中国电力

2021, 54(10): 0-0.

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特约主编寄语

2021, 54(10): 1-1.

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基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法

王子文, 张英敏, 刘天琪, 陈若尘, 李峰

2021, 54(10): 2-10,27. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202104070

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直流线路发生短路故障后，子模块电容作为换流器闭锁前短路电流的主要贡献单元，其极快的放电速度，对直流电网的安全稳定运行提出了严峻考验，亟待开展直流电网短路电流计算方法的研究。首先采用梯形积分法对所建直流电网等效模型中的动态元件进行离散化，再通过改进节点法构建网络方程，迭代求得故障支路各时刻的短路电流，进而提出一种基于伴随网络的直流电网短路电流计算方法。在PSCAD/EMTDC软件中搭建四端双极环形直流电网模型进行仿真，根据直流线路发生不同类型故障的仿真结果，在计算精度和计算效率2个方面，将所提计算方法与典型的状态空间法进行比较，分析了2种方法的误差来源，验证了所提算法的有效性。

主电路参数对MMC-HVDC电网直流短路故障电流综合影响分析

袁敏, 茆美琴, 程德健, 张榴晨

2021, 54(10): 11-19. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202105015

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针对模块化多电平变换器的高压直流（MMC-HVDC）电网的结构复杂多样，难以构建直流短路故障电流的精确解析分析模型的问题，提出一种基于中心复合实验设计的分析方法用于定量分析和评价主电路参数对直流短路故障电流的综合影响。该方法通过中心复合实验设计，以尽可能少的直流短路电磁暂态仿真实验数据获得故障后6 ms内直流短路故障电流的多因子回归方程，从而对多因子的综合影响进行定量分析和评价。以四端直流电网为例，设计了分析直流电感、桥臂电感和中性线电感以及接地电阻4个主电路参数对直流短路故障电流影响的多因子仿真实验，利用统计学方法分析和评价了各因子对直流短路故障电流峰值的主要影响和交互作用的影响。分析结果表明：4类主电路参数中，直流电感对故障后6 ms内故障电流峰值的影响程度最强，中性线电感对故障后6 ms内桥臂故障电流峰值的影响程度最强，主电路参数间的交互作用可忽略不计。该分析结果为直流电网短路故障情况下故障电流抑制研究和多元件参数综合优化提供理论依据。

柔性直流电网结构对单极接地故障过电压的影响

吴嘉玲, 卢铁兵

2021, 54(10): 20-27. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202009036

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柔性直流电网的优势之一是其运行方式灵活可变，考虑到未来在检修等工况下系统可能采取不同的电网结构继续运行，而对于采用架空线的柔性直流电网，直流线路极易发生单极接地故障，因此有必要对不同电网结构下直流线路单极接地故障的过电压水平进行研究。搭建了基于环型四端柔性直流工程的过电压仿真模型，研究了柔性直流电网直流侧接地故障下的暂态过电压特性，计算分析了直流线路发生单极接地故障时，4种柔性直流电网结构下换流站内、外关键节点和设备上的过电压水平。研究表明，伪U型结构下系统的过电压水平相对较低，折线型和真U型电网结构下系统的过电压水平相对较高。不同电网结构对换流变压器阀侧对地电压和换流站母线过电压的影响规律相似。

含多种限流设备的柔性直流电网RT-LAB实时仿真建模

夏仕伟, 高晨祥, 孙昱昊, 冯谟可, 赵成勇, 许建中, 程亭婷, 谷怀广

2021, 54(10): 28-37. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202105056

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柔性直流电网具有“低惯性、弱阻尼”的特点，其故障电流上升速度快且峰值高。针对包含大量电力电子器件的限流设备不仅增加系统复杂性，同时也降低直流电网仿真效率的问题，提出不同限流设备的等效建模方法。首先，搭建包含多种限流设备的17端柔性直流输电网数字仿真模型；其次，依据单端口子模块等效建模方法，分别针对其中4种典型故障限流设备提出有效的等效建模策略；最后，基于RT-LAB平台对17端直流电网数字模型进行实时化处理，完成实时模型的搭建。仿真结果显示，所提等效方法和所建实时仿真模型，可以实现对稳态、故障等多种工况的精确拟合。

具有直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑推演与对比

范世源, 杨贺雅, 向鑫, 杨欢, 李武华, 何湘宁

2021, 54(10): 38-45. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202105101

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直流故障具有影响范围广、故障电流大的特征，已成为制约直流系统发展的重要因素之一。模块化多电平换流器可通过配置双极性子模块实现直流故障穿越，但相比于基于半桥子模块的拓扑，其建造成本与运行损耗均大幅增加。为寻求兼顾硬件成本、运行效率与直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑，首先通过拓扑抽象定义与模块配置约束，遍历并推导出4大类共13种模块化多电平换流拓扑；进而优选出T型桥臂交替多电平换流器，并提出桥臂移相导通调制，实现其高效功率变换与直流故障穿越的兼顾；最后，计及硬件成本、运行损耗、可靠性与可实现性等维度，对各类具有直流故障穿越能力的拓扑进行了系统性对比，为具有故障穿越能力需求的交直流变换场景提供模块化多电平换流拓扑的选择依据。

集成直流断路器功能的高压大容量DC/DC变换器

全月, 王志远, 李彬彬, 徐殿国

2021, 54(10): 46-54. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202105149

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高压大容量DC/DC变换器是直流电网中电压变换的关键设备。提出一种集成直流断路器功能的高压大容量DC/DC变换器，利用变换器自身控制实现直流侧短路故障阻断功能，具有轻量化、低成本、高效率的优势。首先，分析该变换器的拓扑结构、工作原理，推导子模块、晶闸管、二极管等器件的参数设计依据；然后，提出闭锁子模块和晶闸管阻断故障电流的机制，设计适应于该变换器的控制方案；其次，分别针对正常工况与故障工况进行了仿真与实验验证，结果表明该变换器拓扑结构及控制策略的有效性；最后，通过与其他典型的集成直流断路器功能的DC/DC拓扑进行对比分析，评估所提变换器的技术经济性。

柔性直流换流站短路工况下直流场磁场计算建模及预测分析

包萌, 沈弘, 李嘉靓, 石岩, 齐磊, 王谦

2021, 54(10): 55-62. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202012100

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对于安装有混合式直流断路器的柔性直流换流站，直流断路器分断故障电流速度快、内部换流时间短，由故障电流引发的磁场对直流场内二次设备的电磁影响尚不清楚。建立了混合式直流断路器分时段多路径的磁场计算模型，以及平波电抗器、直流母线的磁场计算模型，预测了直流侧发生双极短路故障时定海换流站和张北换流站直流场内二次设备处的磁场，获得了直流场磁场分布规律。计算结果表明：定海换流站和张北换流站直流场现有的二次设备处磁场强度峰值可能达到883 A/m和362 A/m；磁场强度峰值出现在故障电流达到峰值或直流断路器第二次换流阶段；直流场平波电抗器附近和母线布置较多的地方磁场较大。计算结果可为二次设备抗扰度考核和电气设备布置提供参考。

±1100 kV特高压直流换流站PCOV计算及影响因素分析

马江江, 齐磊, 朱毅

2021, 54(10): 63-71. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202001102

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含换相过冲的持续运行电压峰值（peak value of the continuous operating voltage, PCOV）是决定换流站直流避雷器参考电压的一个重要参数。针对昌吉—古泉±1100 kV特高压直流工程建立了换流阀、换流变压器、平波电抗器、PLC滤波器等主设备模型，基于±1100 kV特高压换流站系统等效电路模型仿真计算了各类型直流避雷器的PCOV水平。对比公式法计算结果，PCOV水平整体上一致，最大偏差为13.4%，说明公式法计算值仍留有一定的安全裕度。基于所建立的模型进一步对PCOV计算的影响因素进行分析，结果表明，换流阀的阻尼电阻、阻尼电容、饱和电抗器铁芯电感、换流变压器漏感和平波电抗器电感对PCOV计算的影响较大。

特约主编寄语

2021, 54(10): 72-72.

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一种基于泰勒展开的临界降阶直流配电系统稳定控制算法

袁宇波, 易文飞, 赵学深, 朱琳, 王一振, 刘海涛

2021, 54(10): 73-80. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202012006

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以中压直流（medium-voltage DC, MVDC）配电系统为研究对象，建立了直流系统的临界降阶模型，研究了恒功率负载对系统稳定性的影响。由于直流系统中恒功率负载的负阻抗特性会导致系统电压发生振荡失稳现象，给稳定运行带来不利影响，提出一种能够提高MVDC配电系统电压稳定性的稳定控制算法，通过状态反馈控制、下垂控制及电压控制中关键参数的分散灵活设计，改变系统主导极点在s域平面的位置，有效提高MVDC配电系统的稳定性。仿真结果验证了临界降阶模型的合理性以及基于泰勒展开控制算法的有效性。

一种基于有界不确定性和扰动估计器的大功率充电桩控制策略

宫晓彤, 吕志鹏, 刘岚, 宋振浩, 周珊, 陈全

2021, 54(10): 81-88. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202009038

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大功率充电桩接入电网是实现多电压等级电动汽车充放电的关键设备，但因电动汽车的即插即用需求和充电功率冲击特性，大功率充电桩接入将对电网运行稳定性带来挑战。提出基于不确定性和扰动估计器（uncertainty and disturbance estimator, UDE）的大功率充电桩控制策略。首先，在大功率充电桩双主动全桥换流器（dual active bridge, DAB）模块采用虚拟直流电机控制策略，实现对直流电压的基本控制。然后，考虑电动汽车投切对电网稳定运行的影响，基于LC滤波器建立UDE补偿控制环节，对滤波单元动态误差进行反馈，将其输出量作为补偿分量，实现对直流母线电压的补偿控制，从而有效提升直流电压稳定性。最后，基于PSCAD/EMTDC搭建充电桩系统仿真模型，其仿真结果验证了所提控制策略的可行性。

基于有限状态机转换矩阵建模的直流配电系统精细化控制

刘海涛, 熊雄, 季宇

2021, 54(10): 89-96. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202011130

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电力电子化和多电压等级化是未来直流配电的两大基本特征，对系统进行精细化和分散化控制是直流配电控制领域亟待研究的问题。针对中低压直流配电系统多运行状态、多元电力电子装备和多控制模式现状，建立了有限状态机矩阵对系统多重运行状态及相互切换过程进行数学描述，同时提出系统基于多换流器并网的协调控制策略，实现平滑切换的同时达到精细化控制。该方法将直流配电系统当前运行状态和触发条件作为控制器输入变量，待转换状态和系统协调控制策略作为输出变量，建立数学模型。最后，通过仿真分析验证了所提方法的正确性和有效性。

直流用电分区内自适应时间尺度能量优化预测控制

易文飞, 司鑫尧, 陈庆, 刘海涛, 季宇, 熊雄, 潘狄, 金国彬

2021, 54(10): 97-103. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202011055

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整合新能源发电、储能、柔性负荷并联运行的直流配电网用电终端是直流配电网优化运行的重要执行环节。针对固定的能量优化执行时间尺度存在的局限性，提出一种含灵活调控单元的直流用电分区内自适应时间尺度能量优化预测控制。该方法基于间歇式电源在直流用电分区内的电源出力占比自适应调整能量优化执行时间尺度；同时，综合上级直流配电网优化指令，基于无模型自适应预测控制实现直流用电分区内自适应时间尺度能量优化预测执行控制。仿真结果表明：提出的能量优化预测控制方法可以实现执行时间尺度的自适应调整；在灵活调控单元充裕条件下，可实现上级直流配电网能量优化调度指令的快速、准确跟踪执行。

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2021, 54(10): 104-104.

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面向电力设备检测与诊断的压电材料及器件

柴彬, 刘飞, 江平开, 江秀臣, 黄兴溢

2021, 54(10): 105-116. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202009096

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随着中国智能电网建设不断推进及电网规模的扩大，以压电材料为核心的传感器和能量采集器在电力系统在线监测、故障检修、无线传感器网络等方面扮演着越来越重要的角色。从电力检测和传感器自取能出发，回顾近年来基于压电效应的电压电场传感器、声检测和环境能量采集装置的研究进展并介绍了压电陶瓷、压电驻极体、压电复合材料等传统和新兴的压电材料。在现有研究基础上，指出在智能电力系统建设中各类压电器件所面临的挑战，包括频率匹配、环境适应性和集成化等，需要新的微纳加工技术、探索压电效应与其他物理效应耦合、设计新型压电材料和能量收集电路来助力新型压电器件的实际应用。

基于多源感知的开关柜绝缘缺陷检测技术

曹培, 徐鹏, 贺建明, 高凯, 田昊洋, 季怡萍

2021, 54(10): 117-124,133. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202009053

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绝缘故障在电气设备故障中占很大比例，在缺陷潜伏阶段将其检测并消除是防止故障发生的重要策略。绝缘缺陷通常伴随温升或局部放电现象，因此可将其作为判断设备绝缘状态的重要依据。红外光电传感器可检测设备的温度，紫外光电传感器可检测设备局放产生的紫外脉冲信号。以开关柜内电缆终端缺陷为例，构建了一个红外和紫外光电传感同步采集装置，基于自适应模糊神经网络，探索了一种融合了温升与局部放电2种信息源的智能检测手段。试验结果表明，相比于单传感器下的信息检测，基于多源感知的诊断算法，对设备缺陷诊断的准确性得到了显著提高。该检测技术为开关柜绝缘缺陷的识别和诊断提供了新的研究思路。

应用于压电能量源的高效同步电容开关能量收集芯片设计

范世全, 陈云翔, 谢鹰, 袁晨曦

2021, 54(10): 125-133. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202009095

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针对压电能量源，提出了一种具有压电能量源极性判定的高效改进型单脉冲序列可配置能量收集接口电路芯片。该芯片通过采用同步电容开关接口电路，实现了在压电能量源内部电流源过零时的电荷再分享，将压电能量源内部电容上的电荷转移至外部电容，再通过开关控制，实现外部电容上的电荷翻转，最后将翻转后的电荷输送回压电能量源内部电容。该方法避免了压电能量源内部电容上存储的电荷被内部电流源过零后中和而造成的能量损失，实现了较高的能量俘获效率。通过采用0.18 μm标准CMOS工艺完成电路和版图设计，芯片版图有效面积仅需0.06 mm²。仿真结果显示：在压电能量源开路电压为2.8 V时，能够实现最高81.8%的电压翻转效率，与标准的全桥整流结构压电接口电路相比较，所提出的结构在能量俘获能力方面实现了最大8.1倍的提升。

宽频带范围下磁场能量收集的匹配网络设计

聂晴晴, 彭晗, 李红斌, 康勇

2021, 54(10): 134-143,195. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202009034

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磁场能量收集技术是电磁环境中分布式传感器实现自供能的有效手段。与工频磁场和射频磁场等单一频率的磁场环境不同，电力变换器中的磁场分布具有宽频率范围特性。为了提高取能模块的功率密度，应尽可能多地在有限体积内收集能量，提出通过采用双级谐振-带通滤波网络。与此同时，基于相同取能线圈，充分对比了不同电流和负载特性下，单级谐振网络和双级谐振-带通网络的输出特性，归纳出双级谐振-带通网络的适用范围。

新型电缆多参量带电检测装置设计与应用

张成, 王卫东, 杨延滨, 赵洋, 周弋, 张竟成

2021, 54(10): 144-151. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202007084

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针对目前电缆带电检测技术操作复杂、测试难度高、检测设备类型多、检测人员技术水平要求高的问题，设计一种新型电缆多参量带电检测装置，通过配置不同类型的传感装置，实现电缆局部放电、红外测温、接地电流及负荷电流等多种状态量的检测；并将不同的传感装置进行模块化设计，方便现场检测；同时装置具有无线通信传输、人机交互、数据存储等功能，与平台互联互通后，可实现平台检测任务下达、检测数据回传、数据分析及异常诊断等应用，从而降低了对检测人员技术水平的要求，满足物联网模式下电缆智能巡检需求。通过现场实际应用，该装置能够有效提高电力电缆带电检测效率、提升电力电缆带电检测应用水平，同时可节省约2/3的现场作业人员，具有广泛的实用和推广价值。

基于非线性声弹性效应的输电铁塔螺栓预紧力预测数值分析

张武能, 兰光宇, 汪毅, 张留斌, 吴克华, 王晓晨

2021, 54(10): 152-160. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202009013

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基于发展输电铁塔螺栓结构健康监测技术的现实需求，利用非线性声弹性效应，建立了输电铁塔螺栓的有限元模型，并发展了一种基于多物理场耦合的数值迭代算法。首先，考虑输电铁塔螺栓的几何构形特征，建立了预紧力作用下螺栓结构的轴对称二维有限元模型，并考虑预紧力作用下超声纵波的非线性声弹性效应，采用考虑三阶声弹性效应的默纳汉超弹性材料，实现螺栓结构的应力-应变场和声场的耦合求解分析，并进行了试验验证。计算结果表明：预紧力和夹持长度对螺栓结构内部的应力场分布状态有着显著的影响，同时预紧力导致的波速变化和螺栓形变对超声纵波的渡越时间有着双重影响。所建模型和分析方法为基于非线性声弹性效应的螺栓预紧力测量技术提供了数值模拟分析平台，可为相关试验研究和仪器研制工作提供技术指导。

激光光伏转换器金属栅格结构的数值仿真优化

魏建国, 刘伟麟, 邓辉, 黄辉, 张嘉

2021, 54(10): 161-168. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202009091

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光纤激光供电技术是实现高压电气设备监测传感器节点能量供应的重要手段。激光光伏转换器前端接触金属栅格结构的优化设计对光纤激光供电技术的改进和应用至关重要。提出了用于小尺寸激光光伏转换器金属栅格结构优化设计的数值仿真方法。该仿真模型是基于开源Solcore Python库构建的，可以按3个步骤创建光伏转换器的混合准三维模型。基于砷化镓（GaAs）材料单结光伏转换器的不同层结构，仿真研究了不同照明模式下基础层厚度和金属栅格结构对光电转换效率的影响。结果表明：使用该模型可以对金属栅格结构进行优化设计，获得仿真模块在不同层结构配置和照明模式下的最优光电转换效率。该仿真模型和优化结果可用于指导激光光伏转换器的研制。

基于相空间重构与改进GSA-SVM的高压断路器机械故障诊断

夏小飞, 芦宇峰, 苏毅, 杨健

2021, 54(10): 169-176. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202004025

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断路器机械部件传动、撞击产生的振动信号具有混沌特性，运用常规的信号处理方法很难分析其特性。首先采用互信息法和Cao算法将振动信号重构至高维空间后，计算其排列熵作为特征向量，输入支持向量机对断路器机械故障类型进行诊断，最后用粒子群算法（PSO）改进的万有引力搜索算法（GSA）混合算法优化支持向量机参数，利用断路器实测振动信号进行验证。结果表明：相空间重构与排列熵结合能够准确提取断路器振动信号的特征，采用PSO-GSA改进的支持向量机能快速有效分辨断路器故障类型，解决了现有诊断方法的路径扭曲、能量泄露和模态混叠等问题。

基于自适应VMD和A-SVD的MOA在线监测方法

阮莹, 叶行汶, 邓明锋, 王星, 杨林禹, 舒勤

2021, 54(10): 177-185. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202103144

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阻性电流是反映金属氧化物避雷器(MOA)绝缘状态的关键参数。电力系统正常运行时的MOA阻性电流非常小，阻性电流实测有效值数据易受到高频噪声、白噪声、随机脉冲等干扰影响，造成报警装置误报警。然而，现有方法难以有效消除上述干扰对阻性电流的影响，因此提出了一种基于自适应变分模态分解 (adaptive variational mode decomposition，A-VMD)和自适应奇异值分解(adaptive singular value decomposition，A-SVD)的MOA在线监测方法。首先，通过顺序递增二次惩罚因子和分解层数值，以能量和损失指标衡量VMD分解的效果，寻找分解层数和二次惩罚因子的最优参数值。然后，采用A-SVD消除经A-VMD初步去噪后阻性电流中少量残留白噪声，为监测MOA绝缘状态提供可靠依据。仿真试验和实测数据均证明了该方法的有效性，处理结果满足实际工程的需求。

温度对环氧胶浸纸套管FDS特性的影响

张寒, 胡伟, 许佐明, 万保权, 尹朋博, 毛航银

2021, 54(10): 186-195. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202105006

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为研究温度对环氧胶浸纸套管频域谱特性的影响，以便更准确地将介电响应技术应用于套管受潮或老化状态评估，设计了不同温度下胶浸纸套管绝缘频域谱(FDS)测量试验，运用电介质极化理论对频域介电现象进行分析，并建立扩展Debye模型，利用遗传算法和内点法辨识各支路参数，通过模型参量变化分析温度对频域谱特性的影响规律。结果表明，随着温度的升高，低频区(10^–3~1 Hz)复电容实部随着温度的升高显著增大，介损和复电容虚部频谱曲线整体向高频方向移动；建立的6支路Debye模型与实测值基本相符，绝缘电阻R₀随温度升高而减小，几何电容C₀基本不变；采用基于“频温平移因子”的主曲线技术可有效消除温度的影响，实现将已知温度下的频谱曲线折算到未知温度，扩展了频谱曲线的测量范围；频谱曲线的“平移因子”满足Arrhenius方程，利用“平移因子”计算得到的活化能约为31.92 kJ/mol。因此，利用频域介电谱法评估受潮或老化状态时必须考虑温度的影响，否则将导致评估结果失实。

基于随机奇异值分解的局部放电脉冲提取及去噪技术

王利, 张伟, 罗定南

2021, 54(10): 196-203. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202103116

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针对低信噪比下局部放电信号易漏检与传统奇异值分解算法在进行局放脉冲提取时计算量大的问题，提出一种基于随机奇异值分解的局部放电脉冲提取及去噪方法。该方法能有效提取局放脉冲及去除白噪声，且相较于传统SVD脉冲提取计算所需时间更短，更具工程实用价值。首先，利用滑动短时数据窗截取原始局放信号片段，采用随机奇异值分解法计算最大奇异值，并与全局最优奇异值阈值进行比较，确定脉冲信号的起止点；然后，利用奇异值分解法结合局部最优奇异值阈值，去除提取信号的白噪声。通过对典型局放模拟脉冲进行实验，验证了该算法在脉冲提取时的执行效率优越性。在工频电压下对实验室模拟电缆缺陷进行局放测试，分别采用所提方法、离散小波变换及自适应双阈值方法进行对比性实验，结果表明，所提方法局放信号漏检率低，去噪效果好。

近30年全球大停电事故发生的深层次原因分析及启示

胡源, 薛松, 张寒, 张桦, 冯昕欣, 唐程辉, 林毅, 郑鹏

2021, 54(10): 204-210. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202009134

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2019年以来，委内瑞拉、阿根廷、美国、印尼、英国等多国相继发生多起大停电事故，电网安全成为各方关注的焦点与舆论热点。通过梳理近30年138件主要大停电事件，发现2008年后大停电进入高发期，主要经济体是大停电事故的“重灾区”。自然灾害原因占比56%，影响范围相对明确可控；电力管理体制原因占31%，易与其他诱发因素伴发，具有全局性、系统性影响，可能危害到整个国家和地区的能源安全；意外或人为事故原因占10%；网络攻击成为新兴原因占3%，具有隐蔽性、复杂性强、防御难度大、物理伤害大等特点。深入剖析4类大停电事故发生的原因，根据中国国情和网情，提出防范中国大停电事故发生的措施和建议。

基于综合能源计量大数据的中长期用电量预测

王新刚, 朱彬若, 顾臻

2021, 54(10): 211-216. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202103108

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用电量预测对智能电网的管理和安全有重要意义。传统方法一般基于历史用电数据本身，而“多表融合”的推广使得多表数据的分析更为便捷。针对用电量预测场景，利用集成智能表采集的水、电、气数据，将用水量与用气量作为特征，提出结合多表数据的中长期用电量预测模型：高斯过程回归（Gaussian process regression，GPR）与相关向量回归（relevance vector regression，RVR）。通过实验结果仿真，验证了所提模型的优势以及综合能源计量数据对用电量预测问题的重要价值。

基于极点配置的新能源并网附加阻尼控制策略

张义, 胡正阳, 彭佩佩, 陈宁, 唐冰婕, 高丙团

2021, 54(10): 217-222. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202108034

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大量新能源经电力电子装备接入电网改变了电力系统的阻尼特性，导致同步发电机低频振荡问题凸显，对系统安全稳定运行构成威胁。虚拟同步发电机作为一种新型的变流器控制技术，有必要对新能源基于该技术接入系统的阻尼特性进行深入分析。首先，建立虚拟同步发电机控制器的数学模型与同步发电机模型。其次，以新能源并入单机无穷大系统为研究对象，基于小信号分析法分析该策略与同步发电机的运行特性耦合机理。最后，提出一种新能源并网的附加阻尼控制策略，并基于电力系统极点配置法，设计附加阻尼控制器以改善系统阻尼特性并抑制系统低频振荡，仿真结果验证了理论分析的正确性。

雾霾条件下光伏发电量预测的迭代优化与经济性分析

陈炜, 任静, 武新芳, 于文英, 刘永生

2021, 54(10): 223-230. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202010098

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光伏发电易受温度、辐照度等环境因素的影响，而近年来雾霾（PM_2.5浓度较高）污染严重，大幅降低了光伏系统发电量。因此研究雾霾天气下光伏发电量预测方法对光伏市场的发展具有重要意义。通过采集上海某户用光伏屋顶的全年光伏数据，利用控制变量法及雾霾相似日原理，拟合分析PM_2.5的浓度与发电量损失指数之间的关系，通过迭代原理优化光伏发电量预测算法，并给出雾霾环境下光伏发电量预测公式，修正光伏收益预测模型。结果表明：优化后的光伏预测发电量算法可提高发电量预测结果的精确性和稳定性。通过对3种光伏经济模型进行收益分析，验证了迭代优化算法可有效提高光伏收益预测的精确性。

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