【网络首发】2021年1月（中）

原创编辑部中国电机工程学报

点击标题下「中国电机工程学报」即可关注

CSEE JPES 2019年影响因子3.115再创新高！

提示

新增功能：点击文字底部左下角“阅读原文”可在手机端查看论文全文，登录官网www.pcsee.org可免费下载论文。

为便于广大专家、作者、读者能够及时了解《中国电机工程学报》最新录用的论文信息，促进优秀论文成果的传播，小编将定期整理在中国知网进行网络首发的论文列表，供大家阅读参考。

含多能源电源的电力系统生产模拟：现状与挑战

作者：邵成成，冯陈佳，傅旭，杨攀峰，王秀丽，王锡凡

单位：1. 陕西省智能电网重点实验室(西安交通大学电气工程学院)；2. 中国电力工程顾问集团西北电力设计院

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.200801

摘要：生产模拟是研究电力系统发展运营问题的重要工具，能够提供运行成本、可靠性、灵活性以及电能成本、电价等各类系统运行指标。针对大规模可再生能源电力并网所带来的挑战，本文从元件模型、生产模拟框架、模拟计算方法以及相关应用等几个方面对多能源电力系统生产模拟研究现状进行了分析和介绍，总结指出了可再生能源主导电力系统生产模拟所面临的关键问题。迫切需要完善生产模拟的方法体系以适应清洁能源发展和电力市场改革的需求。

新能源电力系统的共模频率分析及其特征量化

作者：高晖胜，辛焕海，黄林彬，许涛，鞠平，秦晓辉，黄伟

单位：1. 浙江大学电气工程学院；2. 国家电力调度控制中3. 中国电力科学研究院有限公司；4. 云南省电力调度中心

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201897

摘要：本文分析功率阶跃下新能源电力系统的频率响应特性，提出了可量化系统频率特征的实用方法。首先针对系统共模频率（即频率响应的共模分量），提出基于统一传递函数结构来近似各种发电机功率响应的描述方法，并发现该结构参数具有模态性，即参数依赖于共模频率这种特性。其次，基于系统的统一结构，获得了描述频率最低点和频率平均变化率等特征的解析表达式，并提出形式简单的“跌落深度系数”及“跌落坡度系数”这两个指标来量化频率的特征。最后，通过算例验证了所提出的频率特征量化方法的有效性。

考虑调频性能考核的储能-机组联合调频控制策略

作者：陈雪梅，陆超，刘杰，宋洁，吴京涛

单位：1. 清华大学电机工程与应用电子技术系；2. 北京大学工学院工业工程与管理系；3. 北京智中能源互联网研究院有限公司

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201184

摘要：随着电力系统安全稳定运行对频率要求的提升，调频辅助服务市场逐渐完善以吸纳更多优质调频资源。在国内储能体系不完善的现状下，利用储能系统（Battery Energy Storage System， BESS）提高常规机组自动发电控制（Automatic Generation Control， AGC）响应能力来提升电厂调频收益成为首要模式。由于AGC性能考核指标综合反映了系统调频要求，因此对储能-机组联合调频提出考虑AGC性能考核的分时段控制策略，合理控制在响应初期、爬坡期、稳定期以及非考核期等不同考核时段的BESS动作时机和动作深度。广州某电厂9.6MW/4.8MWh电池储能项目实测数据的仿真验证和工程应用效果表明：与满补偿储能控制策略相比，本文所提策略使得综合调频性能提高3～4倍且调频里程增加10%～20%，最终使得电厂调频收益提升10～15倍，进一步可用于减小BESS投资成本，有效提高储能-机组联合调频体的经济效益。

城市能源互联网综合服务平台架构及关键技术

作者：王晓辉，季知祥，周扬，刘鹏

单位：1. 中国电力科学研究院有限公司；2. 华北电力大学

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201491

摘要：城市能源互联网是通过广泛连接电、气、冷、热等多种能源，借助信息化、智能化手段，实现资源优化配置和能源高效运行。由于涉及多种能源形式和不同的运营机构，城市能源互联网的建设和运营涉及许多挑战：海量终端设备的接入管控困难、模型与技术路线差异巨大、数据处理与智能化应用手段缺乏。本文利用复杂系统管理和控制理论，提出独立于特定设备、特定领域的综合服务平台架构，并深入研究软件定义终端接入、CPS（Cyber-Physical Systems，信息物理系统）建模与分析计算引擎、分布式多主体协作等关键技术，实现大规模异构终端的访问和远程控制，多源异构数据的融合和分布式处理，多主体异构系统的分布式协作。最后对城市能源互联网综合服务平台的应用场景及生态建设进行了展望。

区块链在分布式电力交易中的研究领域及现状分析

作者：裴凤雀，崔锦瑞，董晨景，王海超，江海龙，何川，李永波，童一飞，单位：杨雯，苑明海，丁坤

单位：1. 河海大学机电工程学院；2. 安徽电力交易中心有限公司；3. 南京理工大学

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201612

摘要：国家发改委、能源局陆续指出：要全面放开经营性电联用户发电计划，支持中小用户参与市场化交易，健全全面放开经营性发电计划后的价格形成机制。行政引导市场，市场发展技术，基于区块链技术的电力交易研究迎来了前所未有的行政和市场机遇。区块链以分布、公开、不可篡的区域共治模式，为社会和市场提出了一套全新的商业解决方案。本文依托区块链技术，探讨了基于分布式交易的电力交易市场、产消者以及相关服务产业的需求和行业现状，分析了区块链电力交易的发展趋势；归纳了电力交易领域区块链追求创新实验的主要方向，研究了电力交易区块链的总体架构设计创新、电力交易场景应用创新和区块链性能提升研究创新等内容；最后通过文献综述和百余个区块链电力交易系统实施案例，梳理了区块链技术在电力交易行业面临的挑战与应用前景。以期通过本文综述，对分布式电力交易领域的未来研究，有一定贡献。

并网变换器的暂态同步稳定性研究综述

作者：张宇，蔡旭，张琛，吕敬，李岩

单位：1. 上海交通大学电气系电力传输与功率变换控制教育部重点实验室；2. 直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院有限责任公司)

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201673

摘要：随着可再生能源渗透率的提高，并网变换器对系统动态及稳定性的影响逐渐突显出来，如目前广泛讨论的低惯性和宽频振荡问题等。本文探讨与并网变换器同步环节非线性动态紧密相关的暂态同步稳定问题。首先分析并网变换器与同步机在同步机制方面的相似性，揭示了变换器的暂态同步稳定性与同步机的功角稳定性在研究方法上的内在联系；其次针对当前变换器的暂态同步稳定性研究，从失稳机理、研究方法、镇定方法三个方面展开全面的综述；接着总结了暂态同步稳定性研究所面临的难点，探讨了暂态同步的致稳方法，展望了未来的研究方向。本文全面地梳理和总结了并网变换器暂态同步稳定性问题的研究成果和一般性方法，为解决工程问题和未来更深入的研究提供了借鉴和思考。

配电网供电能力曲线的数学模型与形成机理

作者：肖峻，梁子钰，佘步鑫

单位：1. 智能电网教育部重点实验室(天津大学)；2. 田纳西大学电气与计算机科学系

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.200708

摘要：配电网完整的供电能力呈一条曲线（TSC曲线），曲线点的值是严格安全边界点总负荷，大部分曲线点相对最大供电能力（TSC）下降。本文基于数学模型揭示了TSC曲线的形成机理。首先，提出了TSC曲线的数学模型。其次，基于数学模型发现了交叉机理：等式约束间的交叉量引起了等式约束和式的冗余，冗余量的增加导致边界点总负荷减小，即TSC曲线下降。然后，推导出交叉机理公式以计算下降量，进一步还得到交叉机理的物理意义：最小冗余对应TSC，是最优备用方案；冗余量与最小冗余之差是普通备用方案相对最优备用方案的容量浪费。最后，分别针对典型接线模式和配电网算例验证了交叉机理，还与现有文献的备用机理和分配机理对比。备用/分配机理从N-1备用转带过程出发，交叉机理从数学模型出发，机理解释更为简洁。

谐振开关电容DC/DC变换器拓扑研究综述

作者：吴学智，祁静静，刘京斗，杨安娜，吕格格

单位：国家能源主动配电网技术研发中心(北京交通大学)

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.200848

摘要：开关电容变换器（switched capacitor converter，SCC）具有效率高、体积小、重量轻等优点，适用于数据中心、电动汽车等对效率和功率密度要求较高的场合。文章归纳出一个谐振开关电容基本单元，基于此，对现有谐振开关电容变换器的拓扑结构和软开关工作原理进行分析，并概括为串并联、多级模块化、多电平及级联等4种组成类型。文章总结移相、调频、占空比分配等调压方法，指出通过移相或改变开关频率，使变换器工作在零电压开关（zero voltage switching，ZVS），可以实现电压连续调节；占空比重新分配，改变开关状态，可以实现电压断续调节。针对无源器件参数差异造成的开关管电压振荡问题，给出耦合电感去除法和电感共用法等解决方案，可省去相应的电压箝位电路。将用于实现高增益和多电平的开关电容单元应用于谐振SCC，并对其进行改进，可提升其电压变换比，便于电路参数选择，提高稳定性。最后，对典型谐振SCC进行性能对比，并提炼现存共性问题，供读者参考。

不同交联温度下交联聚乙烯绝缘中的水树生长特性研究

作者：张桥峰，周凯，李康乐，汪先进，饶显杰，叶彬

单位：四川大学电气工程学院

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201255

摘要：研究了不同交联温度下交联聚乙烯（XLPE）绝缘中的水树生长特性，并从聚集态结构角度对交联聚乙烯中的水树生长机制进行了分析。制取了不同交联温度的XLPE样本进行加速水树老化实验、交联度测定实验和差示扫描量热分析实验，发现交联聚乙烯中的水树生长特性和交联度、结晶度等聚集态结构密切相关。而通过XRD衍射实验、SEM观测实验的分析发现：随着交联温度的升高，XLPE绝缘聚集态结构呈现先密集、后疏松的排列现象。基于这一发现，提出了分阶段的聚集态结构模型以分析不同交联温度下交联聚乙烯绝缘中的水树生长机制。研究结果表明：交联聚乙烯绝缘的球晶结构趋于密集，则水树形成的尺寸较小；交联聚乙烯绝缘的球晶结构趋于疏松，则水树形成的尺寸较大。

010

不同运行策略下燃气轮机联合循环变工况热经济性能分析

作者：王振，段立强

单位：华北电力大学能源动力与机械工程学院

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201579

摘要：燃气轮机联合循环发电已成为当前火力发电的主要发展方向之一。本文基于热经济学结构理论建立了燃气轮机联合循环成本模型，分析不同燃机运行策略对燃气轮机联合循环机组单位产品热经济学成本的影响，并引入评价指标对燃气轮机联合循环进行技术经济性分析。分析了天然气价格和非能源成本对各组件的单位产品热经济学成本的影响。结果表明，调节燃机运行策略可以降低机组的单位产品热经济学成本。通过分析各个组件的性能评价指标值，结果表明对于压气机和蒸汽轮机，减少投资成本是主要改进方向，对于燃烧室通过提高燃烧室的燃烧效率，减少燃料化学能与烟气热能转换损失来降低由于不可逆损失引起的负熵成本。通过灵敏度分析，结果表明天然气价格的变化对燃烧室的单位热经济学成本影响最大，而非能量成本对压气机，燃气透平和蒸汽轮机的单位热经济学成本影响最大。

011

脱气处理对高压直流用500kV XLPE绝缘特性及其聚集形态的影响

作者：陈向荣，孟繁博，夏峰，戴超，朱光宇，丰如男

单位：1. 浙江大学电气工程学院浙江省电机系统智能控制与变流技术重点实验室；2. 宁波东方电缆股份有限公司

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201618

摘要：为了研究不同脱气时间对高压直流用500 kV交联聚乙烯（Cross-linked polyethylene，XLPE）交联副产物含量、绝缘特性及聚集态结构的影响，本文采用500 kV XLPE电缆料，利用平板热压法制备试样，在常压、70 ℃条件下对试样进行脱气处理，得到0 h、12 h、36 h和90 h四种不同脱气时间的试样，对XLPE试样进行了FTIR、失重实验、TGA、电导电流密度、空间电荷、直流击穿、XRD测试分析和SEM观察。研究表明脱气处理660 min后，交联副产物基本挥发殆尽，利用菲克第二定律计算得到试样交联副产物残余含量的理论变化趋势可以反应实验测试结果。脱气处理有利于提高试样的击穿场强，降低试样的电导电流密度，然而在36 h处存在时间拐点；脱气处理有助于改善试样内部空间电荷积聚和电场畸变，减小试样直流击穿的分散性，同时增加了片晶增厚，减少了试样内部聚集态结构的差异性。依据上述实验结果，构建了XLPE的晶体生长模型，分析了脱气处理过程中材料绝缘特性及其微观结构变化的关联机理。

012

气体介质对气动声源发声特性的影响

作者：吴林陶，张光学，庞颖钢，顾海林，袁定琨

单位：中国计量大学能源工程研究所

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201771

摘要：选取空气、氮气及水蒸气三种介质，通过数值模拟的方法研究这三种气体作为介质驱动气动声源发声时的声音特性，分析气体介质对声源发声特性的影响。研究发现，相同参数下，空气作为介质驱动声源发声时，声压级最高，频率最低；氮气作为介质发声时，其声压级和频率数据与空气相近；水蒸气作为介质驱动声源发声时，声压级最低，频率远远高于其余两者；声源发声时，声场空间分布明显，在谐振腔正后方（0°至15°方向）声压级最大，均在150 dB以上，且声场分布特性与气体介质类型无关；声源发声效率随进气压力的增大而减小，但是水蒸气作为介质时的下降速率明显更大。此外，声源发声时，声音纯音度达81%至86%，其中空气纯音度最高，水蒸气最低。

013

轴向磁通切换永磁电机双矢量合成模型预测磁链控制(英文)

作者：张蔚，翟良冠，梁惺彦，袁晓强

单位：1. 南通大学电气工程学院；2. 南通大学计算机科学与技术学院；3. 无锡威孚电驱科技有限公司

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201134

摘要：为了减少轴向磁场磁通切换永磁电机（axial field flux-switching permanent magnet machine，AFFSPMM）的转矩和定子磁链脉动，提出一种磁链矢量跟踪误差最小化的双矢量合成模型预测磁链控制（two-vector synthetic model predictive flux control，TVS-MPFC）方法。首先，为了消除传统模型预测转矩控制（model predictive torque control，MPTC）价值函数中的加权因子，推导TVS-MPFC的等效价值函数；然后，根据无差拍控制估算参考电压矢量；接着，在一个控制周期内，采用双电压矢量的控制方法来提高控制系统的稳定性，其中第一个电压矢量直接选定为有效矢量，而第二个电压矢量在有效矢量和零矢量之间进行选择；最后，根据磁链矢量跟踪误差最小化原理，确定所选电压矢量的占空比。通过仿真和实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。结果表明，与传统MPTC和DB-MPFC相比，所提TVS-MPFC改善了AFFSPMM控制系统稳态性能，特别是在低速和超低速运行的工况下。

014

准开关升压逆变器的多模态组合控制

作者：周文齐，丘东元，张波，陈艳峰

单位：华南理工大学电力学院

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.200087

摘要：准开关升压逆变器由有源开关升压单元和逆变桥单元两部分组成，包含多个全控型开关，开关器件的通断组合可以构成不同的工作模态。通过控制工作模态的先后次序和持续时间，可以得到不同的输出效果，给准开关升压逆变器的控制带来很多可能性。为了全面掌握准开关升压逆变器的控制策略，该文首先根据开关的通断状态得到单相准开关升压逆变器的4种工作模态；然后，通过不同工作模态的有效组合，推导出准开关升压逆变器所有可能的控制方式，包括2种两模态控制、3种三模态控制和1种四模态控制。然后，比较不同的控制方式下准开关升压逆变器的工作性能，将准开关升压逆变器的三模态2、3与两模态1进行了详细的对比分析。最后，开展仿真与实验验证，验证该文提出的电力电子变换器多模态组合控制的可行性。

015

泥沙直径和浓度对水斗式水轮机转轮的磨损特性

作者：葛新峰，孙洁，李阳，张雷，邓朝钟，王金亮，高飞，丁铭泉，郑源

单位：1. 河海大学能源与电气学院；2. 江苏理工学院；3. 黄河水利科学研究院；4. 黄河万家寨水利枢纽有限公司

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201843

摘要：含沙水流会对高水头水斗式水轮机转轮造成磨损，影响机组检修和高效安全运行。该文采用流体体积volume of fluid（VOF）模型、SST k-ω湍流模型和离散相discrete phase model模型（DPM）对含沙水流进行了固-液-气三相非定常数值模拟，研究了泥沙颗粒的直径、浓度与斗叶内表面磨损量、磨损位置的关系。研究表明：随着射流能量的传递，水膜的高压力区逐渐从缺口后移到斗叶根部；分水刃和缺口位置是最容易受到泥沙磨损的部位，与现场电站转轮水斗磨损位置一致；泥沙直径、浓度的增加与磨损率呈正相关；小颗粒泥沙更易对靠近斗叶根部的出水边造成磨损，而大颗粒泥沙更易对靠近分水刃的进水边造成磨损。本文研究的目的是为水斗式水轮机的制造加工、维护检修提供一定的理论基础。

016

600MW燃煤机组逃逸氨迁移规律与排放特性

作者：李小龙，朱法华，段玖祥，李军状，严俊波，郑成强

单位：1. 国家能源集团科学技术研究院有限公司；2. 国电南京电力试验研究有限公司

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201856

摘要：对某600MW超低排放燃煤机组逃逸氨的迁移规律及排放特性进行了试验研究。结果表明，选择性催化还原脱硝（selective catalytic reduction denitrification， SCR）出口烟气中逃逸氨以气态氨为主，烟气经过空气预热器（air Preheater， AP）烟温下降，84.8%的逃逸氨转化为颗粒态氨。烟气经过电除尘器（electrostatic precipitor， ESP），小部分气态氨转化为颗粒态氨，85.2%的逃逸氨以颗粒态氨的形态随飞灰被脱除。烟气经过石灰石-石膏湿法脱硫（limestone-gypsum wet flue gas desulfurization， WFGD），气态氨和颗粒态氨脱除效率分别为37.8%和11.3%，经过湿式电除尘器（wet electrostatic precipitor， WESP），气态氨和颗粒态氨的脱除效率分别为12.3%和12.7%。这两个系统脱除的氨与石灰石浆液输入的氨以NH4+的形式进入循环浆液，然后随石膏和脱硫废水排出部分，石膏和脱硫废水排出的氨分别占SCR出口总逃逸氨量的1.2%和2.7%。最终排入大气的气态氨和颗粒态氨占总逃逸氨的比例分别为6.0%和3.0%。总之，本研究超低排放燃煤机组仅有少量逃逸氨排入大气，大部分逃逸氨经迁移转化进入粉煤灰、石膏及脱硫废水被脱除。但粉煤灰及石膏二次利用过程中，其中的氨是否会再次释放进入大气环境造成二次污染的问题，有待进一步的关注和研究。

017

自动驾驶电力机车牵引变流器中IGBT寿命损耗优化策略

作者：徐绍龙，倪强，李学明，谭永光

单位：1. 中南大学交通运输工程学院；2. 广东工业大学自动化学院；3. 株洲中车时代电气股份有限公司

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201889

摘要：作为牵引变流器的核心部件，IGBT模块寿命损耗很大程度上直接决定了牵引变流器全寿命周期成本。为此文中在不影响机车整车输出牵引性能的基础上，提出一种基于电力机车各轴牵引力动态分配的IGBT寿命损耗最优策略，以降低牵引变流器全寿命周期成本。基于牵引电机结构原理与相关现场数据，该方法首先建立IGBT寿命损耗与牵引力及区间速度的量化模型；然后基于上述量化模型与机车自动驾驶系统规划的区间速度及牵引力发挥曲线对不同牵引力分配策略下逆变器IGBT寿命损耗进行实时计算，得出寿命损耗最优的牵引电机功率分配方案，控制机车各轴牵引电机输出。最后，基于HXD1自动驾驶机车现场某区间运行数据，对所提方法进行测试，验证所提方法的有效性。

018

交直流混合微电网群分布式自治经济控制策略

作者：杨炜晨，苗世洪，张世旭，刘志伟，汪鹏，叶畅

单位：1. 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)；2. 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201102

摘要：为实现交直流混合微电网群在孤岛状态下的自治经济控制，提出一种基于离散一致性原理的分布式控制策略。该控制策略包含子微网控制与微电网群间控制2个层面。在子微网控制层面，通过在传统经济下垂控制中引入成本、频率、电压及无功分配的二次调整项，实现了子微网的自治稳定与功率经济分配；在微电网群间控制层面，通过构造基于成本微增量偏差值的换流站本地控制策略，并进一步引入基于离散一致性的二次调整项，实现了功率在不同子微网间的经济分配。2层控制策略相互配合，共同实现对交直流混合微电网群的分层–分布式自治经济控制。最后，基于所建交直流混合微电网群模型的仿真结果，验证了所提方法的有效性。

019

含异步机负荷的虚拟同步机并联系统暂态电压稳定性分析及其提升措施研究

作者：程慧婕，帅智康，彭也伦，沈超，赵峰

单位：湖南大学电气与信息工程学院

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.200869

摘要：含异步机负荷的虚拟同步机并联系统在遭受严重故障后，存在暂态电压失稳问题，严重影响系统的安全稳定运行。本文揭示了并联系统暂态电压失稳机理，并对比分析了虚拟同步机无功环的三种控制模式对系统暂态电压稳定性的影响。分析下垂和恒无功控制模式的动态特性恶化系统的暂态电压稳定性。并且故障期间逆变器的内电势电压跌落程度越浅，系统暂态电压稳定性越高。在理论分析的基础上，提出了一种考虑逆变器故障电流限制的系统暂态电压稳定性提升措施。该措施在保证逆变器输出电流不过流的前提下，提升了并联系统的暂态电压稳定性。此外，为定量分析系统的暂态电压稳定性，提出了一种考虑无功控制环动态特性的临界故障清除时间计算方法。基于Matlab/Simulink的仿真结果验证了理论分析的准确性。

020

热脉冲法数据处理的反问题求解研究

作者：黄陈昱，郑飞虎，张冶文

单位：同济大学电气工程系

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201515

摘要：应用热脉冲法测量聚合物薄膜电介质内空间电荷分布的数据分析过程涉及第一类Fredholm积分方程，过往先求解电场分布后微分的传统做法，会使反问题求解的不适定性带来的误差进一步放大。该文提出一种用于热脉冲法数据分析中反问题求解的直接计算空间电荷分布方法。结合一维热传导方程，推导得到了能够直接求解获取空间电荷分布的热响应电流方程。以Tikhonov正则化与尺度变换法2种数值求解算法为例，通过数值算例研究了不同信噪比对热脉冲法测量方法中直接计算电荷分布结果的影响，并对2种数值算法进行直接空间电荷分布计算的优缺点进行了讨论。仿真结果表明，应用2种数值方法对含有一定噪声的数据处理时，直接计算空间电荷分布的方式相较于传统对电场分布微分的方式而言，能够很好地克服第一类Fredholm积分方程的不适定性，使解分布曲线中的振荡显著减少，且对仿真电流信号的噪声敏感程度更低，能更好地契合预设分布曲线，提高了空间电荷计算结果的准确性。

021

多深度神经网络综合的电力变压器故障识别方法

作者：曲岳晗，赵洪山，马利波，赵仕策，米增强

单位：华北电力大学电力工程系

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201908

摘要：针对现有电力变压器故障识别算法精度低的问题，为实现电力变压器故障的精确识别，通过分析变压器油色谱数据特点，提出了一种基于多深度神经网络的电力变压器故障识别算法。该算法包含两部分：第一部分基于Spark构建多个深度神经网络（Deep Neural Networks， DNN）识别器，每个识别器中均加入Dropout层，减轻各识别器的过拟合现象，增强网络泛化能力；然后，利用Spark计算框架将多个深度神经网络识别任务分配给Spark集群内的各从节点，提高计算效率。第二部分是识别结果的融合与决策算法，利用Spark框架的Reduce模块将各识别器的识别结果集结，通过引入信任评价机制与向量相似度评价机制构建多识别器融合决策模型，进而得出最终的综合决策结果。实际算例结果表明，该多神经网络综合的故障识别方法能将诊断正确率在传统DNN算法的基础上提高5%以上，且相对其他对比算法在识别正确率上也有不同程度的提高。

022

基于一致性理论的直流微电网多电力弹簧分布式电压平稳控制方法

作者：薛花，任春雷，张晓雯，王育飞

单位：1. 上海电力大学电气工程学院；2. 国网达州供电公司

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201663

摘要：针对直流微电网高比例可再生能源的功率波动和直流电力弹簧（DC electric spring， DCES）参数摄动对系统电能质量的影响，提出一种简单的多DCES分层控制策略，实现直流母线电压平稳与关键负载的可靠运行。下层控制设计基于DCES开关模态的模型预测方法，建立以快速跟踪电感电流期望轨迹为目标的系统评价函数，实现各段直流母线电压波动的快速平抑。上层控制采用一致性算法动态调节直流电压母线参考值，同时求取下层控制器所需的电流期望轨迹，仅需本地信息和相邻信息即可实现多DCES的协调控制和直流母线电压平稳控制，闭环控制系统的全局稳定性可由Lyapunov稳定性定理证明。基于MATLAB/ Simulink的仿真结果和基于dSPACE的实验结果验证了所提出方法具有动态响应快、稳定性好、鲁棒性高的特点。

023

级数展开法拟合概率潮流分布函数的局限及改进

作者：高元海，王淳

单位：1. 华东交通大学电气与自动化工程学院；2. 南昌大学信息工程学院

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201479

摘要：对广泛采用的级数展开法拟合概率潮流分布函数的局限性进行研究。在理论层面分析了现有级数法基于正态分布展开的原因，待拟分布必须满足拟正态条件才能保证拟合精度的问题，现有精度最好的Gram-Charlier C和Cornish-Fisher级数在非拟正态的实例测试中仍表现出明显不足。针对现有级数法存在的局限性，引入了一种可灵活选择启动函数的改进法。该方法以若干阶原点矩为桥梁，在待拟合分布函数与启动函数之间建立了基于正交多项式的级数展开式，采用若干非正态标准分布及IEEE测试系统的概率潮流分布实例进行测试。结果表明，所提方法通过选择合适的启动函数可打破现有级数法需满足拟正态分布才能保证精度的局限，在非拟正态分布的拟合中精度得到有效提升。

024

考虑天然气管网极限风险影响的电-气耦合系统连锁故障模型

作者：张安安，李静，林冬，杨威，李茜，曲广龙

单位：1. 西南石油大学电气信息学院；2. 中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201959

摘要：随着电网和气网耦合程度的增强，天然气系统气源、管道和压缩机故障风险处在极限区域时对电力系统的影响亟待研究。本文通过Ford-Fulkerson法量化气网故障极限风险，建立考虑天然气管网极限风险影响的电-气耦合系统连锁故障模型。首先，考虑天然气系统的可靠性、经济性和容量约束，引入成本矩阵和容量矩阵建立天然气随机网络模型；其次，通过Floyd算法确定高效率、低成本天然气输气方向的基础上，采用Ford-Fulkerson算法量化天然气随机网络故障后的极限最小风险；然后，利用直流潮流模型和概率模型模拟电力系统连锁故障，并根据拓扑完整性和物理运行特性评估天然气系统主要设备故障风险在极限区域时对电力系统连锁故障的影响。最后，通过IEEE 30节点和比利时20节点组成电-气耦合系统，验证了该模型的正确性和有效性。

025

考虑频率安全约束的西北电网新能源开发及直流外送规模评估方法

作者：贺海磊，张彦涛，孙骁强，郭强，苏丽宁，汪莹，王蒙，黄镔

单位：1. 中国电力科学研究院有限公司；2. 国家电网公司西北分部

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201446

摘要：新能源的快速发展，给系统带来了调峰困难、抗扰动能力下降等问题。为了支撑新能源合理规划建议，亟需评估电网能承载的新能源上限。该文结合西北电网能源结构和网架特点，梳理了新能源开发和直流外送规模研究的思路框架；推导了考虑频率安全约束的高比例新能源系统指标，包括一次调频容量与稳态频率偏差、频率响应特性与暂态频率偏差和直流送出规模与系统惯量指标；建立了基于生产模拟结果的频率安全仿真算法。结合“十四五”规划边界条件，研究提出了西北电网新能源开发及直流外送建议规模，验证了本文所提方法的有效性和工程实用性。

026

多端口直流断路器研究综述

作者：张烁，邹贵彬，魏秀燕，张成泉

单位：山东大学

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.201514

摘要：相对于交流电网，柔性直流电网的低阻抗特性对故障电流的抑制和清除提出了更高的要求，采用直流断路器能够很好地解决清除直流故障时快速性和稳定性的问题。但是，随着柔性直流电网规模的扩大，直流母线上连接的线路也不断增多。单一直流母线通常连接有多条线路，如果每条线路均配置直流断路器将产生占地面积大、建设成本高昂等问题。对此，一系列的多端口直流断路器被提出，通过同一直流母线上所有进出线共用昂贵的主断开关来实现故障电流的开断以减少直流电网中直流断路器的数量和投资成本。文中针对当前国内外提出的多端口直流断路器拓扑进行归纳总结分类，论述了各个类别多端口直流断路器的工作原理、优点以及面临的主要问题。最后，对多端口直流断路器的发展进行展望。

▼

往期精彩回顾

▼

声明

本文为原创作品，所涉文字及图片版权均属中国电机工程学报编辑部所有，根据国家版权局最新规定，纸媒、网站、微博、微信公众号转载、摘编我编辑部的作品，务必请提前联系我编辑部。个人请按本微信原文转发、分享

联系我们

电话: 010-82812972

邮箱: pcsee@epri.sgcc.com.cn，

pcsee_1964@163.com

网址: www.pcsee.org

主办：中国电机工程学会

官方微信号: PCSEE1964

欢迎关注英文刊CSEEJPES微信：

欢迎关注中国电机工程学会微信：

↓↓↓ 点击“阅读原文”可查看原文

继续滑动看下一个