Abstract:

基于特征系统实现算法（eigensystem realization algorithm,ERA）求解简便、运算量小的优点，提出了一种改进的次同步振荡参数辨识方法。改进的算法先通过拼接同步相量的实部矩阵和虚部矩阵构造实数域汉克尔矩阵，并对其进行矩阵分解得到系统矩阵，再求系统矩阵的特征值从而实现次同步振荡角频率的提取，仅利用200 ms的同步相量序列即可实现次同步振荡参数的高效辨识。改进的ERA有效解决了现有ERA在辨识过程中未考虑基波分量和振荡分量的角频率两两共轭约束的局限。

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电力系统运行实践表明，新能源送出线路单相重合闸非全相运行过程中，新能源侧存在过电压和过电流，可能影响保护性能。为揭示送出线路非全相运行机理，首先推导了非全相运行状态下新能源侧电压和电流解析式，并利用实际故障录波数据验证了其有效性；然后，基于推导的解析式，研究了新能源控制方式、功率水平、送出线路长度对过电压、过电流的影响；最后，结合新能源送出系统保护配置情况，分析了送出线路保护和变压器保护对非全相运行状态的适应性。研究结果表明：非全相运行期间健全相电流约上升至额定电流的√3倍，过电压幅值主要受断口阻抗和新能源电源正序等效阻抗的影响；由于同时存在较高的负序电压和过电流，变压器高压侧复合电压过电流保护可能误动作。

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针对电力系统中短导体并联引发的三相电流不平衡现象因缺乏标准规范约束给生产运维所带来的困扰，从阻抗参数差异角度揭示了短导体并联下三相电流不平衡的机理，指出其本质为并联回路间三相阻抗比例不匹配引起的分流差异，并通过四川电网典型案例（同塔双回、非同塔双回、混合组塔线路及开关场内部导体）进行了仿真研究。研究表明，通过调整相序排布或换相措施可有效改善电流平衡度。研究结果为短距离并联导体设计与运维提供了理论依据及实践参考，建议在并联导体规划中注重三相阻抗一致性或阻抗比例匹配。

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由于邻近多风电机组间存在复杂的关联关系，深度挖掘多风电机组的空间特征有利于提高风电功率的预测精度。因此，提出了一种考虑多风电机组关联特性的超短期功率预测方法。首先，基于能量谷优化算法对变分模态分解的关键参数进行优化，将原始风电功率数据分解为多个利于预测的模态分量；随后，在双向门控循环单元时序预测网络中引入时序注意力机制，充分提取多风电机组间的复杂联系，从时空角度对各模态分量进行精准预测；最后，对各模态分量预测值进行重构得到多台风机的风电功率预测。实验结果表明，与其他预测模型相比，所提方法不仅能有效提高多风电机组的超短期功率预测精度，同时也能缩短训练时间。

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为提高输变电线路在长期运行和自然环境影响下产生的各类缺陷的检测精度和效率，提出了基于YOLOv8和可变形卷积的改进算法。针对各类缺陷样本数量差距较大导致的长尾分布问题，提出使用分割一切模型对数据进行扩充以提高数据平衡性；在主干网络中引入DCNv2结构，通过动态调整卷积核的形状适应各类样本包含的特征以提高泛化能力，并结合multi CA注意力机制使网络注重各通道的融合信息；使用损失函数WIoU引导模型学习，以适应不同质量的锚框。将改进的算法与其他算法进行比较，结果表明改进算法增加了对输变电缺陷检测的精度。

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特高压换流变压器阀侧油中表带触指作为实现绕组引出线与阀侧套管电气连接的关键部件，长期服役在高电压、大电流、高环温等严苛条件下，难以避免出现腐蚀、劣化等情况。以在役表带触指劣化故障实例为基础，通过扫描电子显微镜、能量色散光谱仪、X射线衍射仪等检测手段探究了表带触指表面腐蚀产物的微观形貌演变，分析了腐蚀层主要成分及含量，后经由显微切片与表面磨抛观测探究了其腐蚀产物的分布特征。研究结果表明：腐蚀产物大多数仅附着于表带触指表面，未向内侵蚀，推断腐蚀产物Cu2S主要由油中Cu离子与腐蚀性硫化物结合沉积而来。最后，提出了一种基于机器学习结合激光诱导光谱信号的快速检测分析方法，实现了对触指4类不同腐蚀程度的有效识别，准确度可达到99.25%。

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对储能锂离子电池荷电状态(state of charge,SOC)的准确估计，能保障储能锂电池系统安全稳定运行。针对储能锂电池等效电路模型参数不准确以及储能复杂环境噪声不确定的问题，基于戴维南等效电路模型，在实际测得的间隔恒流放电数据基础上利用带遗忘因子的递推最小二乘法进行等效电路参数辨识，将辨识后参数计算得到的电压与试验电压进行比较分析，验证所辨识模型的优劣并获取模型最优参数，在此基础上，提出一种基于无迹卡尔曼滤波算法对电池SOC进行准确估计。将所提算法与扩展卡尔曼滤波算法和安培小时积分法进行比较，并分析不同初始SOC对估计结果的影响。结果表明，所提方法在不同初始SOC条件下均可快速收敛并准确估计SOC，在初始SOC与模型参数无误差的条件下，估计精度高达99.2%。

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针对雨雪天气严重影响线路覆冰图像质量与标准覆冰厚度计算的问题，提出一种基于智能图像处理的线路覆冰厚度检测方法，并在实验室对导线进行人工覆冰并模拟人工冷雾，采集有雾和无雾条件下的覆冰图像，用所提方法检测导线覆冰厚度。对采集的图像通过去雾、灰度化、直方图均衡化和空间滤波进行预处理，采用多种算子对处理后的图像进行边缘检测，计算出覆冰厚度。结果表明，覆冰图像去雾处理后采用直方图均衡化和空间滤波可较好地改善图像质量，配合使用Canny算法进行导线覆冰图像边缘检测时更具优势，即使在有雾的情况下，也可以得到较为准确的覆冰厚度检测结果。

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为提高电力设备异常检测的精度，提出以融合双向加权特征金字塔网络（BiFPN)和三重注意力（TA）机制改进Yolov5s的电力设备异常检测方法。首先，融合BiFPN是在特征融合结构中加入跨尺度连接线以保留更多深层的语义信息,可以有效促进目标的分类识别和位置精确定位；然后，加入采用三分支结构的注意力机制能够更好地提取空间交互注意力和通道空间交互注意力，抑制无用的特征信息；最后,通过采用Soft NMS来取代传统的NMS算法可以有效减少目标的遗漏，并提升检测的准确性。实验数据显示，改进后的YOLOv5s网络模型相较于原始YOLOv5s模型,精确率从88.3%提升至90%，召回率从89%提升至93%，mAP@0.5值从88.7%提升至92.8%，有效地提高了检测精度。

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对电力系统中防火封堵材料的发展历程进行了系统性的回顾，并探讨其在不同应用场景下的适用性及未来发展趋势。首先，对电力防火封堵材料进行了分类，并详细阐述了各类材料的特性及其单独或组合使用的优势；其次，通过具体案例分析，针对不同功能建筑、电力设施及封堵部位，探讨了适宜的封堵材料选择策略;最后,结合国家相关标准和近期研究进展，对电力防火封堵材料的未来发展方向进行了展望。

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安装开关设备能够有效提升配电网可靠性，减少系统停电损失成本，但是故障发生的随机性给开关规划方案的价值带来投资风险，为此提出了考虑条件风险价值的配电网开关规划模型。该模型可以规划开关的数量和配置点位，使期望利润最大化并最小化投资风险，其中：故障的随机性利用序贯蒙特卡洛模拟法和快速前代消除技术建模；风险利用条件风险价值表示，通过风险偏好系数将期望利润和条件风险价值整合到同一目标函数中以考虑电网公司的风险偏好。该模型被建模成混合整数线性模型的形式，能够利用CPLEX等商业求解器在有效的运行时间内求解。最后，以RBTS4配电系统作为算例进行仿真分析。结果表明了在开关规划问题中考虑条件风险价值的必要性，并分析了不同关键参数对开关规划方案的影响。

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为了满足硬件在环测试、并网变换器测试等需求，设计了一种交-直-交三相功率放大器，并在逆变侧采用并联交错T型多电平拓扑，满足了高开关频率、大功率等级以及低损耗等需求。此外，分析了三相开关型功率放大器中零序环流的流通路径，提出了零序环流的等效模型，给出了零序环流的数学表达式，并在仿真实验中进行了验证。最后，提出采用共模电感代替工频变压器抑制环流，大大减小了装置体积，节约了成本，并在仿真实验中验证了该措施的有效性。

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针对新型电力系统中兆赫兹级高频暂态电流分量的探测需求，介绍了一款剪切模式高频磁电耦合电流传感器的敏感机理和结构设计。为有效提升该电流传感器的灵敏度、探测极限等核心性能，设计并研制了一款高频调理电路，通过仿真分析对其性能做出判断，进一步搭建了一套高频电流试验系统对其进行了试验验证。试验结果表明，经过调理后的灵敏度达到14.24 mV/mA，线性拟合度（R平方）达到0.999 68，0.9~1.1 MHz频率范围内输出信号有效值的变化波动小于3%，探测极限达到10 μA以内。该调理电路显著提升了磁电耦合电流传感器的高频探测性能，对于新型电力系统中高达MHz频率的高频暂态电流分量探测具有很好的应用潜力。

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为确保安装使用内置特高频传感器的气体绝缘金属封闭开关设备局部放电监测系统可靠工作，使用吉赫兹横电磁波室试验平台，对四川电网新建1000 kV及500 kV输变电工程气体绝缘金属封闭开关设备所使用的665只内置特高频传感器开展了频率响应特性试验，并且使用可调制脉冲发生装置对部分已经完成现场安装的传感器开展了检测灵敏度试验。结合传感器原理及安装要求对试验结果进行了分析，并据此对内置特高频传感器及局部放电监测系统现场应用提出了建议。

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近年来，时有地线挂点金具发热、烧融导致地线断线进而危害线路稳定运行的事故发生。针对四川500 kV架空输电线路地线金具发热问题，通过理论分析与仿真研究发热原因，提出预防措施以保障线路安全。首先，通过EMTP仿真建模，获得了线路稳定运行状态下地线的感应电压与电流随负荷的变化规律；随后，搭建三维有限元仿真模型，计算了接触电阻、感应电流、风速等参数对金具发热的影响规律；最后，结合仿真结果分析发现其异常发热的主要原因为耐张段上出现两个及以上接地点后构成异常感应回路，使接触电阻处持续流过较大电流，导致金具异常发热。针对这一类型问题提出了可行的解决方案及预防控制措施，为架空输电线路的安全运行提供保障。

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为适应智能电网快速响应的要求，电力负荷预测成为智能电网关键任务之一。精准的电力负荷预测响应对电力系统运行的安全性、稳定性、经济性起着至关重要的作用。首先，介绍电力负荷预测的特性及分类；随后,分析电力负荷预测的影响因素，并介绍电力负荷预测的基本步骤和性能评价指标；再将电力系统负荷预测的研究分传统预测方法、机器学习预测方法及深度学习预测方法等3类展开阐述；最后,总结所做的工作并展望电力负荷预测的未来发展方向。

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电力系统负荷预测研究对于用电形势分析、用电规划、合理部署人力、物力资源以及经济有效地管理电力系 统都具有重要的意义。分析了电力负荷研究现状，较系统地总结了电力负荷预测的特点、步骤及其常用预测方法，并 从多个角度对不同预测方法的特点进行比较分析，进而对四川省用电负荷预测及中国用电形势进行预测分析，为电 力负荷预测研究提出富有针对性的建议。

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精确的光伏发电功率预测是实现光伏电站顺利并网的关键。然而，太阳辐射、气候和地理条件等因素会导致光伏发电功率频繁波动，给功率预测带来了巨大挑战。针对当前光伏新能源大规模并网的需求，从多个角度探讨了光伏发电功率预测的意义及其分类，综述了人工智能技术在光伏发电功率预测领域的最新应用，包括传统机器学习、深度学习和组合方法，并进行了对比和总结。目前研究的主要类型是单一光伏电站的超短期和短期光伏发电功率预测，深度学习方法和组合方法是主流预测方法，数据预处理、特征提取和误差补偿是提升预测精度的关键因素。最后，展望了人工智能技术在光伏发电功率预测领域的未来趋势和研究创新点。

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随着电力系统智能化水平的提高，使得电力系统关键设备运行健康状态的检测要求不断提高。声学检测技术因具有无损检测、准确性高、应用前景广泛及定位方便等特性而成为电力系统故障检测技术领域的研究热点。首先，阐述了声学检测技术的机理，并且总结了声学检测技术在电力系统中的应用架构；其次，分别从声源信号采集、故障诊断、故障定位及典型应用场景等方面综述了电力设备故障声学检测技术的关键问题与研究现状；最后，分析了电力设备故障声学检测技术的局限性，并提炼出声学检测技术可能的四大研究方向。

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光伏发电的随机性和间歇性导致资源利用率低，储能具备控制灵活、响应快速的特性，是当前解决光伏并网和提高消纳的有效手段之一。目前，高昂投资成本是制约储能推广应用的关键，文中从成本角度出发研究了分布式光伏系统中储能的优化配置方法。首先，以分布式储能系统的投资和运行成本为目标，同时考虑储能接入位置、配置容量、荷电状态和电网运行状态等为约束条件建立双层优化模型；然后，介绍优化模型求解方法，外层采用遗传算法优化储能配置位置、功率和容量，内层采用粒子群算法结合MATPOWER潮流计算工具优化储能日内运行策略；最后，在Matlab软件中采用IEEE9节点系统验证了优化配置方法的可行性和有效性。

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变压器作为电力系统中的关键设备，其运行状态能否正确、稳定会影响到电网供电的可靠性。而变压器的励 磁涌流不仅容易影响到变压器差动保护的正确率，严重时还会对电力系统的其他设备造成严重的电气污染。这里指 出了励磁涌流产生的原因以及影响，并对当前抑制励磁涌流的措施，如一次侧串电阻法、电压侧并联电容法、选相合 闸法等方法的原理进行了综述，从经济和技术上对各方法的优缺点进行了分析，并对这些方法在国内外的实际应用 进行了介绍，展望了今后励磁涌流的抑制方法研究的发展趋势及研究方向。

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在分析了低频振荡产生原因的基础上,概括出低频振荡的分析方法具有基于系统实测信号和基于系统数学模型两大类,并对具体分析方法细化;总结交直流互联系统中低频振荡的抑制策略;重点对低频振荡的抑制及其关键技术问题研究现状进行介绍;最后对于低频振荡的后续热门研究问题做了展望。

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文中提出了一个电池储能系统技术经济分析框架。在此框架中嵌入了一个详细的电池退化模型，该模型可对电池衰减过程中的放电深度、温度、充电/放电速率以及荷电状态等影响因素进行建模分析。在不同的运行条件下，评估了电池储能系统在整个寿命期内的能量吞吐量和平准化储能成本，分析了不同电价机制下电池储能系统的技术经济性。

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实现电力巡线的规范化、智能化和自动化是电力巡线业务发展的终极目标。简述了电力巡线的发展历程，同 时分析了人工智能赋能电力巡线行业的可行性，提出了“无人机巡检 + AI 智能分析”处理方案，并对人工智能与电网 深度融合进行了展望。

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从当前台区三相不平衡监测和治理问题出发，开展了三相不平衡产生的根源及其对台区线损的影响分析。随后，针对三相不平衡监测，分析了仅关注配电变压器低压出口三相不平衡度和电量不平衡度两个常见做法存在的不足，并通过构建典型场景，测算了两个监测误区在反映台区线损率上的影响。针对各地常采用的三相不平衡集中补偿措施，分析了其在补偿三相不平衡度、降低损耗方面的局限性，并通过典型配电变压器和配电线路阻抗分析进行了验证。最后，针对上述分析的问题，本文提出了针对性的建议措施，为电网企业、配电网运营商开展低压电网三相平衡监测和治理，提供了思路和参考。

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针对用电采集系统中正确接线的三相三线电能表负电流现象展开分析，利用计量原理和相量图从功率因数 的角度做出了规律总结，并结合负荷性质和现场工作情况验证了该一般性结论。

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风是中国中东及东南沿海地区较为常见的灾害性天气，伴随台风的大风、降水及次生灾害会严重威胁电网设备安全运行，且传统气象部门台风预报精度有限，对电网制定防台应对措施指导意义不强。文中对近年来台风对沿海地区电网设备的主要影响进行了分析，介绍了基于国网台风监测预警中心的台风监测预警机制，主要包括台风监测预警中心总体架构、主站和子站功能以及中期、短期预警发布机制；提出了调度应急处置、设备性能提升、隐患排查治理、加强沟通联动等电网设备抗台风相关技术和管理措施。通过对电网遭受台风侵袭的危害特征、监测预测技术以及应对措施进行讨论，为电网防台抗风工作提供有益经验。

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基于近年来国内外电缆隧道火灾事故统计数据，文中总结了电缆隧道火灾事故发生的原因和特点，详细介绍、分析了目前应对电缆隧道火灾的各种消防灭火系统，如水喷雾灭火系统、高压细水雾灭火系统、气体灭火系统、气溶胶灭火系统、超细干粉灭火系统等。针对不同电缆隧道消防灭火系统的选择提出了推荐建议，认为对于保护长距离、大容积的电缆隧道，应优先考虑高压细水雾灭火系统，其次为超细干粉灭火系统；对于电缆接头或其他局部灭火重点防护区域可考虑超细干粉灭火系统等;不建议在长距离、大容积的电缆隧道内使用气体灭火系统、水喷雾灭火系统和气溶胶灭火系统。

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在建立以新能源为主体的新型电力系统背景下，为适应新型电力系统的发展需求，文中提出一种主配一体调度控制系统建设方案。通过建立适应广域范围内分布式电源、可控负荷参与的调度控制系统架构，采用云端控制和本地控制相结合的方法，把主网和配电网监视和控制功能有机结合，有效提升了源网荷储间的协调能力和清洁能源的消纳水平。

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为输电线路的监测器件提供稳定、便利的电源，本文基于电磁感应的原理，设计了无线电容取电装置，可以最大化利用空间能量，对支撑输电线路的运行状态监测具有重要意义。首先，分析了电容取电的结构，以此得到了取能装置输出功率与高压杂散电容、低压杂散电容、负载电阻等参数的计算关系，发现合理增加感应电极面积，减小感应电极电容值和增加负载电阻值可以有效提升取能装置输出功率。其次，利用多物理场仿真软件模拟了电容取电的影响因素，最后，通过MATLAB软件设计了高压实验装置，对实际情况进行模拟与实验，最后实验结果表明：当电源电压为10kV,耦合电容为14pF,1MΩ的负载可以得到0.12mW功率。

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三电平二极管钳位型桥式变流器是适应高电压、大功率应用环境比较好的方案。然而，三电平逆变器开关管在开通关断过程中普遍存在电压应力超标问题。为了解决上述问题，对三电平逆变器开关管应力进行分析后提出了开关管驱动保护电路，设计并优化了三电平的驱动波形。最后，在三电平逆变器实验平台上进行试验验证了该方法的有效性。

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大规模高比例新能源的接入，对电力系统容量保障、新能源消纳带来巨大挑战。将需求响应资源引入电力市场，发挥需求侧资源在促进新能源消纳、保障系统供需平衡等方面的重要作用，实现需求响应与电力市场的有机衔接是未来发展的必然趋势。针对新型电力系统需求侧管理机制，介绍了需求响应内涵与资源类型，研究了以美国、新加坡和英国为代表的国外需求响应发展现状，分析了可供借鉴的经验，提出了新型电力系统背景下中国需求响应发展策略与实施建议。

Abstract:

文中对电流互感器（CT）在不同安装位置发生位于断路器与CT之间的故障进行了保护的动作行为分析。同时分析了死区故障时，断路器失灵保护和死区保护的动作逻辑，梳理了四川电网220 kV以上断路器CT安装位置的现状，并提出为了保障系统稳定应严格按照反事故措施要求将CT在断路器两侧布置的建议。