·“新型电力系统电力气象应用技术”专栏·
计及气象特征的线路覆冰荷载预测…………………………………………………………………………………李 江，王尚玉
极端天气下新型电力系统灵活性资源规划方法……………………………王振国，罗华峰，郑文哲，倪 恬，侯 慧，林湘宁，潘娅英
考虑台风影响的高比例风机接入电力系统风险评估方法………………………………………高 强，郭云鹏，朱 超，段 浩，杨文晖，叶承晋
冻雨天气下电网杆塔点气温数据的质控及重建……………………………………………………………康丽莉，王振国，陆正奇，邓芳萍
浙江雷电活动时空分布规律及灾害风险区域划分研究……………………………姜凯华，李 特，王振国，刘 泽，康丽莉，叶昊亮，王博闻
基于Informer-SDT-xLSTM协同机制的风电功率爬坡事件预测………………………………………郑子淮，杨 明，于一潇，钱建国，解慧力，李乐乐
·电网运行·
新型电力系统宽频振荡的监测布点方法研究……………………………………樊 陈，任 浩，李玉敦，梁正堂，姚志强，窦仁晖
基于零序差流特征的变压器差动保护优化方法…………………………孙仲民，张晓宇，林金娇，顾乔根，李 鹏，莫品豪，郑 超
基于暂态动能耗散的匹配控制型构网变流器低频振荡抑制策略…………………………高红梅，李 勇，孟祥丞，王志浩，张海城，张 琳，鲍威宇
基于特定频率方波激励的保护用电流互感器剩磁检测研究……………………………………张 欣，龚成尧，陈云龙，胡 茵，黄陈铖，郑太英
·输变电·
定向钻敷设电缆输送能力评估及提升方案……………………………………余尚豫，刘 刚，高子恒，李绪一，李梓华，王鹏宇
大容量超薄硅钢中频变压器损耗分析与散热结构研究……………………………………蔺家骏，高 浩，潘 明，李波念，顾小虎，张志立
·“新型电力系统电力气象应用技术”专栏·
计及气象特征的线路覆冰荷载预测
李 江，王尚玉
（上海电力大学 电气工程学院，上海 200090）
摘要：针对架空线路覆冰灾害频发及传统覆冰预测方法的局限性，提出一种计及气象特征的线路覆冰荷载预测方法。首先，依据线路荷载变化量，将气象环境划分为载荷增长、平衡和衰减3个模式集，并通过灰色关联度分析，将各气象参量的关联权重融入马氏距离算法。其次，为解决气象模式集之间模糊隶属关系的问题，基于历史经验，定义了IGP（覆冰增长势能）因子和IMP（覆冰融化势能）因子，定量描述气象特征变化。最后，将隶属度与监测数据结合，形成含气象特征信息的扩充历史样本，使用SVM（支持向量机）进行覆冰荷载预测。算例对仅考虑气象参量信息、气象过程模糊分类及所提方法3种训练模式的预测结果进行了对比分析，结果表明所提预测模型预测精度更高。
基金项目：国家自然科学基金(51977030)
极端天气下新型电力系统灵活性资源规划方法
王振国1，罗华峰1，郑文哲1，倪 恬2，侯 慧2，林湘宁3，潘娅英4
（1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014；
2.武汉理工大学 自动化学院，武汉 430070；
3.华中科技大学 电气与电子工程学院，武汉 430074；
4.浙江省气象服务中心，杭州 310000）
摘要：传统电力系统灵活性资源规划多聚焦于常规天气场景，难以应对极端天气频发与高比例可再生能源接入带来的挑战。为此，提出一种极端天气下灵活性资源规划方法。首先，将极端天气划分为环境型与灾害型两类，并针对其特性提出退役火电机组转型备用机组、移动储能车提供应急供电等差异化技术方案。其次，构建源-荷-储多种灵活性资源在各类天气下的协同优化调节模型，并采用全年不平衡风险系数等五项指标评估系统灵活性。进而，以投资与运行成本最小为目标建立优化模型，考虑投资与运行约束条件，通过线性化处理简化求解过程。最后，基于湖北省全年电力与气象数据进行算例分析，结果表明：所提方法在极端天气下引入灵活性资源可使系统不平衡风险系数降低，削减系统总成本，有效提升了新型电力系统的灵活性与经济性。
基金项目：国家自然科学基金（U22B20106）；浙江省自然科学基金(LZJMY25D050006)；国网浙江省电力有限公司科技项目(B311DS24001A)
考虑台风影响的高比例风机接入电力系统风险评估方法
高 强1，郭云鹏1，朱 超2，段 浩3，杨文晖4，叶承晋4
（1.国网浙江省电力有限公司，杭州 310007；
2.国网浙江省电力有限公司经济技术研究院，杭州 310008；
3.国网浙江省电力有限公司温州供电公司，浙江 温州 325000；
4.浙江大学 电气工程学院，杭州 310027）
摘要：以风电为代表的大规模新能源机组不断接入电网，电力系统安全特性发生显著变化，台风影响下电力系统的灾变特点也进一步复杂化。为此，提出考虑台风天气影响的风机接入电力系统风险评估方法。首先，构建台风风场模型，量化台风的致灾因子，结合台风风速建立风电机组和输电线路的停运概率模型以及风机出力不确定性模型，用以表征其在台风影响下的运行风险。然后，构建基于交流潮流的风险评估模型，考虑风机因电压越限引起的脱网事件，采用蒙特卡洛模拟法计算系统风险指标，以反映台风天气对风机接入电力系统运行的定量影响。最后，基于改进的IEEE 30节点测试算例验证了所提模型的有效性。
基金项目：国家自然科学基金（52477131）；国网浙江省电力有限公司科技项目(5211JY240003)
冻雨天气下电网杆塔点气温数据的质控及重建
康丽莉1，王振国2，陆正奇1，邓芳萍1
（1.浙江省气象科学研究所，杭州 310008；
2.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014）
摘要：为提高电力PMS（微气象监测站）气温数据在电网覆冰监测中的应用，以气象部门AWS（自动气象站）为参考站，采用Barnes插值法对覆冰期间PMS逐小时气温数据实施质量控制。结果表明，PMS中数据异常的站点占比相对较高。基于山区高、低海拔站点在覆冰期间存在的气温直减率特征，运用Barnes插值法重建了山区杆塔点的气温数据。重建气温与实测气温在分布特征上具有良好的一致性，且在低温持续时间上也呈现显著相关。以2024年2月下旬冻雨覆冰事件为例，结合层结分析法推算的冻雨落区与山区杆塔点重建气温来定义一种有效覆冰时间。分析显示，基于该方法计算得到的杆塔点有效覆冰时间能够较为准确地反映山区线路覆冰严重程度，可以作为覆冰监测的参考依据。
基金项目：浙江省自然科学基金(LZJMY25D050002)；国网浙江省电力有限公司科技项目(B311DS25Z009)
浙江雷电活动时空分布规律及灾害风险区域划分研究
姜凯华1，李 特1，王振国1，刘 泽2,3，康丽莉4，叶昊亮1，王博闻1
（1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014；
2.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，武汉 430206；
3.电网雷击风险预防湖北省重点实验室，武汉 430206；
4.浙江省气象科学研究所，杭州 310008）
摘要：受季风气候和复杂地形的影响，浙江省雷电活动频繁且具有独特的时空分布特征。为支撑浙江省雷电监测、预警与防护能力的提升，选取浙江省2010—2024年的雷电监测数据，首先分别从年和季节两个时间尺度对平均地闪密度的时空分布进行统计分析。结果表明，浙江近15年雷电活动在空间上呈现由西南向东北逐渐递增的分布特征，且随季节变化明显，夏季最为集中，平均雷电密度日变化呈单峰分布，雷电密度大值区对应15:00—17:00。其次，从雷电极性角度对雷电频数和强度进行分类统计，发现整体负闪占比高于正闪，占比57%以上，月平均雷电强度主要分布在28.0~37.7 kA。最后，结合耐雷水平对雷电风险区域进行划分，除沿海岛屿外，其他地区均达C1及以上等级。同时，500 kV线路的防雷治理应以绕击为主，220 kV线路则需兼顾绕击和反击；浙江220 kV及以上线路绕击和反击风险主要为Ⅲ级，Ⅳ级风险区域较少，主要集中在温州、台州、宁波及丽水局部。分析结果可为浙江各区域雷电灾害风险防范提供技术支撑。
基金项目：国网浙江省电力有限公司科技项目(B311DS24001A)
基于Informer-SDT-xLSTM协同机制的风电功率爬坡事件预测
郑子淮1，杨 明2，于一潇2，钱建国1，解慧力1，李乐乐2
（1.国网浙江省电力有限公司台州供电公司，浙江 台州 318000；
2.山东大学 电气工程学院，济南 250061）
摘要：极端天气下的风电出力短时间内波动剧烈，极易发生风电爬坡事件，但是现有研究成果对于极端天气下风电功率爬坡预测的准确性和可靠性不高。为此，提出一种极端天气下基于Informer-SDT-xLSTM协同机制的风电功率爬坡预测方法。构建了Informer神经网络模型进行风电功率预测，通过考虑bump事件的旋转门算法对风电功率初步预测结果进行了爬坡检测，提取爬坡段极值信息，基于扩展的长短时记忆神经网络对爬坡检测结果进行极值修正进而得出较为准确的预测结果。在某风电场站对提出的方法进行验证，结果表明此预测模型较准确地检测了极端天气下的风电功率爬坡事件，可有效解决极端天气下风电功率爬坡预测偏差较大的问题。
基金项目：国家自然科学基金(52177095)；国网浙江省电力有限公司科技项目(5211TZ240002)
·电网运行·
新型电力系统宽频振荡的监测布点方法研究
樊 陈1，任 浩1，李玉敦2，梁正堂2，姚志强1，窦仁晖1
（1.中国电力科学研究院有限公司，南京 210003；
2.国网山东省电力公司，济南 250013）
摘要：宽频测量装置可有效实现电网宽频振荡实时监测，但在具体工程部署时缺乏针对性的指导方法，无法全面监测振荡及其传播，难以为振荡源定位提供参考。论述了当前振荡监测布点方法存在的缺陷，分析了PMU（同步相量测量单元）最优化配置方法与振荡监测布点方法的差异，提出了基于电网拓扑可观的振荡监测布点改进方法。对该方法的总体原则、总体思路和具体流程进行了论述，并结合典型拓扑案例验证了其可行性，最后给出了工程实施建议和思路。该方法能够为新型电力系统宽频振荡的监测、传播路径展示和振荡溯源提供参考。
基金项目：国家电网有限公司科技项目(5108-202416047A-1-1-ZN)
基于零序差流特征的变压器差动保护优化方法
孙仲民1，张晓宇1，林金娇2，顾乔根1，李 鹏2，莫品豪1，郑 超1
（1.南京南瑞继保电气有限公司，南京 211102；
2.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，南京 211103）
摘要：当Yd接线变压器的角侧绕组未配置电流互感器时，差动保护需利用角侧环外电流进行差动电流计算。针对此工况下变压器发生单相故障时差动保护灵敏度降低的问题，提出一种基于零序差流特征的变压器差动保护优化方法。首先，采用星侧不减零序分量的方法计算各侧校正电流，进而得到三相差动电流。其次，根据单相故障时差动电流的特征，得出真实零序差流的估计值，以消除零序分量的影响，获得校正后的差动电流。随后，结合校正后的差动电流与比率差动特性判断保护是否动作，并依据动作相别实现故障选相。最后，通过仿真与实际波形验证了所提方法的有效性，结果表明：该方法在单相故障时能够增大故障相差动电流，同时消除零序分量对非故障相的影响，从而提高了差动保护的灵敏度与故障选相准确率。
基金项目：国家电网公司总部科技项目（5500-202318115A-1-1-ZN）
基于暂态动能耗散的匹配控制型构网变流器低频振荡抑制策略
高红梅1，李 勇1，孟祥丞2，王志浩2，张海城1，张 琳1，鲍威宇2
（1.国网山东省电力公司滨州供电公司，山东 滨州 256600；
2.山东大学 电气工程学院，济南 250061）
摘要：基于直流电容电压动态的匹配控制是一种常见的构网型控制方式，其通过电容电压方程与转子运动方程间的等效关系构建基本控制逻辑。然而，由于直流电容上没有天然的物理阻尼，其运行时易因直流电压波动而耦合产生低频振荡问题。通过在直流电容上附加电阻虽然可以避免振荡，但也会带来较大的功率损耗。因此，从能量视角出发，揭示了直流电压波动产生低频振荡的能量本质。基于对暂态能量的分析，提出了一种改进的匹配控制方法，该方法增加了高通滤波反馈回路，以实现对暂态能量的快速耗散。最后，通过仿真验证了该方法的有效性，使匹配控制的低频振荡问题得到了缓解。
基金项目：山东省自然科学基金青年基金（ZR2024QE189）；国网山东省电力公司科技项目(520615240002)
基于特定频率方波激励的保护用电流互感器剩磁检测研究
张 欣1，龚成尧2,1，陈云龙1，胡 茵1，黄陈铖3，郑太英3
（1.杭州电力设备制造有限公司，杭州 310018；
2.杭州市新能源汽车服务有限公司，杭州 310012；
3.浙江大学 电气工程学院，杭州 310027）
摘要：精准检测保护用电流互感器铁心剩磁，对实现铁心消磁，并防止因电流互感器饱和引发的保护误动具有重要意义。为此，提出一种基于特定频率方波激励的剩磁检测方法。该方法通过单相逆变器在电流互感器二次侧施加特定频率与幅值的方波电压，使铁心双向深度饱和，在激磁电流中提取检磁信号并计算出铁心剩磁。利用EMTP-RV平台在不同频率、幅值及幅频组合的方波电压激励下进行铁心剩磁检测和误差分析。仿真实验结果表明，所提方法能够快速准确地检测出铁心剩磁，增大检磁电压幅值和降低频率可进一步减小误差，检测完成后铁心剩磁回归到检测之前的状态，为后续基于已知剩磁的快速消磁研究提供了保障。
基金项目：国家自然科学基金（51707173）
·输变电·
定向钻敷设电缆输送能力评估及提升方案
余尚豫1，刘 刚1，高子恒1，李绪一1，李梓华1，王鹏宇2
（1.华南理工大学 电力学院，广州 510641；
2.广东技术师范大学 自动化学院，广州 510665）
摘要：大埋深、大跨度的定向钻敷设是电缆穿越非开挖区域的常用方式，然而现有的定向钻敷设电缆输送能力评估方法未考虑深层地温的影响，导致结果偏保守。为此，首先分析大埋深定向钻敷设电缆的实际传热过程，论证了传统计算方法的局限性。随后建立定向钻敷设电缆的三维温度场仿真模型，以评估电缆的真实输送能力；为达到与直埋敷设电缆相当的输送能力，提出基于高导材料回填的输送能力提升方案。最后构建考虑轴向传热与深层地温双重影响的定向钻敷设电缆准三维热路模型，对回填高导热材料后电缆导体热点温度进行快速评估。仿真结果表明，在不同工况下，基于准三维热路模型的热评估算法最大误差不超过2.5 ℃，能够满足工程应用上对电缆热评估的精度要求。
基金项目：广东省基础与应用基础研究基金(2024A1515240077)；广东省绿色能源技术重点实验室资助项目（2008A060301002）
大容量超薄硅钢中频变压器损耗分析与散热结构研究
蔺家骏1，高 浩2,3，潘 明2,3，李波念2，顾小虎3，张志立2,3
（1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014；
2.国网电力科学研究院有限公司（南瑞集团有限公司），南京 211103；
3.上海置信电气有限公司，上海 200335）
摘要：超薄取向硅钢具有中频损耗低、磁感应强度高等特点，在大容量中频变压器领域具有广阔的应用前景。然而，受工作电压波形和频率的影响，当前大容量中频变压器存在损耗高和发热严重等问题。为提高大容量超薄硅钢中频变压器损耗计算的准确性，降低变压器的温升，以一台1 800 kVA的中频变压器为研究对象，分析了铁心与绕组的损耗计算方法。基于理论公式和三维有限元技术，验证了铁心损耗计算的准确性。采用二维有限元技术计算变压器绕组的交、直流电阻之比，进而得到绕组的交流损耗。以计算所得的损耗为热源，建立了中频变压器有限元模型，分析了水流量、水管导热系数和环氧树脂导热系数对变压器绕组、铁心温升的影响规律，可为中频变压器的散热设计提供指导。
基金项目：国家电网有限公司科技项目（5500-202319101A-1-1-ZN）
