• 张虹, 张泽熙, 李亚洲, 张连帅, 陆春晓
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4292-4305.

    随着分布式资源在配电网中渗透率不断提高,兼具产消双重属性的智能楼宇间电能交易为分布式能源就近消纳带来新的机遇和挑战。针对含多智能楼宇的微电网系统,该文提出一种微电网多智能楼宇区间滚动点对点(P2P)电能交易分布式信息交互优化策略。首先,考虑智能楼宇灵活性资源的聚合特性,以聚合功率区间形式表征分布式光伏发电预测区间结果与灵活性资源可行域范围,建立微电网多智能楼宇滚动P2P交易模型;其次,将光伏出力不确定性给P2P交易带来的风险成本进行量化,建立微电网多智能楼宇经济调度模型,在此基础上,将楼宇间P2P交易功率作为一致性变量,基于相邻楼宇间的信息交互进行分布式求解,得出P2P交易功率与交易电价;最后,通过算例验证该文模型可在保证隐私性的同时,有效地提高微电网多智能楼宇系统的经济性。

  • 朱博, 马祥杰, 苏贺, 魏新劳, 韩稀木
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4164-4179.

    随着绿色低碳的要求不断提高,电动飞机成为空中交通运输业的一大关注点。为了研究电动飞机内部设备在高频电压下的空气放电机理,该文对高空环境下脉冲电场针-板间隙空气放电的现象进行分析。考虑不同海拔下的温度和气压、脉冲电场参数以及湿度,构建针-板电极流注放电的仿真模型,并搭建试验平台进行定性研究。结果表明:当约化电场强度一致时,随着海拔的升高,击穿电压下降,流注的传播速度逐渐下降,电子密度逐渐减少;随着上升沿的延长,流注的生成时间延长,流注传播速度减慢。当在一个脉冲内未完成放电时,随着脉宽的逐渐增大,其放电的完成度逐渐升高;当在一个脉冲内可以完成放电时,脉宽的增长对放电的影响较小。随着湿度的增大,流注发展的速度增加,同一时刻电子密度的峰值变大。

  • 周浩, 李原, 周凯, 袁豪, 段平韬
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4058-4070.

    为明确高压电缆充油终端内硅油-硅橡胶复合绝缘间的水分迁移过程及平衡特性,对两种绝缘材料开展了不同温度及湿度下的吸潮实验,研究了不同温度及湿度稳态条件下的水分迁移过程,在此基础上,考虑硅橡胶内硅油溶胀过程,分析了硅油-硅橡胶复合绝缘间的水分平衡特性。结果表明,同一温度下硅油含水量与相对湿度呈线性关系,其饱和含水量随温度呈指数变化;硅橡胶含水量与相对湿度呈非线性关系,其饱和含水量不随温度变化;且随着温度升高,水分由硅橡胶向硅油中迁移。进一步地,硅油-硅橡胶复合绝缘间存在硅油溶胀过程,该过程服从Langmuir扩散模型,随着温度升高,平衡溶胀质量不变,溶胀速率增大。硅油溶胀使硅橡胶自由体积增大,可溶解更多水分,在此基础上得到温度及溶胀作用下硅油-硅橡胶复合绝缘水分平衡曲线及曲面。随着溶胀程度的增加,水分子从硅油向硅橡胶中迁移。借此可准确地获取不同温度、湿度以及溶胀程度稳态条件下硅油、硅橡胶的含水量,为保证充油终端的安全稳定运行发挥预警作用。

  • 李思庚, 李庆民, 王伟, 金虎, 李锐海
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4045-4057.

    干式变压器正在向高电压等级、高功率密度方向发展,长期运行于电热协同等多应力复杂工况下的环氧树脂浇注绝缘更易诱发沿面闪络故障。为研究电热协同老化应力下环氧树脂的沿面闪络特性,该文搭建了交流沿面闪络实验平台,实验发现当老化温度为160℃时,老化80天的环氧树脂试样闪络场强为2.11 kV/mm,下降了25.7%。进一步地,结合带电粒子连续性方程、平均电子能量方程和界面反应表征式建立了环氧树脂沿面闪络等离子体模型,实现了工频下沿面闪络的动态模拟。根据老化实验结果引入随机函数改变介质表面粗糙度,并结合老化后的介电常数模拟环氧树脂准确的电热老化行为,得到了老化前后环氧树脂闪络过程中切向电场强度、电子密度和表面电荷密度的时空演化规律。仿真结果表明,老化环氧树脂闪络发展过程中电子密度和表面电荷密度均增大,12 ns时流注头部电场强度达到1.183 kV/mm,增加近10.87%,且老化会引起闪络演化速度更快。最后,通过表面电荷消散实验对其进行机理解释,发现老化试样表面电荷消散速率明显减弱,深陷阱能级和密度均增大,分别达到1.06 eV和2.56×1016 eV-1·m-3,导致材料表面电荷大量积聚,最终造成闪络场强下降。上述研究结果可为干式变压器故障运维及寿命预测提供理论和方法基础。

  • 韦鹏, 舒小杨, 朱文超, 杨扬, 谢长君
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4306-4315.

    动力电池组温度场用复杂的偏微分方程来描述,由于其中大量的参数未知,且很多模型参数表现出较强的时变性,传统基于物理建模方法在实现动力电池组温度场在线建模方面难度较大。基于深度学习的方法虽然不依赖物理模型,然而在训练过程中需要大量的实验数据,模型训练时间较长,温度场预测的实时性较差。针对以上问题,该文提出一种基于长短期记忆网络的动力电池组温度场时空建模。首先利用时空分离方法提取离线条件下的空间特征和时间特征。空间特征在增量学习的帮助下不断进行更新,长短期记忆(LSTM)网络用于时间动力学的建模。最后,将更新后的空间特征和时间模型进行整合,得到动力电池组温度场的预测模型。在一个由24节电池单体组成的动力电池包上对所提出的方法进行验证,结果表明,无论在正常条件下还是有气流干扰条件下,所提方法都能对动力电池包的温度场进行准确预测。在有气流干扰下,所提方法的单点温度预测误差小于0.07℃,在测试集上的方均根误差为0.014 7℃。

  • 朱晓荣, 刘伟, 叶世琦, 朱丹丹, 徐晓春
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4216-4228.

    在省调两级电压控制架构下,风电集群中各风电场自动电压控制(AVC)子站在相互间没有通信的情况下独立进行电压控制,导致调节快的风电场无功出力多,调节慢的风电场无功出力少。该文首先分析风电场AVC子站无功调节周期和调节步长对风电场并网点电压控制的影响;然后提出了基于“变步长扰动观测”的风电场AVC子站电压控制策略,通过评估其他风电场电压控制对该风电场并网点电压的影响,动态调节AVC子站无功调节步长,提高风电场电压调节速度;之后,在变步长控制的基础上,考虑风电场无功出力约束,兼顾电压调节速度和风电集群无功功率均衡;最后搭建风电场汇集系统,验证所提策略的有效性。

  • 陈永, 安卓奥博, 周建宇
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4100-4111.

    高铁接触网绝缘子作为高速铁路牵引供电的重要装置,可为接触网提供电气部件绝缘和腕臂结构支撑,其安全性对于高速铁路行车至关重要。针对绝缘子检测时易受复杂环境背景干扰,导致缺陷检测精度低以及无法提供缺陷语义描述的问题,该文提出一种基于扩散模型检测的绝缘子缺陷描述方法。首先,构建大核空间选择特征提取网络,加强绝缘子缺陷特征信息的提取能力;其次,基于扩散模型设计融合扩散机制的检测解码器,并对解码器生成的噪声框进行逆向贝叶斯扩散,还原绝缘子真值框的预测,提高模型的抗背景干扰能力;最后,设计交叉注意力机制的编码器和解码器,实现图像与文本的跨模态映射,并通过文本过滤机制驱动的多模态语言视觉预训练(BLIP)模型,完成绝缘子缺陷文本描述输出。实验结果表明,所提绝缘子缺陷检测模型的平均准确度达到93.04%,相较于DTER和Faster RCNN的mAP0.5分别提升4.63%和5.78%,且F1-score高达82.91%,平均双语评估替换评价指标(BLEU)和基于精确率的图像描述评价指标(CIDEr)分别达到83.51%和1.94。与其他方法相比,具有更高的检测精度和缺陷语义描述准确性,能够满足对高速铁路绝缘子缺陷的检测需求。

  • 刘晓军, 熊健, 王艺博, 刘闯, 徐粤洋
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4276-4291.

    为了挖掘热电联产、储能设备等多元设备的差异化响应能力以实现综合能源系统(IES)中不确定变量的有效应对,该文提出一种考虑不确定变量变分模态分解(VMD)和绿证-碳联合交易的综合能源系统经济优化调度方法。首先,在IES运行框架下,提出了面向电/热/气负荷等不确定变量VMD低/中/高频分量的设备差异化响应方法流程;其次,在绿证和碳交易机制基础上,考虑绿证碳减排机理,构建了绿证-碳联合交易机制;再次,考虑IES内多元设备的差异化幅/频响应能力,建立了一种以综合成本最小为目标的IES经济优化调度模型,并将模型依据VMD低/中/高频分量顺序进行逐层传递、迭代求解;最后,算例结果表明所提模型能够较好地提高IES的新能源消纳能力和碳减排能力,验证了模型的合理性与有效性。

  • 李亚龙, 杨照迪, 张英, 王明伟, 张晓星
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4180-4188.

    该文采用介质阻挡放电(DBD)等离子体协同填充材料对SF6降解产物SO2F2进行降解,探究了γ-Al2O3、ZSM-5和玻璃珠在不同输入功率下对SO2F2降解的影响规律。实验发现,填充材料的加入可改善体系的放电情况,增强放电电压和放电电流;填充材料还可有效地提高SO2F2的降解率和能量效率(降解率:玻璃珠>γ-Al2O3>ZSM-5>无填充),改变SO2F2的分解路径和产物选择性,使其生成易于处理的SO2。2%SO2F2在流速为150 mL/min、功率为100 W的情况下,使用玻璃珠填充时SO2F2的降解率和能量效率分别为99.5%和7.69 g/(kW·h),SO2产物含量为9 278.56×10-4%;在同等实验条件下,ZSM-5填充时SO2F2的降解率低于γ-Al2O3和玻璃珠填充,但ZSM-5填充时几乎可使SO2F2定向分解为SO2,产物中SO2的含量可达16 908×10-4%。

  • 杨帆, 胡星宇, 王鹏博
    电工技术学报. 2025, 40(13): 4071-4084.

    数字孪生是推动电力设备领域数字化和智能化发展的关键技术之一。构建电力变压器的数字孪生模型有助于保证其运行可靠性、维护效率和故障预测能力。然而,基于模型驱动的数字孪生模型常因计算速度较慢而在应用中受到限制。对此,该文基于Modelica语言,构建了变压器的等效热流计算场路耦合简化模型以降低计算复杂度。模型结合本征正交分解(POD)对场计算部分进行降阶以提高计算效率。为验证所构建模型的有效性,该文对35 kV油浸式自冷(ONAN)换流变压器开展温升实验。结果表明:计算时是否考虑散热器对绕组温升的大小和热点位置均有显著影响。在达到稳态时,所提模型与实验结果的最大绝对误差为1.37 K;所提模型在温升工况下的计算与三维全阶模型相比效率提升258.65倍,与全阶场路耦合模型相比速度提升5.1倍,证明所提模型在保证数字孪生模型计算精度的同时显著提高了计算效率。

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