基于时变结构可靠性理论的覆冰电网风险调度EI北大核心CSCD

冰雪灾害会严重影响电力系统的安全稳定运行。对降低覆冰期间电网的运行风险,研究覆冰线路的失效率建模与覆冰电网的调度方法有着重要的意义。在详细阐明应用静态结构可靠性理论进行覆冰线路时变失效率建模局限性的基础上,建立了基于时变结构可靠性理论的覆冰线路时变失效率模型,并研究了基于N-k场景筛选的覆冰电网风险调度方法。以IEEE RTS-79系统为例进行仿真研究,验证了所提模型与方法的有效性,分析了风险系数对调度结果的影响。仿真结果表明:静态结构可靠性与时变可靠性理论计算的覆冰线路可靠度存在较大差别;传统N-1预想故障调度方法风险较大;所提覆冰电网风险调度方法可以通过变更风险系数的取值,有效实现经济与风险的协调。     

大范围电网山火灾害“星地空”立体防控体系建设及应用

山火是危及电网安全运行的严重灾害。电网发生山火时,处置时限性要求极高,为提升电网山火的处置效率,构建“预测提前部署—卫星广域、空中机载巡查及时发现—空地联动灭火”的山火立体防治体系：研制直升机监测、通讯和灭火一体化装置,实现直升机监测、应急会商与灭火快速联动,携带直升机灭火装备巡查山火,发现山火快速灭火。实践中,该体系已扑灭现场危及电网安全运行的山火80余处,应用表明：直升机灭火装备40 min内灭火距离达100 km。     

基于数值预报模式的柘溪水库流域径流预报系统

水库的优化调度运行需要依赖预报准确率高、预见期长的径流预报结果。现有的柘溪水库流域径流预报系统由于未考虑水库流域未来时段的降水过程,径流预报的预见期和准确率无法满足汛期优化调度的要求。为此,在分析柘溪水库流域的水文和气候特征基础上,提出了数值预报模式和水文模型的耦合预报框架,设计了基于数值预报模式的柘溪水库流域径流预报系统架构,阐述了系统的主要功能与逻辑结构。通过系统的应用,可为提高汛期洪水的利用率、减少弃水、提高发电和防洪效益提供重要决策支撑。     

细水雾应用于变压器的带电绝缘性能研究

为研究细水雾应用于变压器的带电绝缘性能,开展最高电压近1 000 kV 的细水雾间隙击穿试验,对比不同细水雾喷头、不同电极类型下的细水雾击穿电压。试验表明,细水雾的击穿电压与空气相近,绝缘能力良好。开展了覆盖高压套管的220 kV真型变压器带电喷雾试验。结果表明,变压器在喷雾前后,电流基本无变化,验证了细水雾保护变压器的带电绝缘能力。     

树脂基复合材料表面隔热涂层的组织与性能研究

以碳纤维增强环氧树脂作为基体材料, 设计并制备了一种轻质、环保的隔热涂层。为解决基体材料与涂层之间热膨胀系数差别大导致易于开裂的问题, 同时实现具有高反射率和低热导率的目标, 通过添加聚氨酯、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃等填料制备连接层、阻隔层、反射层等三个不同功能层形成复合隔热涂层。通过优化涂层脱落时间、反射率、热导率等, 得到连接层、阻隔层、反射层最优厚度分别为80、120和90 μm。优化后的隔热涂层具有优异性能: 涂层的反射率高达0.95, 导热系数为0.048 W·m ^-1·K ^-1, 隔热温差为20.1 ℃; 耐热冲击性能良好, 190 ℃的最大失重率为3.7%, 并在随后保持稳定; 在160 ℃连续保温4 h后表面变黄, 但无明显脱落现象, 同时, 纳米填料颗粒保持原状态。     

环渤海地区大范围输电线路舞动风场特征分析

基于多层风场数据、舞动实况及预测数据,对2020年2月14—2月16日环渤海地区大范围输电线路舞动的风场环境进行了分析,讨论了舞动所需的大范围风激励条件。研究结果表明：大范围舞动的发生,需要低空风场维持较低的风速,尤其是8.5 kPa和9.25 kPa保持4~7 m/s水平风速和0.1 Pa/s以上的垂直上升速度,产生连续的上升气流促进抬升运动;同时,近地面风场需要与低空风场充分配合,近地面风速需要达到8~12 m/s,并存在较为明显的上升运动,为舞动线路的发生提供直接的风激励;当低空风场风速超过10 m/s时,低空风场形势被破坏,大范围舞动的环境无法维持;现有的舞动环境预测模型考虑多层风场的相互耦合关系后,能够修正舞动区域预测范围,提高预测准确率。     

输电线路山火无人机监测与灭火技术研究

应用无人机搭载三维激光,识别输电线路、杆塔及下方植被,进行山火风险评估。无人机搭载YCbCr颜色空间检测分析模块进行山火识别。提出了无人机弹道发射、投掷灭火球以及小流量防蒸发喷射等输电线路初发山火的灭火方法,可快速扑灭初发山火。     

低压二氧化碳与常规灭火剂抑制锂离子电池火灾特性对比

近年来,锂离子电池热失控引发的火灾事故频发,严重制约了锂电池在储能等方面的应用和发展。二氧化碳具有良好的绝缘性能,适用于电气设备火灾灭火。该文首次提出利用低压储存的低温二氧化碳抑制锂电池热失控引发火灾的方法,开展低压二氧化碳和3种典型常规灭火剂(高压二氧化碳、七氟丙烷、细水雾)抑制过充引发的135 Ah三元锂电池火灾特性的对比研究。采用12～15 kg灭火剂,喷射时间为37～38 s时,所有灭火剂均能扑灭锂电池火灾。其中,低压二氧化碳灭火时间与高压二氧化碳灭火时间相近(7～8 s),七氟丙烷灭火时间较短(5 s),细水雾灭火时间最长(23s);对比灭火剂喷射前后电池表面的温度差,低压二氧化碳冷却电池的效果(温度差302.6℃)比高压二氧化碳(温度差176.8℃)和七氟丙烷(温度差119.6℃)更好,和细水雾(温度差303.8℃)相当。分析各种灭火剂的灭火机理和热量交换,低压二氧化碳主要通过窒息、隔绝和冷却灭明火,且由于汽化热大,吸热性能强,抑制电池热失控效果好。研究表明：低压二氧化碳兼具好的灭火和降温抑制电池热失控的能力,在锂电池火灾防治方面具有很好的应用前景。     

寒潮天气小样本条件下的短期风电功率组合预测EI北大核心CSCD

寒潮作为一种典型气象灾害,其对风电以及以风电主体的新型电力系统的安全运行带来了极大挑战,而针对性的提供准确的风电功率预测将是有效的应对措施。为此,该文提出一种寒潮天气小样本条件下的短期风电功率组合预测方法。首先定义寒潮天气事件并分析风电出力特点。针对寒潮天气下样本数据稀缺而难以建模的问题,采用TimeGAN算法来丰富气象和功率样本。然后,分别基于XGBoost和Transformer算法建立风电功率基准值和损失值预测模型,以量化表征寒潮天气下的理论出力和功率缺额。另外,结合风机保护控制参数,提出一种基于注意力机制的Seq2Seq二分类模型来预判功率损失是否发生,通过提取风电功率损失时段进行针对性组合预测。最后,分别通过以大风、强降雨、大风与强降雨相结合为代表气象的寒潮天气事件进行测试,相比于常规预测模式,该文方法在寒潮天气下表现出良好的预测性能。     

一种新颖的模糊自耦合PI在风力机MPPT控制中的应用

针对风速随机性给风能转换系统(wind energy conversion system, WECS)带来的非线性和参数不确定性,提出了一种模糊自耦合PI控制方案用于低风速的最大功率点跟踪。自耦合PI被用来完成基本的转速跟踪,以实现对风力机尖速比的最优化控制。而模糊控制器则被用来获取自耦合PI在不同工作点下的控制参数,以提高系统对风速变化的适应能力。为了验证所提方案的可行性,在Matlab/Simulink搭建的2?MW风能转换系统仿真模型中开展了与传统方法的对比实验。仿真结果表明,相比于传统PI、模糊PI以及GA-PI,所提出方法拥有更佳的转速跟踪性能、更平滑的响应曲线以及更多的电能输出。