摘要：固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)因具有转换效率高、无污染物排放、运行噪声低等特点被视为前景广阔的绿色发电技术之一,其被广泛应用于电力系统和交通运输等领域。针对SOFC稳态模型的参数优化设计问题,提出了一种基于混沌博弈优化(chaosgameoptimization, CGO)方法的SOFCs参数提取框架。同时,利用芬兰燃料电池技术公司Elcogen生产的陶瓷阳极支撑型平板式低温单体燃料电池(ASC-400B)工作于两种不同温度(即600℃和700℃)下的实验数据以及美国蒙大拿州立大学开发的基于物理模型的5 kW级管式SOFC电池堆栈模型在两种不同温度(即850℃和950℃)下的仿真数据,分别对所提框架、蒲公英优化器(dandelion optimizer, DO)、平衡优化器(equilibrium optimizer, EO)、粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法和白鲨优化器(white shark optimizer, WSO)的参数提取的性能进行了深入的研究和分析。测试结果表明:相比于DO、EO、PSO和WSO,CGO能够准确、稳定且快速地提取上述各种SOFCs的模型未知参数,为SOFCs的系统建模提供了一种高效的方法。

摘要：为实现基于电网换相换流器与模块化多电平换流器(LCC-MMC)的混合三端直流输电系统送端交流故障下的直流低电压穿越,提出兼顾传输容量与响应速度的自适应电压协调控制策略及有功功率分配策略。在维持故障期间功率续传的前提下,定量分析了模块化多电平换流器(MMC)的降压值以减少传输功率的绝对值损失量,并设计MMC根据本地直流电流偏差快速减投子模块总数的降压方式;考虑到半桥型MMC的调制比约束,设计正极MMC定量吸收无功功率与负极MMC动态调整交流电压参考值的换流站极间协同控制策略;同时,为抑制从站的过电流及避免送端严重交流故障时主站的潮流反转,提出各受端换流站有功功率自适应调整的控制方式。最后通过对输电系统送端交流电压跌落不同幅度时的故障穿越效果进行仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。

摘要：变电站中的避雷器在地震中易受破坏,对其进行抗震评估分析是必不可少的。为研究220 kV避雷器的抗震性能和地震易损性,建立了220 kV氧化锌避雷器-支架体系的精细化有限元模型。基于数值模拟,首先,对其进行地震响应分析,研究了避雷器的地震响应特点和抗震能力;其次,对避雷器进行了在地震动、电气设备结构和认知等多重不确定性下的地震易损性分析;最后,建立概率地震需求模型拟合得出避雷器的失效概率与地震峰值加速度的关系曲线,即易损性曲线。结果表明:在9度设防地震作用下,220 kV氧化锌避雷器抗震能力较强,失效概率仅为0.03;支架放大系数为1.915,大于现行规范中规定的最小取值1.2,说明在实际研究中应考虑支架的实际放大作用。在地震易损性分析中,该避雷器的抗震能力中值为0.79 g。随着所考虑的不确定因素的增加,当遭遇的地震强度低于设备的抗震能力中位值时,电气设备的失效概率增大,当遭遇的地震强度高于设备的抗震能力中位值时,失效概率则降低。说明在分析电气设备的地震易损性时,应考虑多重不确定性的影响。本文的研究为避雷器的抗震设计以及在不同地震强度下的失效概率提供了有益的参考和借鉴价值。

摘要：针对传统电力变压器电磁场仿真模型需要占用大量磁盘空间,运行功耗大,运算极为消耗计算资源等问题,提出一种基于轻量化混合门结构网络(lightweight hybrid gate recurrent unit network,LH-GRUNet)的变压器电磁场仿真方法。首先针对单相E芯变压器设计了一种混合门结构网络模型,实现了变压器铁芯和绕组的电磁场仿真;进一步,提出一种神经网络轻量化方法,通过删除模型全连接层中的冗余参数以压缩模型所需的存储空间与计算资源,最终实现变压器电磁场的低功耗、快速仿真。此外,基于LH-GRUNet的变压器电磁场仿真模型能够有效降低其运行所需的存储空间与计算资源,使其能够在几乎不损失模型精度的前提下应用于体积小、功耗低的边缘计算平台。

摘要：无线传能复合绝缘子长期面临雨雾及污秽的恶劣环境挑战,其高效可靠的电能传输状态对环氧复合物的外绝缘能力提出了严苛要求。通过分子结构设计的方法改善环氧复合物憎水性能可以有效地提升其外绝缘性能,然而这种方法存在降低环氧复合物热学及机械性能的隐患。本研究采用特种双酚A改性环氧树脂作为改性剂,抑制了环氧复合物中羟基的含量,从而将环氧复合物的憎水性能及憎水迁移性能最大提升了24.61%和51.21%。改性环氧复合物断面粗糙度的增加阻碍了应力的传播,增强了其拉伸强度。环氧复合物表面水分的附着受到抑制,从而提升了环氧复合物在水珠及污秽条件下的外绝缘性能,经过6 h实验电压为4.5 kV的耐漏电起痕实验后,环氧复合物表面蚀损深度最高下降了86.18%,同时环氧复合物的污闪电压提升了13.78%。对环氧复合物的热学及机械性能进行测试,特种改性剂的添加对其热稳定性及拉伸强度影响不大,本研究在不降低环氧复合物热学及机械性能的同时,有效改善了其外绝缘性能。本文研究结果可为无线传能复合绝缘子等外绝缘设备的绝缘材料设计方法提供一定参考。

摘要：泥石流是我国西南山区常见的地质灾害。架空输电杆塔在泥石流的冲击下往往发生基础破坏甚至会造成杆塔倒塌。首先采用光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,简称SPH)方法和有限元方法(finite element method,简称FEM)相耦合的三维数值方法模拟了泥石流对杆塔基础的冲击作用;在与相关模型试验结果验证的基础上,开展了不同泥石流密度、黏度系数及初始速度条件下对输电塔基础的冲击力作用的参数分析;研究结果表明:随着泥石流初始速度的增加,冲击力峰值会随之增大;前排基础的冲击力峰值均大于后排基础;泥石流冲击过程特性受到泥石流密度和黏度系数影响。与稀性泥石流相比:黏性泥石流冲击基础后,基础下游真空区相对要小;此外,将数值模拟结果与Kwan冲击力公式及铁二院推荐的冲击压力设计公式预测值进行对比分析可以发现:Kwan冲击力公式能较好地预测出基础所受泥石流冲击力的平均趋势,最大预测误差低于30%,铁二院公式预测的稀性和黏性泥石流的冲击压力平均偏低分别约17%和28%。相关研究结果有望为泥石流频发区域输电塔基础的设计和风险评估提供一定的参考依据。

摘要：在交流电流测试领域,交流小电流的校准溯源一直是该领域的难点。归纳分析了目前研究和生产领域常用的测试方法,并分析了各自的优劣势,提出了一种基于交流电流比较仪的新方法,将交流小电流溯源到mA级较大交流电流,并设计了校准装置,将交流电流测量能力扩展到1μA(10 Hz~10 kHz),准确度达到0.05%。

摘要：变电站作为电力运输的中转站,是城市运转、人民生活的重要基础设施。变电站在运行过程中,经常发生因位置偏僻,不支持机器人或无人机直接进行探测而造成的设备运作温度检测不及时的问题。传统的变电站设备缺陷识别算法是基于机器的学习算法,精确度较低,只适合单个设备类别的缺陷检测,易受环境的影响。基于此,文中提出一种识别变电站设备红外缺陷的方法。首先,基于Faster R-CNN算法的设备识别,对6种类型的变电站设备包括套管、绝缘体、电线、电压互感器、避雷针和断路器进行目标识别,以实现设备的精确定位;然后,基于稀疏表示分类(SRC)的算法获得输入样本的实际标签;最后,基于温度阈值判别式算法,在设备区域中识别设备温度的异常缺陷。文中的方法实现了在红外线图像下的设备识别和缺陷检测,运用文中设计的方法对6类设备的红外图像进行检测,准确率达到91.58%,不同类型设备缺陷的平均识别准确率为91.62%,整体缺陷图像的识别准确率达到87.62%。实验结果表明了该方法的有效性和准确性。

摘要：电网工作人员常带电设施作业,导致触电事故的现象时有发生,亟须合适的电场测量及安全预警装置。根据此类需求设计了一款基于空心线圈的新型传感器,为实际复杂工况下的电场测量提供新的解决方案。首先研究输电导线上的电流与其附近磁场强度的规律以及反向串联结构测量原理,结合合适的积分电路得到传感器在微分工作状态下的最优设计。然后根据电场测量反演规律,设计空心线圈型高频带电流传感器。最后通过分析空心线圈传感器的稳态和动态响应性能,验证了所设计的空心线圈传感器具有较宽的频带和测量范围,能有效抵御外界磁场干扰,且暂态与稳态响应性能满足实际需求。

摘要：目前,数据驱动的暂态功角稳定评估模型的研究和测试主要在小规模算例系统进行,在实际电网的应用检验不足,其内在原因是图深度学习中的局部信息提取特点与功角稳定全局性的矛盾尚未解决。为此,设计一种深层级联残差图卷积模型,利用含残差连接的深层级联结构,实现模型层数堆叠性能的有效提升。利用MinMaxPooling模块,使模型参数与系统规模解耦。该模型结构设计与节点数量无关,可以解决数据驱动模型应用于大规模实际电网的问题。在某5419个节点的实际区域电网进行测试,结果验证了所提模型的有效性和实用性。