湖南电力

高兵, 王帅, 钟永恒, 孙雅森, 张尚琛, 周婕

2022, 42(5): 1-7. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.001

摘要 ( 300 )

PDF (5562KB) ( 654 )

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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。

基于IGBT器件的大功率高压直流断路器数字驱动的设计

曾进辉, 樊杨杰, 何东, 刘湘, 廖晓斌

2022, 42(5): 8-15. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.002

摘要 ( 201 )

PDF (5057KB) ( 233 )

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针对大功率多开关的应用场合,提出一种新的基于现场可编程门阵列(field programmble gate array,FPGA)高效并安全更可靠的多功能绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)数字驱动器,该驱动器能利用全面的IGBT状态检测电路、多路信号故障检测和保护电路。多开关、大功率10 kV/5 kA的断路器试验,验证了该驱动器能保证IGBT实现均压均流、温度检测等功能有效性,仅用6.4 μs实现同时关断的功能,使IGBT开关过程得到优化,保障整个断路器的安全可靠。

垂直布置间接空冷塔防大风研究

陈云, 王利民

2022, 42(5): 16-21. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.003

摘要 ( 184 )

PDF (6457KB) ( 154 )

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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。

基于粒子群优化算法支持向量回归预测法的大电网电压稳定在线评估方法

李帅虎, 赵翔, 蒋昀宸

2022, 42(5): 22-28. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.004

摘要 ( 180 )

PDF (2746KB) ( 198 )

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提出基于粒子群优化算法支持向量回归预测法(particle swarm optimization support vector regression, PSO-SVR)的大电网电压稳定在线评估方法,将传统基于深度神经网络(deep neural networks,DNN)模型的电压稳定评估方法改进为PSO优化过的SVR模型,对阻抗模裕度指标进行预测。该方法利用了SVR模型具有学习能力强、泛化错误率低的优点,在小样本的情况下也可以很好地学习到样本中的特征。同时克服SVR模型对于参数调节和函数选择非常敏感的问题,利用PSO算法对SVR模型的超参数进行优化选择,可以让SVR模型更好地学习到电网运行数据和阻抗模裕度值之间的非线性关系。最后,该方法在IEEE 118节点系统进行验证,并与基于DNN模型的评估方法进行比较,验证了其精度水平高于基于DNN模型的方法。

基于GOOSE通信的风电场快速调压控制策略研究

郭春岭, 蔡国洋, 单馨, 牛超

2022, 42(5): 29-35. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.005

摘要 ( 145 )

PDF (1940KB) ( 186 )

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针对风力发电无功电压支撑能力不足的问题,分析了风电机组的无功电压支撑能力。然后基于电压下垂特性和系统阻抗提出了电压扰动时总无功需求的计算方法;接着基于风电机组无功支撑裕度和场内阻抗矩阵,提出了风电机组无功协调分配策略;最后引入通用面向对象变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)快速通信,在风电场构建试验环境,进行了现场试验。试验结果表明,该策略能够快速提供无功电压支撑,响应时间可以缩短到50 ms以内。

基于LSSA-BP神经网络的断路器分合闸电流特征诊断

贾浩, 张莲, 张尚德, 赵梦琪, 赵娜, 黄伟

2022, 42(5): 36-41. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.006

摘要 ( 148 )

PDF (3269KB) ( 155 )

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高压断路器作为在各种电力系统应用中起到安全保护作用的设备,其故障诊断研究具有重大的意义。针对传统的BP神经网络收敛速度慢、收敛精度不足的问题,提出一种改进麻雀搜索算法(logistic sparrow search algorithm,LSSA)对BP神经网络进行优化。该模型通过在麻雀算法初始化种群时引入Logistic混沌映射得到更合理的初始参数,并在位置更新与最优解更新中分别引入动态自适应权重、柯西变异策略和反向学习策略,使该模型对断路器故障分类诊断的平均准确率接近100%,这表明改进后的BP神经网络具有更高的正确率。

纵向磁控钨极惰性气体保护焊电弧运动轨迹行为研究

程葳蕤, 唐方, 杨成明, 李湘文, 沈亚仁

2022, 42(5): 42-47. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.007

摘要 ( 163 )

PDF (2590KB) ( 184 )

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钨极惰性气体保护焊(TIG)技术是近年来广泛应用的焊接方法,其电弧稳定、焊接质量好、飞溅小,应用领域广泛。通过改变磁场频率、磁感应强度和焊接电流,研究TIG电弧行为。结果表明,无外加磁场的TIG电弧呈圆锥形,施加纵向磁场时,TIG电弧的上部收缩、底部轴向膨胀,呈钟罩形;施加交流纵向磁场时,TIG电弧轮廓明显变小,电弧尾端有明显的汇聚。

交直流混联电网多级调度协调控制策略及辅助决策研究

谭文忠, 王启盛, 梅红兴, 谢昊, 张思远

2022, 42(5): 48-52. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.008

摘要 ( 121 )

PDF (2055KB) ( 183 )

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针对当前交直流混联新型电网亟需新的调度控制手段,在静态分区和在线系统辅助决策模型的基础上,提出了一种最优动态分区与最小低电压负荷损失相结合的省地一体化控制策略,分别构建了基于动态分区与切负荷协调优化的省调层级代价控制目标函数、基于断面灵敏度的地调层级低压控制目标函数,阐明了两个控制层级的具体内涵和协调优化决策流程,并结合仿真算例验证所提模型与方法的有效性。

分布式储能在配网中的应用及其经济性评估

赵玉婷, 吕当振, 万代, 赵永生

2022, 42(5): 53-59. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.009

摘要 ( 199 )

PDF (1120KB) ( 313 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对配网分布式储能电站研发及应用现状,分析配网分布式储能电站应用场景和价格体系,提出配网分布式储能电站定址选容原则;建立配网分布式电站经济性评估数学模型,结合配网分布式储能电站实例进行了经济性评估,提出提升配网分布式电站综合效益的建议。

静止无功补偿器晶闸管控制性能现场简易检测方法研究

吴晋波, 胡迪军, 洪权, 李龙, 李理, 蔡昱华

2022, 42(5): 60-63. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.010

摘要 ( 98 )

PDF (2731KB) ( 136 )

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现有的晶闸管控制电抗器支路晶闸管控制性能检测方法繁琐、装置复杂,不适合现场运行环境,针对此问题提出一种静止无功补偿器(static var compensator,SVC)晶闸管控制性能的简易检测方法。该方法接线简单,采用现场常见的仪器设备,可实现对SVC晶闸管控制性能的有效检测,具有较高的实用性和可操作性。

电再生离子交换技术在氢电导率在线测量中的应用

顾振洋, 李利民, 何宇宁, 孙继辉, 李承浩, 董为虎, 戴鑫, 杨杰利

2022, 42(5): 64-68. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.011

摘要 ( 104 )

PDF (2409KB) ( 210 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

常规氢电导率在线测量方法采用阳离子交换树脂柱进行前处理,当阳离子交换树脂失效后需要进行再生处理,该项工作不仅消耗人工,还容易引入交换柱附加误差,降低氢电导率测量的准确性。为解决上述问题,将电再生离子交换技术应用于氢电导率在线测量,在后续维护工作中不需要再生或更换树脂,实现了氢电导率的连续在线准确测量。电再生离子交换技术在氢电导率在线测量的应用结果表明,该技术可以大量节省人工,提高氢电导率在线测量的准确性和连续性。

基于磁絮凝-电催化氧化组合工艺的变电站事故油池废水处理

万涛, 车垚, 刘恒, 赵瑞敦, 朱巧云, 项晶晶, 张垒

2022, 42(5): 69-74. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.012

摘要 ( 142 )

PDF (2729KB) ( 216 )

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针对变电站事故油池废水含有大量矿物绝缘油的特点,采用磁絮凝-电催化氧化组合工艺处理,对比磁絮凝与常规絮凝处理含油废水絮凝效果,重点研究电催化氧化工艺参数对含油废水中油去除率的影响。动态模拟试验结果表明,该组合工艺对变电站事故油池含油废水有较好的处理效果,油、化学需氧量、浊度和氨氮的去除率分别为96.99%、85.98%、90.85%和78.86%,出水水质达到《污水综合排放标准》一级标准要求。

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

2022, 42(5): 75-78. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.013

摘要 ( 276 )

PDF (3274KB) ( 390 )

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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。

电力光传输系统自动巡检工具的设计与实现

曾小辉, 陈小惠, 朱庆, 李明娟, 杜沐恩

2022, 42(5): 79-84. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.014

摘要 ( 127 )

PDF (1820KB) ( 225 )

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电力光传输系统是电力业务通道的承载者,目前采用的事后被动故障抢修运维模式不足以适应运维工作的需要,而传统的事前主动隐患预防方式主要为人工定期巡检,其中光路性能巡检需要耗费大量人力。利用专用网管丰富的北向接口采集数据,设计完整光路段对象和异常光路判断算法,研制电力光传输系统自动巡检工具,自动输出巡检结果,同时对异常光路进行预警提示,及时发现隐患避免故障的发生,提升自主化运维水平。

基于配电自动化系统的配网单相接地故障辅助研判方法

罗雪莲, 陈成功, 刘志豪, 曾欢悦

2022, 42(5): 85-89. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.015

摘要 ( 157 )

PDF (2857KB) ( 124 )

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针对配网接地选线装置造价高、选线效率低、选线成功率不高等问题,基于配电自动化主站系统稳态零序量,开发了一种基于零序阻抗比较和历史数据参考的接地故障辅助研判模块。首先,对单相接地故障下10 kV电压等级配电网的电气特征进行详细分析,根据零序阻抗比较的原理得出一种接地选线方法。其次,通过统计历史接地数据,计算配网线路发生接地故障的概率,利用熵权法对历史故障量、重要程度标志量和零序电流等研判依据进行赋权,形成一种依托配电自动化系统的配网单相接地故障辅助研判模块。最后,案例分析表明该模块具有较高的选线准确率。

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

2022, 42(5): 90-94. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.016

摘要 ( 244 )

PDF (4167KB) ( 130 )

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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。

火电机组宽负荷调峰汽温控制技术应用

王锡辉, 朱晓星, 陈厚涛, 周科, 朱光明, 盛锴, 陶海林

2022, 42(5): 95-100. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.017

摘要 ( 102 )

PDF (4074KB) ( 139 )

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提出一种汽温控制方法,在减温水控制回路设计改进型PID控制算法,引入调节参数具有自学习功能的修正指令,在协调控制回路中设计基于运行状态解析和仿人修正的协调控制算法。在实践应用中,某630 MW超临界机组在28.7%~100%额定负荷区间运行时,湿态稳定运行及变负荷工况、干态稳定运行及变负荷工况下的汽温均控制优良,部分工况的控制品质较行业标准提升了60%以上。某1 000 MW超超临界机组在30%~100%额定负荷区间运行时,汽温稳态控制品质较行业标准提升了30%~60%,对多重扰动的复杂工况具有优良的响应特性。

燃煤机组超低排放改造后SCR烟气脱硝中硫酸氢铵的控制技术

赵光耀, 黄权浩, 朱映健, 杜胜祥

2022, 42(5): 101-106. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.018

摘要 ( 128 )

PDF (2614KB) ( 165 )

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介绍硫酸氢铵生成机理,指出硫酸氢铵对锅炉设备的危害,分析硫酸氢铵生成的影响因素,结合实际运行过程,研究超低排放改造后硫酸氢铵对锅炉设备的危害,并根据硫酸氢铵的特性提出具体控制硫酸氢铵生成量的方法。

城中心区输电网网架结构比选指标研究与应用

李佳妮, 陶特伦, 王缘, 罗时伟 , 吴倩, 周康君, 许慧

2022, 42(5): 107-113. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.019

摘要 ( 94 )

PDF (2451KB) ( 111 )

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建立涵盖大规模清洁能源消纳、电网综合风险和总成本的城中心区输电网网架结构比选指标,给出比选流程和某城中心区500 kV HG站网架结构的比选结果。算例结果表明,该评估方法和指标可以很好地适应各种约束条件的限制,易于获得输入参数,实施过程简单易行。该指标考虑了正常运行和严重故障两种工况,同时考虑了经济性,能够有效覆盖决策者关心的主要问题。

基于多重分形谱及支持向量机的水电机组轴系故障识别

孟繁聪, 吉俊杰, 薛小兵, 姚航宇, 胡飞, 潘伟峰, 白亮

2022, 42(5): 114-118. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.020

摘要 ( 129 )

PDF (1492KB) ( 239 )

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针对水电机组轴系振动故障诊断,提出多重分形谱和支持向量机相结合的故障分类识别方法。该方法首先利用多重分形谱算法提取振动信号的特征数据,然后将该特征数据作为支持向量机的输入向量来实现故障的分类识别。实验数据表明,该方法能比较准确地识别轴系常见故障,为水电机组轴系故障智能识别提供了一种新的思路。

1 000 MW机组给水泵汽轮机轴封系统故障分析及处理

余兴刚, 魏海峰, 朱太春, 郭绪宏, 蒋伯华

2022, 42(5): 119-122. doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2022.05.021

摘要 ( 111 )

PDF (1475KB) ( 307 )

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某新建燃煤电厂1 000 MW机组采用1台100%锅炉最大连续出力容量的汽动给水泵,调试期间该机组给水泵汽轮机轴封系统出现轴封蒸汽带水和给水泵侧轴封管道异响的故障。通过调整与分析,发现造成上述故障的原因为轴封回汽管道安装方式设计不合理和凝汽器内轴封蒸汽管道套管安装不完善。采取在轴封回汽管道最低点处加装疏水水封筒、在凝汽器内轴封蒸汽管道上加装保温的措施,成功排除了给水泵汽轮机轴封系统的故障。

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