大段长高压电缆护层保护器暂态特性分析与参数优化设计

大段长高压电缆在运行时会产生过高的护层感应电压,这对电缆护层保护器的过电压防护特性提出了更高要求,因此需要针对大段长电缆护层保护器暂态特性进行分析研究。基于PSCAD仿真软件,建立了典型220 kV高压电缆线路仿真模型,得出了在短路过电压和雷击过电压情况下,高压电缆长度对护层感应电压暂态特性的影响。通过绝缘配合与能量保护相结合的方式,得到了保护器参数取值范围及电缆线路短路电流与长度的适配曲线,提出了护层保护器参数优化设计的具体方法,并进行了试验测试。测试结果表明:当电缆线路出现短路故障时,随着电缆长度的增加,护层感应电压先线性增长,随后在保护器残压阈值的限制作用下逐渐趋于"饱和"状态,现有保护器能量吸收能力难以满足大段长电缆需求;改进后的护层保护器能量吸收能力显著提升,20 k A短路电流时允许的电缆长度大幅提高,满足大段长高压电缆线路安全运行的要求。     

工频磁场干扰识别及母线保护防误技术

分析工频磁场干扰对母线差动保护的影响,将各条支路上工频磁场干扰电流幅值和相位相似的特征与母线保护装置备用支路多的特点进行结合,通过母线保护装置的备用间隔的电流采样值特征识别工频磁场干扰并得到干扰值.计算补偿干扰电流后的差动电流,并在母线差动保护判据中增加补偿后差动电流相关的判据,有效防止发生工频磁场干扰时母线差动保护误动,提高了保护可靠性.仿真结果表明,所提算法能够准确有效地补偿工频磁场干扰,防止工频磁场干扰下母线差动保护误动,且不会影响区内故障下母线差动保护的性能.     

YOLOv5-SFE: An algorithm fusing spatio-temporal features for detecting and recognizing workers' operating behaviors

The occurrence of production accidents can be effectively reduced by monitoring workers' operating behaviors in real time. However, most of the monitoring tasks are currently performed by the monitoring personnel, which takes up a lot of manpower and material resources. To solve this problem, a YOLOv5-SFE algorithm is proposed in this paper for real-time detection and recognition of workers' operating behaviors. The YOLOv5-SFE algorithm makes the following contributions: (1) During data preprocessing, a hash sampling algorithm is used to extract frames with low similarity. (2) A feature enhancement module is designed and integrated into YOLOv5 to distinguish between valid and invalid information. (3) A convolution-based spatio-temporal feature fusion module is designed and is inserted after the extraction of spatial features to extract the temporal features between multiple frames. The videos of workers' operating behaviors are from factories’ industrial scene. The improved algorithm in this paper was trained and tested on the dataset. Compared with the original algorithm, the accuracy of the algorithm improves from 89.3% to 94.7%, the recall improves from 81.5% to 90.8%, and the mean average precision(mAP) improves from 88.2% to 92%. The results show that the improved algorithm is able to accurately detect and recognize workers' operating behaviors in real time, thereby improving the safety of the production process.     

基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代法状态估计

当前配电网状态估计面临的一个突出问题是实时量测数量不足,难以实现全网可观性。为了给配电管理系统提供准确的基础数据,提出一种基于深度神经网络伪量测建模的交直流混合配电网交替迭代状态估计方法。首先,建立电压源换流器的稳态模型和混合配电网的实时量测模型;然后,利用历史量测数据对深度神经网络进行离线训练,建立负荷节点注入功率的伪量测模型;最后,对交流区域和直流区域进行交替迭代状态估计,在交替过程中区域间交换VSC支路状态量的估计值,保证了边界状态量的一致性。算例测试结果表明,所提方法能在实时量测覆盖率低的情况下,准确估计混合配电网的状态值。     

基于改进深度Q网络算法的多园区综合能源系统能量管理方法

多园区综合能源系统可通过多能互补互济显著提升运行经济性,然而园区之间的复杂互动、多能耦合决策会给多园区综合能源系统的能量管理带来决策空间庞大、算法难以收敛等挑战性问题。为解决上述问题,提出了一种基于改进深度Q网络(modified deep Q network,MDQN)算法的多园区综合能源系统能量管理方法。首先,采用独立于园区的外部气象数据、历史互动功率数据,构建了基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)深度网络的各园区综合能源系统外部互动环境等值模型,降低了强化学习奖励函数的计算复杂度;其次,提出一种基于k优先采样策略的MDQN算法,用k-优先采样策略来代替ε贪心策略,克服了大规模动作空间中探索效率低下的问题;最后,在含3个园区综合能源系统的算例中进行验证,结果表明MDQN算法相比原DQN算法具有更好的收敛性与稳定性,同时可以提升园区经济效益达29.16%。     

采用内模控制理论的双馈感应风机鲁棒控制器设计

针对工程中双馈感应电机转子电流控制器参数整定的问题,提出一种利用内模控制理论设计转子电流控制器的鲁棒控制方法。首先定义内模控制的灵敏度函数和互补灵敏度函数,并推导双馈感应电机转子电流控制系统传递函数,建立了转子电流内环的内模数学模型。IMC控制器的设计以平方积分误差值和鲁棒稳定M值为准则,并与传统比例积分控制器进行比较。通过对1.5 MW双馈感应电机的MATLAB/SIMULINK仿真表明,本文方法稳态跟踪精度高、动态响应快、对模型误差和外界干扰具有较好的鲁棒性。最后在11 k W的双馈风机实验平台上验证了所提方法的有效性。     

配电网安全域的实证分析

完成了具有一定规模的实际配电网安全域(DSSR)实证研究,并应用于该电网的夏季大负荷分析。首先,简要介绍了现有的DSSR概念和理论,并针对调度部门需求对安全评价方法与安全控制方法进行了实用化改进。其次,在天津市核心城区选择了一个4.82km2的完全配电自动化覆盖的配电网,根据电网数据计算出该电网的安全边界方程,再进一步验证了该安全边界在电网运行中是实际存在的。最后,基于DSSR对夏季大负荷数据进行了安全分析,并将分析结果与已有安全分析报告对比。对比表明,计算得到的安全边界准确地反映了该电网的N-1安全运行范围,对于夏季大负荷的分析结果也与实际情况相符。     

计及运行工况影响的电力设备检修策略分析

电力设备在运行中不可避免地受老化、磨损和天气等运行工况的影响,故障率随时间增长具有累积效应,而不同等级的计划检修能不同程度地延缓电力设备可靠性恶化过程。基于电力设备故障率的时间累积效应和考虑计划检修对电力设备可靠性改善作用的役龄回退模型,以设备平均无效度为基础,得到系统可靠性/经济性指标解析表达式。针对以系统可靠性最优、系统检修费用最少和系统检修成本与系统停电成本之和最小为目标的三类检修决策问题,提出基于灵敏度和差分公式的协调优化算法。最后通过RBTS、IEEE-RTS79系统验证算法的有效性,并就几个不同检修方案从可靠性和经济性角度进行了对比分析。     

计及信息失效影响的主动配电系统可靠性建模与评估

随着主动配电信息物理系统复杂程度的增加,可靠性计算效率已成为制约其实用化的关键因素,因此亟需一种快速评估主动配电信息物理系统可靠性的方法。在考虑信息传输性能的基础上,提出了采用频域/时域转换的信息链路有效性快速求解方法;为了量化信息失效对配电自愈过程的间接影响,建立了考虑信息失效的配电网开关拒动概率模型;同时考虑配电网多开关自愈动作,结合网络等值法与最小路法,改进了网络等值向上等效过程中的平均停运时间计算方法。基于此计算了配电网各类用户可靠性,最后建立了测试系统验证了所提方法的有效性,探讨了信息物理元件依赖度匹配程度对配电网可靠性的影响,分析了信息系统故障对计划孤岛、负荷转供的影响。     

基于图信号处理的智能电表功率信号分解

智能电表的大规模部署,使得对电表采集的低频信号进行数据分析成为一个研究热点。以非侵入式负荷监测为背景,研究基于图信号处理(GSP)的低频功率信号分解算法。首先,将功率信号分解定义为最小化求解问题,并引入基于图转移矩阵的全局变化量作为正则项。然后,分两步对该优化问题求解:第1步最小化正则项得到满足图信号全局变化量最小的近似解;第2步以该解为基础,利用模拟退火算法对目标函数和约束条件迭代寻优。最后利用开源数据库REDD进行仿真,验证了该算法在分类准确率上的优势,且与其他算法相比对训练数据的依赖性较小。