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南方电网技术
南方电网科学研究所有限责任公司
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饶宏

双月刊

1674-0629

nfdwjs@csg.cn；nfdwjs@yeah.net

020-38120860 38120823 38120841

510080

广州市越秀区东风东路水均岗6号粤电大厦西塔18楼

南方电网技术/Journal Southern Power System TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
正式出版
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    大容量STATCOM与弱受端直流VDCOL协调控制策略优化研究

    叶萌胡云刘婷黄立滨...
    1-9页
    查看更多>>摘要：由于弱交流系统电压对无功功率变化极为敏感,换流站内静止同步无功补偿器(static synchronous compensatory,STATCOM)与直流的控制若协调不当,故障后直流功率过快恢复会引起换流站的无功功率失衡、电压畸变、连续换相失败等严重问题,对直流稳定运行产生较大影响.分析了落点弱交流系统故障后直流的恢复问题,提出了一种STATCOM与直流系统的电压指令限制单元(voltage dependent current limiting,VDCOL)综合优化的方法,搭建了STATCOM与直流联合运行的RTDS仿真模型并开展仿真与现场实验验证.结果表明所提出的优化方法可限制故障后直流电流超调,减少无功功率消耗.同时直流恢复时间适当延长以及STATCOM的有效配合有利于交流电压恢复和减少后续换相失败风险,对提高弱受端交流系统中直流稳定运行的效果明显.

    静止同步无功补偿器高压直流弱受端协调控制实时仿真VDCOL

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    基于光伏充电的低压混合式断路器设计及仿真

    孔令哲何柏娜李辉刘雨佳...
    10-18,40页
    查看更多>>摘要：直流断路器是实现直流系统电流故障清除和隔离的关键设备.基于人工过零点的直流断路器熄弧时刻具有不确定性,且换流电容需要更换辅助电源,降低断路器可靠性,增加维护成本.为此,在传统直流断路器基础上,提出了一种基于光伏充电的混合式直流断路器拓扑结构设计方案.该方案在断路器过零点未熄弧时闭锁IGBT开关,加速电弧熄灭,并设计光伏储能供电系统为换流电容预充电能,以保障断路器持续运行.同时对所提断路器的拓扑结构、开断时序、拓扑参数进行了设计,基于MATLAB/Simulink实验平台建立了150 V混合式直流断路器模型,讨论IGBT开关器件闭锁时刻及电阻电容二极管(resistance-capacitance diode,RCD)缓冲电路对断路器开断的影响.在此基础上,通过仿真实验分析了正常和短路工况下断路器开断过程,验证了所提方案的可行性.

    混合式直流断路器人工过零点拓扑结构IGBT开关RCD缓冲电路光伏供电系统

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    寄生参数对基于常通型SiC JFET器件的中压直流固态断路器过电压的影响及抑制方法

    何东李俊桦兰征王伟...
    19-29页
    查看更多>>摘要：研究了寄生电感对基于常通型碳化硅(silicon carbide,SiC)结型场效应晶体管(junction field effect transistor,JFET)串联结构的中压直流固态断路器(solid state circuit breaker,SSCB)过电压的影响,并在此基础上提出了一种SSCB的过电压抑制方法.首先介绍了基于常通型SiC JFET器件串联结构的SSCB拓扑及工作原理,建立了考虑完整回路寄生电感的SiC JFET串联结构开关过程的数学模型.其次利用MATLAB软件对数学模型进行解析计算,揭示了SSCB开关过程中寄生电感对SiC JFET器件串联运行时过电压的影响机理,并利用PSPICE仿真结果验证了理论分析的正确性.最后设计了一种适用于SSCB过电压抑制的单栅极驱动及缓冲电路,并通过SSCB实验样机验证了所提方法的有效性.

    固态断路器碳化硅结型场效应晶体管串联结构寄生参数过电压

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    利用网络等值进行图降维的图注意力暂态功角稳定评估模型

    张建新蔡锱涵李诗旸高琴...
    30-40页
    查看更多>>摘要：省级以上实际大电网节点众多,用于电网暂态稳定评估的深度学习模型输入特征空间面临维数灾,训练成本高且泛化能力难以保证,成为该类方法难以应用于实际大系统的一个瓶颈.针对这一问题,提出了一种面向稳控校核、利用网络等值进行图降维的图注意力深度学习暂态功角稳定评估模型.首先,建立全网发电机图,基于转子惯量等决定暂态功角稳定的关键参数构建其节点相似度,并利用节点相似度改进发电机图的边权重;作为一种领域知识嵌入方式,借鉴电网动态等值思路,对待研究稳控系统所涉及区域以外的网络部分,基于发电机图和分层聚类算法进行分区,将所形成分区对应成等效节点形成降维发电机图,并建立原图到降维图节点、边权重参数的映射,实现对原输入空间的降维.最后,以降维图作为输入建立图注意力深度学习模型,实现对复杂网络的暂态功角稳定评估.在南方电网某实际稳控系统算例上进行对比分析,验证了模型的有效性及准确性.

    图深度学习图降维网络等值暂态功角稳定评估仿真计算

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    多断面多通道互联电网广域失步解列控制系统设计及实施

    邱建徐光虎张建新黄河...
    41-49页
    查看更多>>摘要：总结分析了多断面多通道区域互联电网失步振荡时可能存在的多断面失步存在选择性、同一断面不同通道失步不同时以及同一断面上部分通道失步特性不明显等特性,针对现有就地失步解列方案不适应上述特性的问题,采用基于就地装置动作允许命令,利用远方通信构建的广域失步解列系统方法,根据考虑解决现有就地失步解列方案问题、与现有就地失步解列功能的配合、系统防误设计以及异常情况下控制策略处理逻辑等主要设计原则,设计并实施了南方电网广域失步解列控制系统.RTDS仿真试验结果表明,该系统能够正确响应,有选择、快速、可靠地采取既定措施同时解列相关断面,有效解决现有就地失步解列方案的局限性,满足实际系统运行需要.

    多断面多通道失步振荡广域信息失步解列控制系统

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    碳交易机制下旁路补偿供热消纳风电的电热经济调度

    王彦红刘浩李洪伟
    50-58页
    查看更多>>摘要：针对"三北"地区突出的弃风消纳问题,提出利用热电联产机组汽轮机旁路补偿供热实现风电消纳的电热经济调度方案.调度模型计及阶梯式碳交易机制,考虑整机旁路和高低压旁路两种供热补偿热电解耦方案.基于热量法建立了旁路供热煤耗量计算模型,探究了夜间风电高峰期启用旁路供热对煤耗量和弃风量的影响,进行了热电机组电热运行特性分析.算例结果表明:整机旁路供热的调度方案能有效地实现热电解耦,达到最佳的低碳经济热电分配结果,热电机组汽轮机电热运行特性良好.

    碳交易机制旁路补偿供热风电消纳电热调度

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    考虑优先级的智能电网业务调度与资源分配方案

    王素红唐煜星郭文豪熊泽凯...
    59-70,79页
    查看更多>>摘要：随着智能电网和5G通信技术的融合发展,越来越多的智能终端应用到智能电网系统.针对海量电力业务的分流处理问题,提出了一种考虑电力业务优先级的业务调度和资源分配方案.首先介绍了面向智能电网的基于软件定义网络的边缘计算处理架构,建立了业务处理模型.其次阐述了基于强占型优先级排队的业务调度机制,建立了业务卸载收益和卸载开销的数学模型,该模型以系统整体收益最大化为目标函数,并基于电力业务的卸载有效性得到每一种优先级业务在边缘服务器的资源分配阈值,并以资源分配阈值为约束条件.再次,利用改进的遗传算法(improved genetic algorithm,IGA)求解最优的卸载和资源分配决策.最后通过实验仿真验证了IGA在收敛速度和个体选择方面均优于其他对比算法,对比其他方法所提方案在业务平均处理时间、功耗、高优先级业务平均处理时间等方面分别降低了69.2%、67.7%、73%,在系统收益方面提升了119%.

    智能电网软件定义网络强占型优先级排队模型业务调度系统收益

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    局部放电定向超声阵列Dir-MUSIC测向算法仿真

    蒋骁徐文聪胡岳陈炳树...
    71-79页
    查看更多>>摘要：超声波检测方法在电力设备绝缘状态检测定位中应用广泛.针对局部放电超声测向MUSIC算法存在的采样率要求高、计算复杂度大等不足,提出基于定向超声阵列信号强度信息的定向多重信号分类(directional multiple signal classification,Dir-MUSIC)算法.在阐述该算法理论模型和应用条件基础上,针对均匀圆盘超声阵列,仿真研究了不同增益方向图主瓣宽度、不同信噪比条件下Dir-MUSIC算法的测向精度.仿真结果表明8阵元阵列在-5 dB信噪比、方向图主瓣宽度为90 °～120 °时测向精度最高,均方根误差小于2 °.最后基于研制的微型机电系统麦克风(micro-electro-mechanical system,MEMS)定向超声阵列进行了测向试验,结果表明8阵元圆盘超声阵列测向均方根误差最小为2.76 °,测向标准差最小为2.72 °,验证了Dir-MUSIC算法的有效性与准确性.

    局部放电超声波检测定向麦克风阵列Dir-MUSIC算法测向

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    变压器绕组振动特性的高精度求解与分析

    雷翔胜余梦泽王彦峰王兴华...
    80-87页
    查看更多>>摘要：为高精度地分析变压器绕组的振动特性,提出了一种绕组轴向动力学模型与二级四阶Gauss隐式Runge-Kutta(GRK24)法相结合的求解方法.绕组轴向动力学建模采用"质量-弹簧-阻尼"简化模型,振动方程采用矩阵形式的GRK24(GRK24-M)法进行求解,位移、速度和加速度解能同时达到四阶精度.以一台50 kVA变压器绕组为例,验证了所提方法求解冲击载荷和电磁力载荷作用下绕组振动响应的有效性,并通过与Newmark法和HHT-α法求解结果对比表明了所提GRK24-M法的优势.

    电力变压器绕组振动特性运动方程时间积分

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    GPS欺骗信号对变电站时间同步装置的干扰分析与测试

    刁卓朋伍国英李文祥龙晓雷...
    88-95页
    查看更多>>摘要：当前无人机诱骗设备发射的GPS欺骗信号对变电站自动化系统的安全问题尚未明晰.为此提出了一种全球定位系统(global positioning system,GPS)欺骗信号对变电站时间同步装置的干扰评测方法,理论分析了GPS欺骗信号对变电站时间同步装置的影响.测量了无人机诱骗设备在不同发射功率下的欺骗信号功率强度及电场强度空间分布,实验验证了GPS欺骗信号对时间同步装置接收卫星质量与授时精度的影响,分析了无人机诱骗设备的发射功率以及其与时间同步装置GPS/北斗卫星导航系统(Bei-Dou system BDS)接收天线间的距离对授时精度的影响规律.结果表明:时间同步装置天线距离无人机诱骗设备10 m以外,GPS诱骗信号不会使时间同步装置进入守时状态;时间同步装置天线距离无人机诱骗设备60 m以上,GPS诱骗信号对时间同步装置的影响可忽略不计,为变电站安全稳定运行提供了参考依据.

    GPS欺骗信号自动化系统时间同步装置干扰评测方法功率强度卫星质量授时精度

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