电工电能新技术杂志

电工电能新技术杂志2024年第12期

• 基于鲁棒优化的韧性配电网重构研究

  温春雪， 贺哲， 周京华， 李建林， 王鹏

  由于风光发电具有随机性、波动性等缺点，且接入配电网后使其结构更加复杂，降低了配电网的供电可靠性，本文针对此问题提出拟牛顿遗传算法与鲁棒优化相结合的配电网重构。首先基于风光发电的出力模型生成概率多场景，其次建立含风光发电接入的配电网鲁棒重构优化模型，采用拟牛顿遗传算法对模型进行求解，并对比重构前后配电网电压越限风险值。最后通过算例验证了本文重构方法能够有效提升配电网的供电可靠性。

• 野火蔓延下基于移动应急电源的配电网韧性增强策略

  王伟1， 王洪彬1,2， 郑心莹2， 周念成2

  近年来，我国野火频发，已严重威胁电力系统的安全稳定运行。移动应急电源作为一种重要的灵活调度资源，能够保障野火蔓延下重要负荷供电，增强配电网应对野火灾害的韧性。为此，本文提出了野火蔓延下基于移动应急电源的配电网韧性增强策略。首先，建立了基于考虑野火热辐射的配电线路导体热模型和热平衡方程，并运用聚类生成不确定参数的典型场景；然后，以配电网购电成本、负荷停电补偿成本和可调度资源运行成本最低为优化目标，提出考虑移动应急电源到接入点路程的布点和运行约束，进而建立了移动应急电源优化配置与灾害全过程运行策略模型。考虑到野火模型是非线性方程，提出基于两阶段松弛的线性化处理方法，将其转化为混合整数线性规划问题进行快速求解。最后，采用IEEE 33节点测试系统进行仿真，对所提方法的有效性进行了验证。

• 配网单相接地故障区段精准保护

  史京辑1， 施慎行2

  我国中压配电网以小电流接地系统为主，以单相接地故障最为常见。现有配电网单相接地保护技术面临区段精准判断难、干扰下可靠性不足、高阻接地下灵敏度低的挑战。本文提出了仅利用就地信息的配电网单相接地故障区段精准保护方案，基于故障前后相电流变化特征实现故障电源侧保护启动，结合电压与零序电流变化量特征，电源侧保护延时选择性动作；接地区段负荷侧保护按照对端保护延时，结合对端开关动作引起的三相失压动作本侧开关，实现接地故障区段精准就地隔离。仿真结果表明，所提方案无需通信，能满足互感器误反接、高阻接地等实际应用的需要，有望应用于实际。

• 基于VMD-SSA-RF算法的短期电力负荷预测模型优化

  张羽姗， 周亚同

  针对短期电力负荷预测模型其预测结果精度不佳的问题，本文提出了一种利用变分模态分解技术(VMD)获取短期负荷数据深层特征，后使用麻雀搜索算法(SSA)针对随机森林(RF)负荷预测模型中的超参数进行优化的短期电力负荷预测模型。首先在数据处理部分使用VMD将负荷数据分解获得多个模态分量，对分解后的模态分量进行分析并将受噪声影响严重以致波形浮动过大的模态分量进行合并以减少模型计算量。然后利用麻雀搜索算法对随机森林预测模型进行超参数优化，对经过VMD分解后所得的多个模态分量分别构建优化预测模型进行预测，重构其结果获得最终预测结果。通过算例分析，验证了本文所提模型较同类智能模型在短期负荷预测方面有更加优秀的表现。

• 计及需求响应的风-光-火耦合系统优化调度

  沈玉明1， 凌孺1， 朱刘柱1， 张辉1， 吴晓鸣1， 林天皓2， 池源2

  北方地区普遍存在风电、火电和光伏机组处于同一并网点集成耦合系统的场景。在该场景下考虑负荷的需求响应，可以有效缓解火电调峰压力，使耦合系统更好地响应上级电网的调度指令。本文首先研究传统火电机组模型，考虑了不同时间尺度下爬坡率随负荷大小改变的机组运行特性，并针对耦合系统整体参与辅助调峰服务的场景建立了切负荷和平移负荷的需求响应模型；其次分析了考虑需求响应对耦合系统调度策略与综合运行效益的影响，构建了耦合系统双层优化调度模型；算例结果表明，计及需求响应可以更充分地利用火电与新能源的特性和优势，提升耦合系统综合运行效益。

• 高转矩过载能力电动机的分析与设计研究综述

  熊斌1,2， 黄立宗1,2

  电动机作为机电能量转化装置，在电动汽车、航空航天、能源冶金等领域应用广泛，但其运行场景千差万别。为了适应不同场景和工况下负载的运行特性，电动机通常需要具有一定的转矩过载运行能力，而准确分析和利用电动机的转矩过载能力，对提高系统的经济性、实现节能降耗意义重大。本文首先介绍了电动机转矩过载能力和利用方法，对高转矩过载能力电动机的应用场景和实用价值进行总结归纳；分析了电动机转矩过载运行时的电磁特性、损耗特性和温度限制，概述了设计高转矩过载能力电动机的约束条件及利用边界；对高转矩过载能力的永磁同步电动机和异步电动机的研究现状分别展开分析综述，并梳理了提升电动机转矩过载能力的策略。最后展望了高转矩过载能力电动机研究和利用的发展方向。

• 送端电网新能源规划中的场景化稳定问题分析与校核

  何向刚1， 张树卿2， 马蕊1， 张童童2， 张东辉2

  新能源替代促使送端电力系统的稳定形态和机理发生转变。然而电源规划方案的校核仍基于常规电网暂态稳定仿真，不能涵盖和适用于新的稳定问题，若采用电磁暂态仿真校核，工作量巨大而难以实现。对此，本文归纳高比例新能源送端电网稳定问题形态和新能源规划新稳定问题的三个场景，分析制约新能源送出稳定问题的机理，提出高效可行的稳定风险评估指标和规划方案校核方法。最后，基于仿真验证了三个场景下本文所提规划方案稳定性校核方法的快速性和有效性。

• 非接触式自积分D-dot周角传感器设计与试验研究

  张旭东1， 唐立军1， 杜肖1， 和学豪1， 汪金刚2， 王晓天2

  根据智能电网对先进传感和测量技术的发展需求以及不同场景下的电网电压监测的需求，基于电磁耦合测量原理的D-dot传感器能够实现电网电压的非接触测量。作为电网获取电压信号的重要设备，它对整个测量系统的质量有着重要影响。为解决D-dot传感器测量方向单一以及对安装角度存在要求等问题，本文深入探讨了D-dot传感器的基本原理和差动输入结构，并研究了耦合磁场下电极的分割和矢量的合成规律，最后提出了一种新的自积分工作状态下的D-dot周角传感器设计，并通过有限元仿真软件进行了实验验证，以期获得更准确的测量结果。与传统传感器相比，D-dot周角传感器可达到多角度测量的目的，也更能满足各种实际情况下对各方向电参量的测量需求。

• 基于超声声速的硅橡胶老化状态诊断方法

  方春华1， 吴俊雄1， 王彦辉1， 曹冲2， 冯东东1， 陈祥政1

  电缆接头硅橡胶会受到电、热等多方面因素影响，发生绝缘性能的老化和失效，为无损检测硅橡胶老化状态，本文提出了一种基于超声声速的硅橡胶老化状态诊断方法。制备了不同老化时间的硅橡胶试样并测量其密度和弹性模量，通过仿真及试验验证了硅橡胶超声声速与老化状态的相关性，试验结果表明，硅橡胶声速与老化状态的拟合优度均在0.8以上，利用超声声速可以准确表征硅橡胶老化状态。