湖南电力

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特约主编寄语

2025, 45(2): 1-2.

摘要 ( 10 )

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构网型风力发电机组控制技术综述

王玉巍, 魏娟, 黄晟, 陈道君, 邱逢良

2025, 45(2): 3-12. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.001

摘要 ( 23 )

PDF (9458KB) ( 19 )

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传统的跟网型风力发电机组大规模接入电网后,存在电网短路比水平下降、同步支撑能力弱、系统惯量降低等问题,而构网型风力发电技术可以减少系统电压和频率波动,提高整体安全稳定运行水平。首先分析双馈风电机组和永磁风电机组两种典型机组的构网型控制系统框架,基于下垂控制、虚拟同步控制、模型预测控制等策略,分别讨论两种机型框架在惯性能力、过载能力和稳定性等方面的优点和缺点。然后从性能提升的角度,对两种机型控制的频率、电压、鲁棒性进行对比分析。最后,梳理构网控制性能提升技术的研究进展,探讨构网型风力发电在未来的研究方向和需要解决的关键技术难题,以期为构网技术的发展提供参考借鉴。

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超强台风下配电网灵活资源应急协同调度模型

何剑军, 吴龙腾, 吴杰康, 李亮

2025, 45(2): 13-21. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.002

摘要 ( 19 )

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针对超强台风造成配电网发生大面积停电事故问题,以最大化保证重要负荷正常供电和最小化移动应急电源发电成本为目标,建立移动应急电源与分布式储能协同优化模型。首先,考虑时空演变特性,通过Batts台风模型计算每条线路在各个时刻的风速,然后通过线路故障率模型计算各条线路的故障率。对故障率在0~1的线路,采用抽样法确定其故障状态,得出故障线路集合。结合生命安全性、经济性和特殊性及所占权重计算各个节点负荷的重要性程度,利用重要性程度和负荷有功功率确定一个目标函数,以最小化移动应急电源发电成本为目标确定一个目标函数,加上权重使双目标函数求解问题转化为单目标函数求解问题。最后,通过IEEE 33节点配电系统,利用MATLAB工具箱中的YALMIP调用求解器CPLEX对模型进行求解,对比分析了不同方案的调度效果。

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分布式发电系统的功率振荡抑制装置及其控制方法

杨苓, 廖钧濠, 黄泽杭, 何奇峻, 连晨曦, 李毅博

2025, 45(2): 22-29. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.003

摘要 ( 18 )

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在以光伏、风电等新能源组成的分布式发电系统中,恒功率负载的接入削弱了系统的阻尼,可能导致直流母线电压振荡,对系统稳定性及输出电能质量产生不利影响。传统方法通过并联大容量电解电容来抑制电压振荡,但电解电容存在内部损耗、体积大等缺陷,极大降低了功率密度和可靠性。针对以上问题,提出一种新型的功率振荡抑制装置及其控制方法,抑制装置中的辅助电容可有效吸收并存储直流母线的振荡功率,进而滤除直流母线上的电压谐波。相较于传统方法,所提抑制装置可有效滤除单次或多次电压谐波,具有适用性强、控制灵活等优势。最后通过仿真和实验验证了该方法的有效性。

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光伏配储系统多场景优化调度策略研究

郎益涛, 黄美珑, 吴沂林, 刘心刚, 沈非凡

2025, 45(2): 30-35. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.004

摘要 ( 16 )

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针对光伏配储系统在电力市场多场景调度中的耦合问题,提出一种多场景优化调度策略。首先,基于光伏出力的不确定性分析,构建储能平抑光伏波动的模型。其次,结合电价不确定性,提出储能系统参与电力市场的调度策略。最后,通过多时间尺度的优化调度框架,综合考虑平抑光伏波动、电能量市场收益和调频市场收益的目标,优化储能系统的充放电计划。仿真结果表明,所提出的策略能够有效平抑光伏波动,并在电能量和调频市场中实现经济收益的最大化。具体而言,储能系统在平抑光伏波动的同时,通过低储高发的策略在电能量市场中获利,并在调频市场中提供灵活的辅助服务,显著提升了系统的经济性和稳定性。

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基于壁温分布的侧煤仓锅炉燃烧偏斜调整研究

谭佳宇, 苏攀, 方涛, 周晓鸣, 葛伟

2025, 45(2): 36-44. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.005

摘要 ( 28 )

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针对侧煤仓对冲锅炉出现的燃烧偏斜现象,开展煤粉制、输均匀分配的试验研究,测量分析一次风量、粉量、汽温及壁温数据,与粉管阻力理论计算数据相印证,得出偏烧主要原因为煤粉分配不均的结论。利用各受热面壁温分布的可视化图形,通过优化煤粉分配器开度、燃尽风分区控制壁温等方法进行燃烧调整试验。试验结果表明,煤粉分配直接影响锅炉左右侧壁温分布,进而造成汽温偏差,调整煤粉分配器对缓解燃烧偏斜效果明显。经过调整,锅炉壁温分布较均匀,汽温偏差值达到设计值,燃烧偏斜问题得到大幅改善。

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混合不对称控制下多机分布式光伏并网稳定性提升方法

王小源, 宁志毫, 高家元, 卿梦琪, 夏天, 唐星祝, 易志坚

2025, 45(2): 45-53. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.006

摘要 ( 11 )

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针对多机分布式光伏并网逆变器与电网阻抗交互影响下的稳定性提升难题,分别从光伏并网逆变器d、q轴控制环出发,提出一种具有混合不对称控制架构的多机分布式光伏并网逆变器稳定性提升方法。首先,构建考虑直流侧电压波动的光伏并网逆变器单机系统小信号阻抗模型,在此基础上,考虑线路连接阻抗与电网阻抗影响,推导得到多机分布式光伏互联系统多输入多输出阻抗矩阵模型。其次,从并网逆变器的d、q轴阻抗特性出发,提出两类不对称阻抗重塑控制方法,提升单机并网系统的稳定性。同时,解析d、q轴混合不对称控制对多机并网系统的影响,表明d、q轴混合不对称控制可以有效改善并网系统对电网阻抗的适应性。最后,仿真验证所提控制策略的正确性与有效性。

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考虑PQ环不对称效应的并网逆变器电网阻抗适应性提升方法

王小源, 宁志毫, 卿梦琪, 高家元, 唐星祝, 王慧娟

2025, 45(2): 54-62. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.007

摘要 ( 12 )

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针对PQ（有功、无功）功率控制下并网逆变器难以适应较大电网阻抗的难题,提出一种考虑PQ功率环不对称效应的并网逆变器电网阻抗适应性提升方法。首先,构建PQ功率控制并网逆变器的小信号控制方框图,揭示有功、无功控制环的不对称效应。在此基础上,针对无功环控制器参数对并网逆变器稳定性影响较敏感的特性,提出一种基于相位补偿的有功、无功环控制器参数不对称设计方法,扩大并网逆变器对电网阻抗的适应范围,有助于新能源的高渗透率接入。最后,通过仿真与实验验证所提控制方法的正确性与有效性。

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火电机组烟道积灰特性及防治方法的数值模拟研究

闫优洋, 陈冬林, 杨展, 王帅浩

2025, 45(2): 63-68. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.008

摘要 ( 11 )

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针对火电机组深度调峰引发的烟道内积灰问题,通过构建烟道结构几何模型及内部流动的数学模型,基于Fluent的数值模拟方法,研究机组不同负荷工况下烟道内飞灰沉积特性及其颗粒分布特性,并基于工程实践经验提出烟道防积灰方法——烟道内加装导流板和高速射流喷管。模拟研究表明：当机组负荷低于80%时烟道内飞灰开始沉积,而当负荷低于40%时烟道内飞灰大量沉积;不同结构烟道的飞灰颗粒沉积量呈现出以下规律：T型烟道>直角弯头>水平烟道>渐变烟道,且所沉积的飞灰颗粒90%以上直径大于34 μm;与现有烟道相比,加装导流板或射流喷管后的烟道在机组低至40%负荷运行时飞灰沉积量可减少29.16%~58.62%。

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大型混流式水电机组宽负荷灵活调节技术改造研究

田海平, 王辉斌, 周立华, 任再美, 徐用良

2025, 45(2): 69-73. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.009

摘要 ( 13 )

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针对建设新型电力系统要求常规水电机组具有更宽的负荷运行范围和更快速的调节能力的问题,以某水电站大型混流式水电机组为研究对象,开展宽负荷灵活调节改造研究,统计该水电站老旧机组十年间的运行特点及机组目前存在的问题,分析老旧机组不适应新型电力系统的原因及改造难点,提出改造技术方案并进行模型试验验证。研究结果表明提出的宽负荷改造方案切实可行,可为其他同类型老旧水电机组的改造提供参考。

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基于主从互联变换器交直流混合微电网的电能质量优化控制策略

康钦泽, 罗朝旭, 刘泽宇, 马凡烁, 肖锋

2025, 45(2): 74-81. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.010

摘要 ( 17 )

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针对交直流混合微电网中大量非线性负载所引起的电能质量问题,提出一种基于主从互联变换器(interlinking converter,ILC)的电能质量优化控制策略。对多台ILC采用主从控制模式,其中容量较大的ILC被选择作为主ILC,工作在电压控制模式(voltage control mode,VCM),能充分利用主ILC的剩余容量,大量吸收交流母线的谐波分量,以改善微电网的电能质量;从ILC工作在电流控制模式(current control mode,CCM),在谐波域可等效为较小的虚拟导纳,在辅助主ILC更加有效地治理负序和谐波的同时,也能抑制微电网内可能产生的谐波谐振,维持直流母线电压的稳定,更有效地提高交直流混合微电网的电能质量。最后通过MATLAB仿真试验验证所提策略的正确性和可行性。

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悬索式跨越架承载索规格选取方法

韩启云, 王超, 黄朝永, 童鑫, 王爽, 沈映彤, 唐波

2025, 45(2): 82-87. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.011

摘要 ( 11 )

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目前在悬索式跨越架施工过程中,通常按施工经验选取承载索规格,缺乏理论依据,易造成资源浪费、安全性不足等问题。针对这一问题,提出一种基于MATLAB的悬索式跨越架承载索规格选取方法,根据架空线索运动状态方程,对事故状态下的承载索进行力学特性计算,并基于MATLAB建立承载索安全性分析数学模型。以实际工程为例,采用建立的数学模型计算不同导线落网时跨越架满足安全规程要求的承载索规格临界值,并探讨档距改变对承载索综合安全系数的影响规律。研究结果表明,基于该数学模型计算得到的承载索规格临界值低于传统经验取值,计算结论可为承载索规格选取及跨越施工方案制定提供依据;随着档距增大,承载索综合安全系数呈幂函数曲线降低,该规律可为悬索式跨越架安全设计提供参考。

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面向架空线路搭接处发热的非损伤式预防装置研究

王少帅, 李航, 周福刚, 赵普, 梁宏杰, 陈博, 段佳乐

2025, 45(2): 88-94. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.012

摘要 ( 16 )

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针对架空输电线路搭接处普遍存在的发热问题,通过精确测量接触电阻,探究线路送电后的发热风险,及对开尔文双臂电桥桥臂电阻参数选定等问题。结合仿真计算,通过有、无接地回路的对照实验,验证接地回路不会对测量结果造成影响。在预防发热准确率实验中,装置的均衡得分为88.88%,召回率为100%,表明该装置在预防耐张线夹发热问题上具有较高的准确率。除此之外,该装置在检测时无须拆除搭接处的线夹金具,可避免对设备造成不必要的损伤,确保检测过程高效、安全。

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GIS复合套管地震模拟振动台试验研究及其有限元仿真分析

陈宇, 高洋, 刘东阳, 刘耘彤, 许猛

2025, 45(2): 95-103. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.013

摘要 ( 25 )

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针对550 kV GIS用复合套管的抗震性能问题,对样机结构进行地震模拟振动台试验,并进行有限元仿真分析。利用振动台测试样机的动力特性和在不同工况人工地震波作用下的响应特性。试验结果表明,人工地震波作用下该样机结构的动力放大作用显著,空心复合绝缘子根部应力集中明显,是结构中的薄弱环节。采用有限元分析软件对样机结构有限元模型进行模态分析和地震时程分析,分析结果表明,有限元仿真结果与振动台测试数据高度一致,从而验证了有限元模型的精确度和合理性。此外,进一步探讨地震作用下支架刚度对样机上部结构的影响,结果表明,随着支架刚度的增大,样机顶部加速度先减小、后增大、再减小,而顶部位移与复合绝缘子根部应变均先增大后减小。

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基于有向无环图的电源追溯自动成图技术研究

孙祺, 程伟, 张天宇, 高斌, 何浩奇

2025, 45(2): 104-109. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.014

摘要 ( 11 )

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针对电源追溯图成图需求,提出一种基于有向无环图的电源追溯自动成图技术。在获取电网设备、连接关系数据的前提下,设计电源追溯图自动成图的核心方法,即电网设备的布局算法,主要包括层级划分、节点排序、水平坐标计算等步骤。以某重要电力负荷为例开展电源追溯自动成图实验,发现图中节点分布均匀,连接线交叉少,成图结果整体较为合理、美观。

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基于结构感知三维高斯泼溅技术的变电站三维模型重建方法

康文, 丁玉柱, 邓维, 钟昱铭, 唐江琦

2025, 45(2): 110-115. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.015

摘要 ( 10 )

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针对变电站三维模型重建目前使用的点云补全技术或三维扫描技术均依赖于高精度的激光雷达硬件,只能重建稀疏的、外观不精确的三维模型的问题,提出基于可见光图像的双分支三维模型重建方法,极大地减少了对硬件设备的依赖,通过互几何监督和双向引导充分发挥符号距离场和三维高斯泼溅技术的优势,高效地重建纹理丰富、稠密、高保真的变电站场景及其设备模型。

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基于集控系统间隔光字牌的改进冒泡排序法研究

周辉, 丁禹, 陈胜滔, 覃仕樾, 易良

2025, 45(2): 116-121. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.016

摘要 ( 12 )

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针对集控系统固定的光字牌排序模式在应用过程中正确率较低且耗时较长的问题,提出改进冒泡排序法,从排序方式及比较次数方面对传统冒泡法进行改进,从而提升排序效率。在保障光字牌初始顺序变动最小的前提下,监控信号动作后自动上浮至间隔顶层,复归后自动下沉至初始位置,实现了光字牌的自动动态排序,有效提升了对动作信号的动态捕捉效率。最后通过与固定顺序方式进行对比,发现采用改进冒泡排序法后对动作信号的搜索时长最高可缩短61.7%,典型应用场景中的正确率提升至100%,验证了改进冒泡排序方式应用的可行性与有效性,能有效降低监控人员的工作强度,全面提升动作信号的动态感知,达到提质增效的效果。

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基于深度学习与局部感知注意力的避雷器套管红外图像分割方法

王生祺, 陈海波, 叶金翔

2025, 45(2): 122-128. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.017

摘要 ( 15 )

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针对现有避雷器套管实例分割方法精度低、容易误检的问题,提出一种基于深度学习的避雷器套管分割检测方法,通过经典神经网络模型UNet实现端到端的分割推理,同时,设计局部感知注意力模块高效聚合避雷器套管红外图像的通道信息与空间信息,避免红外背景噪声影响,实现边缘清晰的分割效果。通过定性和定量的实验比较验证模型UNet在避雷器套管红外图像分割检测的性能。结果表明,该模型对避雷器套管具有较好的检测分割效果,对后续故障检测、降低劳动力成本、保证变电站设备安全运行具有重要意义。

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适应大峰谷差的虚拟电厂市场化交易机制研究

李继传, 罗朝春, 王宇, 刘翔斌, 郭伟嘉, 刘敦楠

2025, 45(2): 129-136. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.018

摘要 ( 13 )

PDF (6636KB) ( 1 )

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随着新能源接入规模不断提升,电力系统供需形势日益严峻,虚拟电厂规模化参与市场的交易机制亟待建立。在此背景下,对国内外虚拟电厂参与市场的情况及关键问题进行充分调研与梳理,提出虚拟电厂参与中长期、现货、辅助服务市场的交易模式。同时,为进一步发挥虚拟电厂的全时间尺度灵活性价值,考虑用户响应的不确定性,构建虚拟电厂参与中长期调峰辅助服务的交易品种及市场模型。仿真分析表明,所提方法能够有效激发虚拟电厂灵活调节潜力,缓解高比例新能源接入下系统峰谷差拉大导致的调峰压力。

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基于经济效用的配电网通算资源协同部署方法

孙海波, 李莉, 刘雨欣, 陆珊珊, 吴润泽

2025, 45(2): 137-142. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.019

摘要 ( 11 )

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针对配电网中涉及通信、计算的跨区域全生命周期处理流程,旨在科学评估给定通算资源集群面向新型配电业务流的资源充裕度,进而探明投资规模视角下通算资源部署的成本需求下限,提出一种基于经济效用的配电网通算资源协同部署方法。首先考虑业务等级构建多域通算资源在时延视角下面向新型配电业务流的充裕度评估模型,其次考虑部署成本设计预期资源充裕度约束的通算资源联合部署方法并求解,仿真结果表明所提方法可在保障资源充裕度的同时实现部署成本的合理控制。

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基于向量检索增强大语言模型的电力设备选型智能设计支持系统

朱卫东, 黄帅, 胡倩

2025, 45(2): 143-150. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.020

摘要 ( 14 )

PDF (7459KB) ( 3 )

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针对当前的电力设备选型设计支持系统难以应对大规模和高复杂度的选型场景,响应速度慢、设计准确性低的问题,设计一种基于大型语言模型的向量检索增强智能设计支持系统。首先,构建专业知识向量库,将多种具体工程场景下的设计知识编码为高维向量存储在向量库中。然后,采用分组查询注意力和双块注意力机制来优化多轮检索过程,通过计算输入需求与知识库向量的相似度,实现专业知识的快速检索。最后,利用提示工程下的多轮对话和上下文跟踪,优化选型设计方案,提升系统的智能化水平。实验结果表明,该系统在多个复杂的电力设备选型场景中表现优异,可以满足电力行业对高效智能选型设计支持的需求。

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