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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。
正式出版
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    基于热成像的锂离子电池智能故障定位技术

    田璐羽董朝宇穆云飞余晓丹...
    2502-2510页
    查看更多>>摘要：随着新能源发电、电动汽车等的发展,目前对储能技术的要求不断提高.其中,锂离子电池因其环境友好、能量密度高、使用寿命长等优点被广泛应用于各类储能系统中.为锂离子电池配备合理的热故障诊断可以避免热失控现象的发生,确保电池安全可靠运行.该研究提出了锂离子电池智能感知(lithium-ion battery intelligent perception,LBIP)来建立锂离子电池的热故障诊断模型.LBIP包括特征提取网络、区域提交网络(region proposal network,RPN)、感兴趣区域对齐(region of interest align,ROIAlign)以及Mask分支.选择Ansys Fluent软件进行锂离子电池的有限元仿真.LBIP处理电池表面的热成像图像,对问题电池进行识别,并进行问题电池的定位与分割.结果表明,故障电池的识别准确率可达95%.

    锂离子电池热故障诊断MaskR-CNN深度学习实例分割

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    面向储能多应用价值协同的风光储系统日前优化调度方法

    赵小磊姚良忠刘运鑫赵波...
    2511-2522,中插4-中插6页
    查看更多>>摘要：在新能源发电侧配备储能不但可平滑新能源波动、移峰填谷、提高新能源的可调性及消纳能力,而且还具有峰谷套利等多方面应用价值.针对储能价值挖掘问题,首先分析了储能在具有互补性和关联性的峰谷套利、波动平抑、功率预测误差补偿 3 种应用价值中所能够获得的收益,在此基础上提出了考虑储能多价值协同的风光储系统优化调度方法,以风光储系统总收益最大为目标,同时考虑到储能的损耗成本,对日前协同优化调度模型进行线性化求解,实现了储能同时响应多种应用价值需求的协同优化.最后对实际系统进行仿真,并与不同调度方案对比,结果表明:所提方法通过协同优化具有互补性和关联性的多种应用价值,在保障储能使用寿命的同时,能够更好地提高储能的利用率和收益,具有较好的经济性和适应性;不同储能容量配置下储能总净收益会随着容量增大呈现先增后减的趋势,其套利空间有限.

    储能多应用价值互补性风光储协同调度线性化

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    基于第三方服务的楼宇集群共享储能成本优化

    冀瑞强胡健张晓杰王蕾...
    2523-2536,中插7-中插9页
    查看更多>>摘要：分布式可再生能源发电设备在城市中日益普及,配置储能是应对其出力不确定性的有效措施.采用广义纳什议价理论提出了一种基于第三方服务的楼宇集群共享储能成本优化模型.以楼宇、储能运营商在主从博弈纳什均衡时的运行成本作为谈判破裂点,建立楼宇、储能运营商多主体纳什议价模型,并等效转化为系统运行成本最小子问题和虚拟储能议价子问题.在虚拟储能议价子问题中,针对一般纳什议价过程中各主体议价能力无差异的问题,采用年度充放电量衡量楼宇对共享储能系统的贡献,并作为议价能力参数参与协商制定虚拟储能容量租赁价格.算例结果表明:纳什议价机制下楼宇和储能运营商具有平等的议价权,可获得比主从博弈机制下更低的虚拟储能容量租赁价格,从而使楼宇运行成本下降,储能运营商收益提升,实现了共享储能系统经济效益的全局最优.基于充放电量构建的议价能力参数体现了楼宇对共享储能系统贡献的差异性,可提高楼宇参与共享储能的积极性,缩短储能运营商的静态投资回收期.

    共享储能储能运营商租赁价格广义纳什议价议价能力

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    中高压直流断路器的研究与应用

    范兴明李涛张鑫
    2537-2553页
    查看更多>>摘要：多端直流系统及直流电网是未来柔性直流输配电系统的发展方向,其安全可靠稳定运行需要有直流断路器作为保障.虽然国内外研究人员提出了各种直流断路器技术方案,但目前市场上能够满足实际工程应用的直流断路器产品仍十分缺乏.该文对直流断路器的研究工作进行了梳理.首先,分析了不同技术方案采取的换流方式及性能,并介绍了直流断路器中的核心组件及其驱动保护.其次,对各类型的直流断路器拓扑结构进行了总结,并归纳出改进优化的方向.最后,对直流断路器研制的关键技术与未来的发展趋势进行了讨论和总结,为中高压直流断路器研制与应用提供参考.

    直流电网直流断路器换流方式核心组件拓扑结构

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    紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器

    袁佳歆孙玉东张琬婷周航...
    2554-2566页
    查看更多>>摘要：加装饱和铁芯型故障限流器是限制高压系统短路电流的有效方法,但其需要与外加的限流空心电抗器配合,导致整个限流系统占地面积和体积很大.因此,基于非正交解耦原理提出了一种紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器(compact hybrid-biased three-phase saturated core fault current limiter,CTFCL),其具有占地面积和体积小的优点.首先,提出了含非正交解耦绕组的CTFCL拓扑.其次,建立了CTFCL的等效电磁路模型,分析了其工作原理.然后,给出CTFCL的参数设计准则,搭建了 220 kV的有限元模型,仿真验证了CTFCL的限流效果和电磁特性.最后,设计并研制出小容量样机,开展了实验研究.仿真和实验结果均证明了该文所提CTFCL的有效性,CTFCL 对各种短路均有良好的限制效果,且对比得到 CTFCL 限流系统占地面积和体积较传统三相SCFCL限流系统分别减少了44%和26%,适合实际高压系统的安装与应用.

    饱和铁芯型故障限流器三相拓扑紧凑化非正交解耦原理参数设计有限元分析

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    GIS三工位开关典型机械缺陷的特征量差异分析及辨识方法

    郝建刘清松彭华东钟尧...
    2567-2579页
    查看更多>>摘要：近年来气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)三工位开关行程不到位机械缺陷导致的设备运行故障案例频发,为提升GIS三工位开关行程不到位机械缺陷检测及运维水平,首先采用126 kV 全真型三工位开关试验平台设置机构卡涩、传动失耦和电机堵转三种典型机械缺陷,试验获得正常状态和 3 种典型机械缺陷情况下三工位开关分合闸动作过程中的电机电流、角位移行程和振动信号;然后,开展 3 种典型缺陷情况下"电流-机械"特征参量的提取及差异分析;最后,采用随机森林算法研究构建GIS三工位开关典型机械缺陷诊断模型,并验证其有效性.结果表明:单一的电机电流、角位移行程或振动信号图谱特性无法有效区分不同类型的机械缺陷,而采用"电流-机械"融合特征参量对 3 种典型机械缺陷的区分效果显著,基于"电流-机械"融合特征参量构建的GIS三工位开关机械缺陷随机森林诊断模型实现了对机构卡涩、传动失耦和电机堵转3种机械缺陷可靠诊断,为工程实际提升GIS三工位开关安全运行水平提供了技术参考.

    GIS三工位开关机械缺陷电机电流角位移行程振动信号

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    隔离开关温度检测用可逆变色涂料制备方法及其性能

    董冰冰孟岩葛医博武奔...
    2580-2589页
    查看更多>>摘要：隔离开关触头异常发热问题较为突出,影响电网的安全稳定运行.为了及时检测异常发热,提出一种隔离开关温度检测用可逆变色涂料制备方法,并对其性能进行分析研究.采用三组分法以结晶紫内酯为发色剂、双酚A为显色剂、棕榈酸为溶剂制备可逆变色材料,并对其组分质量配比进行优选.结果表明:提高双酚A的质量配比,变色材料颜色加深,变色开始温度和变色结束温度均有所提高.提高棕榈酸的质量配比,变色材料颜色变浅,变色开始温度未见明显变化,而变色结束温度逐渐降低.采用原位聚合法制备变色微胶囊并进行差示扫描量热分析,其发生相变的温度区间与其变色温度范围较为一致,且其热稳定性良好.采用混合搅拌法制备不同配比(持久性就地成型防污闪复合涂料:微胶囊)的变色涂料具有较好的变色性能.各配比变色涂料的水接触角均大于100°,且单位长度沿面闪络电压均大于8.5 kV,具有较好的疏水性能和耐电性能.研究成果可为高温高湿运行环境中的隔离开关热致缺陷在线检测提供方法参考.

    隔离开关温度检测变色材料微胶囊制备变色性能耐电性能

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    断路器碳陶瓷合闸电阻能量耐受及失效特性

    孙晋茹戴辉翔陈维崔博源...
    2590-2600页
    查看更多>>摘要：合闸电阻在大能量注入下的热电耐受及性能稳定是超/特高压交流系统断路器安全稳定运行的关键因素.为此通过开展合闸电阻模拟能量注入实验,并建立碳陶瓷复合材料微观结构热电耦合仿真模型,研究碳陶瓷电阻在不同强度能量注入下的材料温升、动态导电、性能劣化及结构破坏行为,分析碳陶瓷合闸电阻的能量耐受及失效机理.研究发现,碳陶瓷电阻具有随温度变化的动态导电特性,导通电阻及恢复电阻随能量注入强度的增加而减小;在大能量注入下,碳陶瓷电阻劣化及损伤模式包含恢复电阻下降、侧面绝缘击穿及电阻体碎裂.根据大能量注入下电阻内部多物理场分布仿真结果,结合碳陶瓷复合材料微观结构观察及电接触导电机制分析,揭示来源于碳陶瓷电阻内部电流密度、温度及热应力不均匀分布的性能劣化及结构破坏电热正反馈物理机制.

    断路器合闸电阻碳陶瓷复合材料能量耐受动态导电温升特性劣化机制

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    具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器

    陈晓龙冯永涛周宁韩小文...
    2601-2613,中插10-中插14页
    查看更多>>摘要：为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器.所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散的限流电抗器能量转移到电容中,从而有效减少了故障隔离时间与避雷器能量耗散压力,并为故障性质的判别提供了能量支持.同时,该断路器通过共享主断路器的方式实现故障隔离,结合避雷器泄能需求的下降,大大降低了断路器的制造成本,在经济性方面优势明显.此外,该断路器利用故障识别电流与电容电压在永久性故障与瞬时性故障下的幅值差异来识别故障性质,实现了自适应重合闸,操作简单且易于控制.最后,利用PSCAD/EMTDC在三端MMC柔性直流系统环境下对所提方案的有效性进行了仿真验证,并通过与其他方案的对比分析,证明了所提方案的优越性.

    柔性直流电网多端口混合式直流断路器直流故障隔离经济性自适应重合闸

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    特高压混合直流工程快速旁路保护用兆伏级SF6间隙等离子体喷射触发特性及工程设计

    李晓昂邵奕凯李志兵张然...
    2614-2622页
    查看更多>>摘要：在江苏白鹤滩±800 kV特高压混合直流工程中,受端交流侧三相接地故障穿越失败时,会在±400 kV柔直母线上产生高幅值过电压,严重威胁柔直阀组安全,而基于等离子体喷射的超快速旁路开关1 ms内将柔直母线快速接地保护柔直阀组是一种全新的解决方案.DC 400 kV触发间隙需满足高耐压(>1.2 MV)、低工作系数(<5%)、短延时(<1 ms)、大通流等严苛要求,而如何实现高气压、长间隙的可靠触发导通,并提出工程化设计方案是关键难题.为此搭建了增强型等离子体喷射触发间隙导通研究平台,重点研究触发电压、气压、间隙长度以及工作系数等关键影响因素对 SF6 触发间隙导通特性的影响规律.结果表明,提升触发电压可显著提升触发导通概率、降低触发延时,但存在一定的饱和现象;在固定的工作电压下,随气压或间隙长度的增加,工作系数显著减小,导致触发延时骤增且导通概率急剧减小;在相同工作系数下,高气压短间隙的触发导通性能更强.据此提出满足特高压混合直流工程400 kV柔直母线快速接地用DC 400 kV间隙开关,间隙采用复合外套单间隙结构,轮转型触发腔设计实现多次触发.研制了触发间隙试验样机(间隙距离为10 cm、压强为0.5 MPa的SF6),其雷电耐压>1250 kV,临界可触发电压<50 kV,导通时延<0.5 ms.该研究结果为特高压混合直流输电系统中柔直阀组快速保护用兆伏级SF6触发间隙工程应用提供了理论支持和工程初步设计方案.

    SF6触发间隙等离子体喷射快速旁路开关触发工作系数

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