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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。
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    振动对交流电压下针板电极局部放电起始特性的影响

    刘云鹏陈晓曼郭佳熠刘森...
    1-8页
    查看更多>>摘要：高压电气设备在实际运行过程中常伴随着持续的机械振动,为探究振动对极不均匀电场局部放电起始放电特性的影响,搭建了空气中振动条件下针板电极局部放电试验平台,采集了起始放电过程的局部放电信号,在工频电压下分别研究了电极间距、振幅、振动频率对局部放电起始过程的影响规律.研究结果表明:随着振幅增加,间隙最大电场强度增大,碰撞电离过程加剧,起始放电电压降低,负半周放电次数和放电量增加,正负半周放电相位扩大;随着电极间距增加,振动对电场不均匀程度影响减小,负半周起始放电过程受振动影响逐渐减弱;振动频率会影响起晕段内高场强区的作用时间,振动频率越高,带电粒子能够获得的最大动能越小,碰撞电离过程越微弱,放电的剧烈程度越低.

    振动局部放电针板电极交流电压

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    基于反射系数谱的配电电缆局部缺陷识别定位

    赵洪山郭潇镁马利波王艳...
    9-17页
    查看更多>>摘要：传统配电电缆在局部缺陷识别与精准定位上灵敏度较差,位置范围识别受到限制,为解决现有技术在配电电缆缺陷诊断上存在的不足,提出一种基于反射系数谱的配电电缆局部缺陷识别定位方法.首先依据电缆分布参数模型,获得配电电缆完好状态与存在局部缺陷段的反射系数谱,然后利用广义正交积分法,将反射系数谱的虚部从频域转换到空间域,建立积分诊断图,得到具有直观性的定位图谱,根据积分诊断图实现配电电缆局部缺陷的识别与精准定位,方法适用于同时存在多处电缆缺陷的情况.最后,在实验室50 m长的配电电缆上制作老化与破损两种缺陷,用于验证所提方法的有效性.仿真和实验结果表明,该方法对不同缺陷情况均具有较高的识别精度,定位误差小于0.15 m.

    反射系数谱分布参数局部缺陷广义正交积分法配电电缆

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    基于数字孪生技术的云储能点对点交易双层优化策略

    卢锦玲颜禄涵周阳黄鼎越...
    18-25页
    查看更多>>摘要：为解决云储能(Cloud energy storage,CES)日前交易模型预测精度低、信息传输不及时、交易机制可靠性差等问题,提出一种基于数字孪生技术的云储能点对点交易双层优化策略.首先,针对环境因素的时变性,采用数字孪生(Digital Twins,DT)技术实现新能源电厂出力与负荷的超短期预测;其次,考虑到用户规模不断增大,构建以云储能供应商-社区-用户为体系的改进分布式点对点(Peer-to-peer,P2P)交易策略,实现交易的去中心化;再次,为同时满足CES供应商与用户两大主体的利益需求,建立基于日内滚动优化的双层优化配置模型,上层求解储能电站的优化配置,下层求解用户用电策略,并采用Karush-Kuhn-Tuch-er(KKT)条件与Big-M法将多目标双层非线性优化问题转化为单层线性优化问题;最后,通过两次使用shapley值计算社区与用户成本分摊.算例仿真结果表明,所提策略能够实现新能源电厂出力与负荷的高精度预测,降低用户群与CES供应商交易的复杂度,在用户购电成本最小的基础上最大化CES供应商的收益,保证交易市场的长期稳定运行.

    云储能数字孪生技术改进分布式点对点交易策略双层优化配置shapley值

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    考虑碳排放的电动汽车与光伏协同的调度策略

    梁海峰谭杰曹煜祺杨鹏伟...
    26-34页
    查看更多>>摘要：从负荷聚合商角度考虑,通过提高其运营负荷中电动汽车充电负荷与光伏的协同性,可以实现聚合商对光伏的及时消纳,降低碳排放水平.首先,结合光伏出力特点与需求响应形式提出两种电动汽车调度策略:"绿电"收费策略与"绿电"补贴策略."绿电"收费策略即依据光伏出力情况,制定出高、中、低三档的充电价格引导电动汽车有序充电;"绿电"补贴策略是在"绿电"收费策略的基础上,对各时段的充电价格给予不同额度的补贴,进一步提高电动汽车响应积极性.通过将碳排放水平纳入经济性目标建立包含售电收益、服务费收益以及碳收益的综合收益最大的目标函数,并运用遗传算法进行优化求解.仿真结果表明,所提策略有效提高了电动汽车与光伏的协同性,实现了负荷聚合商的增收减排.

    电动汽车需求响应光伏消纳碳排放"绿电"收费策略"绿电"补贴策略

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    基于转动惯量存储与释放的风电场快速功率调控策略

    史卓鹏黄韦博李勇郑惠文...
    35-46页
    查看更多>>摘要：随着风电场大规模并网,电网等效惯量和调频能力下降,在故障情况下风电场难以提供电网所需的功率支撑,迫切需要提高风电场功率调节能力.针对当前风电场功率调节缓慢、无法灵活调节输出功率的问题,提出一种基于转动惯量存储与释放的双馈风机快速功率调节方法和风电场功率调节指令优化分配方案.利用换流器响应快速的特点,根据转速动态调节风机电磁转矩,控制风机存储或释放转动惯量,快速改变风机输出功率.在功率调节指令的分配中,考虑风速波动性以及风机惯量存储与释放的特性,以风电场功率调节与指令偏差最小化为目标对功率指令进行优化分配,降低风速波动对快速功率调节的负面影响.在Mat-lab-Simulink中建立风电场仿真模型进行验证,结果表明所提策略能够实现风机30 ms内的功率响应,有效抑制风速波动对风电场快速功率调节的影响,提升风电场频率调节的能力.

    风电场惯量控制快速功率调节超速控制优化分配

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    基于粒子群混合灰狼算法的配电网故障恢复策略

    刘青董浩然胡紫琪马天祥...
    47-56,68页
    查看更多>>摘要：为进一步提高主动配电网在故障恢复过程中的高效性和可靠性,基于粒子群混合灰狼算法对含高比例分布式电源的主动配电网进行故障恢复分析.首先针对配电网故障恢复持续时间长、光伏与风机出力和负荷需求波动大的问题,建立分布式电源时变性和负荷特性模型.以故障时段内分布式电源恢复重要负荷总量最大为目标函数,对配电网进行初步孤岛划分.在初步孤岛划分的基础上综合考虑恢复重要负荷总量最大、网络损耗最小和开关操作次数最少三个目标函数,采用粒子群混合灰狼算法求解,得到孤岛与主网配合的最优故障恢复策略.运用IEEE33节点配电网模型进行仿真验证,结果表明:分布式电源时变性和负荷特性模型具有优越性,基于粒子群混合灰狼算法的主动配电网故障恢复策略能够可靠地恢复供电.

    分布式电源孤岛划分故障恢复粒子群算法灰狼算法

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    考虑储能约束的神经网络VSG参数自适应控制策略

    马燕峰李鑫赵书强
    57-68页
    查看更多>>摘要：虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制策略常用于处理高比例新能源并网导致系统惯量、阻尼缺失的问题,储能单元的配置制约着VSG惯量阻尼的设定.首先,建立考虑储能荷电状态(State of Charge,SOC)约束的VSG小信号模型,计算多约束条件下惯量阻尼取值范围.然后,借助径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络算法处理连续非线性函数的优点,提出一种计及储能约束的RBF神经网络VSG惯量阻尼自适应控制策略.该策略取频率偏差量和频率变化率为输入,输出为VSG转动惯量,根据二阶系统最优阻尼比确定阻尼系数取值.最后通过Matlab/Simulink仿真验证,结果表明所提计及多约束的VSG自适应控制策略能够快速响应系统频率变化,优化系统动态调节能力;减小直流母线电压跌落,增强系统鲁棒性.

    虚拟同步发电机储能运行边界自适应控制荷电状态

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    考虑氢燃料汽车与氢储能的虚拟电厂协调调度

    王兆霖张海波陈会来
    69-76,86页
    查看更多>>摘要：随着氢燃料汽车(hydrogen vehicle,HV)的快速发展,氢燃料供给体系建设成为研究热点.利用电解水制氢消纳富余的新能源是解决此问题的一个有效手段.但氢能利用存在成本较高,难以获利的问题,考虑采用虚拟电厂(virtual power plant,VPP)的商业模式以提高制氢收益.在虚拟电厂的技术框架下,依靠高渗透率新能源制氢,在满足氢能源汽车供氢需求的同时,使VPP同时参与能量市场、旋转备用市场、调峰市场和碳排放权交易市场以获得最大收益.以VPP期望收益最大化为目标建立了考虑氢能源综合利用及参与多级市场获利的VPP优化调度模型,对夏季和冬季典型日VPP优化调度结果的分析表明:通过对氢燃料汽车与氢储能的协调调度及作为虚拟电厂参与各级电力市场,可有效实现氢燃料的供给并获得很好的经济效益,从而实现VPP绿色、低碳、经济运行.

    氢燃料汽车氢储能虚拟电厂调峰市场协调调度

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    基于降维粒子群的大电网断面功率极限计算方法

    宣鹏华李岩松龚承霄陈兴雷...
    77-86页
    查看更多>>摘要：随着电力系统的发展,系统运行方式日益复杂.为了提高电力系统运行安全水平,提出一种基于降维粒子群的大电网断面功率极限计算方法.首先综合考虑大电网静态安全稳定约束和暂态稳定约束,建立断面功率极限计算模型;然后,提出了基于功率灵敏度的降维粒子群算法,根据功率灵敏度和聚合系数对可调节发电机组进行分群处理,利用降维粒子群算法计算得到了极限功率、发电机组功率调节量以及极限功率制约因素,实现了大电网断面功率极限的快速寻优.最后在我国某地区2128节点电网和我国某跨区12643节点联网中验证了该方法的有效性和正确性.

    复杂大电网输电断面灵敏度自适应变异粒子群算法极限功率

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    基于注意力机制的IWOA-BiGRU超短期风电功率预测

    向玲金子皓李林春
    87-93,102页
    查看更多>>摘要：超短期风电功率预测对电力系统调度及大规模风电并网具有重要作用.为得到准确可靠的风电功率预测结果,针对风电功率数据非线性和时序性的特点,提出一种基于IWOA-AT-BiGRU的超短期风电功率预测方法.首先,提出改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,IWOA)来优化风电功率预测模型的超参数,加速模型收敛,提高预测准确度;然后,在BiGRU中加入注意力机制(AT),AT用来加强重要信息对风功率的影响,BiGRU同时考虑数据的正反向信息,充分挖掘数据的时序特征;最后,通过某风电场实测数据进行实验,结果表明提出的方法预测准确度均高于其他对比模型,具有良好的预测性能.

    风电功率超短期预测注意力机制改进鲸鱼优化算法双向门控循环单元

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