检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2025年第8期45卷 2865-2876页

作者：狄依容甄永赞胡永强新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制原理简单、适应性好、鲁棒性强，在诸多工业控制领域占据主导地位。随着电力系统振荡问题日趋复杂，PID附加阻尼控制的增强研究具有重要的工程意义。为此，该文提出一种基于扩... 详细信息

比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制原理简单、适应性好、鲁棒性强，在诸多工业控制领域占据主导地位。随着电力系统振荡问题日趋复杂，PID附加阻尼控制的增强研究具有重要的工程意义。为此，该文提出一种基于扩展PID控制的新型附加次同步阻尼控制策略。首先，利用更多历史轨迹信息来增加控制器维数，得到扩展PID控制算法的统一格式。其次，通过引入步长因子，设计一种适应性更强的扩展PID松弛格式。最后，为减小计算量与存储量，对给定时间窗口内的历史数据采取稀疏技术，使该扩展PID附加次同步阻尼控制器兼顾了计算量少与控制效果佳的优点。理论分析与仿真结果表明，基于扩展PID控制的次同步振荡附加阻尼方法，与基于常规PID控制的方法相比，拥有更强的次同步振荡抑制效果，体现出良好的工程应用潜力。

关键词：次同步振荡阻尼控制双馈风电场 PID控制扩展PID控制松弛算法

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基于自适应虚拟阻抗的构网型新能源电源不对称故障穿越控制

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中国电机工程学报 2025年第8期45卷 2946-2956页

作者：贾科刘芸毕天姝张旸新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

电网发生不对称故障时，现有的故障限流控制策略难以限制构网型(grid-forming,GFM)新能源机组故障及恢复阶段的暂态过流，无法在大扰动下支撑电网。针对该问题，提出基于电压曲线的构网型自适应虚拟阻抗限流穿越控(fault ride-through,F... 详细信息

电网发生不对称故障时，现有的故障限流控制策略难以限制构网型(grid-forming,GFM)新能源机组故障及恢复阶段的暂态过流，无法在大扰动下支撑电网。针对该问题，提出基于电压曲线的构网型自适应虚拟阻抗限流穿越控(fault ride-through,FRT)策略。该策略基于电压跌落曲线生成序分量虚拟阻抗值，由变流设备耐受电流范围确定正负序自适应虚拟阻抗系数，在保证故障期间构网型控制的电压源特性的同时，实现故障及恢复阶段的暂态电流限制在功率器件的允许范围内，进而提高故障期间新能源对于电网的支撑能力。基于PSCAD/EMTDC仿真证明所提不对称故障穿越方法的有效性和正确性。

关键词：构网型控制不对称故障穿越电流限幅虚拟阻抗

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基于复合暂态能量的多端柔性直流电网自适应差动保护

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电工技术学报 2025年第5期40卷 1440-1454页

作者：郑涛陈云飞马英李紫肖新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

对于多端柔性直流电网而言,当限流电抗器集中配置在换流站出口时,基于边界元件特性的暂态量保护方案难以适用。针对此问题,该文首先通过分析故障电流行波的传输特性,构造了兼具幅值与方向特征的复合暂态能量;其次,通过定性分析不同位置... 详细信息

对于多端柔性直流电网而言,当限流电抗器集中配置在换流站出口时,基于边界元件特性的暂态量保护方案难以适用。针对此问题,该文首先通过分析故障电流行波的传输特性,构造了兼具幅值与方向特征的复合暂态能量;其次,通过定性分析不同位置故障时线路两端故障电流波形特征,明确了区内外故障时线路两端复合暂态能量的差异;在此基础上,为进一步提高区内故障时保护的灵敏性以及区外故障时保护的可靠性,通过构造校正函数自适应调整制动量幅值,提出了一种基于复合暂态能量的多端柔性直流电网自适应差动保护方案;最后,PSCAD/EMTDC仿真结果表明,所提自适应差动保护方案在不同故障条件下均能可靠地识别区内外故障,且其具有较好的耐受过渡电阻以及抗噪声干扰能力。

关键词：多端柔性直流电网电流行波复合暂态能量制动量校正函数自适应差动保护

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基于波形匹配的柔性直流输电线路单端量保护研究

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电力系统保护与控制 2025年第3期53卷 13-26页

作者：贾科刘可歆毕天姝姚昆鹏陈帅李再男新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

柔性直流输电技术是解决大规模新能源接入问题的有力抓手,其线路保护是保障系统安全稳定的关键。线路单端量保护不需要借助通信,能较好地满足柔性直流输电系统对时间的要求。然而现有柔性直流输电系统单端量保护性能受后续行波影响较大... 详细信息

柔性直流输电技术是解决大规模新能源接入问题的有力抓手,其线路保护是保障系统安全稳定的关键。线路单端量保护不需要借助通信,能较好地满足柔性直流输电系统对时间的要求。然而现有柔性直流输电系统单端量保护性能受后续行波影响较大,存在一定范围保护死区。对此,在充分考虑后续行波对首行波影响的基础上,深度挖掘区内外故障行波差异,进而提出基于波形匹配的故障识别判据。该判据可通过匹配误差与匹配波形特征相结合衡量后续行波影响程度,最终实现全线速动保护。基于PSCAD/EMTDC搭建了四端柔性直流输电系统。仿真结果验证了所提方法的可行性,且具有保护范围长、耐受过渡电阻能力强、抗噪声干扰能力强的优势。

关键词：柔性直流输电后续行波波形匹配波形特征单端量保护

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基于早期故障判别的直流并网系统主动保护

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电工技术学报 2025年第5期40卷 1427-1439页

作者：贾科李昱霖毕天姝张旸陈帅新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206

在直流汇集送出系统中,通过主动保护提前判别线路中的早期故障并隔离,能够显著降低短路冲击电流导致全网换流设备无差别闭锁的风险。早期故障电气量特征微弱,难以单独支撑保护判据;早期故障伴随电弧会带来显著的温度特征,但是仅依赖温... 详细信息

在直流汇集送出系统中,通过主动保护提前判别线路中的早期故障并隔离,能够显著降低短路冲击电流导致全网换流设备无差别闭锁的风险。早期故障电气量特征微弱,难以单独支撑保护判据;早期故障伴随电弧会带来显著的温度特征,但是仅依赖温度判据动作速度慢,早期故障可能发展为短路。针对以上问题,该文建立了电缆线路早期故障的电-热特性分析模型,揭示了电弧能量作为连接电磁场与温度场的耦合量,在故障前后具有本质差异;突破现有特征量提取方法的瓶颈,提出一种基于电流量与温度量的电弧能量特征提取算法,并形成主动保护判据。PSCAD和COMSOL联合仿真结果及实验室人工模拟试验结果表明,该方法能够在早期故障最短持续时间内可靠判别并隔离故障区段,大幅降低短路发生概率,以确保规模化直流并网系统安全高效地运行。

关键词：主动保护早期故障电-热分析模型故障电弧能量

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基于能量管理的直流微电网集群协同控制策略

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电力自动化设备 2025年第1期45卷 123-130页

作者：朱晓荣杜雯菲华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室河北保定071003

为实现微电网间的协调控制及功率互济,提高能量使用效率,提出了基于能量管理的直流微电网集群协同控制策略。其采用分层式控制结构,下层为功率-电压下垂控制,中层为分布式一致性电压控制,上层为集中式控制协调各个微电网的控制策略。多... 详细信息

为实现微电网间的协调控制及功率互济,提高能量使用效率,提出了基于能量管理的直流微电网集群协同控制策略。其采用分层式控制结构,下层为功率-电压下垂控制,中层为分布式一致性电压控制,上层为集中式控制协调各个微电网的控制策略。多层协同的控制策略使得集群中各微电网既可以独立运行又可以相互间提供功率支撑,还可以与主电网进行互联,参与电力市场,利用不同地点的资源,最大化能量利用效率,保证整个集群电压质量。在微电网间通信故障或线路断开情况下所提控制策略基本不受影响,具有一定的鲁棒性。在MATLAB/Simulink中模拟多种工况对所提控制策略进行仿真,结果表明所提控制在保证集群电压水平的同时,可以实现整个微电网集群的能量管理。

关键词：直流微电网集群独立性功率互济协同控制能量管理

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基于电力线载波通信的智慧园区电力物联网精准时间同步方法

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 527-536,I0011页

作者：廖斌王雨桐王睿秋雨刘朋矩周振宇新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

智慧园区各类新兴业务在电力物联网(power internet of things,PIo T)设备提供的数据支持下开展。这些业务具有严格的时间同步要求。如何在现有电力线载波通信(power line carrier,PLC)的基础上实现高精度、高可靠时间同步成为关键问题... 详细信息

智慧园区各类新兴业务在电力物联网(power internet of things,PIo T)设备提供的数据支持下开展。这些业务具有严格的时间同步要求。如何在现有电力线载波通信(power line carrier,PLC)的基础上实现高精度、高可靠时间同步成为关键问题。针对上述问题,首先,该文建立基于PLC的智慧园区电力物联网精准时间同步网络模型,根据改进精准时间协议(precision time protocol,PTP)计算同步误差,在此基础上,建立基于数字锁相环的频率偏移补偿模型,降低累积误差;其次,提出站点(station,STA)时间同步误差最小化问题;最后,提出基于经验匹配的电力物联网精准时间同步算法,通过调整时间同步匹配成本,优化STA的时间同步路径选择策略。仿真结果表明,所提方法能有效提高时间同步精度。

关键词：智慧园区电力物联网时间同步经验升价匹配数字锁相环

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基于选择性标注与样本平衡的局部放电模式识别在线学习方法

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 778-790,I0032页

作者：谢庆王春鑫张雨桐刘景立谢晨昊郑炎律方成谢军新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

训练与检测样本分布不一致是深度学习方法对现场新增局部放电(partial discharge,PD)(简称“局放”)识别准确率低的主要原因,为实现局放模式识别对现场数据分布变化的持续适配、降低样本标注工作量,该文提出一种局部放电模式识别在线学... 详细信息

训练与检测样本分布不一致是深度学习方法对现场新增局部放电(partial discharge,PD)(简称“局放”)识别准确率低的主要原因,为实现局放模式识别对现场数据分布变化的持续适配、降低样本标注工作量,该文提出一种局部放电模式识别在线学习方法。首先,以局放模式识别模型各层特征为信息来源,利用推理模型区分处于训练集分布内外的新增局放样本,并分别采用软标签及人工方式对两种样本进行在线标注;其次,为平衡训练集分布内外样本的数量、提升新增样本识别准确率,采用基于梯度惩罚的条件式wasserstein距离生成对抗网络(conditional wasserstein generative adversarial network with gradient penalty,CWGAN-GP)扩充两类局放样本,并以联合训练的方式更新局放模式识别模型。利用实验及现场采样得到的局放样本对所提方法进行验证,结果表明,所提方法标注工作量降低66.68%,在线学习结束后,新增样本集与训练集分布相同时识别准确率可提升4.61%,分布不同时识别准确率最低提升22.27%。

关键词：局部放电选择性标注在线学习模式识别

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大规模飞轮储能阵列协同火电机组调频的能量管理系统

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中国电机工程学报 2025年第7期45卷 2658-2669,I0017页

作者：梁璐洪烽季卫鸣梁博洋房方刘吉臻新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

大规模飞轮储能阵列协同火电机组调频是提升电网频率安全的有效手段,火-储联合调频系统能量管理对系统性能的提升具有重要意义。针对当前火-储耦合调频控制系统结构相互独立、飞轮阵列内部单体状态特性差异大等特点,该文设计基于飞轮特... 详细信息

大规模飞轮储能阵列协同火电机组调频是提升电网频率安全的有效手段,火-储联合调频系统能量管理对系统性能的提升具有重要意义。针对当前火-储耦合调频控制系统结构相互独立、飞轮阵列内部单体状态特性差异大等特点,该文设计基于飞轮特性的火-储耦合参与电力系统一次调频的协同控制方法,提出一种多模态下飞轮阵列的双层自治控制技术,实现对阵列内飞轮功率输出及电量的优化管理。所构建的调频能量管理系统可实现火-储耦合一次调频全场景优化控制。仿真效果验证所提控制方法的有效性,相比于虚拟下垂控制,系统频率偏差减少20.34%,火电机组出力波动和主汽压波动明显减少,飞轮阵列功率跟踪能力增强。

关键词：飞轮储能火电机组电网调频能量管理系统飞轮阵列控制

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计及系统运行状态转换的含风电电力通信耦合网络连锁故障建模

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中国电机工程学报 2025年第3期45卷 960-972,I0013页

作者：刘文霞张书宁张艺伟万海洋刘耕铭李承泽新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

为反映新能源以及电力通信耦合关系对连锁故障的影响,提出计及系统运行状态转换的含风电电力通信耦合网络连锁故障建模方法。首先,分析电力网络与通信网络的结构耦合和功能依赖关系,建立耦合网络模型;其次,分析连锁故障的状态转移过程,... 详细信息

为反映新能源以及电力通信耦合关系对连锁故障的影响,提出计及系统运行状态转换的含风电电力通信耦合网络连锁故障建模方法。首先,分析电力网络与通信网络的结构耦合和功能依赖关系,建立耦合网络模型;其次,分析连锁故障的状态转移过程,分别建立通信业务失效评估模型以及各运行状态下的电力故障和控制措施仿真模型。其中,考虑通信控制业务状态和风电出力不可控性,提出预警状态下的过负荷控制过程;同时,计及源荷不确定性的功率平衡约束,建立紧急状态下的频率优化控制模型。最后,根据故障和控制措施的时序逻辑以及与运行状态间的关联关系,建立含风电的耦合网络连锁故障模型。算例给出耦合系统运行状态转换的5种典型模式,并分析风电不确定性等因素对连锁故障后果的影响,为提升耦合网络鲁棒性提供理论依据。

关键词：电力通信耦合网络连锁故障新能源运行状态频率控制

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