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基于数字孪生的变换器故障诊断
1
作者 陈炜骏 王海平 +3 位作者 洪峰 刘云祥 郭强 姚海燕 《电光与控制》 北大核心 2025年第8期109-113,共5页
针对航天器电源系统状态检测和故障诊断的复杂性问题,提出了一种电力电子变换器的非侵入式实时监测方法。首先,搭建变换器物理模型的数字模型,其次,将从物理模型采集到的输出电压输入数字模型,根据物理模型和数字模型的输出电压和纹波... 针对航天器电源系统状态检测和故障诊断的复杂性问题,提出了一种电力电子变换器的非侵入式实时监测方法。首先,搭建变换器物理模型的数字模型,其次,将从物理模型采集到的输出电压输入数字模型,根据物理模型和数字模型的输出电压和纹波构建目标函数,运用粒子群优化算法更新数字模型的元器件参数,最终实现对物理模型的故障诊断。实验结果表明,所提方法故障诊断所需时间短,参数识别平均精度较高,能够实现变换器的实时监测。 展开更多
关键词 航天器电源系统 数字孪生 变换器 故障诊断 粒子群算法
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同步发电机RTDS实时仿真建模及单相接地序阻抗参数辨识
2
作者 邢海青 姚海燕 +3 位作者 张旭峰 郭强 王井南 周念成 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第8期75-84,共10页
同步发电机是电网的重要组成部分,准确地建立同步发电机的参数模型,是对其进行分析和计算的基础。本文首先搭建了同步发电机实时数字仿真系统(RTDS)模型;然后在同步发电机等效电路图、磁通链方程、电压方程的基础上,推导其单相接地短路... 同步发电机是电网的重要组成部分,准确地建立同步发电机的参数模型,是对其进行分析和计算的基础。本文首先搭建了同步发电机实时数字仿真系统(RTDS)模型;然后在同步发电机等效电路图、磁通链方程、电压方程的基础上,推导其单相接地短路暂态定子电流表达式;以短路电流计算值间标准化误差平方和最小为目标,通过单相接地短路电流试验值与辨识得到的参数计算所得,加入收敛因子对海鸥算法迁徙模型进行改进,提出同步发电机单相接地序阻抗参数辨识方法;最后通过对一台真实的同步发电机进行短路实验和RTDS模拟进行比较,证明了该辨识方法的正确性。本文方法将实验测量与智能算法相融合,以短路试验故障电流为基础,结合改进的海鸥优化算法的快速收敛特性,提高了同步发电机参数辨识的准确性。 展开更多
关键词 同步发电机 单相接地故障 参数辨识 海鸥优化算法
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量子通信优化下配网系统日内多目标运行控制研究
3
作者 钱浩 董志会 +3 位作者 项俊栋 郑杰文 唐志鹏 郭强 《电测与仪表》 北大核心 2025年第2期107-116,共10页
量子态具有叠加的性质,即同一量子比特可以同时处于多个状态。这种叠加特性会导致配网系统的不确定性增加,难以准确控制配网系统中的状态变化,增加了能源损耗,降低了配网系统的整体性能。为此,提出了在量子通信优化下,针对配网系统日内... 量子态具有叠加的性质,即同一量子比特可以同时处于多个状态。这种叠加特性会导致配网系统的不确定性增加,难以准确控制配网系统中的状态变化,增加了能源损耗,降低了配网系统的整体性能。为此,提出了在量子通信优化下,针对配网系统日内多目标运行的方法。引入量子通信是其能够应对调度过程中的高不确定性、保障数据安全传输并提升调度效率。利用量子通信的高安全性、大容量传输和强抗干扰能力,解决传统通信方式在配电网调度中的局限性。该方法在计算功率损耗成本、协同控制投资成本及柔性负荷成本的基础上,构建了多目标协同优化模型。同时,考虑到量子通信的特性,建立了包括功率平衡、配网运行平衡、柔性负荷转移平衡及负荷波动等在内的约束条件,使模型能够更好地适应量子通信环境。为了求解这一多目标协同优化模型,将帝国竞争算法与遗传算法相结合,并引入了量子态概率的概念。通过遗传算法的交叉操作改进帝国竞争算法的种群进化和基因组合过程,从而避免陷入局部最优解,实现量子通信配网系统的优化协同控制。在仿真测试中,针对日内12小时的时间尺度,所提出的方法在应用中显著降低了配电网的功率损耗,使其低于50 kW,相比之下,现有研究方法的功率损耗则高于60 kW。同时,所提方法的配电网经济成本也较其他方法降低了50万元。这一结果表明,所提出的量子通信配网优化协同控制方法在提高系统经济性和稳定性方面效果显著,能够确保量子通信配网系统在日内时间尺度内的安全稳定运行。 展开更多
关键词 改进帝国竞争算法 遗传算法 量子通信 多目标协同模型
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考虑数据中心负载灵活性的电力系统运行可靠性评估方法 被引量：13
4
作者 王辉东 高晋坤 +3 位作者 黄佳斌 余娟 钱少锋 姚海燕 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第21期96-105,共10页
大数据时代数据中心的规模逐年攀升,并且具有高能耗、高弹性和互联互通的负载灵活性。然而当前电力系统运行可靠性评估研究忽略了数据中心的负载灵活性,导致评估结果不准确,且无法反映数据中心的能效状态。为此,首先基于数据中心之间的... 大数据时代数据中心的规模逐年攀升,并且具有高能耗、高弹性和互联互通的负载灵活性。然而当前电力系统运行可靠性评估研究忽略了数据中心的负载灵活性,导致评估结果不准确,且无法反映数据中心的能效状态。为此,首先基于数据中心之间的互联互通和算力负载异地转移特性,提出了数据中心负载灵活性模型。其次,建立了包含数据中心能效与运行可靠性贡献等指标的电力系统运行可靠性评估指标体系。并进一步考虑电负荷、数据中心算力负载和风光等随机性因素,建立了考虑数据中心负载灵活性的电力系统运行可靠性评估模型,提出对应评估方法。最后,通过IEEE RTS算例和实际电网算例进行仿真,结果表明数据中心的负载灵活性不仅有助于可再生能源消纳和电力系统安全可靠运行,还有助于数据中心节能降耗。 展开更多
关键词 数据中心 负载灵活性 电力系统 运行可靠性评估
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考虑多维性能衰减的储能电池系统运行可靠性评估方法 被引量：6
5
作者 王辉东 王博石 +4 位作者 张盛 余娟 姚海燕 邢海青 郭强 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第19期12-20,共9页
储能电池系统的发展是推进“双碳”目标的关键所在,伴随而来的却是储能电站的安全隐患,亟需对储能电池系统的可靠性进行准确评估。为此,提出考虑多维性能衰减的储能电池运行可靠性评估方法。首先,提出了基于高斯过程的储能电池性能衰减... 储能电池系统的发展是推进“双碳”目标的关键所在,伴随而来的却是储能电站的安全隐患,亟需对储能电池系统的可靠性进行准确评估。为此,提出考虑多维性能衰减的储能电池运行可靠性评估方法。首先,提出了基于高斯过程的储能电池性能衰减过程电压特征量分布计算方法,计算充放电循环过程中电压特征量的概率分布,为刻画电池性能衰减提供了重要维度。然后,提出了基于多维通用生成函数的储能电池系统运行可靠性评估方法,通过电压特征量和容量的概率分布计算储能电池单体的可靠性。进而定义可考虑储能电池拓扑连接情况的串并联关系函数,计算储能电池系统整体的可靠性。最后,基于NASA储能电池数据的算例仿真表明所提方法能够实现储能电池系统可靠性的精准评估。 展开更多
关键词 储能电池 性能衰减 可靠性评估 通用生成函数 高斯过程
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基于中低频零序扫描阻抗的配电变压器容量检测方法 被引量：3
6
作者 缪宇峰 汪李忠 +4 位作者 郭强 俞啸玲 留毅 池源 张金鑫 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2022年第7期64-71,共8页
配电变压器是配网的重要电气设备之一,配电变压器容量的检测对配网的稳定优化运行起着至关重要的作用。针对实际运行中可能出现配电变压器铭牌丢失,铭牌容量与实际不相符等问题,本文提出了一种基于中低频零序扫描阻抗的配电变压器容量... 配电变压器是配网的重要电气设备之一,配电变压器容量的检测对配网的稳定优化运行起着至关重要的作用。针对实际运行中可能出现配电变压器铭牌丢失,铭牌容量与实际不相符等问题,本文提出了一种基于中低频零序扫描阻抗的配电变压器容量检测方法。首先根据传统扫频阻抗法得到低频激励下不同容量的常规变压器零序阻抗扫描参考曲线;其次因传统阻抗扫描法电源加在变压器高压侧,实验要求高,提出了在变压器低压侧进行实验的断线法,然后利用断线法测量待测变压器的中低频零序阻抗扫描曲线,并定义了幅值相似度指标,通过判断待测变压器的零序阻抗扫描曲线与所给零序阻抗扫描参考曲线的相似度来检测变压器的容量。最后,搭建了仿真和实验平台对所提算法有效性进行验证,结果表明,本文所提方法能准确检测出配电变压器的实际容量,实现配电变压器容量测量。 展开更多
关键词 配电变压器 容量检测 扫描阻抗 中低频率
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基于多尺度卷积神经网络的变压器故障诊断方法 被引量：24
7
作者 王辉东 姚海燕 +3 位作者 郭强 俞啸玲 张旭峰 丛龙坤 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期104-112,共9页
为了提高变压器故障识别的诊断精度,提出一种基于多尺度卷积神经网络模型的变压器故障诊断方法。首先,在1DCNN结构基础上设计2个多尺度卷积模块,构造变压器故障识别模型的总体结构。其次,针对样本特征较少问题,采用基于比值法的特征扩... 为了提高变压器故障识别的诊断精度,提出一种基于多尺度卷积神经网络模型的变压器故障诊断方法。首先,在1DCNN结构基础上设计2个多尺度卷积模块,构造变压器故障识别模型的总体结构。其次,针对样本特征较少问题,采用基于比值法的特征扩充方法,将样本特征由5维增强至25维;针对故障样本量少以及故障间样本数分布不平衡问题,采用基于对抗生成网络的样本数增强方法,生成大量模拟样本。最后,利用改造后的数据集对所设计的模型进行训练与测试。结果表明,模型平均准确率为93.24%,与相关主流方法在不同数据集下实验对比,本模型表现效果良好。 展开更多
关键词 变压器 故障诊断 油中溶解气体 比值法 多尺度卷积神经网络 对抗生成网络
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基于混合整数二阶锥规划的恢复供电策略 被引量：12
8
作者 张盛 汪李忠 +3 位作者 刘航 刘星 郑丽娟 王彤 《电网与清洁能源》 北大核心 2022年第3期32-41,共10页
由于分布式电源和储能装置的接入,有源配电网经故障隔离后供电恢复优化问题的复杂性显著增高。针对有源配电网故障后的恢复控制问题,提出了利用联络线和孤岛划分恢复失电负荷的方案。建立多目标恢复控制的数学模型,详细描述模型中的潮... 由于分布式电源和储能装置的接入,有源配电网经故障隔离后供电恢复优化问题的复杂性显著增高。针对有源配电网故障后的恢复控制问题,提出了利用联络线和孤岛划分恢复失电负荷的方案。建立多目标恢复控制的数学模型,详细描述模型中的潮流约束、分布式电源出力约束和安全稳定运行约束;利用二阶锥技术对潮流模型进行凸松弛,利用多权重法对多目标优化进行转化,将原问题转化为单目标的混合整数二阶锥模型;在决策前先建立孤岛划分方案,再将孤岛划分后的仍失电负荷作为目标函数,使恢复决策结果充分考虑联络线和孤岛划分。在改进IEEE33节点系统上对2种故障场景均给出了恢复供电方案。算例仿真结果表明,与仅考虑孤岛恢复方案相比,所提方案不仅对单点故障恢复问题能快速求解,且对于复杂多点故障恢复问题也能快速给出最优复电方案,并实现失电负荷最大化恢复供电,扩大有源配电网失电区域复电范围,从而提高有源配电网持续供电的可靠性和新能源电源的消纳水平。 展开更多
关键词 有源配电网 混合整数二阶锥规划 自愈控制 恢复供电策略 孤岛划分
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