2023年 第45卷 第3期    刊出日期：2023-03-25

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优化运行与控制

基于HHO-SVM的电力线路故障检测分类系统

魏伟, 高赐威, 宋梦, 明昊

2023, 45(3):  1-8.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.001

摘要 ( 97 )   HTML ( 3 )   PDF (1270KB) ( 140 )  

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为实现电力线路故障的准确检测分类，设计并实现了基于人工智能的电力故障检测分类系统，核心模块以经典机器学习算法支持向量机（SVM）为基础模型，为提高模型的准确率，结合哈里斯鹰优化（HHO）算法进行参数寻优。试验结果表明，得到最优参数的SVM在2个公开数据集上均获得了高准确率。该系统不仅实现了电力线路故障检测分类的高精确度，还可实现电力线路故障数据集数据上传、分析和处理等功能，处理流程可视且简洁。

基于PCA与SSA-LightGBM的油浸式变压器故障诊断方法

肖宏磊, 留毅, 夏红军, 缪宇峰, 俞啸玲, 杨海琦

2023, 45(3):  9-16.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.002

摘要 ( 120 )   HTML ( 5 )   PDF (1271KB) ( 141 )  

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针对现阶段油浸式变压器故障复杂性导致诊断精度不高的问题，提出一种基于主元分析（PCA）与麻雀搜索算法-轻量级梯度提升机（SSA-LightGBM）的油浸式变压器故障诊断方法。采集油中溶解气体数据，结合无编码比值方法构建17维故障特征矩阵，并对特征矩阵进行标准化处理得到联合特征。利用主元分析法进行特征融合，消除变量之间的信息冗余，构造融合特征。构建基于SSA-LightGBM变压器诊断模型，并采用十折交叉验证法验证该模型的分类能力。试验结果表明：提出的模型平均故障诊断精度为93.6%，与GA-LightGBM和GWO-LightGBM故障诊断模型相比，诊断精度分别提高了8.1和5.7百分点，验证了该方法能够有效提高油浸式变压器的故障诊断性能。

基于前馈功率解耦控制的光伏电站系统稳定性研究

刘会强, 郭裕, 邢华栋, 慕腾, 刘建强, 张爱军

2023, 45(3):  17-23.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.003

摘要 ( 89 )   HTML ( 1 )   PDF (1258KB) ( 103 )  

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在构建以新能源为主体的新型电力系统及能源结构绿色低碳转型的背景下，光伏发电依托大量电力电子器件并网，新能源逐渐取代常规同步机组，对电网稳定运行提出新的挑战。光伏并网逆变器呈现出与电网非线性耦合、动态交互等特性，为电网带来新的扰动因素及安全稳定问题；基于光伏并网逆变器功率双环解耦控制的特点，通过附加额外控制可以提高并网系统的抗扰动能力。推导出了与同步机并列运行的光伏电站附加控制提供正阻尼转矩的机理，设计了基于前馈功率解耦控制（FPD）的并网逆变器阻尼控制策略，通过阻尼转矩系数法推理整定控制器参数来平抑系统的功率振荡。以某实际运行的光伏电站为例，依托Digsilent平台完成光伏电站并入某4机2区域电网建模，仿真验证了所提方法的准确性。

态势感知技术在新型电力系统运行中的应用

李华, 陆明璇, 佟永吉, 仲崇飞

2023, 45(3):  24-33.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.004

摘要 ( 120 )   HTML ( 12 )   PDF (1065KB) ( 498 )  

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“双碳”目标下，含高比例新能源的新型电力系统不断朝着信息化、智能化的方向发展，相位测量单元、广域计量系统和数据采集与监控逐渐普及，系统的安全稳定运行面临巨大挑战，态势感知技术是实现电力系统运行可观和可控的重要途径。介绍了态势感知技术“察觉-理解-预测”架构在电力系统中的映射及方法分类，分析了新型电力系统安全稳定运行面临的新挑战，总结了态势感知技术在源荷预测、安全稳定、实时运行状态分析中的研究现状、应用及实施效果，以期为后续研究提供借鉴。

电力系统规划

针对不确定非线性系统的输入死区约束控制系统研究

黄文岐, 萧仲敏, 张烨, 洪嘉纯, 马灿洪

2023, 45(3):  34-40.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.005

摘要 ( 95 )   HTML ( 1 )   PDF (1080KB) ( 206 )  

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针对一类具有输入死区的不确定非线性系统，提出了一种基于事件触发的模糊自适应控制方法。考虑到函数近似误差是随时间变化的，采用改进过的模糊逻辑系统来解决所考虑系统的不确定部分。为节省系统传输资源，建立了一种包含一个2位信号传输机制的事件触发机制，且在控制设计中引入了设计好的辅助系统，以补偿在实际系统中出现的输入死区所带来的影响。根据理论分析和仿真结果，可以保证所有信号的有界性，并验证了所提方法的有效性。

DC-DC变换器事件触发仿真方法的参数选择与精度提升方法研究

袁天智, 陈瑞文, 迪拉日·牙生, 徐椤赟, 胡斯登

2023, 45(3):  41-49.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.006

摘要 ( 83 )   HTML ( 1 )   PDF (1820KB) ( 102 )  

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电力电子变换器的高阶事件触发仿真方法缺乏对参数选择及仿真精度关系的研究。结合电力电子变换器的特点，基于事件触发的理论对电力电子变换器仿真过程进行分析，并提出一套基于事件触发算法实现的电力电子变换器仿真方法。针对多组变换器并联与考虑寄生参数瞬态过程2类变换器典型病态问题进行研究与测试，并归纳了算法阶数及量子大小的选取与仿真精度的非线性关系，总结得到不同问题下电力电子变换器事件触发仿真的参数选择及仿真精度优化方法。仿真结果验证了事件触发方法仿真的可行性和拓展性。

配电系统电力设备数字孪生底座系统设计

范仲鸣, 纪陵, 张晓瑞

2023, 45(3):  50-56.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.007

摘要 ( 69 )   HTML ( 1 )   PDF (1260KB) ( 137 )  

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随着电网数字化转型的不断深入，新型配电系统逐渐呈现智能化、电子化、数字化的特征，海量多源异构数据的采集、传输、存储、分析面临巨大挑战。提出了一种服务于外部高级应用的配电系统电力设备数字孪生底座系统设计方案，系统由元数据管理平台、标准化数据接入管理平台、智能算法统一调度平台、分布式数据存储平台四大部分组成。工程应用实例证明，该系统有助于解决新型配电系统广泛存在的多源异构数据接入问题以及信息孤岛问题，为实现现代电网的数字化、智能化提供有力支撑。

电网企业代理电力用户参与市场购电业务分析与问题探讨

吉斌, 钱娟, 昌力, 徐帆, 张丹丹, 涂杉杉

2023, 45(3):  57-65.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.008

摘要 ( 97 )   HTML ( 2 )   PDF (1232KB) ( 200 )  

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电力市场化发展将涵盖所有电力用户，为确保负荷侧电力“保供稳价”并逐步向市场化过渡，电网企业代理非市场化电力用户参与市场是特定时期维护居民、农业等电力主体用电权利的举措。结合购电业务开展的背景，介绍了代理购电业务参与各市场类型的顺序和流程，剖析代理购电业务组成及开展方式；结合当前电力市场发展情况，分析代理购电业务开展遇到的难点和问题，并对应给出了机制、技术以及管理方面的思考，为后续代理购电业务发展提供思路；结合代理购电业务实际开展需求，对电网企业代理非市场化电力用户参与市场给出建议和展望，为起步中的电网企业代理购电参与市场交易业务提供参考。

储能技术

火电厂灵活性改造背景下储能技术应用现状与发展

李琦, 王放放, 杨鹏威, 赵光金, 刘晓娜, 马双忱

2023, 45(3):  66-73.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.009

摘要 ( 117 )   HTML ( 4 )   PDF (989KB) ( 203 )  

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新能源的发展冲击着以火电为主体的传统能源结构，然而新能源的波动性和随机性也限制了电网供电的稳定运行。因此储能技术和火电厂灵活性改造成为了维护电网稳定运行和平抑电网峰谷差的重要手段。就目前较为流行的几项储能技术进行了对比评估，创新性地提出了一种基于储氨的火电厂灵活性改造提升技术。该技术将储能和火电厂灵活性改造相结合，为电力企业未来发展提供了新思路。

用于电解水制氢的单原子催化剂研究综述

李艳红, 沈明忠, 郑立明, 叶骏

2023, 45(3):  74-80.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.010

摘要 ( 107 )   HTML ( 2 )   PDF (1176KB) ( 159 )  

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社会的快速发展使人类对能源的需求不断增加，电解水制氢技术因极具优势而成为热门研究领域。合理设计电解水催化剂使之稳定实现高效、高选择性的催化活性是该领域的核心问题之一。贵金属铂（Pt）族元素是一类电催化制氢活性最高的金属，是析氢反应（HER）催化剂的最理想选择，但价格昂贵使其难以规模化应用；单原子催化剂（SACs）可以减少贵金属的负载量，提高贵金属的原子利用率，可极大降低成本，具有可以实现贵金属催化剂规模化工业应用的潜力。因该领域的独特重要性，对其进行系统梳理综述，介绍适用于电解水制氢的催化剂的研究现状，特别是Pt基SACs的研究现状，展望了SACs的发展前景，为开展此类研究的科研人员和正在推进电解水制氢技术的工程人员提供参考。

一种储能电池的数据解析及模型验证方法

李帅, 龚世敏, 蔡亮亮, 唐斌, 洪莹

2023, 45(3):  81-86.  doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2023.03.011

摘要 ( 87 )   HTML ( 4 )   PDF (1113KB) ( 139 )  

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随着新型能源系统构建，大量储能电池接入系统，运用物联网、大数据等技术提升其管理水平势在必行。基于储能电池运行特性分析，提出了一种数据解析及模型验证方法。分析了储能电池的数据采集及传输方式，研究了控制器局域网络（CAN）报文的帧解析及数据提取方法，给出了具体算法流程。结合电池二阶等效电路模型，研究了储能电池数据模拟方案，包括开路电压查表获取方法及动态电压迭代算法。研究了个人计算机（PC）侧工具开发方案，包括界面设计及功能布局。实例应用结果表明，该方法可用于储能电池数据解析及模型验证。