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变电设备状态信息光纤/光学传感研究
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作者 马国明 王思涵 +12 位作者 张晓星 杨庆 李军浩 庄池杰 曾福平 张伟超 江军 周宏扬 江俊杰 王渊 秦炜淇 王玉昆 李佳名 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3354-3386,共33页
准确感知输变电设备的运行状态,及时采取有效的运维检修策略,对保证新型电力系统安全高效运行意义重大。光纤/光学传感具有绝缘性能好、抗电磁干扰、可分布式测量、测量精度高等优点,在变电设备领域发展迅速。该文介绍了包括基本电气量... 准确感知输变电设备的运行状态,及时采取有效的运维检修策略,对保证新型电力系统安全高效运行意义重大。光纤/光学传感具有绝缘性能好、抗电磁干扰、可分布式测量、测量精度高等优点,在变电设备领域发展迅速。该文介绍了包括基本电气量(电压、电流)、设备状态量(温度、湿度、压力、振动)、绝缘状态量(分解产物、局放)的光纤/光学感知原理与主要研究进展,对比讨论了不同监测方法的优缺点。并在此基础上,重点分析了现有技术尚未攻克的难点问题与发展趋势,期望对新型电力系统全息感知能力的提升提供参考。 展开更多
关键词 光纤布喇格光栅 光纤分布式传感 光纤干涉传感 状态信息传感 变电设备
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数字化电力装备专用传感应用需求与发展趋势
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作者 江俊杰 胡军 +6 位作者 马国明 严英杰 杨庆 杨爱军 陈义强 刘亚东 江秀臣 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3271-3302,I0001-I0005,共37页
电力专用传感器是数字化电力装备实现可观、可测、可控的重要基础保障。该文面向新型电力系统建设目标,从数智化电网及智能传感器行业发展驱动政策出发,根据电网自身运行特性,分析了数字化电力装备电力专用传感技术的政策导向以及其在... 电力专用传感器是数字化电力装备实现可观、可测、可控的重要基础保障。该文面向新型电力系统建设目标,从数智化电网及智能传感器行业发展驱动政策出发,根据电网自身运行特性,分析了数字化电力装备电力专用传感技术的政策导向以及其在传感器小型化、多参量集成感知、一二次融合技术、可靠性与环境适应性、智能化等方面的需求。此外,该文围绕传感器敏感元件、制备技术、测试与校准、通信网络和能量收集技术,对传感器行业的现状和发展趋势进行了介绍和研判,并进一步分析了电力专用智能传感的标准建设需求,提出了未来电力专用传感技术的发展形态。 展开更多
关键词 传感器 数字化 新型电力系统 电力装备 标准化
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电力设备缺陷文本的双通道语义增强网络挖掘方法 被引量:1
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作者 张宇波 王有元 +1 位作者 梁玄鸿 夏宇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1923-1932,共10页
电力设备运维环节积累的缺陷文本可指导设备的状态评价和检修工作。然而缺陷文本结构多样且背景噪声强,导致智能挖掘信息的难度大。针对该问题,提出了基于双通道语义增强网络的电力设备缺陷文本挖掘方法。首先,分析缺陷文本的内容,结合... 电力设备运维环节积累的缺陷文本可指导设备的状态评价和检修工作。然而缺陷文本结构多样且背景噪声强,导致智能挖掘信息的难度大。针对该问题,提出了基于双通道语义增强网络的电力设备缺陷文本挖掘方法。首先,分析缺陷文本的内容,结合自然语言处理方法预处理缺陷文本。利用Glove词向量嵌入模型将缺陷文本映射至数值空间表征语义。然后,基于词移距离构建缺陷文本的增强文本,通过含注意力机制的双向长短时记忆神经网络分别提取缺陷文本和增强文本的特征,进而在网络末端融合特征实现关键信息加强,提升模型分类性能。实例表明,所提双通道语义增强网络的分类Macro-F1指标相比于传统机器学习方法、单通道深度学习方法至少提高6.2%、5.2%,同时所提方法为实现图像、文本等多源运维数据的特征增强提供新思路。 展开更多
关键词 缺陷文本 信息智能挖掘 词移距离 双通道语义增强网络 特征融合
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复合绝缘子无溢流覆冰增长数值模拟及自然覆冰试验验证
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作者 迟明辰 胡玉耀 +3 位作者 蒋兴良 刘宗源 咸日常 刘晓阳 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1694-1703,共10页
绝缘子覆冰对电力系统的安全可靠运行构成了严重威胁。目前,主要从试验角度定性解释伞裙结构对绝缘子覆冰形态、覆冰量的影响,少有基于覆冰增长机理的冰形数值模拟研究。因此以FXBW-35/70为研究对象,基于流体力学和热力学原理,计算分析... 绝缘子覆冰对电力系统的安全可靠运行构成了严重威胁。目前,主要从试验角度定性解释伞裙结构对绝缘子覆冰形态、覆冰量的影响,少有基于覆冰增长机理的冰形数值模拟研究。因此以FXBW-35/70为研究对象,基于流体力学和热力学原理,计算分析了绝缘子表面冻结系数和对流换热系数的变化规律,建立了绝缘子无溢流覆冰增长三维数值模型,并进行了自然覆冰试验验证。结果表明,冻结系数随着温度、水滴直径和液态水含量的升高而降低;对流换热系数随着风速的增大而增大。绝缘子无溢流覆冰增长方向与位置有关,杆径覆冰主要沿径向增长,而伞裙边缘覆冰沿径向和轴向2个方向增长。模型计算得到的绝缘子覆冰特征参数与试验的误差均在15%以内,验证了模型的有效性。 展开更多
关键词 无溢流湿增长覆冰 数值计算 对流换热系数 冻结系数 绝缘子
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锂离子电池热失控气体协同降噪空芯光纤增强拉曼光谱检测技术
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作者 万福 孙宏程 +3 位作者 冉童沁 孔维平 龙英凯 陈伟根 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3440-3447,共8页
准确检测热失控气体是保障锂离子电池安全可靠运行的关键。针对热失控气体常用检测方法易老化、交叉干扰和拉曼光谱灵敏度偏低等问题,该文提出锂离子电池热失控气体协同降噪空芯光纤增强拉曼光谱检测方法。基于低噪声阵列式相机(charge ... 准确检测热失控气体是保障锂离子电池安全可靠运行的关键。针对热失控气体常用检测方法易老化、交叉干扰和拉曼光谱灵敏度偏低等问题,该文提出锂离子电池热失控气体协同降噪空芯光纤增强拉曼光谱检测方法。基于低噪声阵列式相机(charge coupled device,CCD)和小孔协同降噪,使信噪比提升2.2倍,H_(2)、CO_(2)、C_(2)H_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)体积分数检测下限分别达到3.71×10^(-5)、1.98×10^(-5)、6.2×10^(-6)、9.2×10^(-6)、2.6×10^(-6)、9.1×10^(-6)、4.1×10^(-6)。实现了18650电池H_(2)、CO_(2)、C_(2)H_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)共7种热失控气体原位拉曼光谱动态分析,并在最终热失控气体产物中检测到H_(2)、CO_(2)、C_(2)H_(2)、CO、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)、C3H_(6)、HF共9种热失控气体组分。结果表明,空芯光纤拉曼光谱检测技术可为锂离子电池热失控气体分析提供支撑。 展开更多
关键词 空芯光纤 锂离子电池 拉曼光谱 热失控气体分析 原位检测
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高原地区隧道净空绝缘间隙修正
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作者 蒋兴良 胡松林 +3 位作者 杨国林 李雨泰 张志劲 胡建林 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3589-3597,共9页
高原地区雷害频繁,电气外绝缘性能降低。修建高原铁路隧道需要对隧道净空绝缘间隙进行修正,其中隧道-架空接触网气隙间距是确定隧道净空间隙的重要依据,雷电冲击放电电压是确定该气隙最小间距的控制因素。国内外现有高海拔修正系列标准... 高原地区雷害频繁,电气外绝缘性能降低。修建高原铁路隧道需要对隧道净空绝缘间隙进行修正,其中隧道-架空接触网气隙间距是确定隧道净空间隙的重要依据,雷电冲击放电电压是确定该气隙最小间距的控制因素。国内外现有高海拔修正系列标准均不适用于3000 m以上地区,考虑放电基本特性和原理,在人工气候实验室搭建铁路隧道的典型结构,并模拟高原地区气候特点,研究300~700 mm 5个短间隙在243~4000 m 5个海拔条件下的正、负极性雷电冲击放电特性。基于大气实际参数提出了3种隧道净空绝缘间隙修正方法,建议在2、3、4 km海拔处分别按照340、390、440 mm进行隧道-架空接触网绝缘间隙修正,从而确定最小隧道净空高度。该方法可为高海拔地区铁路的电气化设计和改造提供指导,具有工程应用意义。 展开更多
关键词 高原地区 隧道净空 空气绝缘间隙 雷电冲击放电 修正方法
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电力系统中的雷电暂态感知、监测和应用
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作者 杨庆 柯锟 +3 位作者 胡军 姚子恒 吴世林 何金良 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3303-3323,共21页
雷电是造成电力系统故障的首要原因,实现对雷电暂态电压电流信号的感知、监测和数据应用对于维护系统安全稳定运行具有重要意义。面向日益复杂的新型电力系统结构形态,传感器件在满足雷电宽频测量的基础上,监测装置正朝着微型化、高精... 雷电是造成电力系统故障的首要原因,实现对雷电暂态电压电流信号的感知、监测和数据应用对于维护系统安全稳定运行具有重要意义。面向日益复杂的新型电力系统结构形态,传感器件在满足雷电宽频测量的基础上,监测装置正朝着微型化、高精度、强互联和易取能方向发展。因此,该文基于雷电暂态感知方法、监测装置关键技术和雷击数据统计应用的研究现状,首先介绍了基于不同原理的电压/电场和电流/磁场传感技术,并分析了各自的优缺点;其次梳理了传感器微型化、时间同步、通信和供能等关键技术的最新进展;随后通过对雷击暂态波形的统计分析,探讨了监测数据在雷击故障识别与定位中的应用;最后对电力系统中雷电暂态感知、监测与应用进行总结并对其发展趋势作出展望。 展开更多
关键词 电压/电场传感技术 电流/磁场传感技术 微型化技术 时间同步 供能与通信 统计分析 雷击故障识别与定位
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计及源荷不确定的综合能源微电网集群优化运行
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作者 樊晓伟 王瑞妙 +5 位作者 杨海峰 刘永超 朱小军 罗佳欣 杨译 张谦 《电力建设》 CSCD 北大核心 2024年第8期128-139,共12页
在“双碳”背景下,为解决当今综合能源微电网(integrated energy microgrid,IEM)往往独立运行而导致能源浪费和不平衡分配的问题,构建了一种基于纳什均衡博弈框架的微电网集群电能共享模型。模型考虑源荷双重不确定性,提高了微电网运行... 在“双碳”背景下,为解决当今综合能源微电网(integrated energy microgrid,IEM)往往独立运行而导致能源浪费和不平衡分配的问题,构建了一种基于纳什均衡博弈框架的微电网集群电能共享模型。模型考虑源荷双重不确定性,提高了微电网运行的鲁棒性。其次,设计了一种改进交替方向乘子算法(alternating direction method of multipliers,ADMM)对微电网集群经营成本进行求解,验证了算法和模型的有效性并加快了运算收敛速度。最后,提出基于纳什均衡的效益分配策略,以贡献度综合评估各主体的谈判力指标,保证微电网集群内各主体收益的公平分配。算例分析表明所提模型可快速求出内部交易的电量与电价,最大程度降低微电网集群经营成本的同时也降低了碳排放量。 展开更多
关键词 综合能源微电网(IEM) 纳什均衡 集群电能共享 源荷双重不确定性 改进交替方向乘子算法(ADMM)
原文传递
免萃取矿物绝缘油中溶解糠醛的高灵敏原位检测研究
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作者 万福 王明亮 +3 位作者 雷宇 李淑藩 夏耀扬 陈伟根 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期6667-6674,I0031,共9页
对油中溶解糠醛含量进行准确的原位检测对评估油浸式变压器纸绝缘老化程度非常重要,但已有的原位检测方法存在检测灵敏度低的难题。针对上述问题,该文提出B-Cu@F-Ag@Au基底表面修饰4-氨基苯硫酚(4-aminothiophenol,4-ATP)分子的油中溶... 对油中溶解糠醛含量进行准确的原位检测对评估油浸式变压器纸绝缘老化程度非常重要,但已有的原位检测方法存在检测灵敏度低的难题。针对上述问题,该文提出B-Cu@F-Ag@Au基底表面修饰4-氨基苯硫酚(4-aminothiophenol,4-ATP)分子的油中溶解糠醛拉曼信号提高方法。首先,基于仿真手段对4-ATP-糠醛的拉曼信号增强作用进行验证分析;其次,通过制备4-ATP-B-Cu@F-Ag@Au基底对标准糠醛绝缘油样以及老化油样进行检测,验证所提方法对绝缘油中糠醛高灵敏原位检测性能;最后,通过与液相色谱(liquid chromatography,LC)检测结果对比,明确所提方法检测准确性。研究结果表明:引入4-ATP分子使糠醛拉曼信号强度较弱的C=O键席夫碱反应成信号较强C=N键,对免萃取的溶解糠醛最小检测下限降低25倍,达到0.08 mg/L;与LC检测结果对比,对实验室加速老化和现场运行变压器油样(重庆长寿500 kV变电站1、2、3号变压器)的溶解糠醛原位检测绝对偏差和相对偏差分别小于0.0055 mg/L和4.18%,证明所提方法能实现免萃取的矿物绝缘油中溶解糠醛高灵敏原位检测,可为确保油浸式变压器安全可靠运行提供一定的技术支撑。 展开更多
关键词 矿物绝缘油 糠醛 原位检测 表面增强拉曼 4—氨基苯硫酚
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雪花状Fe_(2)O_(3)-AgNPs SERS基底在大豆基天然酯绝缘油-糠醛检测中的应用
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作者 张盈 邓保家 +5 位作者 雷宇 王明亮 李淑藩 朱磊 陈伟根 万福 《光散射学报》 北大核心 2024年第1期63-71,共9页
本文通过一步水热合成了雪花状三氧化二铁(α-Fe_(2)O_(3))纳米材料,并通过化学还原法在其表面原位生长银纳米颗粒(AgNPs),并将其作为表面增强拉曼散射基底用于检测大豆基天然酯油中的糠醛浓度。根据扫面电子显微镜(SEM),透射电子显微镜... 本文通过一步水热合成了雪花状三氧化二铁(α-Fe_(2)O_(3))纳米材料,并通过化学还原法在其表面原位生长银纳米颗粒(AgNPs),并将其作为表面增强拉曼散射基底用于检测大豆基天然酯油中的糠醛浓度。根据扫面电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),电化学工作站以及拉曼光谱仪(Raman)分别进行表征。结果表明,以RhB作为探针分子,最低检测限为10-11 mol/L(M),而且相较于单一AgNPs基底,α-Fe_(2)O_(3)-AgNPs的SERS性能更优异。将α-Fe_(2)O_(3)-AgNPs基底进行功能化处理,使其表面修饰4-ATP分子,并用于检测大豆基天然酯绝缘油中的糠醛,最低检测限能达到0.05 mg/L。检测结果完全满足电力行业绝缘油的老化标准(重度老化,4mg/L;中度老化,0.5 mg/L;轻度老化,0.1 mg/L)。 展开更多
关键词 雪花状Fe_(2)O_(3)-AgNPs SERS 糠醛 大豆基天然酯绝缘油
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电工装备低频电磁仿真中若干关键问题研究现状及趋势
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作者 任卓翔 闫帅 +5 位作者 陈志福 徐小宇 付小同 郭泽 周亚星 杨帆 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期905-923,共19页
低频电磁场仿真是电气装备智能化的基础核心技术。该文基于计算电磁学自20世纪60年代以来的发展历程,讨论了低频电磁场仿真中若干关键问题的发展现状,展望了当前数值仿真领域的发展趋势。首先,介绍了低频电磁场计算基本方程及数值离散方... 低频电磁场仿真是电气装备智能化的基础核心技术。该文基于计算电磁学自20世纪60年代以来的发展历程,讨论了低频电磁场仿真中若干关键问题的发展现状,展望了当前数值仿真领域的发展趋势。首先,介绍了低频电磁场计算基本方程及数值离散方法;其次,对低频电磁场计算中材料建模的均一化、各向异性、磁滞模型等方面开展了分析和探讨;随后,针对空间多尺度、趋肤效应、开放边界以及变形与运动对低频电磁场仿真中网格和离散格式的特殊性进行了阐释,分析了当前电磁-力-热多物理耦合中的关键问题,介绍了数字孪生模型构建中基于物理模型和数据驱动的建模方法及近期工作;最后,对数值仿真在优化设计、人工智能、新一代仿真软件等方面的发展趋势进行了分析和展望。当前,多尺度多物理耦合建模仿真方法仍是电磁场计算领域的研究重点。传统数值仿真与新兴计算技术、人工智能的结合愈加紧密。智能制造和数字孪生等前沿需求下,电磁场计算面临高效迭代仿真和实时仿真的挑战,由物理模型和数据共同驱动的替代建模是解决这两方面挑战的重要手段。工业CAE仿真软件架构正在发生着深刻变革,迫切需要我国自主CAE仿真软件核心技术及应用生态的提升。 展开更多
关键词 计算电磁学 有限元 数字孪生 人工智能 工业仿真软件
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面向数字孪生变压器的计算机辅助运维(CAM+)构架与关键技术
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作者 廖瑞金 罗豪 +3 位作者 成立 杨丽君 赵学童 郝建 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期924-940,共17页
发展数字孪生变压器对支撑电力装备智能运维具有重要价值。目前变压器已具有计算机辅助设计、工程仿真的一般功能,但面向运行维护的场景、性能数字孪生还处于初级阶段。为此,该文提出了一种将计算机辅助设计、工程仿真、制造进一步拓展... 发展数字孪生变压器对支撑电力装备智能运维具有重要价值。目前变压器已具有计算机辅助设计、工程仿真的一般功能,但面向运行维护的场景、性能数字孪生还处于初级阶段。为此,该文提出了一种将计算机辅助设计、工程仿真、制造进一步拓展为电力装备的计算机辅助运维(computer aided maintenance+,CAM+)新模式,包含了场景更新、虚实融合、故障定位、智能运维等功能。该文首先介绍了CAM+的内涵,结合电力装备的数字孪生架构提出了面向数字孪生变压器的CAM+模式的技术架构。然后,综述了3维场景可视化建模、高精度传感、多物理场耦合模型与快速计算、虚实融合的动态推演、多源数据融合、状态智能评估、知识图谱等CAM+模式所涉及的关键技术。最后,分析了CAM+在变压器场景更新、参量孪生和智能运维的应用,并总结了未来CAM+所面临的挑战和发展方向。 展开更多
关键词 CAM+ 数字孪生变压器 虚实融合 动态推演 智能运维
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基于太赫兹频谱的绝缘油中微量甲醇无损检测新方法
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作者 何雨欣 杨丽君 +3 位作者 俞华 陈奇宇 成立 廖瑞金 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1405-1411,共7页
甲醇是油纸绝缘中纤维素老化的特有标志物,目前采用的顶空气相色谱/质谱测试方法过程繁琐,无法实现无损快速检测。现有的拉曼光谱和红外光谱也难以实现低浓度甲醇(mg·L^(-1)级)的感知。利用太赫兹检测技术对极性物质的敏感性,提出... 甲醇是油纸绝缘中纤维素老化的特有标志物,目前采用的顶空气相色谱/质谱测试方法过程繁琐,无法实现无损快速检测。现有的拉曼光谱和红外光谱也难以实现低浓度甲醇(mg·L^(-1)级)的感知。利用太赫兹检测技术对极性物质的敏感性,提出了一种实现绝缘油中微量甲醇的无损检测新方法。通过采用克拉玛依25#矿物绝缘油和色谱级别的甲醇配制浓度为99、59.4、19.8、9.9、4.95、2.48、1.24、0.62、0.31和0.15 mg·L^(-1)的含甲醇的绝缘油混合溶液。检测含微量甲醇的绝缘油在太赫兹频段的吸收光谱,发现在1.7 THz左右存在特征峰,其与油中甲醇浓度有较好的定量相关关系,初步在实验室中实现了0.15 mg·L^(-1)的绝缘油中微量甲醇的测量。基于量子化学计算分析揭示了甲醇与绝缘油之间复杂的分子间力使油与甲醇分子协同振动,是太赫兹频段特征峰的机理。甲醇和绝缘油之间复杂的分子间作用力,使得两种分子在太赫兹频段产生协同振动。同时,随着甲醇浓度的增加,甲醇分子间会形成氢键,更易缔合,减少了甲醇分子与绝缘油分子缔合的比例,从而1.7 THz左右的特征峰增长速度变缓。因此,吸收峰的强度与甲醇浓度存在非线性关系。含微量甲醇的老化绝缘油的太赫兹频谱在1.7 THz左右同样出现了吸收峰,在同一甲醇浓度时,吸收峰的强度随着老化天数的增加而增加,增幅与老化程度存在非线性关系,这可能与不同时期的绝缘油裂解的产物含量有关。聚合物和绝缘油对太赫兹波的低吸收性,有机会实现变压器上绝缘油中低浓度甲醇的快速原位检测。未来将通过进一步增大光程、绝缘油老化产物与甲醇的协同振动机理分析以及自适应大数据信号提取算法来提高测试下限,并排除老化因素的影响,实现全周期绝缘油中甲醇含量的准确无损测量。 展开更多
关键词 甲醇 太赫兹光谱 绝缘油 指纹识别
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氢能交互下的多区域电氢综合能源系统可靠性提升策略
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作者 蒙军 任洲洋 王皓 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期5011-5027,共17页
针对现有研究未考虑区域供氢网间能量交互的灵活运行特征,难以有效评估并提升多区域电氢综合能源系统可靠供能水平的问题,该文提出考虑氢能交互的多区域电氢综合能源系统可靠性评估方法。首先,剖析区域间氢能交互通道与区域内供氢网灵... 针对现有研究未考虑区域供氢网间能量交互的灵活运行特征,难以有效评估并提升多区域电氢综合能源系统可靠供能水平的问题,该文提出考虑氢能交互的多区域电氢综合能源系统可靠性评估方法。首先,剖析区域间氢能交互通道与区域内供氢网灵活资源的协调配合规律,提出多区域电氢综合能源系统协同运行机制及其运行模型;其次,以系统总运行成本最小为目标,建立计及氢能交互的多区域电氢综合能源系统最优负荷削减模型,从区域间能量交互水平及其对系统可靠性水平的提升作用等角度出发,建立多区域电氢综合能源系统可靠性评估指标,并基于马尔科夫链蒙特卡洛模拟提出氢能交互下的多区域电氢综合能源系统可靠性评估方法;最后,通过仿真算例分析验证了所提方法的正确性和有效性。该策略能充分挖掘、利用区域间的氢能交互,从而有效提升多区域电氢综合能源系统供能可靠性水平。 展开更多
关键词 多区域电氢综合能源系统 氢能交互 马尔科夫链蒙特卡洛 供能可靠性
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GIS三工位开关典型机械缺陷的特征量差异分析及辨识方法
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作者 郝建 刘清松 +3 位作者 彭华东 钟尧 甲宗庆 宋其宝 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2567-2579,共13页
近年来气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)三工位开关行程不到位机械缺陷导致的设备运行故障案例频发,为提升GIS三工位开关行程不到位机械缺陷检测及运维水平,首先采用126kV全真型三工位开关试验平台设置机构卡涩、传... 近年来气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)三工位开关行程不到位机械缺陷导致的设备运行故障案例频发,为提升GIS三工位开关行程不到位机械缺陷检测及运维水平,首先采用126kV全真型三工位开关试验平台设置机构卡涩、传动失耦和电机堵转三种典型机械缺陷,试验获得正常状态和3种典型机械缺陷情况下三工位开关分合闸动作过程中的电机电流、角位移行程和振动信号;然后,开展3种典型缺陷情况下“电流-机械”特征参量的提取及差异分析;最后,采用随机森林算法研究构建GIS三工位开关典型机械缺陷诊断模型,并验证其有效性。结果表明:单一的电机电流、角位移行程或振动信号图谱特性无法有效区分不同类型的机械缺陷,而采用“电流-机械”融合特征参量对3种典型机械缺陷的区分效果显著,基于“电流-机械”融合特征参量构建的GIS三工位开关机械缺陷随机森林诊断模型实现了对机构卡涩、传动失耦和电机堵转3种机械缺陷可靠诊断,为工程实际提升GIS三工位开关安全运行水平提供了技术参考。 展开更多
关键词 GIS三工位开关 机械缺陷 电机电流 角位移行程 振动信号
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变压器绕组热缺陷温度演化规律及其辨识方法
16
作者 张弦亮 郝建 +3 位作者 刘丛 王吉祥 吴洁 廖瑞金 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1548-1559,共12页
近年来变压器因绕组发生热故障烧毁时有发生,严重威胁电网安全。为保障变压器的安全稳定运行,开展了变压器绕组热缺陷温度演化规律及其辨识方法研究。首先,基于有限元法研究构建变压器绕组电磁-温度-流体多物理场耦合仿真模型,并通过温... 近年来变压器因绕组发生热故障烧毁时有发生,严重威胁电网安全。为保障变压器的安全稳定运行,开展了变压器绕组热缺陷温度演化规律及其辨识方法研究。首先,基于有限元法研究构建变压器绕组电磁-温度-流体多物理场耦合仿真模型,并通过温升试验验证仿真模型的有效性;然后,仿真分析绕组不同过热位置、热缺陷严重程度和运行工况对绕组局部区域温度的影响规律;最后,应用绕组轴向油道多点温度突变分析研究提出绕组热缺陷位置和严重程度辨识方法。研究结果表明:基于该文多场耦合仿真模型计算的温度值与温升试验实测值的误差小于6%;绕组不同区域发生热缺陷时,过热区域热量会沿油流导向路径快速传递,绕组油道内多点温升值会随其下方区域过热温度的增大呈现线性规律增长;该文提出的热缺陷辨识方法对热缺陷位置辨识的准确度为100%,对热缺陷温度估计的相对均方根误差为6.1%。采用该研究成果能及早发现变压器运行过程中绕组上的热缺陷,避免由缺陷向更严重的故障发展,保障变压器的安全运行。 展开更多
关键词 变压器 绝缘绕组 热缺陷 温度分布 辨识方法
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基于换档全过程振动强度的变压器CM型有载分接开关机械故障诊断方法
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作者 梁玄鸿 王有元 古洪瑞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期4145-4156,I0034,共13页
变压器有载分接开关(on-load top changer,OLTC)的主要故障类型是机械故障,现有大多数研究仅诊断切换开关故障,难以辨识影响换档全过程的传动机构故障。为准确诊断切换开关与传动机构故障,该文提出一种基于换档全过程振动强度的OLTC机... 变压器有载分接开关(on-load top changer,OLTC)的主要故障类型是机械故障,现有大多数研究仅诊断切换开关故障,难以辨识影响换档全过程的传动机构故障。为准确诊断切换开关与传动机构故障,该文提出一种基于换档全过程振动强度的OLTC机械故障诊断方法。首先,将多通道切换开关振动爆发数据转换为时域波形图输入改进的卷积神经网络(convolutional neural network,CNN),以获取池化层特征。然后,提出换档全过程振动强度特征,将换档全过程振动信号划分为多个区间,统计各区间中幅值超过阈值的点数,以表征各时间段平均振动强度。最后,提出一种新的特征处理方法改变以上两种特征的相对大小,并融合两种特征训练分类器诊断机械故障类型。实例分析表明:相比于现有OLTC机械故障诊断方法,所提方法能有效辨识传动机构故障,进一步提升对切换开关故障的诊断精度,具有较强的鲁棒性与泛用性,可为OLTC机械故障诊断研究提供新的思路。 展开更多
关键词 有载分接开关 机械故障 故障诊断 卷积神经网络 特征提取 特征处理
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计及电动汽车的综合能源系统多主体协同低碳经济调度
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作者 吴佳琦 张谦 +2 位作者 黄耀宇 吴小汉 李春燕 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期36-47,共12页
针对未充分挖掘具有源荷双重特性的电动汽车集群调度潜力以辅助电力系统低碳运行的问题,提出了计及电动汽车的综合能源系统内多主体协同低碳经济调度策略。首先,考虑综合能源系统内多主体的电能交易构建了风电主体优化运行模型、计及碳... 针对未充分挖掘具有源荷双重特性的电动汽车集群调度潜力以辅助电力系统低碳运行的问题,提出了计及电动汽车的综合能源系统内多主体协同低碳经济调度策略。首先,考虑综合能源系统内多主体的电能交易构建了风电主体优化运行模型、计及碳捕集与电转气系统综合灵活运行的电-热耦合系统优化运行模型以及电动汽车主体优化运行模型;其次,基于纳什谈判理论建立了综合能源系统内多主体合作运行模型,将其分解为多主体联盟效益最大化子问题和电能交易支付谈判子问题,并采用交替方向乘子法对上述两个子问题进行了分布式求解以保护各主体的隐私;最后,通过算例仿真验证了所提策略能够充分挖掘碳捕集-电转气系统和电动汽车集群支撑风电消纳实现综合能源系统碳减排的潜力,提高各主体的运行效益以及合作联盟的整体效益,有效实现综合能源系统内各主体协同互济,促进新能源消纳、提升系统低碳性和经济性。 展开更多
关键词 低碳经济调度 综合能源系统 新能源消纳 纳什谈判 碳捕集 电转气 电动汽车
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脉冲磁场幅值对制备聚硅氧烷复合材料的电磁屏蔽性能影响规律
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作者 米彦 刘灿辉 +2 位作者 朱亚奎 陈勇 李政民 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3249-3257,共9页
脉冲磁场已被证实通过诱导纳米粒子在基体中取向排列可以显著提高复合材料的电磁屏蔽性能,然而脉冲磁场幅值对复合材料电磁屏蔽性能的影响规律尚不明确。因此,采用脉宽为10μs、频率为50Hz的脉冲磁场诱导片状羰基铁(flaky carbonyl iron... 脉冲磁场已被证实通过诱导纳米粒子在基体中取向排列可以显著提高复合材料的电磁屏蔽性能,然而脉冲磁场幅值对复合材料电磁屏蔽性能的影响规律尚不明确。因此,采用脉宽为10μs、频率为50Hz的脉冲磁场诱导片状羰基铁(flaky carbonyl iron,FCI)在聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)中定向排列,研究磁场幅值(0~0.7T)对复合材料电磁屏蔽性能的影响规律。用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)对纳米粒子的取向和排列进行了表征。结果表明,脉冲磁场可以有效控制羰基铁的取向和排列,形成导电网络结构,提高复合材料的导电性,最终显著提高取向复合材料的电磁屏蔽性能。脉冲磁场对复合材料的屏蔽效能增强效果可达27%,达到的最高屏蔽效率为15.36dB。理论分析和实验结果的一致性证实了微秒级脉冲磁场在改善复合材料电磁屏蔽性能方面的有效性。该研究制备的高性能柔性电磁屏蔽复合材料具有应用于先进电子设备的潜力。 展开更多
关键词 微秒脉冲磁场 取向 聚硅氧烷 羰基铁 电磁屏蔽
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原子热运动对电场量子测量的影响及修正方法
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作者 阎晟 肖冬萍 +2 位作者 石筑鑫 张淮清 刘卫华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期2953-2960,共8页
基于里德堡原子电磁诱导透明(EIT)效应的电场量子测量方法,能够突破传统基于电学原理、光学原理测量法在测量精度和灵敏度上的极限,并且具有自校准性。采用热里德堡原子进行测量具有工程应用的便捷性,但是原子热运动形成的多普勒效应会... 基于里德堡原子电磁诱导透明(EIT)效应的电场量子测量方法,能够突破传统基于电学原理、光学原理测量法在测量精度和灵敏度上的极限,并且具有自校准性。采用热里德堡原子进行测量具有工程应用的便捷性,但是原子热运动形成的多普勒效应会导致EIT谱峰发生频移和形变,混淆电场对原子的相干效应,从而影响电场测量精度。基于激光、电场与原子的作用机理,以及原子热力学,该文提出通过调整探测光和耦合光频率,修正原子热运动对电场量子测量影响的方法。首先,假设里德堡原子静止不动,建立和求解密度矩阵方程,描述双光子阶梯型三能级系统的EIT光谱;然后,引入温度与原子运动数学关系,将温度造成的原子热运动多普勒影响量化为探测光和耦合光频率失谐量,通过修正探测光和耦合光的频率来抵消该影响。仿真实验表明,该文提出的修正方法效果良好,该研究有利于推进基于里德堡原子电场量子测量的实用化进程。 展开更多
关键词 电场测量 里德堡原子 电磁诱导透明 原子热运动 多普勒效应 修正
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