电网发生不对称电压暂降时，会对储能安全并网产生不利影响。针对上述问题，提出一种不对称电压暂降下储能变流器(power conversion system, PCS)多目标控制策略。该策略以支撑并网点电压至安全范围为首要目标，设计了两组电压参考值，可根据实际负序电压的大小选择合适的电压参考值。随后通过拉格朗日乘数法确定了最优电压支撑方式，同时考虑以PCS输出电流和有功功率波动为约束条件，保证了并网系统在故障期间安全运行。当支撑并网点电压至安全范围时，进一步根据PCS剩余容量裕度抑制电压不平衡度，提升电压质量。最后通过MATLAB/Simulink验证了所提策略的有效性。当电压暂降程度较小时，不仅能保证电压支撑效果，还能更好地限制有功功率波动；当电压暂降程度较大时，能给予并网系统更充裕的不脱网运行时间。
电压互感器长期处于恶劣的运行环境中，在各种过应力下绕组绝缘可能发生局部匝间短路故障，影响设备的计量性能和运行安全。然而，现有针对电压互感器局部匝间短路故障引发漏磁畸变与局部过热的研究相对不足，尚难系统揭示短路位置和匝数对磁-热场分布形态的影响规律。此外，现有故障辨识特征多侧重于单点幅值或局部状态，难以刻画故障响应的空间差异，导致不同故障状态的辨识能力受限。为解决上述问题，本文提出了一种磁-热轴向分布形态特征驱动的电压互感器匝间短路故障辨识方法：基于COMSOL有限元软件构建场-路耦合与磁-热耦合仿真模型，提取漏磁和温度的轴向分布序列，构建用于表征故障响应的磁-热轴向分布形态特征；进而，采用贝叶斯优化极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting, XGBoost)模型对单一物理量特征和磁-热融合特征进行分类验证，评价特征体系有效性。仿真结果表明：短路位置主要影响磁-热异常响应的轴向分布区域，短路匝数主要影响漏磁幅值和热点温升；磁-热融合特征输入下模型辨识效果最优，准确率达96.15%。
随着真空断路器电压等级提升，弹簧操动机构凸轮动态接触载荷增大，接触疲劳失效风险上升。传统凸轮设计多将接触强度作为后验校核指标，缺乏动态接触应力反馈驱动的轮廓优化机制。为此，提出一种基于协同仿真与赫兹接触理论的凸轮轮廓优化方法。以 NURBS 曲线控制点为设计变量，以最大动态接触应力最小化为优化目标，并以接触强度准则和机构运动约束为边界条件，建立凸轮轮廓优化模型，采用序列二次规划算法实现 Adams-Matlab协同迭代求解。以252 kV真空断路器为例进行验证，结果表明：优化后最大接触应力由1287.8 MPa 降至1019.6 MPa，降幅20.8%；最大法向接触力由87.1 kN降至72.8 kN，降幅16.4%；最大工作压力角和从动件角加速度均有所降低，凸轮传动特性得到改善。经10 000次机械寿命试验后，凸轮工作表面未出现点蚀、剥落和异常磨损。结果表明，该方法可在保证合闸机械特性的同时降低凸轮动态接触应力，为高压真空断路器关键传动部件的可靠性优化设计提供参考。
随着近年来中国电力系统的持续发展，简化电厂的运行操作、提高机组的可用率以及提高系统安全性和稳定性等问题越来越被重视。发电机断路器的优越性能能够充分满足相关需求，因此逐渐发展成为电力系统中最重要的组成设备之一。发电机断路器具有额定电流大、开断短路电流直流分量高、操作频繁等特点，运行过程中容易出现因设备导体温度过高而导致的故障，严重时甚至引发爆炸事故。文中提出了一种基于红外成像技术的发电机断路器温度监测系统，精确还原发电机断路器导体周围的热场分布，通过数据分析对高温点进行实时定位和温度异常报警，实现发电机断路器故障隐患的及时处理。
仿真计算广泛用于获取容量试验参数以反推试验回路设备的配置参数。长久以来试验电源模型均采用理想电源，回路设备参数设置、仿真执行、仿真结果读取均采用人工方式。文中提出采用PSCAD/EMTDC 8阶发电机模型仿真短路发电机在试验时特殊的机电和电磁暂态过程，并通过自动生成Fortran编译文件和通过曲率计算TRV包络线的方法，实现了仿真过程的全自动化，大幅提高了回路配置参数计算的准确性和效率，节约了回路配置参数的计算和调试时间。
面对沿海地区外绝缘污闪威胁，目前红外、可见光图像等电弧监测技术多为人工巡检手段，不具备实时监测和预警功能，外绝缘盐雾闪络过程研究对保障电网安全运行有重要意义。因此，文中建立了交流复合绝缘子盐雾闪络试验平台，在盐雾箱中进行植入光栅的10 kV交流复合绝缘子盐雾闪络试验，研究交流光纤复合绝缘子盐雾闪络过程光热特性。试验结果表明：交流复合绝缘子盐雾闪络过程可分为起弧、发展、闪络3个阶段；交流电弧可见光图像特征均呈二倍工频周期性变化，消失时红外热像滞后于可见光图像；起弧阶段电弧易发生熄灭、重燃，闪络电弧不熄灭且沿原放电通道周期性增强直至击穿；闪络过程绝缘子高温区由高压端向中心区域转移；界面温度在燃弧前先下降后上升的现象，电弧越剧烈界面温度变化越明显，该现象可实现电弧位置预测。文中研究为沿海地区复合绝缘子闪络预警提供了一种新方法。
为了解决单相接地故障处理存在高阻故障判断盲区的技术难题，对接地故障发生时三相电流变化增量进行研究。从理论分析和10 kV真型模拟试验两方面入手，分析单相接地故障网络，研究接地故障点前后三相电流变化增量的特征，结合10 kV真型模拟试验数据、提出完整判据，创新了一种采用三相电流的稳态变化量来判断单相接地故障方法。该方法通过多种类型10 kV真型单相接地故障试验，证明其能够对单相接地故障准确选相选线和故障定段，并具有精准判断高阻接地故障的技术优势，可普遍适用于中性点不接地、经消弧线圈和小电阻接地系统。
针对电力系统中无法直接在线监测断路器刚分刚合点的问题，文中提出了一种基于短时能量与声压复合分析法的刚分刚合点计算方法。通过加速度传感器采集断路器的振动信号后，首先利用声压信号确定刚分刚合点的区域范围，再通过短时能量与预设阈值的首次交点精确定位刚分刚合点。此方法有效解决了传统计算方法由于操作机构、传感器安装位置、安装方式等的差异而失效问题。研究结合高压开关测试仪进行离线测量，并统一时间坐标以获得准确的刚分刚合点作为实验对照。实验结果表明，计算误差控制在1 ms以内，验证了该方法的精确性和实用性。研究工作提供了一种高效、精确的计算方法，为选相分合装置的控制性能优化提供了解决方案。
SF6气体具有优异的绝缘、灭弧性能，广泛应用于超、特高压气体绝缘开关、封闭式组合电器等设备中。文中针对SF6气体全分析耗时长、步骤繁琐、无法在变电站现场开展等难题，首创了SF6气体酸度、可水解氟化物、矿物油含量仪器化检测方法，创新了纯度、水分、毒性物质小型化稳流分析方法，发明了6项质量指标并行全自动检测方法及装置，实现了SF6气体质量的现场精确快速检测。采用文中研发的方法及装置，单个SF6气体样品检测时间由18 h缩短至40 min，检测用气量由100 L减少至20 L，且避免了SF6高压钢瓶在现场与实验室之间来回运输，对保证重大工程建设周期、保障充气设备可靠运行具有重要意义。
光伏功率随时间的波动具有不确定性和随机性，准确可靠的光伏功率预测对电网的实时调度和频率调节具有重要意义。为了提高光伏功率预测的准确性，提出一种结合时空局部注意力网络（spatio-temporal local attention network，STLAN）和长短时记忆网络（long short term memory，LSTM）的日前光伏发电功率预测模型（STLAN-LSTM）。所提STLAN-LSTM由双自注意力机制组成，通过时序自注意力机制（temporal selfattention，TSA）动态定位相似的历史光伏功率序列，同时采用空间自注意力机制（spatial self-attention，SSA）自动捕获相邻站点匹配的光伏功率序列。然后，通过改进的相似序列分数估计策略统计两个注意力通道的输出，使得模型侧重于日常特征中相似局部序列。最后，使用极限学习机（extreme learning machine，ELM）将注意力通道的输出转换为非线性空间，并输入至LSTM网络实现功率预测。在光伏电站测量数据上的实验结果表明，STLAN-LSTM的预测指标MAE、RMSE、MAPE值分别为1.26%、1.61%、23.21%，具有较高的预测准确性，为日前光伏发电功率预测提供有效的技术支持。
Top oil temperature is an important indicator for evaluating thermal characteristics of power transformer.Accurately predicting the variation trend of the top oil temperature plays a crucial role in assessing the load capaci-ty of the transformer and promptly identifying potential thermal faults.In view of such issues as low accuracy,cum-bersome feature selection process,and incorrect use of information in top oil temperature prediction,a transformer top oil temperature prediction method(Attention-GRU-TCN)is proposed based on temporal convolutional network(TCN),attention mechanism,and gated recurrent unit(GRU).First,TCN is introduced into the convolution to en-sure causality in the prediction process and reduce the interference of future data on the prediction process.Then,the introduction of the attention mechanism assigns higher weights to key data features,replacing the complex and time-consuming data filtering process,thereby improving prediction accuracy.Finally,the proposed method is ex-perimentally validated at a company against traditional top oil temperature prediction models(e.g.,RNN,LSTM,GRU,BiLSTM,andTransformer,ect).The results show that compared with the RNN model,LSTM model,GRU model,BiLSTM model and Transformer model,the Attention-GRU-TCN model achieves a decrease in mean abso-lute error(eMAE)by 23.69%,15.88%,7.77%,29.35%,and 14.51%respectively,a decrease in mean squared error(eMSE)by 45.79%,31.34%,12.31%,43.32%,and 38.85%respectively;and an increase in the coefficient of determi-nation(R2)by 6.0%,3.10%,0.79%,12.30%,and 4.57%respectively.It is shown that the method has higher predic-tion accuracy for transformer top oil temperature,which is conducive to providing a reference for early warning of po-tential thermal faults and analyzing the load capacity of transformers.
由于开关柜通入电流后，内部设备会产生热量，当温度长期超出阈值，会造成设备损坏无法保证安全，因此需要对开关柜内部温度进行监测，提前对柜内设备的温度进行预测，方便对设备进行维护。为了能够准确预测开关柜内部设备温度，基于BP神经网络，采用GA算法对BP神经网络优化，提出GA-BP神经网络开关柜内部设备温度预测模型。首先分析影响开关柜温度上升的影响因素，并将其作为预测模型的输入数据；再通过预测模型的训练与测试；最后通过衡量指标来评价网络模型的优劣。测试结果表明，该方法能够有效预测开关柜内部设备的温度值，为变电站内设备进行维护提供了便利。
叶片覆冰会降低风力机的发电效率，采用电加热防冰技术可以维护风机的安全稳定运行。由于叶片在电加热防冰时叶表的温升情况存在差异，会出现叶表不同部位温差过大、局部温度过高等问题。针对上述情况，以H型垂直轴风机叶片为研究对象，对风机静止状态下叶表流场分布及叶表散热情况进行分析。建立了基于流体—热力场的叶片电加热防冰二维耦合数值仿真模型，提出按照迎、背风侧叶表平均风速的比值来分配两侧防冰功率的策略，并对处于不同攻角下的风机叶片进行了仿真验证。结果表明，当叶片一直处于0°或180°攻角下时，叶表温度分布较均衡。其余攻角下，叶表不同位置温度相差较大，相比于不分区防冰，差异化防冰策略在缩小叶表温差、降低叶表局部最高温度方面取得了较好的效果。
为了研究特高压输电线路电晕噪声的分布特性和影响因素，文中基于有限元法建立了三维模型。该模型充分考虑了导线弧垂特性和各相导线的分裂特性。首先，利用有限元法计算了输电线路表面最大电场强度。然后，使用CEPRI噪声预测公式计算了输电线路电晕噪声分布。通过对现场监测值和预测值进行比较，验证了文中预测模型的准确性。预测模型的结果表明，考虑分裂导线和弧垂能明显提高表面最大电场强度的计算精度。此外，电晕噪声在输电线路中最强的区域是导线弧垂处，而在以弧垂为中心、横向半径20 m、纵向半径240 m的范围内也较为集中。在杆塔辐射半径40 m范围内，电晕噪声的横向衰减为3.6%，纵向衰减为3.3%。通过对不同相序进行排列，发现同塔双回路正相序（ABC-ABC）排列所产生的电晕噪声相对其他相序排列最小。
Virtual Synchronous Generator(VSG)technology can simulate the characteristics of synchronous genera-tor,offering such advantages as inertia,damping,frequency and voltage regulation,thereby improving the stability of the system frequency.In case of grid frequency fluctuation,the introduction of VSG control technology into the con-trol of wind power grid connected inverter can support the grid frequency.Due to the large transient overshoot associ-ated with VSG control under fixed inertia damping,the frequency is prone to exceeding the frequency fluctuation threshold.To address this issue,a small signal model of VSG is established to analyze the influence of moment of iner-tia and damping coefficient on frequency stability.Furthermore.,an integrated adaptive control scheme for inertia and damping that accounts for the damping ratio is proposed,which improves the transient performance of the system and further enhances frequency stability under grid frequency fluctuations.The comparative simulation results show that the proposed control strategy exhibits advantages over both conventional VSG control with fixed inertia damping and the VSG control with stagged adaptive inertia and damping.
For meetting the continuously increasing demand of high-voltage direct current(HVDC)circuit break-er,continuous optimization research on electromagnetic repulsion mechanism is required.The working principle and development trend of the electromagnetic repulsion mechanism are described,the current optimization methods to im-prove the driving efficiency of the mechanism are sorted out and summarized,and the prons and cons of different opti-mization methods are analyzed.Moreover,the research progress on optimization of impact stress in transmission sys-tem is introduced in detail.The current buffer performance optimization pattern is summarized.The study shows that,for long-stroke drives,the composite structures have better prospects.In view of the current status of optimization re-search,critical unsolved issues are identified,and future research efforts are suggested to focus on the optimization of the excitation circuit.
双脉冲测试作为集成门极换流晶闸管（integrated gate-commutated thyristor，IGCT）的重要特性测试之一，常用于分析和评估器件的动态特性。但双脉冲测试中的回路杂散电感会在器件关断瞬间产生感应电压，和母线电压共同作用于IGCT产生过电压，过大的杂散电感不仅会导致动态特性测试出现误差，甚至可能损坏器件。针对这一问题，提出了一种利用粒子群优化（particle swarm optimization，PSO）算法减小回路杂散电感，优化IGCT双脉冲测试平台的方法。首先，搭建双脉冲测试回路中各元件的三维模型，包括IGCT夹具、二极管夹具和箝位电容，并对其空间布局进行参数化表示，然后综合考虑元件连接顺序、绝缘间距等因素，确定各参数的取值范围；再利用PSO算法计算得到使得回路杂散电感最小的平台空间布局；最后，通过电路仿真验证了所提方法能够有效抑制IGCT关断瞬间的过电压幅值，基于优化后的空间布局搭建了IGCT双脉冲测试平台并进行实验，对比实验结果和仿真结果可以发现，两者之间的误差始终保持在较小范围内，这进一步证明了所提方法的可行性。
与传统纯架空线路相比，架空—电缆线操作过电压具有更复杂的谐波频率和传播特性，因此深入开展架空—电缆线操作过电压特性分析对电力系统绝缘设计而言具有重要意义。文中以西北某330 kV电压等级的架空—电缆混合线路为例，对该线路开关的合闸和分闸操作产生的过电压特征开展研究。首先根据混合线路结构特点建立了含有高抗站和不含高抗站两种典型的混合线路模型，模拟该线路在同期合闸、不同期合闸、重合闸以及分闸不同工况下的仿真。仿真结果表明：①在含有高抗的输电线路上，线路分闸时过电压波形会出现拍频效应，拍频频率为正弦波59.3、80.9、81.3 Hz的组合。②三相重合闸产生的过电压幅值最大，最极端条件下，幅值较无残压合闸过电压升幅33.2%。有高抗站线路分闸时拍频电压幅值高于无高抗站分闸过电压。③过电压随着架空线距离增加先增大再减小，电缆线过电压随电缆线距离增大而增大。④对同期合闸和分闸过电压做频谱分析，合闸过电压架空线谐波频率主要在100 Hz内变化，主导频率为2 807 Hz，电缆线谐波频率主要在100～500 Hz内变化，主导频率为430 Hz。
分合闸电磁铁机构故障是真空断路器分断异常、拒动、误动的主要原因，准确分析真空断路器分闸电磁铁运行状态，对电力系统的稳定运行具有重要意义。文中以真空断路器分闸电磁铁为研究对象，建立真空断路器分闸电磁铁动态仿真模型。首先，对分闸电磁铁动作原理进行推导，分析了正常状态下的动铁心运行状态。其次，对比了接触不良、铁心卡涩、匝间短路故障状态下仿真电流波形特点，系统分析了不同故障对断路器分闸的影响。最后进行断路器分闸电磁铁故障模拟分闸实验，接触不良、铁心卡涩、匝间短路3种故障进行设置，采集故障状态下的分闸线圈电流与仿真波形进行对比，实验结果验证了仿真模型的有效性，该模型为断路器电磁机构故障分析、故障监测及状态评估提供了重要手段。
变压器局部放电的准确检测对电力设备的状态评估与电网安全至关重要，针对基于真型变压器的局部放电特高频信号传播特性研究较少，少有学者细致剖析变压器内特高频信号所具有的传播特性，文中首先对局部放电特高频电磁波传播特性与衰减特性进行了研究与分析，同时提出了一种特高频局放定位方法，即一种基于TDOA的UHF法变压器局放组合定位方法，这些研究为监测天线优化提供了一定的理论基础。接着文中对Peano分形天线进行了研究，同时设计了新的特高频油阀式天线，然后通过在变压器内布置多个局部放电源，在箱体上合适位置布置多个Peano分形天线和特高频油阀式天线建立特高频监测天线优化布置模型，经过分析可知仿真与实测信号的幅值和累积能量基本呈现出了较为一致的变化趋势，说明了本建模方法的合理性，为后续优化特高频天线的布置提供了模型基础与帮助。
