稳定性判据,有利于保障系统的稳定运行.最后,仿真结果表明,所提出的改进下垂控制能够有效地消除线路阻抗的影响,提高电流分配精度,实现SOC均衡,并验证了在各种突发扰动及极端情况下所提控制策略的有效性和正确性.

    直流微电网储能系统下垂控制SOC均衡混合势函数理论

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    基于超前滞后环节附加前馈阻尼的VSG控制策略

    兰飞高占兴黎静华
    138-147,中插12-中插13页
    查看更多>>摘要：虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)在引入同步机二阶转子运动方程,增大电力系统等效惯量的同时,也引入了同步发电机的振荡特性,有功低频振荡等动态稳定性问题也随之而来.引入调速侧电力系统稳定器(governor power system stabilizer,GPSS)能有效抑制VSG的功率低频振荡,但其在超调量及调节时间方面的控制效果仍有待提高.通过建立VSG的小信号模型从极点配置角度分析其稳定性,揭示基于GPSS的VSG控制策略在功率动态响应上存在较高超调和较长调节时间的原因.基于此,参考GPSS控制思想,提出了一种基于超前滞后环节附加前馈阻尼补偿的虚拟同步发电机控制策略.并从理论上分析验证了所提控制策略在不影响系统稳态特性的前提下,能够提供调整自由度更高的正阻尼,在有效地抑制功率超调的同时提高了系统的调节速度,从而更好地抑制了有功功率的低频振荡.最后通过 MATLAB/Simulink 进行对比仿真,仿真结果与理论分析结果一致,证明了所提控制策略的正确性和有效性.

    虚拟同步发电机前馈阻尼补偿小信号模型动态性能有功低频振荡

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    考虑时空特性与多指标约束的电力系统惯量需求评估

    郭小龙杨桂兴张江飞袁铁江...
    148-156,中插14-中插16页
    查看更多>>摘要：针对传统惯量需求评估方法难以准确刻画高随机性新能源接入下电力系统运行方式多变导致惯量需求时空动态变化特点的问题,提出一种考虑时空特性与多指标约束的电力系统惯量需求评估方法.首先通过分析系统惯量需求影响因素,建立考虑新能源渗透率以及虚拟惯量的电力系统频率响应模型;其次,在传统频率响应指标的基础上,引入一次调频恢复频差约束,建立惯量需求评估模型;然后,在时间和空间两方面分别考虑系统参数和节点位置对惯量需求的影响,在不同场景下采用优化方法评估系统惯量需求;最后,分别针对传统电力系统和基于虚拟惯量的新能源发电系统开展算例分析,验证了所提方法的有效性和准确性.

    虚拟惯量频率响应惯量需求新能源渗透率频率约束

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    考虑条件风险价值的交直流系统两阶段分布鲁棒低碳经济优化调度

    曾子龙李培强李勇钟俊杰...
    157-168页
    查看更多>>摘要：考虑到海上风电出力的随机性以及日益突出的生态环境问题,以含柔性直流输电技术(voltage source converter high voltage direct current,VSC-HVDC)的交直流系统为研究对象,提出了考虑条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)的两阶段分布鲁棒低碳经济优化模型,构建了基于Kullback-Leibler(KL)散度的概率分布模糊集,同时利用条件风险价值量化了极端场景下的尾部风险,使得模型能够同时考虑概率分布不确定性以及处于最坏概率分布中极端场景下的尾部损失;此外,将阶梯型碳交易机制并入所提分布鲁棒模型中,通过合理利用柔性资源和储能装置,增强系统运行的灵活性,在兼顾运行风险的前提下,降低碳排放量的目标.再者,为了提高计算效率,在列和约束生成算法(column-and-constraint generation method,C&CG)和Multi-cut Benders分解算法的基础上提出了双循环分解算法.最后,在基于改进的IEEE RTS 79测试系统中验证了所提模型及算法的有效性.

    低碳阶梯型碳交易条件风险价值分布鲁棒优化交直流系统列和约束生成算法

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    风电制氢系统阻抗建模及振荡特性分析

    余紫薇孙丹刘一鸣胡彬...
    169-181,中插17页
    查看更多>>摘要：由于风电机组与主网呈现远距离逆向分布特点,高度电力电子化的风电就地制氢系统与电网互联时将存在振荡失稳的风险.对此,通过建立风电制氢系统的阻抗模型分析了其与电网互联时的振荡特性.首先,建立了考虑电解槽动静态电气特性的阻抗模型,并在此基础上采用双傅里叶变换,建立了包含电力电子变换器在内的电解水制氢设备阻抗模型;随后,结合风电机组的阻抗特性,分析了电网短路比以及制氢设备运行工况对风电制氢系统稳定性的影响.接着,对制氢设备控制参数进行了灵敏度分析,为提升系统稳定性的参数优化方案提供了指导;最后,构建了时域仿真模型,对所得结论进行验证.

    电解水制氢风力发电双馈风机阻抗模型振荡特性分析参数灵敏度分析

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    计及多储能单元出力水平的风功率波动平抑控制方法

    常樊睿李勇彭衍建周年光...
    182-193,中插18页
    查看更多>>摘要：在风电场侧配置电池储能是缓解风电功率波动、提高风电可调控性的有效途径.为满足风功率波动平抑要求,提出了一种计及多储能单元出力水平的风功率波动平抑控制方法,充分考虑多储能单元实时出力能力,在兼顾功率平抑目标的同时实现减小储能电池能量调用、各储能单元充放电切换次数、放电深度及荷电状态波动区间.首先分析了滤波时间常数对风功率平抑效果以及储能功率分配方法对各单元荷电状态变化的影响;其次引入超短期风功率预测,根据风功率预测数据建立滤波时间常数优化模型,得到滤波时间常数最优解以及最小储能功率指令;然后分析了各储能单元出力水平与功率平抑需求的影响,进一步提出了一种分层复合式储能单元功率分配方法,实现了多储能单元的功率指令分配,避免了各储能单元频繁与过度充放电,有利于延长使用寿命;最后以湖南省某实际风电场为例,通过实际算例验证了所提方法的有效性.

    风功率波动电池储能多储能单元滤波时间常数功率分配风功率预测

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    电气设备复合绝缘结构的太赫兹无损检测综述

    李帅兵李天耕淡嘉豪康永强...
    194-209页
    查看更多>>摘要：在电气设备复合绝缘结构检测方面,基于声、光、电、磁等物理量、化学组分和微观特征的检测方法得到广泛应用,但难以实现无损可视化表征.相比之下,太赫兹检测技术利用太赫兹波的光学和电磁学特性可以有效反演出被测物的结构特征和介电特性,较传统检测方法具有无损可在线测量的明显优势.为此,该文总结了当前太赫兹无损检测技术在电气设备复合绝缘结构检测方面的研究现状.首先,系统介绍了太赫兹检测方法的原理及系统,并与传统检测手段进行了比较;其次,重点总结了太赫兹时域和频域光谱及其成像技术在复合绝缘材料老化和缺陷检测中的实际应用,包括缺陷的识别和定位、组分鉴定及老化状态评估等;最后,对太赫兹无损检测技术在该领域的发展前景进行了展望.希冀该综述可帮助相关研究人员快速了解太赫兹无损检测技术在电气设备状态诊断方面的研究和应用情况,并对同类问题提供解决思路.

    电气设备复合绝缘结构太赫兹无损检测太赫兹时域光谱太赫兹频域光谱太赫兹成像

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    基于ICEEMDAN和时变权重集成预测模型的变压器油中溶解气体含量预测

    马宏忠肖雨松孙永腾李勇...
    210-220页
    查看更多>>摘要：为了实现对变压器油中溶解气体体积分数的精确预测,同时克服仅使用单一预测模型导致预测精度及泛化能力不足的局限,提出了一种基于改进完全自适应噪声集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition,ICEEMDAN)和灰色关联系数时变权重集成预测模型的变压器油中溶解气体预测方法.首先将溶解气体含量序列模态分解为一系列具有不同时间尺度的子序列.然后,使用门控循环神经网络和麻雀搜索算法优化支持向量机对各子序列进行训练,组合为一个集成预测模型;并比较不同预测方法的预测精度,计算灰色关联系数时变权重,形成各子系列的预测结果.最后将各子序列的预测结果叠加重构,得到最终预测结果.算例分析结果显示:该方法单步预测的均方根误差、平均绝对误差和相关系数分别为0.593、0.422和0.768,相比其他算法在预测精度上有明显提升,同时具有很强的泛化性能,可以为油浸式变压器内部状态监测提供依据.

    油中溶解气体ICEEMDAN麻雀搜索算法支持向量机门控循环神经网络时变权重集成模型

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    基于多物理场仿真的油浸式变压器温度特性分析及散热器优化

    袁发庭施文菀王玥陈炜...
    221-231页
    查看更多>>摘要：准确计算油浸式变压器的温度分布并寻求优化方法,对设备运行维护具有重要意义.首先建立了 35 kV油浸式变压器的3维等效模型,采用Jiles-Atherton模型模拟变压器铁芯材料的磁滞特性,通过磁场计算获取了铁芯和绕组的损耗密度分布.在此基础上将损耗密度作为热源,经过流-热耦合计算得到变压器的温度场和流场仿真结果.根据计算结果提取了铁芯、绕组区域的温度分布及截面的油流流速分布,并绘制了散热片的最高温度和流速曲线.最后结合中心组合设计和仿真分析方法得出不同散热器结构参数下的变压器热点温度,构建热点温度与结构参数间的支持向量机模型,采用粒子群算法获得了最优参数.变压器热点温度较优化前降低了15.12 K,仿真与模型预测结果的相对误差为 6.42%,验证了优化模型的有效性.结果表明:优化方法能够显著降低变压器热点温度,为变压器的优化设计提供了新的思路和参考.

    油浸式变压器多物理场仿真损耗密度温度分布支持向量机散热器优化

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