2022年, 第42卷, 第5期　刊出日期：2022-10-31

  

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  基于改进变分模态分解和信息融合的故障选线

  兰飞, 林立成, 黎静华

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 1-14. https://doi.org/10.19718/i.issn.1005-2992.2022-05-0001-14

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  小电流接地系统发生单相接地故障时，传统信号分解方法难以准确提取故障特征，而且单一选线判据不能适应所有工况，容易造成误判，导致选线准确率不高。针对上述问题，文中提出一种基于参数寻优的改进变分模态分解和信息融合技术的故障选线方法。利用参数寻优变分模态分解的优良信号分解性能，将暂态零序电流准确分解为衰减直流、工频交流和高频振荡3个分量。通过融合工频分量综合相关系数和所有分量的相对能量系数两种判据，构造可靠性更高的综合选线判据。针对母线故障时，仅凭综合相关系数阈值来区分母线故障和线路故障存在主观性的问题，在综合相关系数基础上提出了工频分量极性比较法的辅助选线方法。该方法结合了三种选线判据，有效改善了单一判据选线准确率不高的问题。采用Simulink搭建l0kV配电网故障选线模型，仿真结果表明该方法不受中性点接地方式、接地电阻、故障初始角、故障位置的影响，具有较高选线准确率。
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  中高压直流变压器拓扑综述

  范世源, 王超, 向鑫, 杨欢, 李武华

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 15-24. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-05-0015-10

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  随着大量可再生能源与新型直流负载的接入，直流输配电方案正逐步取代传统交流方案，成为了极具潜力的电网互联形式。作为连接不同电压等级直流系统的关键装备，直流变压器已成为了相关领域研究的重点。经典直流变压拓扑具有成本低、功率密度高、运行效率高的优点，但受限于器件高频开关与承压受限的问题，难以拓展应用中高压领域。本文梳理总结了已有的低压、中压、高压直流变压器拓扑，并重点针对模块化多电平方案在中高压直流变压领域的应用现状与发展前景展开了讨论。
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  基于自适应锁相环的并网变流器暂态稳定提升策略研究

  凌扬坚, 付熙坤, 黄萌, 查晓明

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 25-32. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-05-0025-08

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  在弱电网发生故障下，并网变流器的锁相环容易与电网失去同步。因此，文中基于暂态能量函数模型提出一种自适应锁相环的控制策略，以提升变流器在弱电网下的暂态稳定性。首先，通过首次积分法建立了并网变流器的暂态能量函数模型，分析了变流器的暂态稳定性，并发现了由负阻尼带来的不利影响；然后，基于暂态稳定判据提出一种自适应锁相环控制策略，通过改变阻尼分布，从而扩大变流器的稳定域，实现提升变流器暂态稳定性的目的；最后，在MATLAB/Simulink不同工况下的仿真验证了所提暂态稳定性分析方法的正确性和所提改进锁相环的有效性.
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  基于改进经验小波能量熵的负载侧新能源占比定量研究

  鲍家伟, 王青松

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 33-43. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-05-0033-11

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  随着分布式新能源的大量接入，变电站中低压线路中除了确定分类的负荷，还增加了许多不确定的可再生能源功率成分。从经济性和清洁性的角度出发，必要定量分析其中的新能源占比，提升用户的用电质量水平。针对低压馈线处的电能质量信息，提出一种基于改进经验小波能量熵和长短期记忆（Long Short Term Memory,LSTM）神经网络的定量分析算法。该方法以经验小波变换为基础，将长时间序列分为等长的小段时间序列，分别进行经验小波变换；得到各个经验小波函数分量后，计算出各个特征分量的能量熵序列；再引人峭度的概念，对各个能量熵序列加权差异化处理，突出特征信息；最后利用LSTM神经网络进行分类处理，判断不同可再生能源占比的电能质量信息属于哪个区间片段。通过搭建仿真模型模拟现场实际数据，高效准确地定量分析可再生能源占比，并与其他传统方法对比，验证了该方法的有效性和优越性。
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  低漏电流非隔离型三相并网变换器协同控制策略

  王秀云, 王建, 刘闯, 裴忠晨, 林琳, 刘道鸿

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 44-54. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-05-0044-11

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  针对非隔离型并网变换器因缺少隔离环节导致的共模电压与泄漏电流固有问题，文中通过将滤波电容中点与并网变换器下桥臂公共点短接，来衰减户内供用电装置对地寄生电容耦合到电网侧的漏电流。首先，以并网变换器结构模型为基础建立其动态数学模型，结合漏电流产生原因及抑制机理，实现对共模电压的零序控制；其次，为限制LCL型滤波器的谐振峰引发的电压振荡，采用滤波电容电流反馈回占空比的有源阻尼控制方案；然后，针对零序控制与有源阻尼控制间的交互影响，借助LL型滤波器控制等效电路分析其产生原因，对比不同控制策略配置下共模电压波形与电网中谐波含量，确立高稳定精度与低谐波含量的控制方案；最后，通过仿真验证降低漏电流与平抑谐振峰的协同控制策略的有效性。
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  高温高压工况下NASA C3X涡轮叶片旋流冷却和冲击冷却的性能对比研究

  杜长河, 高银峰, 李洪伟, 洪文鹏, 张珂,

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 55-64. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-05-0055-10

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  文中建立了NASA C3X叶片前缘旋流冷却和冲击冷却结构，在高温高压工况下对旋流冷却和冲击冷却流动和传热特性进行了比较分析。考虑了10000、30000、50000、70000和90000五个进气腔室入口雷诺数。结果表明，与低参数条件相比，较高的冷气压力导致冷气速度较低，但仍具有较高的传热强度。旋流冷却喷嘴下方3X叶片靶面弧度较高，冷气流经时产生较高的向心力，冷气压力升高。随后冷气流经旋流腔室底部低弧度靶面，压力降低，流速升高，换热增强。旋流冷却产生带状高努塞尔数区域，并沿着下游方向均匀分布。冲击冷却在射流撞击位置产生椭圆状高努塞尔数区域，并且受到横流的作用沿着下游方向传热强度逐渐降低。在高温高压工况下，旋流冷却整体的平均传热强度较高，但由于对靶面冲刷的作用较强流动阻力较高。旋流冷却的综合传热因子高于冲击冷却，并且在高参数下随着雷诺数的升高，旋流冷却的优势更加明显。
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  输电工程双平臂抱杆动力性能分析

  李文斌, 金明, 周方, 马池, 廖赟, 谢志勇, 鞠彦忠, 王德弘

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 65-73. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-05-0065-09

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  双平臂抱杆是输电塔组立的主要起重设备。为了研究双平臂抱杆的动力性能，应用ANSYS有限元软件建立了双平臂抱杆的参数化数值模型，通过模态分析计算得出了前10阶自振频率，并分析了各阶振型对结构的影响；采用完全法对双平臂抱杆进行谐响应分析，得到了抱杆在受不同方向激励时平臂端部节点和杆顶节点的位移响应曲线，得出第六阶自振频率对双平臂抱杆动态性能影响最大；通过对实际工作状态下的双平臂抱杆进行瞬态动力学分析，得到了不同吊点位置下杆身标准节和双吊臂的最大应力响应曲线以及关键节点的位移响应曲线，进而分析结构在动态冲击荷载作用下的影响规律，建议抱杆在突然卸载工况下标准节和起重臂的冲击系数分别取1.1和0.6.
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  大规模风电接入对电网动态频率响应时空分布的影响

  张海锋, 李德鑫, 李秀杰, 庄冠群

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 74-82. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-05-0074-09

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  规模化风电并网将影响电力系统频率动态响应特性。文中将主导频率动态响应的同步发电机动态模型与电网直流潮流模型相结合，推导出考虑网络拓扑结构的机电动态模型。在此基础上，以母线频率为状态量解析电网频率动态响应的时空分布特征及其关键影响因素。分析常规控制下的风电机组在系统频率动态响应下与电网的交互过程，并结合推导出的母线频率时域响应模型揭示风电并网对系统频率动态响应时空分布特征的影响机理，提出计及风电并网的系统频率动态响应时空分布量化指标。文中通过EEE16机68节点系统母线频率响应轨迹的量化分析直观说明了电网频率动态响应的时空分布特征，并研究了风电并网对的电网频率动态响应时空分布的影响.
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  基于改进和声搜索算法的微电网优化调度研究

  李现宝, 张可

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 83-89. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-05-0083-07

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  微电网作为智能电网中至关重要的一部分，以分布式发电（DG）、储能系统（ES）和负荷用户为调控对象，在上级电网正常运行时并网运行，在上级电网故障时能够实现孤岛运行。微电网优化调度对保护环境、提高经济性和提高电网稳定性具有重要作用。文中以最小化微网运行成本、环境保护成本和失负荷惩罚成本为目标建立微电网多目标优化调度模型，并基于动态概率参数和虚拟适应度提出一种改进多目标和声搜索算法应用于本文提出的微电网优化调度模型。以中国北方某微电网为例进行仿真分析。仿真结果表明，文中所提出微电网优化调度方法能够在消纳新能源发电的同时提升微电网的经济性、环保和供电可靠性。
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  递归式变分模态分解在电力变压器声音信号降噪中的应用#br#

  邵春雨, 窦会光, 张海东, 杨彦军, 刘刚, 孙文明

  东北电力大学学报. 2022, 42(5): 90-96. https://doi.org/10.19718/j.issn.1005-2992.2022-05-0090-07

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  针对电力变压器声音信号易受噪声干扰问题，提出了一种基于递归式变分模态分解（Re-cursive Variational Mode Decomposition, RVMD）的声音信号处理方法。首先，对三种常见的模态分解方法进行仿真分析，对比三种方法在信号自动分解和抗模态混叠方面的特点；采样高斯信号对以上三种方法进行等效滤波特性分析，阐述其滤波特性；最后，选用RVMD方法对实测电力变压器声音信号进行降噪处理。仿真与实测数据分析表明：RVMD具有类似变分模态分解（Variational Mode Decomposition, VMD）的带通滤波特性，具有抗模态混叠能力；RVMD可有效去除电力变压器声音信号中的噪声和干扰，具有良好的工程应用价值。