抢鲜看｜《电气技术》2022年第6期目次及摘要

综述

深度学习在电力设备缺陷识别中的应用进展

作者：臧国强；刘晓莉；徐颖菲；陈雨露；李文波

摘要：利用深度学习可以在电力设备缺陷识别中智能、高效、准确地识别出电力设备图像中的缺陷。本文阐述了缺陷识别的意义和背景,概括了主流的深度学习缺陷识别模型及其改进与优化,总结了当前市场的应用情况,分析了面临的挑战和难点。最后,从自动机器学习、样本数据库构建、电力知识图谱等方面分析深度学习在未来电力设备缺陷识别中的发展趋势。

研究与开发

基于相似波形的漏磁检测缺陷信号小波分解及提取方法

作者：杨杰；李红梅；赵春田；杨洪礼

摘要：漏磁检测技术被广泛应用于铁磁构件缺陷的检测和量化评估,其对缺陷形状、尺寸的三维反演成像、量化能力,尤其是对常见的自然（腐蚀、疲劳）复杂缺陷的三维成像能力,是漏磁检测技术水平的核心标志之一。

由于实际缺陷形状不规则、常包含多个坑点,致使其漏磁检测信号彼此影响。为提升复杂缺陷的成像精度和数据处理速度,从漏磁信号里自动分解并剥离出对应缺陷的信号是很重要的前置工作。

本文提出一种基于相似波形的漏磁检测缺陷信号小波分解及提取方法,用于自动分解并拾取每个缺陷的漏磁检测信号,并自动确定每个缺陷的位置及边界,以备后续利用其完成对缺陷的三维反演成像。

该方法基于实际检测到的缺陷漏磁信号的形态特征,匹配与其波形最相似的小波基;用选取的小波基对每个通道的漏磁检测信号进行多尺度分解,得到每个通道信号的小波高频系数;再根据小波系数特征确定每个通道信号中存在的缺陷数量和缺陷所在的位置,并提取每个通道各处缺陷的漏磁信号;最终通过判定缺陷信号相邻通道的连通性,将所在连通区域内的缺陷信号进行集成,得到各处缺陷的信息集,从而实现对所有缺陷漏磁检测信号的提取。

本文提出的方法可用于对复杂缺陷漏磁检测信号的准确和快速提取、分离和集成,为后续缺陷的三维反演成像奠定基础。

基于三矢量模型预测控制的T型三电平整流器定频控制策略

作者：许嘉杰；李锐华；胡波

摘要：针对T型三电平整流器存在中点电位不平衡的问题,模型预测控制（MPC）对于改善和提高T型三电平整流器控制性能具有良好的应用潜力,但传统的有限集模型预测控制存在算法计算量大、权重因子调整困难、开关频率不固定等缺陷,会直接影响模型预测控制在T型三电平整流器中的应用效果。

针对以上问题,提出一种基于快速矢量选择的三矢量定频模型预测控制算法,利用无差拍的思想将电流跟踪转化为电压跟踪,剔除远离参考电压矢量和对中点电位平衡调整不利的电压矢量,并根据参考电压矢量确定控制周期内的开关矢量。在此基础上,利用电压跟踪代价函数得到开关矢量的作用时间,最终根据切换顺滑原则得到开关序列,最后进行仿真研究。

研究结果表明,与传统有限集模型预测控制相比,所提方法能够大大减小计算量,实现固定开关频率,从而减小电压和功率脉动,获得良好的控制性能。

永磁直线同步电动机迭代超螺旋滑模控制

作者：贺玉晓；王丽梅

摘要：针对永磁直线同步电动机（PMLSM）伺服系统易受周期性扰动、参数摄动、摩擦力等不确定性因素影响而导致位置跟踪精度下降的问题,本文提出一种迭代超螺旋滑模控制方法。利用超螺旋滑模控制抑制不确定性因素的影响,增强系统的鲁棒性;迭代学习用于补偿周期性扰动并采用一种新型的学习律削弱系统抖振。基于Lyapunov稳定性理论,对控制系统的稳定性进行分析证明。仿真结果表明,所提控制方法能够提高PMLSM伺服系统鲁棒性,提高位置跟踪精度。

计及阻塞管理的虚拟电厂与配电网协同运行策略

作者：兰威；陈飞雄

摘要：新型配电网系统中,作为管理分布式资源的一种有效手段,虚拟电厂示范点开始集中涌现。多个虚拟电厂接入配电网后,若缺乏对内部资源协调及配电网的引导机制,将导致虚拟电厂收益低下与配电网潮流越限的问题。对此,本文构建虚拟电厂内产消者互助的点对点电能共享机制,并以电价引导方式建立虚拟电厂与配电网的协同运行模型。

首先,虚拟电厂内采用分布式方法协调各类型产消者的电能管理,并求得对外与配电网的交互策略;同时,配电网基于拉格朗日乘子得到阻塞价格引导各虚拟电厂调整交互策略,实现在多虚拟电厂接入场景下的安全运行。最后,经算例验证表明,本文方法能兼顾配电网运行的安全性与虚拟电厂的经济性。

电池储能抑制直流配电网振荡的控制策略研究

作者：王立娜；谭丽平；徐志强；罗磊鑫；李云丰

计及可靠性的风光互补发电系统容量优化配比研究

作者：宋宇；李涵；楚皓翔；李斌

摘要：风电、光伏发电系统具有天然的波动性与随机性特点,使发电系统风险评估难度增加。本文采用序贯蒙特卡洛算法对发电系统可靠性进行研究,再以发电系统规划与运行的总费用期望等年值最小为优化目标,综合考虑可再生能源规划建设成本、可再生能源年度补贴收益、常规火电机组年度运行成本、发电系统碳市场收益及系统电量损失总成本等因素,构建计及发电系统可靠性的风光机组容量配比优化模型。最后研究典型算例IEEE-RBTS系统下风光发电容量最优配比,并在某区域电网进行仿真分析,验证了该模型的有效性。

虚拟同步发电机带脉冲负载运行特性研究

作者：周美权；徐晔；黄克峰；姚卫波；崔灏然

摘要：为研究虚拟同步发电机（VSG）带脉冲负载的运行规律,提高VSG带脉冲负载性能,本文搭建VSG带脉冲负载仿真模型,分析VSG参数对系统运行特性的影响规律,以及脉冲负载占空比D、峰值功率P和开关周期T对VSG运行性能及输出电能质量的影响规律。通过对比分析不同有功环控制策略,针对脉冲负载输出特性选择最佳VSG有功环控制策略,并采用比例谐振（PR）控制消除传统比例积分（PI）控制之间存在耦合问题的影响,从而提高脉冲负载作用下VSG的电能输出质量。

含脉冲负载光储微电网运行特性研究

作者：崔灏然；王金全；黄克峰；姚卫波；周美权

摘要：脉冲负载的暂态特性会对光储微电网的稳定运行产生不利影响,为了分析含脉冲负载光储微电网的运行特性,探究提升光储微电网电能质量的途径,本文对含脉冲负载的光储微电网进行仿真建模和试验测试,分析脉冲负载峰值功率PL、脉冲周期T及占空比D对光储微电网交直流母线电能质量的影响规律,并进一步探究光照强度变化对含脉冲负载光储微电网稳定运行的影响,为含脉冲负载光储微电网的应用设计提供依据。

智能变电站继电保护动作诊断系统

作者：孙仲民；吕航；熊蕙；张晓宇；顾乔根

摘要：为提高电力系统二次设备的运行安全性和运维效率,设计一种智能变电站继电保护动作诊断系统。该系统可集成于智能运维平台,通过分析保护动作时产生的各类报文信息和录波数据,对保护动作行为进行诊断。

首先建立基于统一语义的数据引用模型,实现诊断信息的自动匹配和采集;其次通过分析报文,在二次虚回路诊断图中快速定位异常虚回路,并给出异常原因;最后给出综合的保护动作诊断结果。诊断结果可整合为巡检报告,以减少定检、巡检的工作量。该系统不仅可用于指导保护动作分析,还有利于提高继电保护运维水平。

电动汽车及充电技术

无线电能传输磁耦合机构磁心解析模型与设计方法

作者：陈雨晨；陈凯楠；郑树轩；赵争鸣

摘要：本文研究含平板型磁心的磁耦合机构磁心厚度对电感的影响,建立磁心厚度对电感影响的解析模型。基于作者团队在前期研究中的等效磁路划分与磁阻计算,本文给出磁心磁阻的计算公式,对比之前不考虑磁心磁阻的磁路模型,给出新的考虑磁心磁阻的磁路,得到磁心厚度对电感的解析模型。结合线圈电流计算磁心临界饱和的厚度,给出磁心厚度设计下限。

有限元仿真研究表明,本文提出的模型与有限元仿真结果吻合。根据该模型结合双LCC电路拓扑进行优化设计,最终制作出一台3.3kW的无线电能传输样机,其传输功率和效率均满足设计要求,验证了该设计优化方法的正确性和适用性。

考虑线圈偏移的无线充电系统恒流/恒压输出研究

作者：张亚伟；王兴国；朱箫

摘要：在感应式电能传输（IPT）汽车应用中,由于线圈对不准而导致线圈自感、互感参数发生变化是不可避免的,最终会导致系统输出偏离恒定值、系统效率下降。针对上述现象,本文提出一种考虑线圈偏移的IPT系统恒流（CC）/恒压（CV）输出方法。

针对线圈自感变化导致的补偿网络失谐现象,通过调节全桥逆变器的开关频率使系统始终工作在谐振状态,逆变器输出满足零相角（ZPA）,效率提高;针对线圈互感变化导致的输出变化问题,通过全桥逆变器的移相调节使整流器输出维持在恒定值,即CC或CV。最后,搭建一套输出为96V/2A的实验样机验证理论的正确性。实验结果表明,IPT系统最高效率可达95.3%。

计及需求敏感性的电动私家车充电站规划

摘要：针对电动私家车,确定常规充电桩和快速充电站结合的充电模式。考虑电动私家车充电的空间集聚特性,融合配电网节点理论,开展常规充电桩规划研究。对于快速充电站,分析充电需求的敏感性,采用统计学思想、模糊理论和蒙特卡洛模拟法计算充电需求;提出可靠服务率的概念,构建计及充电站经济成本、服务能力和用户便利性的综合成本最优模型;采用遗传算法和加权Voronoi图联合求解该模型。最后,以某城市规划区充电站规划工作为例进行说明。

居民小区经营性电动汽车充电站投资建设研究

作者：刘动；孟晨旭；潘正阳；鲁籍元；李京南

摘要：电动汽车是消费侧电能替代的重要组成部分,高度契合清洁能源使用与绿色交通出行的要求,在“碳达峰、碳中和”国家战略的推动下,产销量大幅增长,汽车充电设施的需求空间巨大。个人电动汽车占电动汽车总量的绝大比重,通过在居民小区投建足量充电设施,从源头上规避公共充电站规划、选址等问题,是一劳永逸解决居民充电供需矛盾的方法。

本文通过对居民小区经营性新能源汽车充电站运营数据进行分析,开展投资收益比较,提出多方共赢的商业模式与投资建设模型,为未来的业务发展方向提出建议。