抢鲜看｜《电气技术》2022年第10期目次及摘要

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中国电工技术学会主办的电气工程行业品牌技术期刊，关注实用工程技术、聚焦前沿发展。中国科学研究院电工研究所王秋良院士任《电气技术》主编，武汉大学电气工程学院唐炬院长任《电气技术》执行主编。

研究与开发

基于改进粒子群算法的储能优化配置

作者：温春雪；赵天赐；于赓；王鹏；李建林

摘要：储能将功率在时间维度上进行转移,可以抑制电压波动,减小网络损耗。为了合理地配置储能,以改进多目标粒子群算法为基础,建立一种以电压波动率、网络损耗和配置成本为优化目标的储能优化模型。在粒子初始化阶段,通过增加初始粒子个数,挑选出分散的非支配优势粒子作为初始种群,来提高初始种群的随机性;在速度更新阶段,采用节点电压指导粒子的进化方向,提高算法的计算速度。采用IEEE-33节点算例的仿真结果表明,对粒子群算法的改进提高了算法的稳定性、计算速度和精度;采用改进算法的储能配置方案,降低了系统的节点电压波动,减小了电能损耗。

基于虚拟同步机的新能源并网智能控制研究

作者：胡石阳；刘国荣

摘要：随着新能源的大规模并网,电网的稳定性和惯性下降,通过对并网变换器的虚拟同步控制可响应电网变化,为电网提供惯性支持,但现有常规的虚拟同步机控制方法输出指令恒定,无法根据机组工况进行动态调节,参与电网的调节能力有限。本文将模糊控制与虚拟同步机控制相结合,根据电网频率变化及当前机组的发电功率,通过模糊控制器,输出虚拟同步机的参考功率和工作模式（功率设定或下垂控制模式）,根据机组运行工况调节虚拟同步机的控制指令,实现对新能源并网的智能控制。仿真结果表明,该方法能够根据各机组的实际运行工况及电网频率变化自动调节虚拟同步机输出,共同参与电网调频调压,维持电网稳定。

考虑中性点电阻接地的交直流配电网极地故障稳态机理建模

作者：高彬；赵佳琪；王越

摘要：当交直流混合配电网阀侧换流变经电阻接地时,极地故障的机理尚不明确。本文提出一种考虑阀侧换流变经电阻接地的交直流配电网极地故障稳态模型。首先根据全桥整流器的导通条件,对故障后的系统运行状态进行分析和筛选,针对每种系统运行状态,推导三相电流的多元一阶线性微分方程表达式,提出稳态条件下可能运行状态的临界切换条件,并据此建立状态轮换分段解析方法。通过Matlab/Simulink仿真分析,证明了本文所提模型和求解方法的有效性,从而为极地故障下的系统稳态分析提供理论依据。

临近悬浮体影响下的均压环放电特性研究

作者：马永福；包正红；王生杰；李斯盟；任继云

摘要：目前,现场交流耐压试验中被试设备顶部均压环安全距离范围内的悬浮体对试验的影响尚不清楚,开展临近悬浮体影响下的均压环放电特性研究对提高现场试验效率具有重要意义。首先搭建基于工频试验变压器的模拟试验平台,通过反复试验获得750kV、330kV和110kV三个电压等级共12种工况下的最大放电距离;其次建立三维模型,通过仿真计算掌握试验时的空间最大电场、悬浮体表面电势及其分布规律,通过引入修正系数及其拟合计算,使仿真模型具有普适性;最后考虑现场交流耐压试验电压频率为非工频的现状,开展空气击穿放电特性与试验电压频率的相关性研究,获得最大放电距离与试验频率的关系曲线。研究成果进一步完善了现场交流耐压试验体系,可为今后开展此类试验提供技术支撑。

基于信号补偿下垂控制的微电网动态性能分析

作者：李浩琛；郭志坚

摘要：传统下垂控制在微电网逆变器并联运行中呈现出无功功率无法均分和电能质量下降的问题。针对这一问题,设计一种基于信号补偿的下垂控制方式。该控制方式是在传统下垂控制中分别添加无功均分差值信号及电压和频率补偿信号,以此来实现无功功率的均分和电能质量的恢复;通过线性化分析对该控制方式进行小信号建模,分析各参数对系统动态性能的影响。最后对逆变器并联模型进行仿真研究,结果表明该控制方式可以在实现功率均分的同时兼顾电能质量且具有良好的冗余性。

中压柔性直流铁路牵引供电系统运行域模型

作者：莫少雄

摘要：中压柔性直流铁路牵引供电系统因能解决现有电气化铁路存在的过分相和电能质量问题而受到广泛关注。本文提出中压柔性直流铁路牵引供电系统的运行域模型,旨在通过对最少变量的监测实现系统供电安全性评价。首先,介绍中压柔性直流铁路牵引供电系统的结构。然后,依次建立工作点向量、系统等式约束、系统不等式约束,形成中压柔性直流铁路牵引供电系统运行域模型,并给出模型的解析化求解方法。最后,通过算例求解得到机车牵引电流和机车运行位置需满足的运行域解析表达式,实现对中压柔性直流铁路牵引供电系统的供电安全性评价。本文工作可为中压柔性直流铁路牵引供电系统的安全运行和调度提供参考。

基于气体成分分析的变压器过热隐患预警方法

作者：谭翼坤；陈明；黄腾；乔苏朋；李志军

摘要：目前,油中溶解气体分析是油浸式变压器状态分析最为可靠的方法之一。本文针对变压器过热隐患,提出一种基于气体成分分析的变压器过热隐患预警方法。首先,采用K级差分法及一分类支持向量机建立能够识别变压器早期隐患的预警模型;其次,遵循特定的告警触发机制,综合判断当前变压器是否存在过热隐患;最后,经过变压器真实数据验证表明,本文所述方法具有较高的辨识灵敏度。

工程教育研究

工程教育专业认证背景下的形成性评价

作者：史敬灼

摘要：形成性评价是一种教学方法,是以课程教学过程中的过程性评估为基础的因材施教,其目的是为了有针对性地持续改进教学活动。通过形成性评价,可以在课程教学过程中考察和评估学生的学习状态,及时发现问题并予以纠正,帮助学生达成课程目标。本文介绍作者在本科电气工程及其自动化专业“电力电子技术”课程教学中进行的形成性评价尝试。

基于学情混杂控制的课程质量评价持续改进模式研究

作者：龙璇；段斌；柯其聪

摘要：持续改进能长期监测和提高高校的教学质量,如何基于评价结果进行科学有效的课程教学持续改进已经成为当下的热点课题。本文引入因果推断科学的“后门调整法”,分析了学情混杂控制对于教学因果推断具有的重要作用,从机理上解释了为什么需要加强包括学习动机、策略、情感、态度和价值观等多元化内容的过程性评价,提出了基于学情混杂控制的持续改进模式。首先基于多元化评价内容分析存在的学情混杂因子,构建课程教学因果图,并引入后门调整法控制混杂变量,计算教学方法对学习成果的因果效应;其次,提出消除混杂干扰的改进措施,并通过因果图分析改进的理由以及干预效果;最后,在教学中进行实施,并依据新的评价结果制定未来改进计划。实践结果表明该模式具有科学性和有效性。

基于前门调整法的“项目式学习”过程考核设计与课程质量评价

作者：钱辰；旷怡；章兢

摘要：工程教育是我国高等教育的重要组成部分,而工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度,也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。“项目式学习”是应对工程教育专业认证考察学生能力要求的一种新兴课程教学方法,因为受学生“惰性”等混杂因子影响,常规课程质量评价中的考试成绩无法真实反映学生在学习中所能获得的能力提升。本文引入因果推断科学的前门调整法,在面临难以控制与观测的混杂因子时,一方面指导优化项目式学习的教学与考核设计,以改进混杂因子对学习和成果两方面的不利影响;另一方面用于评价项目教学法对于学生学习成果的真实因果效应。

技术与应用

一种新型变压器稳态比率差动保护系数校验方法

作者：王海波

摘要：针对幅值法校验变压器稳态比率差动保护系数计算量大、易出错、耗时长等缺点,提出一种通过在初始平衡态下改变变压器任一侧电流的相位产生差动电流从而精确获得保护动作点的方法,该方法具有制动电流恒定、计算量小、易操作、节省时间等优势。以RCS—978G变压器保护装置为试验对象,分析差动保护的幅值、相位及消零处理方式,总结幅值法校验步骤,给出所提相位法的原理及校验方法,最后通过试验对比分析幅值法与相位法的实际应用效果。结果表明,相位法在测量精度及校验耗时方面优势明显,具有推广价值。

一起有载分接开关带电补油致气体继电器误动事故分析

作者：乔胜亚；周鸿铃；朱晨；杨森；李光茂

摘要：本文以一起在220kV变压器带电工况下对有载分接开关补油导致气体继电器误动事故为例,通过计算流体动力学（CFD）数值仿真,对比带电/停电补油过程中有载分接开关内部油流特性,得到气体保护误动的原因是带电情况下补油油温高于停电情况下。分析不同补油油温、开关内部不同油温、补油阀门突然关闭对气体继电器流速的影响,结果表明补油油温对气体继电器稳态平均速度影响较大,而有载分接开关内部油温对最大平均速度影响较大,同时补油过程中阀门突然关闭不会导致气体继电器误动。最后针对有载分接开关带电补油作业提出建议。

集成热工功能的调相机组非电量保护装置设计

作者：孙仲民；张晓宇；莫品豪；郑超；顾乔根

摘要：为了将调相机工程中的热工保护与分散控制系统解耦,并进一步提高热工保护的可靠性,需要将热工保护功能迁移至非电量保护装置。本文设计集成热工功能的调相机及变压器非电量保护装置,支持热工开入和非电量开入,可兼容多类信号采集,并针对各类热工信号特点设计了相应的保护动作元件。最后通过加强电源监视及三取二输出进一步提高保护动作的可靠性,降低保护拒动或误动风险。

基于边缘计算框架的电网基建智慧物联体系研究与实践

作者：王晓波；韩东兴；王东强

摘要：电网基建规模的持续扩大,对其精益化管理提出了更高标准,驱动电网基建智慧物联体系建设不断深入。本文以边缘计算框架定位及其在工地现场的灵活应用为切入点,在归纳电网基建工程现场物联体系建设与管理需求的基础上,以国网公司智慧物联体系与边缘计算框架相关标准为指导依据,提出基于边缘计算框架的电网基建云边协同体系与层次架构方案,并从设计实践、应用实践和功能实践角度对电网基建智慧物联体系当前的建设情况进行分析和总结。

基于动态建模技术构建输电网运行方式校核系统的探索

作者：唐涛南；刘海林；王卫；王腾飞

摘要：本文介绍一种基于动态建模技术构建输电网运行方式校核系统的思路和方法,旨在为电力企业的方式人员提供一套智能化的校核工具,通过对实时或假想中的电网进行动态模拟建模、自动校核和辅助决策,经历一次或多轮次的校核和优化迭代,实现对实时电网的运行方式及设计中的电网改扩建方案的快速验证,从而显著提高电网设计工作的科学性、准确性、经济性,降低设计风险,提高电网投资的效益。

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