基于图自编码器的输电网单线图布局自适应生成方法

输电网单线图被广泛应用于电力系统各类信息的可视化展示,然而针对不同的展示需求往往需要设计专有算法来生成相应风格的单线图,其主要原因是现有自动生成方法难以快速适应场景需求的变化。该文旨在提出一种输电网单线图布局的自动生成方法,可适应较为广泛的布局要求,并实现需求变化后布局的快速重新生成。首先,建立输电网单线图布局的数学模型;其次,分析影响布局易读性的因素,并探讨几种场景下布局质量的量化评价指标;再次,构建一种基于图自编码器的深度学习模型,学习输电网单线图布局的生成模式,并利用学习到的布局特征生成适应给定评价指标要求的优化布局;最后,将该文所提方法用于某省级实际输电网单线图的生成,实验结果表明其生成布局符合所设场景预期,并在生成时间和布局质量等指标上均优于对比算法,验证了该方法快速适应场景需求变化的能力。     

基于正则化方法的电池阻抗谱弛豫时间分布解析

对电池特性的深刻认识是电池应用研究的重要基础,而弛豫时间分布(distribution of relaxation times,DRT)法是解析电池阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)、提取电极过程动力学信息和电池建模的有效手段。然而,DRT函数的求解是一个典型的不适定问题,经典的数值积分方法无法保证解的存在性或唯一性。首先采用分段线性插值近似连续的DRT函数;再通过正则化方法改善问题的不适定性,将DRT函数的求解归结为严格的凸二次规划(quadratic programming,QP)问题;进而运用有效集法(active set method, ASM)得到DRT函数的最优近似解。基于该方法解析液态金属电池的阻抗谱,并简要分析其内阻特性。研究结果表明:该方法为全局收敛,收敛速度快,计算精度高;得到的DRT函数近似解既精确、稳定,又具有明确的物理意义。在电池机理分析和建模中,该方法具有显著的潜在应用价值。     

一种基于Burst-PWM混合控制的LLC谐振变换器宽电压范围输出策略

LLC谐振变换器一般采用脉冲频率调节(PFM)方式控制输出电压,因此在最大开关频率受限的情况下输出电压范围同样会受到限制。该文提出一种基于突发控制-变占空比控制(Burst-PWM)的混合控制模式以实现LLC变换器的宽电压范围输出。首先分析Burst控制与PWM控制应用在LLC变换器中的特性及其不足之处。采用Burst-PWM混合控制时,PWM控制能够减小Burst开通(Burst-on)时段内谐振腔电流峰值,而Burst控制能够在Burst-on时段内为PWM控制下的开关管提供足够的零电压开通(ZVS)电流。这种方式能够保证变换器在宽电压范围内的特性和稳定性。然后采用状态空间轨迹法给出了谐振腔参数优化设计方法以及确定PWM控制下的最小占空比。最终实验证明了分析的正确性以及所述方法的有效性。     

低碳经济下电动汽车集群与电力系统间的协调优化运行

随着电动汽车(EVs)大规模接入电网,其充放电行为的随机性将给电力调度带来新的问题。在研究电动汽车与电网间信息、能量交互机制的基础上,深入分析EV集群运行模式及其对电力系统发电调度的影响。基于低碳经济理念,以电力系统发电能耗成本、CO_2排放费用和V2G服务补贴费用最小化为目标函数,综合考虑EV行驶需求、碳排放配额、碳排放交易机制等相关约束,建立低碳经济环境下EV集群与电力系统间的协调优化运行模型。采用所建模型对10机系统进行仿真分析,优化结果验证了模型的合理性和有效性。     

计及电动汽车换电站储能的负荷频率控制

将电动汽车换电站储能引入传统负荷频率控制(LFC)问题中,提出了计及换电站与电网互动(S2G)的LFC新模型。该模型将控制区域内换电站等效为大容量虚拟储能电站,采用基于滤波方法的LFC协调控制策略分配调节功率,能够避免过度调频对换电站电池寿命的影响。在换电站建模方面,提出了基于蒙特卡洛随机模拟的换电站可控容量计算方法,建立了考虑电池荷电状态(SOC)及换电站可控容量约束的S2G集中等效模型。通过两区域互联LFC系统仿真验证了模型的有效性和正确性,相关分析表明S2G辅助调频能显著抑制频率偏差和联络线功率偏差的波动,提高LFC系统的动态控制性能。     

交流500kV复合绝缘子芯棒断裂原因分析

复合绝缘子芯棒断裂事故严重影响电力系统运行的稳定性。当前,针对复合绝缘子芯棒断裂原因的研究往往局限于对单一因素的研究,难以将其应用于实际事故的诊断。提出了一种用于诊断复合绝缘子断裂故障的综合诊断流程,这种诊断流程以断裂复合绝缘子的检测为基础,再综合考虑同批次复合绝缘子的运行情况、环境因素、历史因素,进而得到较为全面、可靠的诊断结论。应用该诊断流程对河南省某交流500 kV线路发生的一起复合绝缘子芯棒断裂事故进行了事故诊断,诊断结果表明,复合绝缘子轴向电场分布不均匀和伞裙护套污秽严重是造成此次事故的主要原因,同时,不排除因为复合绝缘子芯棒和伞裙护套粘接性缺陷而造成电蚀损的原因。     

采用关联规则综合分析和变权重系数的电力变压器状态评估方法EI北大核心CSCD

电力变压器的状态评估不仅要求智能技术的融合,还应该考虑所有检测状态量之间的相互联系。根据信息数据关联规则和因素空间理论的变权综合概念,提出了一种对电力变压器进行状态评估的方法。通过分析变压器运行中各单项状态量参数与故障类型的关联性,建立综合状态量集合。引入关联规则方法,计算单项状态量的常权重系数;引入具备均衡函数的变权综合模式,计算综合状态量的变权重系数。由此结合既有检测规程,建立了一个较为客观、准确的变压器状态评估体系。运行实例分析表明,该状态评估方法有利于准确地评判电力变压器的真实运行状态。     

液态金属电池串联成组的一致性分选EI北大核心CSCD

液态金属电池是一种兼具低成本、长寿命、大容量优势的规模储能技术。为提高串联液态金属电池组一致性和可靠性,该文提出一种电池综合分选方法。基于单体电池的活化数据,获取液态金属电池的综合特性参数;然后,通过皮尔逊相关性分析,选取若干典型静态特性指标作为聚类特征,进行电池初分选;最后,以动态时间规整相似度对电池放电曲线的差异性进行量化评估,并采用减法聚类进行电池再分选。研究结果表明,分选后液态金属电池组容量提高了6.77%,电池放电曲线差异减少了88.28%,电池组一致性得到显著提高。     

基于变限幅结构的内埋式永磁同步电机转速动态优化控制策略

针对内埋式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)的转速动态性能优化展开研究,详细分析多种工况下的电流工作点轨迹及转速动态过程,揭示传统方法中存在的电流工作点轨迹偏移、转速超调、转矩波动等问题。针对这些问题,该文提出一种基于变限幅结构的转速动态优化控制策略,在转速环引入一个变限幅结构,并通过引入转速误差生成转矩控制信号,实现了转速、转矩的同步控制。该文提出的方法使转速误差呈指数收敛,不仅有效抑制了转速超调和转矩波动,还消除了传统方法中电流工作点轨迹的波动、偏移等问题,显著缩短了转速调节时间并提升了转速动态性能。最后,通过实验验证所提转速动态优化控制策略的有效性。     

基于有源中点钳位五电平电路的双有源桥DC/DC变换器

采用多电平电路构建的双有源桥(dual active bridge,DAB)DC/DC变换器可适用于更高的电压等级并能显著地提高功率密度及性能。基于九开关管五电平有源中点钳位(five-level active neutral point clamed,5LANPC)电路构建DAB变换器,消除传统的八开关管5L ANPC电路所存在的电平跳变问题。通过分析开关状态之间的切换过程,选取的零开关状态实现所有高压开关管的软开关运行;通过分析不同开关序列对飞跨电容电压和直流侧中点电压的影响,提出一种飞跨电容电压的平衡控制方法。基于1kW样机的实验结果表明,该文构建的5L ANPC DAB变换器获得了优良的性能。