抢鲜看｜《电气技术》2021年第7期目次及摘要

中国电工技术学会活动专区

CES Conference

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。

综述

光伏阵列故障检测方法综述

作者：乔苏朋；杨艳；陈世群；高伟；杨耿杰

摘要：基于状态监测的故障诊断方法是提高光伏系统可靠性和安全性的有效实施途径。光伏阵列输出的非线性特性及其易受外界环境干扰的特点，导致传统保护装置难以检测到其直流侧故障。光伏阵列故障不仅会降低发电量、损害光伏组件，严重时甚至会导致大面积火灾。为解决该问题，专家学者们提出了多种光伏阵列故障检测方法，本文就常见的故障检测方法进行概述，首先分析光伏阵列故障检测的研究意义，然后介绍光伏阵列常见的故障类型，最后对常见检测方法的优缺点进行总结。

研究与开发

电网侧储能电站监控信息接入验收管控方法研究

作者：李琳；秦泽宇；刘啸

摘要：电网侧电池储能电站参照无人值班的公用变电站（公变）要求，在接入集中监控中心或调度主站自动化系统前，需组织进行监控信息接入验收。针对储能电站监控范围、信号取点要求、验收准备、验收方法等要求，全方位探讨如何规范开展监控信息接入验收管控，提出按照“分级分类取点、模块化加工、自动验收装置全验+人工抽验组合验收”的方法应对储能电站设备特殊、信息量大的特点，进行系统的监控信息接入验收管控的方法。该方法基于分级监控要求，综合考虑储能电站模块化特点，采用监控信息自动验收技术，对规范储能电站并网监控信息验收、提升验收效率有明显作用。某地区第一座储能电站采用所提的管控方法后，接入验收管理工作有序开展，验收效率大幅提升。

有源中点钳位型三电平并网逆变器多目标优化预测控制

作者：李倩倩；夏蓉花；刘战；邓斌；夏正龙

摘要：有源中点钳位型（ANPC）三电平变换器作为并网逆变器能够实现功率器件的热损耗平衡，适用于光伏发电系统。针对传统中点钳位型（NPC）三电平并网逆变器开关管发热不均衡等问题，本文提出一种ANPC三电平并网逆变器的多目标模型优化预测控制方法，基于三电平输出的开关状态需要遵循单位电平跳变的原则，剔除不符合跳变原则的开关状态，减少模型滚动优化的次数。针对开关管的发热不均衡问题，根据ANPC三电平并网逆变器的结构特点，通过对开关管的开通和关断损耗进行线性拟合，实时计算各开关管的功率损耗，把各开关管的不均衡损耗加入目标价值函数以实现不均衡损耗的最小化。最后通过ANPC三电平并网逆变器直接功率控制的实验结果验证了所提控制方法的正确性和有效性。

基于Spark框架的电网技改大修项目后评价系统设计与实现

作者：杨桦；董祯；孙祎；耿茜；李天然

摘要：项目后评价是项目管理过程的重要环节，目前电网技改大修项目只选取部分重点项目开展后评价试点，无法反映项目整体执行效果。本文介绍基于Spark框架开发技改大修项目后评价系统的过程，该系统利用大数据技术处理后评价基础数据，采用多层次模糊综合评价法对项目执行效果进行打分，为技改大修项目的常态化开展提供了技术保障。

不同层数扁线电机及其搭载整车性能分析

作者：马永志；杨良会

摘要：扁线电机由于效率高、散热能力强，且噪声、振动与声振粗糙度（NVH）好，逐渐成为新能源汽车驱动电机的发展趋势。随着驱动电机高速化的不断推进，扁线电机绕组涡流损耗表现尤为显著，影响电机效率的提升，同时带来电机散热难的问题。本文首先介绍扁线电机绕组涡流损耗的基本原理，仿真分析4层绕组、8层绕组电机的绕组损耗，进而计算两绕组电机方案的效率等高线图并比较分析；然后基于Cruise软件搭建整车仿真模型，两个电机方案得到两个整车模型，分别计算两整车模型的整车经济性，即基于标准工况的续航里程；最后通过分析比较得知，搭载8层绕组电机的整车续航里程略大。8层绕组工艺复杂度较大，但4层绕组高速绕组损耗过大，温升超限值，所以只能选择8层绕组电机方案。

一种基于改进网格搜索和广义回归神经网络的锂离子电池健康状态估计方法

作者：姚远；陈志聪；吴丽君；程树英；林培杰

摘要：为了准确估计锂离子电池的健康状态，本文提出一种新的基于改进网格搜索（GS）和广义回归神经网络（GRNN）的估计方法。首先，对集中的数据进行处理，并通过相关性分析方法，提取有效的特征数据，包括电压、电流等。其次，提出一种基于改进网格搜索和广义回归神经网络的回归模型来估计电池的健康状态。最后，使用两个锂离子电池公共数据集验证提出的估计方法。实验结果证明，与其他估计方法相比，所提方法在准确性、泛化性和可靠性方面具有优势。

3AP2—FI型断路器FA5操动机构壳体开裂原因分析及整改措施

作者：秦秉东；张晨；阮彦俊；赵伟杰

摘要：断路器是交直流输电系统中的关键设备，在交直流输电系统的运行中，断路器设备不仅故障频次高、故障类型繁多，故障原因也尤为复杂，深究断路器的机械原理，分析断路器的故障原因并提出相应的改进措施对直流系统的正常稳定运行尤为重要。本文对某换流站500kV  3AP2—FI型断路器FA5操动机构的壳体开裂进行原因分析和整改策略研究。通过对异常断路器机构解体检查，基于设备的机械原理分析和解体检查现象，分析得出断路器操动机构壳体开裂是由断路器储能电动机输出功率偏大导致。针对异常原因，本文给出相应的整改措施，并通过试验验证了其可行性和有效性。

气动力和电磁力耦合作用下的双分裂导线粘连振荡特性分析

作者：许智清；李楚

摘要：为分析粘连导线的振荡特性，本文提出气动力和电磁力耦合作用下的粘连导线振荡体系。首先，利用COMSOL软件模拟了随分裂间距变化的电磁力；然后，基于Runge-Kutta数值计算法，针对振荡体系求出粘连导线在不同风速、档距、初始间距下的位移时程曲线和振幅值；最后，基于方差分析法和响应面分析法，针对不同组合工况下的粘连导线振幅进行数值分析。分析结果表明，初始间距和风速的交互作用对粘连振荡的影响非常显著，气动力和电磁力的耦合作用是引起粘连导线振荡的主要原因；气动力和电磁力越大时，振荡体系获得的初始能量越大，粘连导线振幅越大。

不平衡治理模型预测优化控制策略

作者：张涛；郭绯阳；王君亮

摘要：由于配电网三相四线制系统存在不同程度的三相不平衡问题，为降低不平衡引入的负序及零序分量，保证供电系统电能质量，本文提出一种不平衡治理模型预测优化控制策略，基于三相四线制电容分裂式变换器拓扑结构的电能质量治理装置，构建0坐标系下的电流预测模型，设计新的价值函数并选择下一周期对应的开关状态，实现负序及零序电流补偿，保证三相不平衡条件下低压配电网的电能质量。最后，仿真和实验验证了该控制策略能够有效抑制系统中的零序电流，降低三相不平衡度。

基于坐标变换技术的无人机避障策略

作者：宋福根；吕学伟

摘要：由于人工巡检输电线路效率低且成本高，故采用无人机进行输电线路巡检已经成为一种趋势。避障是无人机巡检工作的重要一环，本文提出以极坐标变换后的电场强度均值为避障参量实现高精度避障。首先，说明基于坐标变换技术的无人机避障原理；然后，以单回输电线路水平排列方式为例，研究无人机巡检预警避障和极限避障策略；最后，根据实测的电场强度数据对避障策略进行验证。结果证明，基于极坐标系电场强度均值的方案能够准确高效地实现无人机避障目的。

500kV紧凑型同塔双回线路带电作业进入等电位绝缘梯研制

作者：王普寨；江雷；易南健；陈伟林；郭昊

摘要：500kV紧凑型同塔双回线路在带电作业中的安全距离有限、作业难度大，为此本文设计出一种180°旋转伸缩绝缘梯。该工具利用安全绳增加梯子的稳定性，以此提高作业的安全性；其可伸缩性增加了携带的便捷性，通过牵引绳控制梯子的伸缩。根据理论与实验分析，所研究的伸缩绝缘梯的绝缘强度和材料强度均满足使用要求，且相对于绝缘平梯，其安装更加便捷，操作更加简单，能为500kV紧凑型同塔双回线路带电作业提供更良好的作业条件。

基于注意力与长短期记忆网络的变压器代理模型

作者：金亮；冯裕霖；曹佳豪；王艳阳

摘要：由于需要考虑换能效率、噪声、体积和质量等因素，电力变压器的设计参数和性能数据往往十分复杂，因此，如何建立变压器代理模型是亟需解决的问题。采用代理模型的优化算法（SBO）能有效解决数值模拟直接优化耗时长的问题。本文用深度学习建立变压器设计参数和性能数据的代理模型，实现变压器性能优化目标的高精度预测，有效降低变压器性能分析与优化所需时间。首先基于长短期记忆网络（LSTM）的深度学习模型，建立非晶合金变压器各个参数间的非线性映射，并加入注意力机制来增强模型的预测效果。最后，通过有限元仿真实验对提出的深度学习代理模型进行验证，并与其他常用的代理模型进行比较，证明了注意力机制与长短期记忆网络代理模型在预测精度方面的优越性。

一种新型直流换流站仿真培训系统的设计与实现

作者：贾帅锋；张浩然；李凤龙；赵冠华；张自朋

摘要：通过对换流站仿真培训系统的研究，本文提出一种基于PSCAD/EMTDC的新型仿真培训系统设计方案，采用PSCAD自定义装置模拟实际的控保装置，构建直流控保仿真系统，分别描述了自定义装置之间、自定义装置与运行人员控制系统之间的通信接口设计，优化了运行人员控制系统和自定义装置的通信规约和交互方式，使自定义装置上送报文的数据区和实际装置一致，从而能把工程现场的运行人员控制系统参数直接应用到直流换流站仿真培训系统中。最后对该仿真培训系统进行测试，验证了其功能和暂态特性。

技术与应用

高压配电网剩余供电能力计算及应用

作者：李振生；孙佳龙；杜剑行；王丹；王继飞

摘要：传统最大供电能力模型未计及电网现有负荷变化规律，计算结果偏理想化，剩余供电能力概念的提出解决了这一问题，但未考虑高压配电网对负荷增长的影响，因此本文提出高压配电网剩余供电能力计算模型。首先对高压配电网的正常运行方式和故障后运行方式进行总结和等效处理，定义独立供电区域的概念，然后在N1安全准则的基础上，建立剩余供电能力计算模型，用以评估高压配电网在当前的网架结构和负荷水平下的剩余供电能力，最后通过实际电网算例验证了本文所提方法的有效性和实用性。

特殊接线变电站10kV备自投设计原则及逻辑分析

作者：杨朝赟；张国平；张丰；王翠霞

摘要：备自投装置是提高电力系统供电可靠性、保证供电连续性的有效手段，主要应用于110kV及以下电压等级的变电站。常规的桥型接线、单母双（多）分段接线、各台同等容量变压器运行的变电站备自投装置逻辑相对简单、功能较易设计，但是部分老旧变电站内变压器容量不统一，接线方式特殊，导致常规的备自投动作逻辑不能适用。因此，各台变压器容量不同、接线方式特殊的变电站备自投在设计上必须考虑更多的影响因素，逻辑更为复杂。本文分析特殊接线变电站10kV备自投的设计原则，针对不同运行方式对10kV备自投进行逻辑分析，为10kV备自投逻辑设计提供参考。

配电云平台的决策级数据融合及其并行化

作者：王可；赵瑞锋；李波；李世明

摘要：随着传感器技术的不断发展，配电主站中包含的传感器数量不断增加，配电云平台能够接收海量数据。为了提高数据的利用率，同时提高云平台对数据的处理效率，本文提出一种关于配电云平台的决策级数据融合方法及其并行化方案，通过计算传感器的重要程度判断传感器网络中各传感器反映某事项的程度，从而决定是否将数据实时传输到应用层，同时利用改进的基于权重的D-S理论在应用层实现进一步的数据融合，整个过程利用Spark进行并行化计算。本文提出的数据传输及融合方法能够在保证数据传输完整性的前提下大大提高应用层的决策效率，尤其对于需进行实时判断的事件，所提方法能够保证配电云平台实时高效地做出决策。

一种注塑叠层母排内部缺陷的检测方法

作者：刘金锋；王斯博；徐德才；赵慧超；黄智昊

摘要：新能源汽车要求电动机逆变器功率密度高、结构紧凑、电磁干扰低，为满足这一要求，内部导电母排通常进行母排叠层设计，一体化注塑叠层母排具有定位精度高、装配方便、结构简单等优点，有较高的使用价值。但在实际应用中发现，新能源车用叠层母排多采用拼装模式，采用一体化注塑方式相对较少，主要原因是叠层母排内部缺陷难以检测，为解决该问题，本文提出一种一体化注塑叠层母排内部缺陷检测方法。

智能变电站线路保护差流异常分析

作者：李斌；陈瑞俊；娄玲娇；乔星金；丁衎然

摘要：光纤电流差动保护在电力系统中应用广泛，它利用光纤通道传输线路两端的数据，在两侧数据同步的基础上，能够简单可靠地判断出区内、区外故障。本文对某智能变电站中由于合并单元实际延时与设定的额定延时不一致造成两侧线路保护差流异常的情况进行分析，并给出现场测试建议。

储能联合火电机组参与调频辅助服务市场的工程应用

作者：毛庆汉

摘要：本文首先分析南方调频辅助服务市场最新规则中调频性能指标的构成，提高机组调频性能可以显著提升调频收益。为提高机组调频性能，提出一种燃煤机组储能系统接入方案和控制策略，该方案在广州中电荔新电力公司两台330MW机组实施，性能测试和运行结果表明，该方案显著提升了机组的调频性能，有效降低了中压抽汽亚临界机组对联合调频的影响，具有良好的经济效益。虽然在现有政策下可以预见未来调频储能的收益将逐年下降，但随着新能源大量接入，储能调频的需求将进一步增大。在广东调频辅助服务市场的激励下，储能调频依然具备回收成本乃至盈利的前景。