适合多元用户互动的信息—物理融合能源USB系统

能源互联网接入设备是用能设施接入能源互联网的媒介。文中阐述了适用于多元用户互动的能源互联网接入设备的基本概念和特征,并基于计算机领域"通用串行总线(USB)"的理念,研发了信息—物理融合的能源互联网接入设备,即能源USB系统(EUSBS)。首先,阐述了EUSBS的信息—物理融合内涵和功能,并设计了总体架构和应用拓扑结构。基于此,对其软硬件系统进行研发,重点介绍了其中的硬件架构搭建、五类主要能源USB装置研发和实验测试。软件研发则简要介绍了其总体架构和主要功能模块。此外,以某商业楼宇为对象,通过安装EUSBS和配置分布式设备,对其进行了能量管理分析,初步验证了EUSBS可对接入设备进行实时监测和协调控制,实现了能量流和信息流的双重流通。最后,对EUSBS未来应用进行了展望。     

Dynamic characteristics and operation strategy of the discharge process in compressed air energy storage systems for applications in power systems

In the context of the rapid development of large-scale renewable energy, large-scale energy storage technology is widely considered as the most effective means of improving the quality and security of electricity. In the existing energy storage technology, advanced adiabatic compressed air energy storage (AA-CAES) technology has broad application prospects because of its advantages of low pollution, low investment, flexible site selection, and large capacity. However, the lack of an in-depth understanding of the dynamic characteristics of CAES systems has severely limited the development of system design and control strategy, resulting in a lack of commercial operation of large-scale CAES systems. This paper describes the design and implementation of a CAES plant and its controller for applications in the distribution network level. The dynamic mathematical models of AA-CAES were established and a feasible control strategy for the grid-connected process was developed to analyze the dynamic characteristics of the system in the discharge stage. The work done in this study provided a data reference for the deep understanding of the dynamic characteristics of AA-CAES, system design, and control strategy in the industry.     

Design and evaluation of a hybrid system for detection and prediction of faults in electrical transformers

Transformers are the vital parts of an electrical grid system. A faulty transformer can destabilize the electrical supply along with the other devices of the transmission system. Due to its significant role in the system, a transformer has to be free from faults and irregularities. Dissolved Gas-in-oil Analysis (DGA) is a method that helps in diagnosing the faults present in an electrical transformer. This paper proposes a hybrid system based on Genetic Neural Computing (GNC) for analyzing and interpreting the data derived from the concentration of the dissolved gases. It is further analyzed and clustered into four subsets according to the standard C57.104 defined by IEEE using genetic algorithm (GA). The clustered data is fed to the neural network that is used to predict the different types of faults present in the transformers. The hybrid system generates the necessary decision rules to assist the system’s operator in identifying the exact fault in the transformer and its fault status. This analysis would then be helpful in performing the required maintenance check and plan for repairs.     

基于变电站主接线等效模型的全电压等级可靠性评估方法

在以往对配电网可靠性的研究中,通常独立分析配电网,而对配电网与变电站、配电网与主网间的相互关系分析不足,同时对配电网中设备间的共模故障影响研究仍有待加强。为此,从多电压等级配电网主接线运行特性出发,考虑断路器等隔离装置的共模失效特性,提出共模关联设备概念以及扩展最小割集算法,并建立了变电站等效模型,设计了配电网可靠性评估算法,从而实现全电压等级可靠性评估。在此基础上,结合实际电网算例分析了系统的可靠性薄弱环节,评估指标可以更真实地反映实际用户的供电可靠性水平。     

负荷侧碳排放责任直接分摊方法的比较研究

为了电力系统碳排放责任分摊机制的有效性和透明性,可以考虑从基于电力消费的角度出发在负荷侧直接进行碳排放责任分摊。由于负荷成员在碳排放责任分摊问题上的相互联系,该分摊问题可从合作博弈的角度出发,应用经典的解的概念如Shapley值和广义核仁进行求解。结合该问题的实际特点,分别阐述了基于Shapley值、广义核仁、节点碳迹强度和节点边际碳强度的四种分摊方法的基本原理和计算方法,并总结了相关公理作为衡量标准来对比分析这四种方法。其中,基于Shapley值的分摊方法更能综合评估负荷的位置、负荷成员间的相互影响等相关因素的作用,从而准确地反映出各个负荷成员对于全系统碳排放的实际贡献。最后采用一个PJM-5节点系统算例验证该分摊方法的公平性、合理性和可行性。     

基于光声光谱峰面积的微量乙炔气体定量检测

乙炔是区分电力变压器过热性和放电性故障的标志性气体,其含量对判断电力变压器内绝缘故障类型和严重程度具有重要意义。为此,采用分布反馈式半导体激光器搭建了基于光声光谱峰面积的微量乙炔气体定量检测平台,选择乙炔分子1 529.18 nm处的吸收谱线,试验研究了分布反馈式半导体激光器输出峰值波长的温度漂移特性和乙炔气体的光声光谱响应特性,获取了基于Lorentz线型拟合的不同体积分数标准乙炔气体的光声光谱响应特性曲线,并基于最小二乘法对特性曲线峰面积与乙炔气体体积分数之间的定量关系进行了研究。结果表明:在气体吸收未饱和的情况下,乙炔气体光声光谱峰面积与其体积分数之间存在良好的线性关系,该试验平台对乙炔气体的检测下限为0.46×10-6。该研究结果为变压器油中溶解气体的在线监测及电力变压器内绝缘故障诊断奠定了基础。     

基于JAVA的OPC数据采集和转储系统软件设计

提出了一种基于JAVA的OPC数据采集和转储技术。通过对该技术的深入研究,开发了一种通用的OPC数据采集和转储系统软件。通过简单配置的方式即可实现工业数据的采集和转储,降低了后续相关系统开发的难度、周期及成本。在发电厂进行了长期测试,验证了该软件的通用性、灵活性及稳定性。     

面向新型电力系统的双馈风力发电机并网控制策略研究

双馈感应风力发电机是一种具有三相励磁绕组结构的异步电机,其运行具有变速恒频的特点,因而在新型电力系统中的风力发电领域有着重要的应用价值。利用Park变换,构建了dq坐标系下的数学模型,实现了电机的有功、无功功率的解耦控制。并且利用电压定向矢量控制的方法,实现双馈感应风力发电机的变速恒频运行。之后搭建一套完整的双馈感应风力发电机及其控制系统的模型,并对所提控制策略的效果进行了验证。仿真结果表明,该控制策略对功率指令值具有良好的跟踪效果,并可以在变化的风速下实现稳定的变速恒频运行。     

基于MapReduce的输电监测数据智能检索模型

随着新型电力系统发展,输电监测文本数据呈现出体量大、增速快等特点,且因行业数据传输协议私有化,导致数据检索性能低,影响输电线路实时决策分析。因此提出了基于MapReduce的输电监测数据智能检索模型。首先,改进了SimHash算法,实现输电线路在线监测文本数据检索向量的高效提取。并引入多属性决策以及综合评分机制,实现目标数据的精准检索,提升数据的检索精度及查全率。其次,针对数据体量大、增速快的特点,设计了基于MapReduce的电力数据检索模型。最后,通过电网实例对比分析,验证了所提方法的检索精度、查全率及检索效率。     

10kV油浸式配电变压器过电流温升试验案例研究

为解决因季节性期间人口流动导致用电负荷短期增加,从而致使10kV油浸式配电变压器(简称：配变)重过载运行甚至发生烧毁等故障造就用电投诉问题。本文结合贵州区域内配变过载情况,分析了配变过载能力、影响过载能力的因素、过载运行导致风险和绝缘寿命损失计算,总结出配变过载运行的基本特征,提出以过电流温升试验方法验证其过载能力的解决思路和处理方法,并通过现场试验,验证了处理方法的可行性,为快速处理配变过载运行提供依据;同时,结合植物绝缘油具有良好电气性能、燃点高、原料来源广阔和可再生等优势,使用植物绝缘油替换矿物绝缘油来提升配变过载能力的应用验证,分析了更换油前后的负载性能情况,并从短期、中期和长期治理提出了建议。