检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2021年第8期41卷 2716-2724页

作者：杨燕杨知方余娟向明旭余红欣王洪彬输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆市渝北区401123

N-1安全校核是保证系统安全的重要分析工具。为应对日益增长的不确定性对电力系统运行的影响,N-1安全校核除计及支路开断外还需考虑新能源波动等不确定性场景,这导致N-1安全校核面临新的计算挑战。对此,从特征向量构造及学习策略设计两... 详细信息

N-1安全校核是保证系统安全的重要分析工具。为应对日益增长的不确定性对电力系统运行的影响,N-1安全校核除计及支路开断外还需考虑新能源波动等不确定性场景,这导致N-1安全校核面临新的计算挑战。对此,从特征向量构造及学习策略设计两方面入手,提出基于深度学习技术的N-1快速校核方法。该方法构造表征电力系统源荷变化及拓扑结构变化的特征向量,由此建立直流潮流的深度神经网络模型来挖掘直流潮流方程输入输出间的复杂特征。其次,考虑N-1安全校核的潮流分布存在孤立点,从数据预处理、激活函数设计等方面入手设计一套适用于N-1安全校核的深度学习策略。训练后的深度神经网络能够适用于新的不确定性场景(如N-1拓扑变化和新能源波动等),并且通过矩阵计算可直接映射出所有场景下的潮流结果,加快N-1安全校核速度。最后,采用接入新能源的IEEE 30节点和IEEE 118节点系统进行仿真计算,验证了所提方法的有效性。

关键词：安全校核深度神经网络深度学习拓扑结构变化

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电网故障下多馈入直流输电系统相继换相失败机理与特性

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电力系统自动化 2021年第20期45卷 93-102页

作者：欧阳金鑫叶俊君张真肖超输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市400044 国网河南省电力公司电力科学研究院河南省郑州市450052

在多馈入的电网换相换流器型高压直流(LCC-HVDC)输电系统中,交直流系统以及不同LCC-HVDC之间的复杂耦合作用造成换相失败形态产生变化,使得LCC-HVDC的控制保护系统面临挑战。目前,由电网故障直接引发的多回LCC-HVDC同时换相失败现象受... 详细信息

在多馈入的电网换相换流器型高压直流(LCC-HVDC)输电系统中,交直流系统以及不同LCC-HVDC之间的复杂耦合作用造成换相失败形态产生变化,使得LCC-HVDC的控制保护系统面临挑战。目前,由电网故障直接引发的多回LCC-HVDC同时换相失败现象受到关注,但是换相失败过程中LCC-HVDC系统之间的相互影响却被忽视。LCC-HVDC换相失败后的状态和输出特性急剧变化,通过交流系统的耦合势必对相邻LCC-HVDC产生直接的影响。为此,文中研究了LCC-HVDC换相失败对相邻健全LCC-HVDC的影响,分析了受端弱电网故障下多馈入LCCHVDC系统中相继换相失败的产生机理和换相失败期间控制系统作用下逆变站的动态无功特性;推导了计及控制系统响应的逆变站无功功率表达式,解析了相邻LCC-HVDC无功交换特性,分析了相继换相失败的特征和影响因素。最后,通过标准模型验证了理论分析的正确性。

关键词：高压直流多馈入直流输电系统换相失败多馈入有效短路比无功特性

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探头影响SiC MOSFET暂态稳定的阻抗建模

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中国电机工程学报 2020年第9期40卷 2983-2995页

作者：曾正余跃欧开鸿王金输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

碳化硅(silicon carbide,SiC)金属–氧化物–半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的开关速度非常快,对功率器件、电路布局和测量探头的寄生参数极为敏感。然而,测量探头和功率器件的交互机... 详细信息

碳化硅(silicon carbide,SiC)金属–氧化物–半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)的开关速度非常快,对功率器件、电路布局和测量探头的寄生参数极为敏感。然而,测量探头和功率器件的交互机理、探头寄生参数对SiC MOSFET暂态稳定的影响机理尚不明晰,给SiC MOSFET的工业应用带来了严峻挑战。计及探头的寄生参数,该文建立电压和电流探头的电路模型和数学模型,揭示探头寄生参数对输入阻抗和测量带宽的影响规律。此外,从阻抗的角度,建立器件和探头交互作用的电路模型和数学模型。从根轨迹的角度,分析多种因素对SiC MOSFET暂态稳定性的影响规律。大量对比实验结果表明:探头的寄生参数会干扰SiC MOSFET暂态稳定性,且受辅助电路调节。低带宽的电压探头具有较大的输入电容,低带宽的电流探头具有较大的寄生电感,这些寄生参数会降低SiC MOSFET的暂态稳定性。使用较大的栅极驱动电阻,可以增强器件的暂态稳定性。此外,缓冲电路也有助于提升器件的暂态稳定性。

关键词：碳化硅金属–氧化物–半导体场效应晶体管暂态不稳定测量探头阻抗建模

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考虑频率耦合效应的并网模块化多电平变流器阻抗建模及稳定性分析

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中国电机工程学报 2020年第9期40卷 2866-2876页

作者：杜程茂杜雄邹小明唐基超输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)与电网之间的频率耦合效应会影响变流器的阻抗特性,忽略频率耦合效应对变流器并网系统进行稳定性分析可能导致分析结果不准确。该文采用一种考虑频率耦合效应的整体建模方法,将电... 详细信息

模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)与电网之间的频率耦合效应会影响变流器的阻抗特性,忽略频率耦合效应对变流器并网系统进行稳定性分析可能导致分析结果不准确。该文采用一种考虑频率耦合效应的整体建模方法,将电网阻抗视为MMC交流侧阻抗的一部分,以谐波矩阵描述频率耦合效应,并考虑不对称外环控制的影响建立MMC交流侧等效阻抗模型。仿真验证结果表明,与忽略频率耦合效应的模型相比,采用所建立的等效阻抗模型进行稳定性分析可以获得更准确的分析结果,为MMC并网系统振荡的有效抑制奠定一定理论基础。

关键词：模块化多电平变流器稳定性分析频率耦合效应不对称外环控制等效阻抗模型

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基于高维拉曼光谱数据的变压器油纸绝缘老化评估方法研究

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光谱学与光谱分析 2021年第5期41卷 1463-1469页

作者：陈新岗陈姝婷杨定坤罗浩杨平崔炜康重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054 重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆400054 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400054

采用激光拉曼光谱技术对变压器油纸绝缘老化状态检测是一种有效的方法。随着样本量的扩充,亟待处理的数据集维度逐渐增大,研究适用于高维拉曼光谱数据的变压器油纸绝缘老化评估方法具有重要的意义。设计与现场变压器内部绝缘结构相似的... 详细信息

采用激光拉曼光谱技术对变压器油纸绝缘老化状态检测是一种有效的方法。随着样本量的扩充,亟待处理的数据集维度逐渐增大,研究适用于高维拉曼光谱数据的变压器油纸绝缘老化评估方法具有重要的意义。设计与现场变压器内部绝缘结构相似的油纸绝缘环境,进行加速热老化实验并定期采样,获取到10类老化程度依次递增的油样本,采用激光拉曼光谱技术对样本进行检测。选用复合稀疏导数建模法对样本原始拉曼光谱数据预处理,可以一步完成去噪与基线校正;引入差异特征选取方法筛选不同老化程度下光谱中变化显著的特征,计算同一拉曼频移下不同老化程度的特征点数据集方差,选择差异较大的数据序列所对应的拉曼特征变量,设定方差阈值为0.5进行特征选择,每个样本都从1023个光谱特征点抽取出304个特征点进行后续分析;针对变压器油纸绝缘老化拉曼光谱高维样本数据集,引入多种不同类型的算法对其处理。分别运用K-means聚类算法、Fisher算法与随机森林算法对获取到的样本预处理后的数据建立模型,引入评估准确度、提升度以及Kapp a系数对各算法建立的模型判别效果进行评估。结果表明:有监督学习的Fisher算法与随机森林算法效果较好,相对于无监督学习的K-means聚类算法,模型判别能力分别提升了1.1666和1.95,论证了有监督学习模型在变压器油纸绝缘老化的评估中具有判别优势;从模型判别准确度和Kappa系数来看,强分类器随机森林算法建立的判别模型均高于F isher判别模型,其准确度提升了10%,且Kappa系数上升了0.1115,论证了随机森林算法作为由多个单一分类器组成的强分类器,相对单一分类器来说,在变压器油纸绝缘老化的评估中模型的泛化能力较好,且模型较为稳定可靠。通过对三种不同类型的算法对比,确定了在变压器油纸绝缘老化评估中,有监督学习强分类器随机森林算法的判别优势,为变压器油纸绝缘老化的有效评估打下了基础。

关键词：变压器油纸绝缘拉曼光谱高维数据集老化评估

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基于交叉熵重要抽样的元件可靠性参数优化解析模型

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电工电能新技术 2022年第11期41卷 17-27页

作者：李维展胡博彭吕斌林铖嵘卢慧谢开贵曹侃周鲲鹏输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北武汉430077

可靠性参数优化问题在其求解过程中,需要对变化的可靠性参数反复进行系统可靠性评估,导致计算效率极低。针对这一问题,本文提出了一种基于交叉熵重要抽样法的元件可靠性参数优化解析模型。首先,基于条件概率推导了考虑元件可用率变化的... 详细信息

可靠性参数优化问题在其求解过程中,需要对变化的可靠性参数反复进行系统可靠性评估,导致计算效率极低。针对这一问题,本文提出了一种基于交叉熵重要抽样法的元件可靠性参数优化解析模型。首先,基于条件概率推导了考虑元件可用率变化的可靠性指标解析计算模型,通过交叉熵重要抽样法快速求取解析模型系数;其次,将可靠性指标解析模型嵌入到传统可靠性参数优化问题中,实现可靠性参数优化模型的解析表达。所提解析模型在求解过程中只需要执行一次基于交叉熵重要抽样的可靠性评估计算,避免了因可靠性参数变化而需要多次进行可靠性评估的弊端,大幅提高了可靠性参数优化问题的求解效率;最后分别采用RBTS,IEEE-RTS79和IEEE-RTS96系统进行算例分析,验证了本文所提模型和求解算法的正确性和有效性。

关键词：可靠性参数优化交叉熵重要抽样可靠性评估解析模型薄弱环节辨识

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考虑中间变压器饱和特性的电容式电压互感器宽频非线性模型

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中国电机工程学报 2021年第14期41卷 5034-5043页

作者：司马文霞王惠杨鸣周原彭代晓舒想输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 广东电网有限责任公司电力科学研究院三峡机电工程技术有限公司

电容式电压互感器(capacitive voltage transformer,CVT)为电力系统计量、保护和控制装置提供可靠的电压信号。然而其暂态响应误差大,可能引发距离保护超越和误动作等问题,需建立精确的CVT模型为电力系统分析与保护研究提供基础模型。... 详细信息

电容式电压互感器(capacitive voltage transformer,CVT)为电力系统计量、保护和控制装置提供可靠的电压信号。然而其暂态响应误差大,可能引发距离保护超越和误动作等问题,需建立精确的CVT模型为电力系统分析与保护研究提供基础模型。然而现有具备宽频表征能力的CVT模型多为线性模型,难以兼顾中间变压器铁芯组件对其电压传输特性的影响,且建模过程存在无源修正和降阶等问题,导致模型在特定频段或中间变压器铁芯饱和时的响应误差激增,基于此的电力系统保护策略可能失效。该文提出将CVT端口散射参数在状态方程中进行离散化表征的方法,进而通过诺顿等价建立CVT宽频导纳子模型,表征整体CVT的宽频电压传输特性;基于电磁对偶原理建立CVT工频非线性子模型,表征中间变压器铁芯励磁特性的饱和差异性;对2个子模型进行导纳互差后再进行并联耦合,建立考虑中间变压器铁芯饱和特性的CVT宽频非线性模型。对典型35kV CVT进行参数辨识和模型构建,针对其非线性和频率特性表征能力,分别设计低频涌流、电压传递特性测试和雷电冲击电压试验。结果表明,与传统CVT模型相比,该文提出的CVT模型在中间变压器铁芯饱和时的低频涌流首峰幅值仿真误差从77.79%降低至1.71%,在5Hz～1MHz范围内电压传递特性仿真归一化均方误差为0.91%,雷电冲击电压首峰值仿真误差为3.11%。试验证明所提出的CVT模型能够表征CVT的频率特性和非线性特性,可为涉及CVT的电磁暂态仿真研究提供基础模型。

关键词：电容式电压互感器非线性频率特性离散状态方程导纳互差

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应用于模块化高压纳秒脉冲源的SiC与射频Si基MOSFET瞬态开关特性对比研究

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中国电机工程学报 2020年第6期40卷 1817-1828页

作者：马剑豪何映江余亮董守龙姚陈果输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

碳化硅(silicon carbide,SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,MOSFET)比Si MOSFET具有更低的导通电阻、更高的通流能力和热稳定性。但射频硅(radio frequency silicon,RF-Si)基MOSFET凭借其优异的开关动态特性,在高压纳秒脉冲发生器中的使用比SiCMOSFET更为普及。为了拓展SiC MOSFET的应用范围,通过RF-Si和SiCMOSFET在多脉冲参数条件下瞬态开关特性(动态特性、瞬态开关损耗、时间抖动)的对比研究,该文揭示2种半导体器件在瞬态高压和强流下的开关特性差异。实验结果表明:相对于RF-Si基MOSFET,SiC MOSFET的优势体现在开通、关断时间。但由于寄生参数的影响,SiC MOSFET呈现出更大的振荡和过冲,而在瞬态开关损耗、时间抖动方面没有明显的优势。因此,通过改进SiCMOSFET的封装从而减小寄生参数,将推动SiC MOSFET在高压纳秒脉冲发生器中的应用。

关键词： SiC MOSFET 射频纳秒短脉冲脉冲功率源高电压

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含有大量感性负荷的海岛微电网黑启动优化策略

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重庆大学学报 2021年第8期44卷 76-90页

作者：林加阳周伟豪易永利吴堃铭唐莨淳陈民铀国网浙江省电力有限公司温州供电公司浙江温州330302 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

在极端自然条件下,容易造成海岛微电网全面崩溃,此时需要进行黑启动使整个系统恢复,但是海岛微电网中含有大量感性负荷会影响黑启动过程。为了提升海岛微电网黑启动的效率,提出一种基于虚拟有功负荷的海岛微电网黑启动优化策略。首先提... 详细信息

在极端自然条件下,容易造成海岛微电网全面崩溃,此时需要进行黑启动使整个系统恢复,但是海岛微电网中含有大量感性负荷会影响黑启动过程。为了提升海岛微电网黑启动的效率,提出一种基于虚拟有功负荷的海岛微电网黑启动优化策略。首先提出黑启动电源启动顺序优化模型,利用熵权法对不同DG的黑启动能力进行评价;然后,提出负荷恢复优化模型,以负荷恢复量最大和负荷恢复重要程度最大作为目标并利用PSO算法进行求解;接着,提出DG与负荷的路径恢复优化模型并利用最小生成树的Prim算法进行求解。另外,还提出虚拟有功负荷构造方法,在黑启动过程中考虑将感性负荷与并联补偿电容一起等效为有功负荷,从而提高黑启动成功率。最后,采用简化的19节点微电网结构进行仿真验证,结果表明,与传统优化的黑启动策略相比,本文方法在黑启动过程中负荷恢复量提高了46.8%,同时考虑了负荷的重要程度,并且,路径恢复总时间减少了8.8%。此外,根据本文中提出的虚拟有功负荷构造方法,仿真结果表明当并联电容提供的无功足够时,在黑启动过程中可以明显减小感性负荷对系统电压造成的影响。

关键词：海岛微电网黑启动 DG启动顺序负荷恢复路径恢复

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虚拟同步发电机多机并联系统的频率小信号稳定性分析研究

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中国电机工程学报 2020年第7期40卷 2048-2061页

作者：曾德银姚骏张田孙鹏刘凯裴金鑫输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044

不同于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)单机并网系统,VSG多机并联并网系统中各设备间有着更为复杂的相互作用关系,所以仅利用传统的分析方法很难准确地分析出系统的动态性能。为了分析VSG本体、VSG与VSG之间以及VSG... 详细信息

不同于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)单机并网系统,VSG多机并联并网系统中各设备间有着更为复杂的相互作用关系,所以仅利用传统的分析方法很难准确地分析出系统的动态性能。为了分析VSG本体、VSG与VSG之间以及VSG与电网之间的频率特性,该文首先推导VSG多机并联并网系统的通用小信号模型。其次,结合系统特征根主导状态变量的参与因子运动轨迹,详细地分析线路连接阻抗、输出功率大小和有功控制环参数等因素对系统低频特征根的影响关系,以此得出系统参数对VSG本体、VSG与VSG之间以及VSG与电网之间的频率影响规律。最后,在不同工况下通过仿真验证该文所得系统频率稳定性影响规律的正确性.

关键词：虚拟同步发电机多机并联系统频率稳定性小信号模型参与因子

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