湖南电力

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1. 基于人工智能赋能的新型电力系统关键技术综述

段俊峰, 李晨坤, 姚文轩, 郭思源

湖南电力 2024, 44 (1): 1-10. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.01.001

摘要（1282）

PDF （5512KB）（1197）

基于人工智能技术对推动新型电力系统智能化的重要作用,综述人工智能在新型电力系统中的应用现状、技术挑战和未来发展方向。首先,介绍新型电力系统的特点和需求。然后,讨论人工智能在新型电力系统中的关键应用领域,包括大电网安全稳定与控制、源网荷储一体化协同分析、电力系统智能运检与管理,以及主动配电网与微电网等。最后,分析人工智能在新型电力系统中面临的技术挑战并提出相关建议。

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2. 600 MW超临界前后对冲锅炉燃烧特性数值模拟研究

覃跃, 李德波, 覃吴, 阚伟民, 余冯坚, 金凤雏

湖南电力 2024, 44 (6): 46-54. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.06.007

摘要（1237）

PDF （8625KB）（57）

为了研究旋流燃烧器在不同风量配比下的传热特性,基于CFD技术对某电厂600 MW超临界前后对冲锅炉进行模拟计算,从而得到不同风量下的冷态动力场、热态温度场及组分分布,并对所得数据进行处理分析。结果表明,中心风风速小于6 m/s时,中心风刚性较差,流场平均速度较低,无法抵抗回流的高温烟气;中心风风速大于8 m/s时则易造成回流区紊乱,影响动力场的均匀稳定。中心风增大5 m/s会使着火点位置延后约6%,同时煤粉点燃的最高温度升高约34%。这是由于中心风的刚性在不断增强,从而引导烟气回流区汇聚并形成高速气流场,快速引燃风粉混合物实现充分燃烧。

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3. 湖南省居民峰谷分时电价方案研究

黄珉淇, 戴丹丹, 张莉, 廖菁, 潘馨

湖南电力 2023, 43 (6): 63-67. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.06.010

摘要（1170）

PDF （4115KB）（87）

针对湖南省电网消费结构问题,提出居民分时电价方案策略,以居民用电负荷数据为基础,应用层次聚类方法,划分居民用电峰谷时段。基于居民用电需求异质性,构建需求价格弹性模型,综合考虑优化负荷特性价差等合理条件,在现行居民阶梯电价政策基础上调整电价价差,获得最优分时电价方案,引导居民合理用电,提升湖南电力系统运行效率。

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4. 超临界二氧化碳发电储能系统构型优化及性能分析

朱光明, 陈珣, 何洪浩, 孙瑞强, 谢国鸿, 杨奕, 王阳光

湖南电力 2024, 44 (4): 1-10. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.04.001

摘要（1070）

PDF （14511KB）（150）

为实现燃煤发电系统效率和灵活性协同提升,促进火电机组转型,提出采用超临界二氧化碳(S-CO₂)工质、构建燃煤发电与热泵储电耦合的系统(“源储一体”系统)方案。基于热力学第一、二定律,建立集成系统的设计及变工况计算模型,进而对系统灵活性提升潜力和储—放热过程的能效进行分析。结果表明:在S-CO₂燃煤发电系统的基础上集成热泵储电技术,可将机组最小输出功率由30%额定负荷降低至0,极大提升了调峰深度和运行灵活性;当选择75%额定负荷为放热工况时,输出功率可增加额定负荷的23.59%,则集成系统的储—释热等效往返效率为78.64%。对储热参数进行敏感性分析,得到熔盐冷罐温度的最佳取值范围为405~420 ℃,常压水热罐温度的取值范围为70~75 ℃。

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5. 考虑多种实时气象因素的分布式光伏出力预测模型构建与优化

卢新星, 瞿振宇, 黄际元, 赵子鋆, 李煜亮, 吴东琳

湖南电力 2024, 44 (6): 128-133. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.06.018

摘要（1064）

PDF （4297KB）（126）

针对光伏电源输出功率受多种因素影响,呈现随机性和间歇性,导致准确预测光伏出力困难问题,提出一种考虑多种实时气象因素的分布式光伏出力预测模型构建与优化方法。首先,按照太阳辐照度、温度、风速、每日辐照时长及相对湿度进行筛选,使用牛顿插值法,将异常光伏数据全部归零,对缺失数据进行填补,完成光伏数据的预处理。在此基础上,量化选取不确定性因素下的数值天气预报特征,基于模糊加权卷积神经网络提取光伏预测因子。最后,基于最小二乘支持向量回归构建光伏发电出力预测模型,并完成模型的求解。实验结果表明,研究方法对分布式光伏出力的预测具有非常高的精度。

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6. 110 kV电缆中间接头铜壳爆裂的原因分析

李绍斌, 谢仕林, 彭勇, 唐文博, 周海, 范芳坤

湖南电力 2023, 43 (1): 121-126. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.01.021

摘要（999）

PDF （7716KB）（147）

中间接头短路击穿导致的铜壳爆裂易在电缆隧道中引发火灾危害。对一起典型110 kV电缆中间接头铜壳爆裂事故进行分析,指出中间接头铜壳爆裂是由铜壳内物质的高温和高压两类状态复合作用导致,且短路击穿过程中可能伴随着绝缘物质裂解电离;开展中间接头的短路大电流模拟试验进行验证,对目前市场主流采用中间接头防爆方式的有效性进行分析,提出中间接头防火防爆的设计要素。

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7. 构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略

陈燕东, 裴欣欣, 符有泽, 李旭阳, 张明宇, 周可慧, 唐海国

湖南电力 2024, 44 (2): 112-121. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.015

摘要（990）

PDF （9970KB）（120）

以静止无功发生器(static var generator,SVG)为例,针对构网型逆变器和SVG并联系统的电压稳定性问题,提出构网型逆变器与SVG并联系统无功功率协调控制策略。将并联系统的运行状态总结为四种工况,通过工况识别、无功补偿量计算、无功功率分配策略、工况切换,来协调不同工况下构网型逆变器与SVG注入公共耦合点的无功功率,使并联系统在各种情况下均可稳定可靠工作。在MATLAB中搭建模型并进行仿真,结果表明所提控制策略可以实现工况的快速识别与切换、无功补偿量的计算、无功功率的分配,以及对公共耦合点电压的快速支撑。

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8. 基于位图和矢量图联合识别的电气二次图纸解析方法研究

瞿旭, 龙崦平, 张伟, 袁超雄

湖南电力 2024, 44 (6): 97-103. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.06.014

摘要（979）

PDF （5425KB）（87）

针对现有研究多着重于变电站二次回路电气元件的识别,而忽略连接关系的判定的问题,提出一种位图和矢量图联合解析CAD电气图纸的方法。首先,使用YOLOv8目标检测算法识别位图格式的电气图纸,获取图纸中的电气元件类别、位置等信息。然后,利用CAD图纸的矢量图特性拾取连接元件符号之间的线段信息,生成以导线为节点、导线连接点为边的拓扑图。最后,采用深度优先搜索的方法遍历拓扑图,判定元件符号之间的连接关系。该方法结合了目标识别方法提取位图中元件符号和利用矢量图提取线段的优势,电气元件识别精度高,连接关系识别准确。

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9. 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

湖南电力 2025, 45 (2): 3-12. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2025.02.001

摘要（936）

PDF （9458KB）（129）

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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10. 基于拓展滑模扰动观测器的永磁同步电机改进双矢量模型预测转矩控制

李小宝, 柳骏涛, 周维龙, 梁登辉, 龙欢, 赵哲, 罗朝旭

湖南电力 2025, 45 (1): 121-129. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2025.01.018

摘要（908）

PDF （7222KB）（38）

针对永磁同步电机在传统双矢量模型预测转矩控制中存在计算量庞大、转矩波动明显和参数不匹配导致的预测误差等问题,提出一种基于新型拓展滑模扰动观测器的改进双矢量模型预测转矩控制策略。首先,为了减少控制计算量,提出一种快速电压矢量选择表,采用12扇区电压矢量图,使迭代次数从14次减少为3次。然后,针对电机参数失配带来的不良影响,通过预测值和实际测量值在相邻时刻的误差变化量来估算定子电感值,整合电感更新机制,并提出一种新型拓展滑模观测器,以增强预测模型在参数失配情况下的鲁棒性。MATLAB/Simulink仿真结果表明,所提出的策略可以减少转矩波动,有效降低参数变化带来的不利影响,并提高预测模型的稳定性。

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11. 基于改进SAC算法的城轨列车混合储能系统动态功率分配策略

贺庆辰, 秦斌

湖南电力 2024, 44 (4): 11-19. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.04.002

摘要（866）

PDF （9257KB）（82）

为平抑城轨列车牵引网电压波动,在采用车载超级电容和地面混合储能系统的基础上,提出一种基于强化学习的柔性动作-评价算法(soft actor-critic, SAC)的功率动态分配策略,用于提高直流牵引网节能稳压特性、实现车载超级电容寿命保护。首先建立城轨列车动力学模型,并针对SAC算法在城轨动态功率分配中训练时间长、收敛慢等问题,提出PEC-SAC算法。该算法结合了优先级经验回放、强调最近经验和余弦退火算法,通过增加最近经验的采样概率和动态调整学习率,提高了训练效率和收敛速度。根据目标设置状态空间、动作空间及奖励函数,使列车在与仿真环境交互中学习到混合储能系统最优能量控制策略。通过MATLAB/Simulink与Python联合搭建仿真平台,仿真结果表明,与SAC算法相比该方法稳压提高了0.36%,能耗降低了4.52%。

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12. 基于分段预测及天气相似日选择的区域电网短期负荷预测方法

梁海维, 王阳光, 邓小亮, 刘静, 文明, 于宗超, 李文英

湖南电力 2024, 44 (5): 109-116. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.05.017

摘要（865）

PDF （5697KB）（64）

为了提高对低谷、午间高峰、午间低谷、晚间高峰时段的负荷预测精度,提出一种基于分段预测及天气相似日选择的短期负荷预测方法。首先,分析包括气象及经济在内的不同因素对区域电网不同时段负荷的影响,并选取相关特征构建训练集;其次,采用长短期记忆神经网络模型实现对不同时间点的负荷预测;之后,利用互信息及欧式距离选取与待预测日天气条件接近的相似日,并将该日负荷曲线作为参考,与前述分段负荷预测结果结合作为待预测日的负荷预测结果。实验结果表明,所提出的短期负荷预测方法能够有效提高短期负荷预测精度,特别是对低谷、午间高峰、午间低谷、晚间高峰时段的预测精度有明显提升。

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13. GIS母线三相共箱盆式新型环保绝缘子

赵俊卿, 高洋, 吴文海, 戴通令, 陈宇, 刘东阳

湖南电力 2024, 44 (2): 97-103. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.013

摘要（782）

PDF （9711KB）（84）

介绍新型126 kV三相共箱盆式绝缘子的设计特点,并利用有限元分析软件对绝缘性能和机械性能进行详细计算分析。模拟计算与试验结果表明,该绝缘子接地屏蔽环的设计结构能有效降低三相交接区电场强度;盆式绝缘子的环状凸台设计结构能够承受较高气压值;在浇注过程中,将特殊材质的界面剂涂抹在中心嵌件表面能有效提高嵌件与环氧树脂的黏结强度。该绝缘子顺利通过型式试验,进一步验证了设计结构具有较高绝缘性能和机械性能。

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14. 动态无功补偿设备支撑高比例新能源系统电压稳定能力分析

张睿琪, 李梦骄, 杨洪明, 赵建, 徐求飞, 张仕杰

湖南电力 2024, 44 (4): 27-33. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.04.004

摘要（656）

PDF （9695KB）（139）

针对高比例新能源接入区域的电压稳定性问题,结合新能源出力间隙性和新能源机组暂态无功电压调节能力弱等特征,从新能源渗透率和新能源接入点电网强度分析高比例新能源接入区域的电压失稳影响机理,阐述SVC、SVG、调相机、分布式调相机动态无功设备输出特性,对比分析高比例新能源场景下4种无功补偿设备的支撑能力。以湘南新能源接入区域为研究场景,分析同一新能源渗透率和不同新能源渗透率故障工况算例下无功补偿设备的支撑效果,验证所提观点的正确性。

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15. 风力发电机组叶片扫塔原因分析及预防措施

罗雁飞, 肖长远, 孙茂文, 罗胜曦, 张华炼

湖南电力 2023, 43 (1): 116-120. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.01.020

摘要（621）

PDF （4564KB）（336）

近年来,国内发生了多起风力发电机叶片扫塔故障,严重影响风电机组安全运行,同时也造成了大量的经济损失。从净空设计、吊装维护、叶片质量、机组运行控制、场址适应性、仿真还原等方面对某风场叶片扫塔故障原因进行分析,确定风场叶片扫塔由湍流超限、负切变、叶片安装角错位共同导致,并针对不同扫塔原因给出预防措施,为新机型净空设计提供一些建议。

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16. 基于Simulink与COMSOL联合仿真的MOS场效晶体管瞬态特性分析

高兵, 王帅, 钟永恒, 孙雅森, 张尚琛, 周婕

湖南电力 2022, 42 (5): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.001

摘要（619）

PDF （5562KB）（1974）

功率器件是电力电子系统中的薄弱环节之一,其失效具有明显的多尺度特征,构建能够考虑功率器件多尺度特征的瞬态模型对器件状态监测与老化评估具有重要意义。以MOS场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)为研究对象,构建了功率器件Simulink与COMSOL场路联合仿真模型,选取以导通电流和导通压降为模型交互信息,实现器件开关信息和宏观物理信息交互作用的器件瞬态特性分析。在此基础上,分析功率器件芯片处均温(壳温)、芯片上表面均温(结温)、导通压降、芯片电阻、焊料层最大位移。结果表明,所构建模型能够有效反映器件开关特性和宏观场间的交互,为器件数字孪生模型奠定基础。

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17. 基于深度学习的无人机巡检架空输电线路金具锈蚀缺陷检测方法

张家盛, 梁进兴

湖南电力 2022, 42 (5): 75-78. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.013

摘要（578）

PDF （3274KB）（493）

为了提升架空线路无人机巡检效率,提高架空线路金具锈蚀缺陷智能检测效率,提出了一种基于深度学习的巡检架空线路销钉缺陷检测方法。由于架空输电线路的金具锈蚀缺陷智能检测存在环境背景大、目标小、拍摄角度和拍摄光线差异大等特点,采用图像预处理算法拓充数据集,将MobileNet替换YOLO的主干特征提取网络来提升算法的泛化能力和鲁棒性,并用实际巡检图像进行实验测试。测试集验证中,当置信度阈值取0.5时,P为0.92、R为0.84、A_P为91.34%。结果表明,此方法对架空线路金具锈蚀缺陷有较好的检测效果,可以给设备健康状态评估提供参考。

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18. 基于声学检测技术的刀片储能锂电池热失控行为研究

徐松, 万涛, 李欣, 吴俊杰, 查方林, 魏加强, 蔡宇峰, 刘奕奕

湖南电力 2024, 44 (5): 17-23. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.05.003

摘要（541）

PDF （11069KB）（189）

随着电化学储能的规模化应用,开展储能锂电池热失控检测与及时预警研究对于保障储能电站的安全运行具有重要意义。搭建储能锂电池单体热失控性能检测试验平台,对刀片储能锂电池进行热失控条件下的声音信号检测,分析电池鼓包、泄压阀打开、泄气、爆炸起火等热失控不同发展阶段的声音特性与变化规律,表明声音特征对于热失控检测的有效性。针对热失控声音特征易受储能电池舱内通风散热风机、储能变流器等其他设备噪声干扰的问题,提出基于小波包分解与谱减法语音增强的热失控声音信号抗干扰分析方法。分析结果表明,所提出的方法能够有效剔除热失控声音信号中的风噪干扰,可准确还原出电池热失控声音特征,还原声信号与实际声信号相似系数达到0.96,为储能锂电池热失控声音检测与早期预警提供技术参考。

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19. 城市轨道交通供电-牵引-混合储能系统设计与仿真

朱志强, 王欣, 秦斌

湖南电力 2024, 44 (1): 24-31. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.01.004

摘要（502）

PDF （7016KB）（314）

为了进一步提高城市轨道交通列车再生制动能量的回收与利用效率,通过对系统功能需求分析,设计一种基于分布式地面混合储能城市轨道交通列车牵引供电系统结构,建立供电网络、列车牵引和储能系统模型。同时针对低通滤波方式导致锂电池和超级电容出现大量功率交换的问题,提出带超级电容补偿的阶梯功率分配法,该方法运算量小且实时性强,能够避免混合储能系统内部功率循环。结合所提模型和策略,利用MATLAB/Simulink进行仿真试验,仿真结果表明混合储能系统能量利用效率提高了1.39%,稳压率提高了12.75%,节能率提高了6.72%。

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20. 断路器本体三相不一致保护回路性能优化提升措施

郭杨, 陈昊, 高世宇, 顾浩, 李义峰

湖南电力 2022, 42 (5): 90-94. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.016

摘要（499）

PDF （4167KB）（194）

针对高压电网屡次发生断路器本体三相不一致保护动作不可靠的情况,以典型二次回路为基础,介绍三相不一致保护的原理,从回路绝缘故障、人为因素、压板设置不当等多方面分析保护误动作的原因,提出了优化改进措施。应用实践表明,该措施可行有效,显著提升了三相不一致保护性能。

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21. 无人机巡检变电设备研究进展与展望

李慧鹏, 黄道春, 邓永清, 李游, 曾昭强, 阮江军

湖南电力 2022, 42 (6): 32-39. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2022.06.006

摘要（499）

PDF （7644KB）（97）

采用无人机巡检变电设备可实现对变电设备的多角度、精细化、高效率巡检,然而无人机巡检变电设备尚处于研究和试点应用阶段,在对相关研究现状进行综述的基础上提出了研究展望:在大范围推广前,建议制定无人机巡检变电设备方面的技术规范和标准,结合不同航迹规划算法的优势,实现全局静态航迹和局部动态航迹的智能规划,构建变电设备缺陷样本库,采用人工神经网络等算法推进隐患缺陷智能诊断;针对现有安全距离研究方面的不足,建议充分考虑变电站环境的特殊性,提出面向变电站的无人机作业安全距离确定方法,并开展电场和磁场环境下的测控性能安全距离试验,提出安全距离判据,采用机器学习、数据拟合等方式建立无人机临近异型电极/导体安全距离快速分析方法。

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22. 电力巡检应用中低噪声无人机旋翼降噪验证

李程威, 卢铃, 段新宇, 谢亿, 曹浩, 王兰博, 马威

湖南电力 2024, 44 (5): 45-49. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.05.007

摘要（497）

PDF （4672KB）（69）

在电力巡检任务中,无人机因高效性和灵活性而被广泛应用,但噪声问题依然是亟待解决的挑战。采用波束成形技术对一种新型环形结构旋翼进行声源定位和降噪性能验证,通过噪声频谱分析和基于麦克风阵列的虚拟旋转阵列波束成形算法,对环形旋翼和其他三种常见叶型旋翼的噪声进行了对比研究。实验结果表明,环形旋翼在宽频和单频噪声上均表现出显著的降噪效果。波束成形分析结果进一步揭示,常见叶型旋翼的主要噪声源自叶尖,而环形设计能够有效减弱叶尖噪声,从而实现降噪。

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23. 基于有限元法的油浸式变压器振动特性分析及优化设计

袁发庭, 颜智威, 曹浩, 姬睿氢, 唐波

湖南电力 2024, 44 (1): 11-17. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.01.002

摘要（491）

PDF （3379KB）（198）

根据油浸式变压器的电气和结构参数,基于有限元仿真软件建立电路-磁场仿真模型;根据材料磁特性实验测量结果,结合J-A磁滞模型辨识得到的特征参数,获得材料的磁特性模型。建立变压器磁场-结构力场仿真模型,获得变压器周围磁场和应力分布;将计算得到的铁心麦克斯韦力和磁致伸缩力、绕组洛仑兹力作为激励,计算得到考虑材料磁特性的变压器振动位移;提取铁心不同位置的振动位移,获得铁心振动特性分布规律。在此基础上,为降低油浸式变压器的铁心振动,将有限元法与实验设计方法相结合,通过调整变压器绕组参数获得最佳的参数,结果表明优化前后变压器最大振动位移分别为6.12 μm和5.71 μm,优化方法显著降低了变压器的振动,对油浸式变压器减振降噪具有重要的指导意义。

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24. 基于时间序列的改进型永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制策略

肖强晖, 张雨爽, 罗朝旭, 程谆

湖南电力 2024, 44 (5): 29-36. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.05.005

摘要（490）

PDF （10263KB）（66）

针对永磁同步电机驱动系统传统的三矢量模型预测电流控制策略参数鲁棒性差的问题,提出一种基于时间序列的改进型三矢量无模型预测电流控制策略,以消除参数失配的影响,提高系统的鲁棒性。首先,建立时间序列数据驱动模型,将输入输出数据拟合为离散传递函数,并结合递归最小二乘法在线估计模型待定系数,预测所需变量。此外,对矢量扇区进行重新分类,以优化三矢量组合的选择过程。引入矢量占空比直接计算方法,抑制电机参数入口对占空比计算环节的不确定性影响,进一步提高系统的鲁棒性。最后,仿真和实验结果表明,所提出的策略能有效提高模型参数的鲁棒性,dq轴电流纹波减小,电机参数变化引起的干扰得到有效抑制。

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25. 湖南电网风力发电能力监测及管理研究

陈浩奇, 吴宇翔, 樊嘉宏, 钱军, 陈斌, 朱蜀, 张劲帆

湖南电力 2023, 43 (2): 97-101. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.02.016

摘要（487）

PDF （4797KB）（315）

针对湖南电网风力发电能力监测技术现状和存在的问题,提出基于异常数据识别的风力发电能力监测算法和系统架构,通过历史数据验证算法可行性,起到实时监测风电场发电能力、自动检测识别风电场异常数据的作用。基于监测系统,提出配套管理建议,科学指导湖南电网风电管理,有助于提高风电电源支撑能力、推动风电抗冰技术发展。

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26. 非接触式电压/电场传感器研究综述

柯锟, 杨庆, 邱震辉, 廖伟, 周江霖

湖南电力 2023, 43 (5): 71-78. DOI: 10.3969/j.issn.1008- 0198.2023.05.011

摘要（480）

PDF （9478KB）（239）

安全、准确获取电力系统的电参量数据可保障电力系统安全稳定运行。相比于传统的电压测量,非接触式测量技术因无需与一次设备有直接的电气连接而具备更高的安全性,同时具有体积小、频带宽、瞬态响应特性好等特点,可以满足现代电网分布式传感网络的需求。详细介绍耦合电容式电压传感、基于电流积分法的电压传感、D-dot电场传感、基于电光效应、压电效应、静电力效应的电场传感等技术,分析上述感知方法的优势及存在的问题,同时介绍电场反演电压的方法。最后对非接触式电压/电场传感技术进行了总结并就发展前景进行了展望。

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27. 基于CGAN与LSTM的逆变器多类型故障诊断方法研究

田睿, 刘维可, 伍珣, 张晓敏

湖南电力 2023, 43 (6): 151-158. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.06.023

摘要（476）

PDF （19707KB）（107）

逆变器广泛应用于不间断电源、电机调速及可再生能源并网发电系统,其安全、可靠运行对于变流系统具有重要意义。在恶劣工作环境下,逆变器的功率管与电流传感器极易发生故障,两者故障类型较多且特征相似,给现有的逆变器故障诊断技术带来了极大挑战。针对逆变器多类型故障诊断问题,提出基于时间序列的条件生成对抗网络(conditional generative adversarial network,CGAN)与长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的故障诊断方法。首先,分析两电平逆变器的基本工作原理,并在dSPACE半实物平台建立基于闭环控制的逆变器数字模型;接着,通过数字模型对单个功率管开路故障、两个功率管开路故障及电流传感器零输出等故障下的工作模态进行探究;在此基础上,以输出电流为监测变量,采用CGAN获取接近真实工况的故障数据集,通过LSTM对功率管与电流传感器故障进行诊断与定位。实验数据表明,该方法能够有效辨别逆变器多类型故障。

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28. 锂离子电池热失控消防技术研究进展

贺丹, 胡雄雄, 崔豪

湖南电力 2024, 44 (3): 25-33. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.03.004

摘要（468）

PDF （6708KB）（606）

针对锂离子电池热失控及消防技术,介绍现有不同灭火剂类型,分析其在电池火灾中的灭火机理及优劣势,研究锂离子电池热失控机理及演变过程,对锂离子电池灭火剂的未来进行展望。研究结果表明,这些灭火剂在应对锂离子电池火灾时均满足扑灭明火的基本特性,但仍存在不同程度的复燃风险,灭火时长和阻燃效果也不尽相同;此外部分灭火剂在使用后会对环境和设备产生负面影响。因此,开发兼具高效、环保及防复燃特性的新型灭火剂是未来研究的必然趋势。

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29. 基于改进鲸鱼算法的配电网层级模型故障区段定位

张尚德, 张莲, 赵梦琪, 贾浩, 谢文龙, 季鸿宇, 黄伟

湖南电力 2023, 43 (1): 1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.01.001

摘要（464）

PDF （5596KB）（188）

配电网在大量接入分布式电源后,增加了网络结构的维度、发生故障时潮流方向的不确定性。针对采集或上传故障电流信息时会发生信息畸变和区段故障位置的复杂性,提出配网层级模型故障定位方法,根据配电网的网络结构建立数学模型,用分层简化的思想构建层级模型,极大降低了配电网的变量维度,构建开关函数并加入故障辅助判据,再对鲸鱼算法进行种群分布、自适应权重调整和越界处理改进的故障定位求解方法。算例仿真表明,在单故障、多故障、电流信息畸变或者分布式电源的投切状态等多种工况下,所提方法能够准确定位故障区段位置,提高了配电网故障求解的效率及准确度。

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30. 垂直布置间接空冷塔防大风研究

陈云, 王利民

湖南电力 2022, 42 (5): 16-21. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.003

摘要（462）

PDF （6457KB）（223）

空冷系统受外界环境变化影响大,当风速增加或气温升高时,空冷散热器换热能力下降,导致机组背压升高。为了机组安全运行,需要采取一定的措施降低大风对空冷系统的影响。模拟了在高风速下垂直布置间接空冷塔、塔外加设挡风墙、调节百叶窗及塔内加设十字墙四种模型的流场分布及其散热能力。对流场分布及散热能力数据分析比较可知,间接空冷塔散热能力强弱依次为:塔外加设挡风墙、调节百叶窗、塔内加设十字墙、没有任何防风措施。

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31. 基于5G通信方式的变电站远方备自投原理及实现方法

尹超勇, 李刚, 李辉, 徐彪, 刘伟良, 熊尚峰

湖南电力 2023, 43 (1): 58-62. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.01.010

摘要（461）

PDF （4241KB）（103）

为解决中低压电网光纤敷设成本高、远方备自投应用困难的问题,提出一种基于5G通信方式的变电站远方备自投原理及实现方法,通过在每个远方备自投中设置一台5G路由器,由路由器实现采用GRE TAP模式完成远方备自投的点对点通信,从而实现变电站远方备自投的信息交互。在RTDS中搭建仿真模型验证基于5G通信技术的远方备自投方案的可行性,该方法无需改变原有远方备自投的软硬件,避免了现有技术方案易受到地域限制而需要增加光纤通道的问题,使远方备自投装置更加方便、可靠,且结构简单、抗干扰能力强,极大地增加了在中低压电网应用的可能性。

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32. 抽水蓄能发电机定子线棒端部电磁屏蔽研究

聂靓靓, 陶诗迪, 厉天威, 刘磊, 李斌, 王琪

湖南电力 2023, 43 (1): 110-115. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.01.019

摘要（454）

PDF （6109KB）（113）

针对发电机定子线棒电磁屏蔽问题的瞬态电磁场分析,从理论上选择能够同时兼顾计算速度和计算精度的模型边界,分别建立同槽两根线棒、不同槽多根线棒计算模型,计算相邻线棒对电场分布的影响。同时建立单根线棒三维计算模型,计算分析线棒在轴向和法向上的场强分布特性。研究表明线棒在离开槽口后端部表面电位接近相电位,最大场强出现在高低阻带的搭接处。为改善场强和电位分布,提出改进表面场强分布的措施,在原高低阻搭接层增加敷设高阻材料和原设计方案保持一致,而原线棒高阻层涂敷低阻材料,可以大大抑制线棒端部的场强和电位。

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33. 基于有限元电磁仿真的电缆短路电动力计算

徐斌兵, 陈梓尧, 刘宇彬, 雷佳成, 秦睿, 杨鑫

湖南电力 2023, 43 (1): 23-29. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2023.01.004

摘要（451）

PDF （6715KB）（330）

当电缆线路发生短路故障时,在短路电动力的作用下,会对电缆支架及金具的机械性能造成威胁。传统计算电缆短路电动力的方法为公式法,公式法只能计算最大短路电动力,存在求解对象单一、无法体现力随时间变化等局限性。采用基于电磁耦合的有限元计算方法,建立电缆短路电动力有限元计算模型;基于麦克斯韦电磁理论和高斯散度定理,对电缆进行瞬态电磁场分析,得到电缆上的短路电动力随时间变化情况。与公式法计算结果进行对比,仅有2.11%的误差。研究结果表明,基于有限元电磁仿真的短路电动力计算方法,能直观得到短路期间各个时刻电动力的分布情况和振动频率。可将有限元电磁仿真的电动力计算方法运用至其他故障类型的短路分析中。

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34. 基于Hausdorff形状分类的配电网日最大负荷预测

周王峰, 李勇, 郭钇秀, 乔学博, 邓威, 罗威成

湖南电力 2021, 41 (1): 1-5,10. DOI: 10. 3969/j. issn. 1008-0198. 2021. 01.001

摘要（449）

日最大负荷及其出现时刻的准确预测是配电网经济调度与安全运行的重点关注对象。研究了各类型负荷日最大值及其出现时刻的内在规律，提出了一种联合Hausdorff负荷形状分类与去年同期节假日修正的日最大负荷及其出现时刻预测方法。首先，分析日负荷形特性，通过Hausdorff距离算法对负荷类型进行分类。然后，分析去年同期节假日在日最大负荷及其出现时刻预测中的修正作用，并将其与近期日负荷、气温等数据一同作为预测输入。最后，基于ElasticNet线性回归算法对每类负荷单独构建日最大负荷及其出现时刻预测模型。以湖南某台区负荷数据为实例，预测该台区春节期间的日最大负荷及出现时刻，该方法的准确性与有效性在实例中得到验证。

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