湖南电力

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1. 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（1235）

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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2. 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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3. 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（1062）

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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4. 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）（119）

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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5. 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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6. 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（935）

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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7. 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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8. 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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9. 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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10. 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（781）

PDF （9711KB）（82）

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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11. 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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12. 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（540）

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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13. 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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14. 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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15. 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（467）

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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16. 构网型柔性直流输电系统附加阻尼控制器设计

王灿林, 章德, 朱思睿, 李勇, 王炜宇, 文汀

湖南电力 2024, 44 (2): 68-76. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.009

摘要（446）

PDF （11931KB）（74）

构网型柔性直流输电系统对受端弱电网有较好的惯性支撑作用,但是也呈现出类似同步发电机的振荡特性,使系统的动态特性更为复杂。针对该问题,构建构网型柔性直流输电系统与受端电网的状态空间模型和传递函数模型,揭示构网型柔性直流输电系统在电网扰动下的振荡特性,并设计一种构网型柔直系统的附加阻尼控制器,该控制器仅利用构网型柔性直流输电系统自身的状态量即可对交直流混联系统的关键振荡模态进行阻尼。在DIgSILENT/PowerFactory中搭建仿真测试系统,对所提控制策略进行测试,结果表明所提出的附加阻尼控制器能够有效提升系统对直流电压振荡和交流侧机电振荡的抑制效果。

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17. 基于Aspen软件的固体氧化物电池系统过程模拟研究综述

王晶, 王瑶, 胡学雷, 徐松, 刘通

湖南电力 2024, 44 (2): 9-18. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.002

摘要（404）

PDF （10850KB）（117）

总结通过Aspen软件中已有模块与功能对固体氧化物电池进行过程模拟的方法,介绍后续固体氧化物电池模拟的优化、从稳态模型到动态模型的改进和电池模型在多种场合中的应用,模拟将固体氧化物电池模型与燃气轮机、等离子体气化、冷热电三联供系统与热电联供系统的结合过程,并对未来基于Aspen软件的固体氧化物电池过程模拟的研究进行了展望。

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18. 面向非均衡数据的CatBoost-SHAP变压器故障诊断研究

梁法政, 张莲, 杨家豪, 杨玉洁, 李蘅, 肖远强

湖南电力 2024, 44 (5): 131-138. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.05.020

摘要（401）

PDF （7734KB）（64）

针对变压器故障数据分布不平衡而导致的故障诊断模型分类性能下降和模型诊断结果不可解释的问题,提出一种基于Borderline-SMOTE-CatBoost-SHAP的变压器故障诊断方法。首先,利用 Borderline-SMOTE算法在保留少数类样本分布特征的同时对数据进行均衡化处理,解决故障数据分布不平衡造成的偏倚问题;然后,构建CatBoost变压器故障诊断模型,利用变压器的实际故障数据进行仿真实验,与不同数据均衡化方法和其他变压器故障诊断模型进行对比 ;最后,引入SHAP模型对CatBoost故障诊断模型进行可解释性分析,解决“黑箱模型”可解释性差的问题。实验表明,基于Borderline-SMOTE-CatBoost-SHAP的变压器故障诊断模型总体诊断准确率为92.99%,F₁分数为0.91,Kappa系数为0.91,同时可视化输入特征对决策的影响程度与过程,验证了所提方法的有效性。

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19. 新能源高比例接入下电网无功电压优化控制研究综述

张睿琪, 付乐天, 李梦骄, 褚旭, 余绍帅

湖南电力 2024, 44 (2): 19-28. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.003

摘要（397）

PDF （8520KB）（166）

针对无功电压优化控制技术的应用,总结新能源高比例接入环境下电网无功电压优化建模方法,主要分为多时间尺度无功电压优化、分层分区电压优化、有功无功电压协调优化、基于模型预测控制的无功电压优化。分析无功电压优化求解数学方法,主要分为随机变量处理方法和无功电压优化模型求解方法。结合“源-网-荷-储”结构变化、能源互联网发展趋势和电力市场改革现状,从多维度“源-网-荷-储”协调电压控制、多异质能源协同优化控制、市场环境下“源-网-荷-储”协同优化出发,对未来研究进行了展望。

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20. 基于三频段阻抗重塑的LCL型并网变流器谐振抑制策略

冯豪哲, 夏向阳, 刘俊翔, 陈贵全, 赵晓悦

湖南电力 2024, 44 (6): 67-75. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.06.010

摘要（393）

PDF （7466KB）（37）

弱电网下采用电压前馈控制会增大并网变流器输出阻抗在交截频率处的负相移,可能导致并网电流的谐波谐振。针对这一问题,提出一种基于三频段阻抗重塑的LCL型并网变流器谐振抑制策略。该策略在电网电压前馈控制的基础上建立输出阻抗的三频段等效模型,利用三频段重塑增益因子重塑并网变流器不同频段的输出阻抗,减少输出阻抗在中频段的负相移,提高并网变流器在弱电网下的稳定运行能力。仿真结果表明,该策略保留了传统电压前馈控制对电网背景谐波的抑制能力,提高了并网系统的相位裕度,有效抑制了并网电流的谐振现象。

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21. 考虑新能源消纳的梯级水电站联合储能系统容量配置与运行优化

田海平, 莫剑, 谭新丛, 徐润伊, 陈彦奇, 张冀, 黄晟

湖南电力 2025, 45 (3): 18-26. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2025.03.003

摘要（390）

PDF （7466KB）（24）

随着电力系统中可再生能源比例的不断提高,在梯级水电站中引入抽水蓄能及电化学储能可有效提高风光消纳。针对不同风光比例下系统最优容量配置的变化情况和各设备的运行情况,构建风电-光伏-梯级混合式抽水蓄能-电化学储能联合系统,首先以经济性最优为目标对并网型联合系统进行最优容量配置并分析各设备的运行情况;其次分析不同风光比例对系统最优容量配置的影响;最后相较于并网型联合系统,对比分析离网型联合系统在不同风光比例下最优容量配置的变化情况。结果表明：随着风光比例升高,风光电逐渐承担主要负荷需求,而梯级混合式抽水蓄能电站水轮机容量减小、电化学储能容量迅速增大以满足系统对储能设备的需求,且相较于离网系统,并网型联合系统在兼具供电独立性的情况下更具有灵活性。

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22. 基于光伏逆变器功率控制的配变台区调压策略研究

刘红政, 左毅, 王伦, 黄乔宇

湖南电力 2024, 44 (5): 95-101. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.05.015

摘要（385）

PDF （6884KB）（68）

针对光伏接入后造成的高低电压越限交织问题,分析配电网线路台区电压越限机理,研究光伏逆变器双闭环控制和有功无功出力特性。在此基础上,提出基于光伏逆变器功率控制的配电变压器台区调压策略,实现不同工况下末端配电变压器台区电压均在合理区间。通过仿真验证了控制策略的有效性。

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23. 基于固定时间滑模控制构网型柔性直流输电系统振荡抑制

朱思睿, 王灿林, 章德, 李勇, 周洋, 文汀

湖南电力 2024, 44 (4): 84-92. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.04.012

摘要（382）

PDF （10487KB）（110）

构网型柔性直流输电系统接入电网,实现对受端电网电压和频率的支撑。针对构网型柔性直流输电系统受端电网引起的振荡问题,提出固定时间滑模控制方法。首先,基于虚拟同步机控制,建立构网型柔性直流输电系统的数学模型。然后,基于滑模控制和固定时间稳定理论,提出非线性固定时间滑模控制方法以抑制系统振荡。通过李雅普诺夫理论证明了所提的非线性固定时间滑模控制能够实现柔性直流输电系统在固定时间内恢复稳定。最后,在MATLAB/Simulink中建立构网型柔性直流输电系统的仿真模型,验证所提方法在振荡抑制方面的有效性和优越性。

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24. 基于多模态图像信息的配电网部件定位方法

黄志鸿, 颜星雨, 陶岩, 张辉, 徐先勇

湖南电力 2024, 44 (6): 83-89. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.06.012

摘要（363）

PDF （17309KB）（92）

针对配电网部件热故障判别前置任务,提出一种面向配电网巡检的多模态图像部件定位方法。该方法包括多模态图像信息协同与目标检测两个关键步骤：首先,针对高分辨率可见光图像与带有温度信息的红外图像信息不对齐问题,提出自适应图像配准方法,该方法能够高质量完成跨模态配准任务;其次,通过预测信息迁移方法将配准后可见光图像的预测信息迁移至红外图像,完成对红外图像的检测。结果表明,相比直接检测红外图像,提出的方法能够提高18.4%的检测精度,并在精确率与召回率上表现极佳。

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25. 多储能变流器分层协同控制研究

王灿, 邓文华, 张坎, 陈刚, 夏向阳, 宋鸿涛

湖南电力 2024, 44 (2): 60-67. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.008

摘要（343）

PDF （6354KB）（68）

微电网在孤岛运行状态下储能变流器输出电压、频率不稳定和有功、无功功率不平衡,变流器传统的下垂控制不能对微电网孤岛运行的电压和频率进行无静差调节,且无法满足微电网孤岛运行的有功、无功功率平衡。基于此,提出一种多储能变流器分层协同控制方法。在综合考虑储能变流器运行控制目标和微电网相邻储能变流器信息交换的基础上,设计微电网分层互联分布式协同控制结构,对多系统的分布式控制方法进行改进。对微电网的多个储能变流器开展仿真实验,结果证明了所提控制策略的有效性和协同控制能力。

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26. 考虑氢负荷需求的风光氢热联产型虚拟电厂日前调度优化运行策略

崔先迤, 曾伟杰, 崔泽政, 刘谋海, 申丽曼, 马叶钦

湖南电力 2024, 44 (6): 1-9. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.06.001

摘要（333）

PDF （6388KB）（97）

含氢储能的热电联产型虚拟电厂通过结合聚合资源的热电联产特性,为氢储能参与电网调度、消纳新能源等提供了新的路径。首先,充分考虑氢储能的热电联产特性,在满足热、电负荷需求的条件下,建立虚拟电厂综合运行成本最小的日前调度优化模型,决策聚合资源的日前出力计划。其次,考虑负荷侧用氢需求,包括氢能公交车、氢能汽车氢燃料需求,建立日前用氢需求预测模型。然后,将用氢需求作为约束条件嵌入虚拟电厂日前调度优化模型中,得到考虑氢负荷需求下虚拟电厂的优化运行策略。最后,某园区的仿真分析结果表明,考虑售氢收益的虚拟电厂优化调度策略相较于传统的只考虑氢储能热电联产特性的虚拟电厂调度策略,运行成本降低了24.6%。

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27. 三工位GIS隔离开关拒动故障分析与改进

刘宇飞, 刘国锋, 杨日辉, 黄智聪, 刘佳伟, 陈嘉豪, 罗锐

湖南电力 2024, 44 (2): 148-154. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.020

摘要（331）

PDF （9092KB）（52）

结合操作机构运动原理、二次回路设计及现场运维经验,对三工位气体绝缘隔离开关设备隔离开关拒动故障进行分析和排查,提出用接触器节点代替原有行程开关以实现闭锁功能,更换转速较慢电机便于刹车的改进方案。通过电机电流曲线对比及循环操作,验证了该方案的有效性,消除了该类设备的拒动隐患。

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28. 考虑出力不确定性的分布式光伏优化配置方法

孙贤水, 曾进辉, 刘颉, 苏旨音, 何鹏辉

湖南电力 2024, 44 (6): 10-16. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.06.002

摘要（324）

PDF （4793KB）（62）

针对分布式光伏布局不合理对配电网造成不可逆转的冲击的问题,提出一种考虑光伏出力不确定性的分布式光伏优化配置模型。该模型以分布式光伏接入容量最大、网络损耗最低为目标函数,求解分布式光伏的最优接入位置和接入容量。求解模型时采用改进的麻雀搜索算法,该算法具有优秀的全局和局部搜索能力、良好的个体更新机制,可以帮助此类模型更加快速准确地找到最优解。IEEE-33节点配电网对该模型的仿真结果表明,采用改进麻雀搜索算法求解该模型可以使分布式光伏做到应接尽接,同时降低配电网的网络损耗,改善配电网的电能质量,实现分布式光伏资源的优化配置。

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29. 基于LSTM和ArcGIS的区域输电网污秽状态智能评估方法

文思伦, 张楚岩, 刁明光, 周振安, 徐惠勇, 刘慧芳

湖南电力 2024, 44 (3): 55-63. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.03.008

摘要（319）

PDF （2808KB）（101）

为了提高电力系统的污闪预防水平,以北京市区域内架空输电线路绝缘子表面污秽状态的评估方法为研究对象,提出一种基于气象条件和盐密数据分布的区域污秽状态智能评估方法。首先,分析影响绝缘子表面积污的主要外部因素,并利用灰色关联分析法选取出6种关联度最大的影响因素。其次,建立一种基于长短期记忆神经网络的绝缘子污秽度预测模型,该模型的预测结果与实测数据吻合度较高,可以很好地反映电网绝缘子的污秽状态。最后,将气象条件与地理信息相结合,使用ArcGIS绘制北京地区的污区分布预测图,实现污秽度评估的动态表达,并在校园内搭建微型自然积污平台以验证文中方法。结果表明,所提方法可以实现区域输电网污秽度数据的周期动态监测,提前预判重度污区出现位置,有助于提升电网防污闪工作的预见性、精准性及智能化水平。

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30. 源荷储一体化园区资源优化配置及其参与现货交易报价策略

周煜, 吴海燕, 齐俊丽, 陈曦宇, 项胜, 刘玉青

湖南电力 2024, 44 (3): 126-135. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.03.018

摘要（311）

PDF （6415KB）（97）

目前源荷储一体化园区资源配置考虑因素单一、市场交易策略灵活性不足,难以满足新型电力系统建设需要。为此,研究源荷储一体化园区资源优化配置及其参与现货交易报价策略。首先分析园区的灵活调节特性,并提出园区参与现货市场交易的框架。其次,综合考虑经济性能和绿色低碳指标,构建现货市场下的园区双层配置模型:上层模型以园区建设成本最小为目标,优化园区风光和储能容量的配置;下层模型以园区购电成本最小为目标,优化园区的购售电策略、储能和柔性负荷运行策略。最后,设置典型场景进行优化计算,仿真结果表明:相比于不参与现货市场的园区,参与现货市场的园区的资源配置与资源调控策略更加灵活,园区年总建设成本降低了2.86%,日总购售电成本降低了17.34%。

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31. 基于博弈论的负荷重分配攻击风险评估模型

于孟希, 严宇, 周展帆, 杜敏, 王炼红

湖南电力 2024, 44 (2): 1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.001

摘要（310）

PDF （6884KB）（99）

为了评估网络攻击风险,基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层评估模型。对虚假数据攻击和负荷重分配攻击进行介绍,并基于博弈论的方法构建负荷重分配攻击风险的双层优化模型。采用KKT条件将双层优化模型转化为单层线性规划模型,并在IEEE 14节点系统和IEEE 30节点系统上进行仿真实验分析,以评估电力系统负荷重分配攻击风险。最后就如何预防和抵御负荷再分配攻击提供了建议。

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32. 撬装式移动变电站智能化技术研究及应用

胡天祥, 刘建涛, 蒋强, 李敏

湖南电力 2024, 44 (6): 55-60. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.06.008

摘要（309）

PDF （4485KB）（63）

针对当前撬装式移动变电站智能化程度不足的问题,提出了一种基于物联网、大数据分析和人工智能的综合解决方案。通过引入自动化控制和远程监控技术,提高变电站在数据采集、故障预测和能源管理方面的能力。实验结果显示,智能化系统显著提高了供电的可靠性和运维效率,降低了成本。智能化策略提高了变电站的适应性,为未来智能电网的建设提供技术支持。

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33. 基于振动信号分析的高压断路器机械故障诊断方法

马兆兴, 刘金鑫, 李继, 王晶, 陈昊, 纪皓民, 王瑞华

湖南电力 2024, 44 (5): 124-130. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.05.019

摘要（309）

PDF （6524KB）（171）

通过对高压断路器振动信号的分析,可根据不同振动特征识别故障类型。利用改进小波阈值去噪法进行断路器振动信号的数据预处理,并通过小波包变换提取各频段能量占比,在对能量分布特性开展分析的基础上实现高压断路器故障诊断。工程实例表明,该方法能够有效实现高压断路器机械故障诊断,为高压断路器智能运检提供了一种新技术手段。

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34. “双碳”目标下中国煤电低碳转型路径的现状及应对

黄修行, 李巧云, 韦文业, 杨眉, 黄儒斌, 李惠

湖南电力 2025, 45 (4): 49-55. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2025.04.008

摘要（295）

PDF （1919KB）（20）

生物质掺烧、绿氨掺烧、碳捕集利用与封存被列为煤电低碳化转型的三大重点路径。然而,现有技术推广和应用面临多重制约：生物质掺烧受限于原料供应波动性与锅炉适应性不足;绿氨掺烧因制氨成本高昂导致经济性不足;碳捕集利用与封存则存在能耗瓶颈及CO₂利用市场缺失。针对上述瓶颈,从技术创新、经济优化和政策协同三个维度提出煤电低碳转型的优化对策,多维度协同推进生物质掺烧、绿氨掺烧和碳捕集利用与封存的应用,助力煤电低碳化转型。

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35. 罐式断路器抗震性能仿真分析及优化设计

陈宇, 高洋, 沈丰慧, 许猛, 刘耘彤

湖南电力 2024, 44 (3): 120-125. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.03.017

摘要（288）

PDF （5088KB）（190）

以某363 kV罐式断路器为研究对象,根据设计图纸构建三维实体模型,利用Ansys Workbench软件对模型施加抗震水平为AG5的地震响应谱进行有限元分析,得到地震荷载组合工况下的仿真计算结果,对断路器结构进行优化设计,并将结构优化前和优化后的抗震性能进行对比分析。结果表明,优化后该断路器满足AG5水平下的抗震性能要求,加固支架有利于提高罐式断路器结构的固有频率;结构优化后各主要部件应力水平均有所降低,套管顶端的最大位移响应从90.072 mm降低为66.342 mm,有利于罐式断路器设备长期安全稳定运行。

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36. 1 000 MW机组锅炉水冷壁焊接接头失效分析

龙会国, 景雪潮, 谢阿萌

湖南电力 2024, 44 (4): 138-142. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.04.020

摘要（288）

PDF （9036KB）（72）

通过观察并分析裂纹宏观和微观形态、金相、硬度、扫描电镜、能谱及接头结构,研究了1 000 MW超超临界机组锅炉水冷壁安装焊缝裂纹失效原因。结果表明:焊缝根部间隙、焊缝根部凸出及其硬度超标;焊缝组织粗大及低熔点碳化物相偏析,弱化晶界;焊缝存在微裂纹,根据焊缝内部微裂纹氧化物相分析可确定为焊接热裂纹。在运行高温高压应力作用下,裂纹扩展最终导致开裂失效,焊接热裂纹是造成接头失效的主要原因。

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37. 纳米改性对聚酰亚胺薄膜性能影响的研究进展

张良, 张舒萌, 刘道生, 辛荣

湖南电力 2025, 45 (1): 79-85. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2025.01.012

摘要（282）

PDF （6013KB）（45）

为了满足高速发展的电力设备绝缘性能要求,综述国内外关于聚酰亚胺薄膜电气、热与机械特性的研究成果,概述纳米粒子改性技术在聚酰亚胺薄膜导热、隔热、透明度、机械性能、耐腐蚀性能和电气特性等方面的研究成果及工程应用。

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38. 光伏直流微电网的并离网无缝切换控制策略研究

唐立行, 罗朝旭, 文永兴, 张博

湖南电力 2024, 44 (2): 122-128. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.02.016

摘要（268）

PDF （6723KB）（71）

当光伏直流微电网从并网模式切换为孤岛模式时,传统控制策略下工作模式的突然切换容易导致直流母线电压波动过大,危害微电网稳定运行。针对此问题,提出一种光伏直流微电网的并离网无缝切换控制策略,使各光伏分布式电源在并网运行时能够跟踪最大功率点输出,在孤岛运行时能支撑调节母线电压,同时实现各光伏电源功率均分。该控制策略的优点是并离网控制策略统一,无需模式切换且为分散控制,各光伏电源之间无需通信,可靠性高。最后基于MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

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39. 电容式电压互感器二次接线板劣化对预试数据的影响及对策分析

罗赞琛, 卢英俊, 宋云祥, 覃言

湖南电力 2024, 44 (4): 118-125. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.04.017

摘要（264）

PDF （7003KB）（68）

电容式电压互感器(CVT)二次接线板绝缘劣化会导致电容分压器介质损耗试验数据误差偏大,还会造成中间变压器绝缘电阻试验不合格。针对此问题,分析介质损耗的基本原理及数字式自动介质损耗仪的测量原理,构建介质损耗测量等效分析电路模型,分析计算正接法、反接法、自激法三种CVT介质损耗试验的误差数据,得到正接法、自激法误差较大,反接法误差较小的结论,据此可指导现场采用最优方法。分析CVT中间变压器绝缘结构特点,提出采用屏蔽法测量二次接线板绝缘电阻或介质损耗,以判断二次接线板绝缘状况,再通过测量中间变压器一次绕组对二次绕组的介质损耗,同时结合二次接线板的电容及介质损耗数据,计算中间变压器绕组介质损耗值,由此可正确诊断中间变压器的绝缘状态。

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40. 基于自注意力感知的配电网杆塔点云语义分割

黄志鸿, 刘宇, 张辉, 徐先勇, 彭金柱

湖南电力 2024, 44 (6): 76-82. DOI: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.06.011

摘要（264）

PDF （6703KB）（63）

从机载激光点云数据中自动、准确地提取配电场景中的电力杆塔是常规电力巡检的关键步骤。由于山区地形起伏大,植被茂密,特征难以区分,利用现有方法从山区电力场景中提取目标仍具有挑战。为了解决这个问题,提出一种基于自注意力感知的语义分割方法,主要包括颜色特征提取、局部位置编码和多层注意力感知模块。该方法在处理大规模配电网场景点云时,可将RGB特征作为点云空间特征的附着属性进行融合,从而提高语义分割精度。经实验结果表明,该方法在电力场景中具有显著的性能优势,点云分割精度超过了90%,其有效性在公共数据集S3DIS中得到验证。

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