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期刊信息/Journal information
华北电力大学学报(自然科学版)
华北电力大学学报(自然科学版)

阎维平

双月刊

1007-2691

journal@ncepu.edu.cn

0312-7522435

071003

北京市德胜门外朱辛庄北农路2号

华北电力大学学报(自然科学版)/Journal Journal of North China Electric Power University北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由华北电力大学主办的自然科学学术性期刊，国内外公开发行，季初月出版。本刊以马列主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导，以促进科学技术发展、培育科技人才和为社会主义现代化建设服务为宗旨，主要报道有关火力发电、供电及管理方面的最新研究成果，介绍国内外电力科技发展动态，内容包括：发电厂设备的运行与控制、电力系统自动化、继电保护、节能技术等。本刊立足本学校，面向全社会，作者和读者群体由与上述专业有关的教学、科研、生产等领域的从业人员组成。对国家、省（部）级自然科学基金资助项目、重点攻关项目的论文优先刊登。
正式出版
收录年代

    适用于新型配电网的改进型电流保护

    戴志辉张艺宏于礼瑞邱晓璇...
    1-9,19页
    查看更多>>摘要：随着新型配电网的发展,分布式电源(distributed generation,DG)广泛接入配电网,由于DG运行状态多样随机,传统基于最大、最小运行方式整定的电流保护难以同时满足保护"四性".为此,本文首先搭建具有低电压穿越能力的多类型高比例DG接入的新型配电网模型,分析多类型DG接入后配网短路计算方法,研究DG接入对电流保护"四性"的影响;提出的改进方案将配网运行状态聚类为多个运行状态集,集内分别整定,当配网运行状态满足定值切换判据时更新定值,形成适用于新型配电网的"离线整定、在线更新"的改进电流保护,最后利用PSCAD/EMTDC仿真验证所提方法的有效性.

    新型电力系统配电网K-means++运行方式分布式电源三段式电流保护

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    基于局部检测信息的电力系统时间同步攻击定位方法

    徐飞阳孔贺常乃超顾雷...
    10-19页
    查看更多>>摘要：卫星时间同步攻击可造成电力系统设备时间紊乱,PMU相角量测错误,危及系统安全运行.鉴于基于线路两端PMU数据的攻击检测方法无法判断线路哪端节点受到攻击,提出了 一种基于局部攻击检测信息及同步区域搜索聚合的卫星时间同步攻击定位方法.首先,结合同步攻击特性构建了电力系统等效图及邻接矩阵.其次,结合线路两端攻击检测信息,利用广度优先搜索获取报警线路分割形成的各内部同步的区域子系统.再次,根据子系统是否两两相连分为简单情形和复杂情形;针对复杂情形,结合相角差偏差估计与同步子系统聚合将其转化为简单情形.最后,基于正常节点数量占优假设定位受攻击节点.IEEE 39节点系统测试表明,该方法在不同攻击下可有效定位攻击,可区分受不同攻击的节点,对微小攻击的定位能力强.

    时间同步攻击攻击定位卫星授时同步相量数据攻击检测

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    考虑结构和功能耦合特征的电力信息物理系统随机加固规划

    张艺伟刘文霞黄少锋马伸铜...
    20-29页
    查看更多>>摘要：为提升电力信息物理系统(electric cyber-physical system,ECPS)面对台风等极端灾害的抵抗力,基于两阶段随机优化方法,提出一种考虑双网结构和功能耦合特征的电力/通信网架随机加固规划模型.模型第一阶段计及电力/通信线路的结构耦合特征,以总加固投资和台风灾害损失期望最小为目标,确定加固的电力/通信线路,其中,台风灾害的损失期望由第二阶段计算;第二阶段考虑通信网络故障对电力系统应急调度的级联影响,最小化随机台风场景下ECPS的故障损失期望.为生成具有代表性的台风场景集,确保随机加固方案的适应性,根据台风场景毁伤特征与ECPS故障损失的映射关系,提出一种基于高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)聚类的约简场景集生成方法.最后,基于逐步对冲算法求解随机加固模型,通过对IEEE RTS 79节点信息物理系统的仿真分析,证明了文章提出的电力/通信网架随机加固规划方法对ECPS具有较好的韧性提升效果.

    电力信息物理系统韧性网架加固两阶段随机优化结构和功能耦合

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    基于贝叶斯优化LightGBM算法的主动式搜索时间调整方法

    刘青鲁成马天祥段昕...
    30-38,48页
    查看更多>>摘要：针对5G配电终端延迟波动较大导致保护闭锁的问题,提出一种基于贝叶斯优化LightGBM算法的主动式搜索时间调整方法.该方法以无线通信终端延迟波动历史数据以及温度、日期时间等特征变量为输入,对延迟进行预测并动态调整设备参数.首先,对原始特征变量进行特征工程预处理,然后同历史延迟数据一并通过LightGBM算法进行数据的拟合,在训练过程中引入贝叶斯优化算法进行参数寻优,并利用最终加权组合,结合终端实时监测延迟进行预测值的调整,最终实现5G终端延迟的高精度预测.以河北南网某5G配网试点的数据进行训练与验证,结果表明所提方法能有效实现延迟预测,较随机森林回归,XGBoost等算法有更高的预测精度.

    贝叶斯优化机器学习5G通信馈线自动化延迟波动短期预测

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    考虑时变因素的高速公路新能源微网可靠性评估

    安孟林肖仕武刘博昊
    39-48页
    查看更多>>摘要：在"碳中和"和"碳达峰"背景下,高速公路新能源微网逐渐步入大众视野,对该系统可靠性进行评估是开展其可靠性设计的必要前提,对于保障微网安全稳定运行也具有重要意义.首先,对系统中元件进行可靠性建模,基于热损得到换流器的实时故障率模型从而对分布式电源元件的故障概率进行修正,再对系统引入气象因子来量化气象条件的影响,从而得到整体的时变故障概率;其次,根据系统中可再生能源高分散度的特点采用馈线分区的方法对系统可靠性建模进行简化,也便于进行孤岛划分;然后,在时变故障概率的基础上采用时序蒙特卡洛法构建系统可靠性评估模型,并根据时变负荷用能特性引入负荷削减策略,通过仿真分析得到系统的三种可靠性指标,并为识别高速公路新能源微网的薄弱环节提供依据,从而有效提升运维效率与水平.

    高速公路新能源微网时变故障率时序蒙特卡洛可靠性评估

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    考虑负荷供电连续性的孤岛配电网负荷恢复策略

    李硕顾雪平
    49-55,64页
    查看更多>>摘要：上级输电网发生故障停运后,配电网可依靠分布式电源维持运行,当分布式电源出力波动难以平抑时,需要通过投切负荷来平抑波动,这会造成非重要负荷频繁投入或切出电网,产生大量单时段或双时段的短时供电场景,进一步降低了非重要负荷供电的可靠性.针对此问题提出一种考虑负荷供电连续性的配电网负荷恢复优化方法,从单个负荷角度出发,引入单负荷供电连续性指标构建目标函数,并计及潮流、网络拓扑、连通性等约束构建模型,使得非重要负荷也尽量连续供电,提高供电的连续可靠性.采用PG&E69节点配电系统作为算例进行验证,模型结果与传统恢复相比供电连续性显著提高.供电连续性参数的引入使得负荷恢复更加趋向于连续,大大减小了因为分布式电源波动而产生的短时供电问题.

    配电网恢复投切负荷供电连续性负荷恢复波动性

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    基于改进蝙蝠算法的多目标移动储能调度

    李永刚林卉
    56-64页
    查看更多>>摘要：在大规模电动汽车的随机充电等因素的影响下,电网峰谷差等问题突出.首先,计算所需多类型移动储能(电动汽车、移动储能车、氢燃料发电车)调度功率,考虑交通能耗,建立各类移动储能模型.其中,针对电动汽车交通能耗,根据电价对用户参与意愿的影响,建立相应的补贴体系.其余类型则只计及交通能耗成本.然后,建立以的配电网负荷峰谷差、新能源利用率、配电网运行成本为目标,利用超平面的概念自适应地确定不同目标函数的权重,将多目标归一化,建立三类移动储能协调调度模型.而后,使用改进蝙蝠算法求解,得到多类型移动储能协同调度的方案.其中,基本蝙蝠算法引入柯西变异逆累积分布函数等改进,得到改进蝙蝠算法,该算法有效提升优化速度、全局搜索能力.最后,在IEEE33节点系统中,进行仿真验证,结果证明了该调度方案的有效性.

    多类型移动储能交通能耗补贴多目标改进蝙蝠算法

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    基于车网互动的区域电网优化调度研究

    张林茹吕丽霞刘长良李静...
    65-73页
    查看更多>>摘要：电动汽车(Electric Vehicles,EV)充电行为具有随机性的特点,大规模电动汽车接入电网进行无序充电严重影响电力系统的稳定性、安全性.建立了 EV充放电行为模型,分析了其调度潜力;并以EV充放电功率等作为决策变量、以充放电电价作为激励参量,建立了一种以区域电网经济性最高、新能源消纳效果最佳、需求侧功率曲线最平缓为目标的优化调度模型.通过NSGA-Ⅱ算法求解调度模型,得到帕累托解集,最后基于AHP决策方法决定最佳调度方案,实现电力系统削峰填谷、新能源消纳,降低大规模EV接入电力系统带来的消极影响.通过蒙特卡洛抽样方法模拟用户侧充电需求,仿真验证结果表明该方法可提高区域电网的经济性,增强新能源消纳能力,平抑负荷,有助于提高区域电网的安全稳定性.

    车网互动新能源消纳削峰填谷NSGA-ⅡAHP

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    考虑氢储能和需求响应的综合能源系统双层优化配置

    栗然彭湘泽吕慧敏王炳乾...
    74-82,111页
    查看更多>>摘要：在双碳目标下,为改善综合能源系统功率不平衡,提高能源运营商收益,降低用户购能成本,首先,结合氢储能可作为源-荷-储的优点以及电制热的能源转换特性,设计了考虑氢储能的综合能源系统双层框架.其次,根据两种不同时间尺度,提出了一种考虑负荷侧需求响应和含电制热设备用户群的综合能源系统氢储能双层优化配置模型,上层模型结合氢储能特性进行长时间尺度优化配置;下层模型利用需求响应和电制热设备对用户群负荷进行优化,以求解短时间尺度含氢储能综合能源系统优化运行问题.再次,采用KKT条件和Big-M法将模型转为单层线性问题.最后,结果显示,通过配置氢储能以及采用电制热设备和需求响应,可提高运营商收入和新能源消纳,降低用户群成本,减少功率失衡风险.

    双层优化配置氢储能需求响应电制热设备KKT

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    构网型并网逆变器状态空间建模及稳定性分析

    刘淇玉李永刚王月吴滨源...
    83-93页
    查看更多>>摘要：随着"双碳"目标的提出与逐步实施,作为新能源发电单元接入电力网络的重要接口元件的并网逆变器稳定性问题凸显.目前,电网大部分采用跟网型并网逆变器,然而弱电网中跟网型并网逆变器与锁相环、电网间存在耦合,严重影响系统稳定性.构网型并网逆变器在弱电网中较跟网型并网逆变器表现出更强的适应性,但现阶段构网型并网逆变器状态空间模型的相关论述较少,基于状态空间模型的构网型并网逆变器稳定性分析也不够深入.针对这一空缺,首先详细呈现构网型并网逆变器状态空间建模的相关细节,包括功率控制环、电压控制环、时滞环节和LCL滤波环节;然后,复现构网型并网逆变器失稳现象,并基于所提模型开展参与因子分析,验证模型有效性;其次,基于模型对构网型并网逆变器主要环节参数变化引起的失稳问题进行分析;最后,在Matlab/Simulink中搭建改进的IEEE 4节点三相平衡电网系统进行仿真,进一步验证模型有效性和实用性.

    构网型并网逆变器状态空间建模参与因子分析稳定性分析

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