电网运行技术

• 光伏混合储能系统一次调频协调控制优化方法

  杨鹏;王磊;张润涛;苏灿;程子玮;李志伟;

  针对大规模光伏并网后，微电网系统会出现惯量、阻尼缺失以及发电间歇性等问题，提出多场景下的光伏混合储能协调优化控制策略。首先，基于同步机旋转机械动能与储能电池能量之间的转换关系，引入惯性系数，并根据微电网频率变化，提出了平抑低频负载波动的惯性控制器优化方案，降低系统因扰动造成的频率偏差，为了平抑高频负载波动与直流母线电压波动，引入超级电容电压偏差控制。然后，通过建立以系统动态频率响应稳定性能为目标的优化函数，提出了基于改进粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)的多目标优化设计方法和关键参数的稳态初值范围。最后，通过Matlab/Simulink仿真模型分析了在负载连续变化以及超级电容荷电量处在低惯性区时，直流侧混合储能系统的功率分配效果以及系统稳定性。结果表明：本文所提控制方法比传统控制方法减少负载变化带来的系统频率波动，减缓了频率变化率(rate of frequency change, RoCoF)、提高了频率最低点，可为系统提供惯量，并维持系统稳定。

  2025年03期 v.44;No.266 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2404K]
  

• 基于深度学习的综合能源系统多元负荷预测

  王帆;邢志坤;陈振华;姜波;

  为保证综合能源系统的高效运行，提出了基于深度学习的综合能源系统多元负荷预测方法。首先，使用皮尔逊系数对系统中3种负荷之间的相关性进行分析；然后，使用LSTM-GRU模型来改进RNN的隐层，GRU和LSTM采用门结构代替传统RNN结构中的隐藏单元，可以选择性地记忆重要信息，进而高效学习历史负荷参数信息，通过对以往负荷参数数据进行有效的学习并利用，使所得出的预测结果更具备真实性与可靠性。最后，实际算例的分析结果表明，所提算法精度较高，对负荷预测更加具备实际意义。

  2025年03期 v.44;No.266 11-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1727K]
  

• 基于暂态宽频无功极性的微电网故障方向判别方法

  王熙皓;韦明杰;梁英;余越;杨国生;

  针对在微电网分布式电源控制策略及运行方式差异下，传统故障方向判别方法无法可靠区分故障方向的问题，提出了基于暂态宽频无功极性的故障方向判别原理，方法不受分布式电源控制和微电网并离网运行状态的影响。研究建立了微电网中线路、分布式电源等元件的宽频阻抗模型，推导分析了不同类型支路阻抗呈现容性及感性的频带范围，构建了用于故障方向判别的宽频无功功率特征量和方法，并通过仿真实例，验证了所提故障方向判别原理在不同故障类型和故障位置场景下均可实现故障方向准确判断。

  2025年03期 v.44;No.266 16-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2268K]
  

• 基于机器学习的大规模新能源电力系统风险预警方法

  侯栋梁;康云;及翠婷;仇田丽;

  为了实现大规模新能源电力系统风险的精准、有效、可靠预警，提出基于机器学习的大规模新能源电力系统风险预警方法。基于层次分析法(AHP)的层次结构设计逻辑，将定量与定性分析原则相结合，构建大规模新能源电力系统风险评估指标体系，明确风险指标数据采集范围。以粗糙集的应用为基础，将数据实例映射到四元组中，输出电力系统风险运行约简数据，实现多元异构数据类型与数据形式的标准化与规范化。基于主成分分析计算风险信息主成分因子综合得分，划分风险预警等级。利用CNN-GRU混合神经网络，实现大规模新能源电力系统风险预警。结果表明：设计方法能够有效地约简电力系统风险数据，去除冗余和无关的信息，CR最大值为94.9%。在风险预警中，设计方法P值为0.984、R值为0.963、F_1值为0.975,应用效果良好，有利于提升大规模新能源电力系统的安全性和稳定性。

  2025年03期 v.44;No.266 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K]
  

• 电流源型光伏并网逆变器的多环路控制系统设计方案

  王克;高森;路莹超;苗轶如;

  相比于传统基于LCL滤波器的三相电压源型并网逆变器，电流源型逆变器交流侧为二阶LC滤波器，其结构相对简单且能够减小传感器的数量，但存在直流母线电流不可控且交流侧出现谐振的现象。因此，提出对电流源型光伏并网逆变器的直流侧改进，增加斩波器并匹配简单的滞环控制系统，实现直流母线电流的恒定输出，在建立交流侧数学模型的基础上，设计了一种电压内环电流外环的控制系统，并结合幅频特性曲线给出了控制器参数的设计依据，对控制系统的有效性进行了仿真与实验验证，结果表明，控制系统具有良好的稳态与动态性能。

  2025年03期 v.44;No.266 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 3119K]
  

• 基于双馈电机的储能型复合调相机本体设计

  郝晓光;胡平;杨春来;王晓远;

  双馈电机可以基于励磁回路的矢量控制策略实现无功功率的动态调节与有功功率的双向传输，并分别在转子侧及直流侧耦合钢制飞轮和直流储能模块，通过功率型与能量型储能的优势互补，提升暂态工况下的功率平衡能力。针对双馈电机与飞轮储能协同控制下机电耦合效率低、动态响应受限的问题，提出基于双馈电机的储能型复合调相机本体设计，首先介绍该调相机由双馈电机、钢制飞轮及直流储能模块构成，具备快速响应、动态可控和可再生能源友好的特性，然后通过电磁设计、结构优化和有限元分析，确定了电机转速范围及调功时间，并验证了钢制飞轮在机械强度与能量密度方面的可行性。最后通过仿真与实验表明，该设计在新能源场站中的有效性和工程应用潜力，为新型调相系统的产业化提供了技术参考。

  2025年03期 v.44;No.266 36-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 3484K]
  

设备运行技术

• 同塔双回输电线路单回运行带电作业优化研究

  刘海峰;吉鹏飞;闫敏;

  为了提高输送容量减小土地占用面积，同塔并架双回输送方案在全国范围内获得了大规模的应用。为保证输电线路的正常运行，需要进行大量的检修作业，与单回输电线路不同的是同塔双回线路存在单回运行检修的情况，此时带电线路会对作业人员产生影响，需要特别进行研究分析。因此，采用SolidWorks建模软件对500 kV输电线路进行建模，并在线路模型中置入人体模型，用有限元法来计算带电作业人员位于线路典型位置时的表面电场并分析其影响因素。通过研究同塔双回输电线路单回运行状况下位于停电侧线路上检修人员体表的电场变化情况，与双回运行情况进行比较，分析两种情况下体表不同位置场强变化情况，寻找电场畸变最为严重的部位。

  2025年03期 v.44;No.266 44-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 4278K]
  

• 环氧胶浸纸套管电容层击穿过程试验研究与特性分析

  张诚;高翔;许佐明;尤少华;蔡广燚;

  提出了一种特高压直流套管电容层击穿故障的模拟新方法，通过在套管末屏串联一电容，其电容量近似为单层极板的电容量，并在其两端置入针板电极和绝缘样品，构建了在不损伤套管本体的情况下模拟击穿全过程的试验系统。在此基础上，综合分析了局部放电、介质损耗因数和电容量的时间演变特性，揭示了电容层绝缘劣化呈现3个阶段的规律性特点：前期为小幅值间歇性放电、中期为连续性脉冲放电伴随相位畸变、后期为大能量贯穿性电弧放电；同时，介质损耗因数呈缓慢上升趋势，而电容量在击穿前出现突变和波动。该特性可用于构建套管绝缘状态的分层评估与多参数预警新方法，为深化击穿机理认识、指导在线监测创新发展提供了新思路。

  2025年03期 v.44;No.266 52-57+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 4627K]
  

• 温升对胶浸纸套管典型缺陷检出有效性的影响研究

  程立丰;周正钦;张静;万成德;蔡玉汝;

  环氧胶浸纸套管具有电气性能稳定、防爆、体积小、重量轻等优点，被广泛应用于变压器套管和穿墙套管，由于制造工艺复杂，易在生产过程中产生缺陷，且在常温条件下进行试验很难检出某些缺陷。为了研究胶浸纸套管典型缺陷在温升后的局部放电和介损变化特性，设计并制备了受潮、金属颗粒、芯体裂纹等3种的缺陷套管，将套管加热到一定温度后测量套管的局部放电图谱、介质损耗因数等。测量结果表明，升温后芯体裂纹缺陷套管、受潮缺陷套管放电量增加较大，金属颗粒缺陷套管受影响最小，说明温升试验热态下对芯体裂纹、受潮缺陷套管检出效果较好。研究结果可为胶浸纸套管的出厂检验和故障诊断提供参考。

  2025年03期 v.44;No.266 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 5079K]
  

• 基于神经辐射场的输电杆塔三维重建技术研究

  韩学春;林松;宋恒东;李鸿泽;高嵩;

  高质量的三维模型是数字孪生和可视化的关键，当前现场缺少对输电杆塔进行高效率、高精度三维重建的方法。因此，针对神经辐射场三维建模技术进行改进优化，提出了结合增量SFM相机位姿解算技术及基于高分辨率哈希编码的神经辐射场改进算法的杆塔三维重建方案，并通过实验验证了神经辐射场取得最优的建模效果的相机环形拍摄角度增量不应大于8°。针对线路杆塔进行重建测试实验验证，与传统的三维重建方法相比，该方法重建速度提升了20倍，保真度提升了2～3倍。实验验证了本文提出方案的有效性及优异性。

  2025年03期 v.44;No.266 64-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 2670K]
  

电力信息技术

• 基于忆阻PWL-HNN的图像加密方法研究

  李国超;沈学良;孙广辉;周开峰;李志雷;

  为提高电力系统图像传输的安全可靠性，提出一种基于忆阻混沌神经网络的图像加密方法。首先构建了一种忆阻混沌神经网络模型，其次通过分岔图、李雅普诺夫指数谱和相图对忆阻神经元模型进行了动力学分析，最后将该模型所产生的混沌序列应用于DNA混沌图像加密算法。实验结果表明，忆阻混沌神经网络模型能够产生更复杂的动力学行为，其产生的混沌序列具有随机性，初值敏感性等特点，利用忆阻混沌神经网络与DNA算法结合的新型加密方法，提升了电力系统图像传输的安全性能，对提升电力系统巡检图像的安全传输有一定研究价值。

  2025年03期 v.44;No.266 72-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 3114K]
  

• 窃电时间判定及窃电量计算方法研究

  张庆汉;

  新版《供电营业规则》已于2024年6月1日正式施行，为适应新规提出的“窃电量追补应尽可能还原实际电量损失”的新要求，深入分析各类窃电方式的特征，针对性提出合理判定窃电时间及计算窃电量的方法，包括电能表事件记录、负荷数据特征、台区或线路线损变化、计量参考点以及其他合理估算方法，为基层反窃电人员开展窃电量认定工作提供有效思路。同时，针对常见窃电方式提出实际可行的窃电量辅助认定技术措施，如提前加装参考计量装置、为电能表增加窃电量辅助计算功能等，旨在全面提升窃电量认定的准确性与规范性，减少计算争议。

  2025年03期 v.44;No.266 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 3527K]
  

发电技术

• 基于博弈组合赋权的海上风电选址研究

  吴伟杰;李逸欣;郑敏嘉;张伊宁;王勃;

  风电开发“向海发展”是当前新能源发展的重要方向。海上风电开发与陆上风电开发选址规划具有显著不同的特点，需综合评估风资源禀赋、海底建设条件、投资技术经济性、送出廊道约束等因素影响。从资源禀赋情况、环境条件、建设及并网条件等3个维度提出海上风电场选址规划指标体系，对比分析了基于层次分析法、熵权法的主客观赋权方法适用性，在此基础上提出了基于博弈组合赋权的主客观权重组合方法。以某沿海省份实际数据为支撑，对其近海区域风电开发适宜性进行实证分析。算例表明，所提出的方法能够较好的考虑海上风电选址开发决策中面临的多重影响因素，对于海上风电开发选址具有一定的价值。

  2025年03期 v.44;No.266 87-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 3017K]
  
下载本期数据