电网技术

特约专稿

  • 中国特高压交流输电技术创新

    刘振亚;

    特高压交流输电是指1 000 kV及以上电压等级的交流输电,具有输送容量大、距离远、损耗低、占地省等显著优势,是一种资源节约型和环境友好型的先进输电技术。结合晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程,系统介绍了中国在发展特高压交流输电方面的主要技术创新,重点包括电压控制、潜供电流控制、外绝缘配合、电磁环境控制、试验技术、成套设备、系统集成、调试运行等方面。推广应用这些新技术对于加快特高压电网发展有帮助作用。

    2013年03期 v.37;No.352 567-574页 [查看摘要][在线阅读][下载 4999K]

低碳电力技术

  • 独立风光柴储微网系统容量优化配置

    丁明;王波;赵波;陈自年;

    独立微网系统通过内部各个电源对本地区负荷进行供电,其主要目标是最大限度地增强发电功率与负荷之间的匹配性。为保证供电可靠性同时提高整个微网系统的经济性,需根据现有的天气和资源条件对系统的容量配置进行优化设计,选取最优的电源容量组合。为此,建立了独立风光柴储微网系统中各个电源的数学模型,以及包含投资成本和不同费用的经济性模型。根据系统的调度策略和约束条件,将不同电源的个数作为变量,以综合成本费用最小为优化目标,利用遗传算法求解系统中各个电源的最优容量配置。算例结果验证了模型和算法的合理性。

    2013年03期 v.37;No.352 575-581页 [查看摘要][在线阅读][下载 755K]
  • 考虑车流信息与配电网络容量约束的充电站规划

    葛少云;冯亮;刘洪;王龙;

    提出一种计及路网结构、车流信息、配电网络结构和容量约束等因素的城市区域电动汽车充电站的规划模型。该模型在配电网络的容量约束条件下,以用户在充电路程中的损耗成本和充电站线路投资之和最小为目标来进行站址和接入位置的选择,通过加权Voronoi图来实现充电站服务范围的自动划分,并利用排队论原理进行充电站的容量优化配置。最后,在兼顾电力公司和电动汽车用户双方利益的前提下,以全社会成本最小化为目标来进行充电站规划方案的优选。算例分析表明,所提出的方法和模型对于城市区域电动汽车充电站的优化规划具有一定的可行性和合理性。

    2013年03期 v.37;No.352 582-589页 [查看摘要][在线阅读][下载 719K]
  • 含电动汽车充电负荷和风电的电力系统动态概率特性分析

    蔡德福;钱斌;陈金富;姚美齐;

    电动汽车充电负荷和风电的随机性与时变性将对电力系统的运行状态产生重要影响。为此,分析了影响电动汽车充电负荷特性的主要因素,根据车辆调查数据对电动汽车用户行驶特性进行建模,基于变异系数建立了电动汽车充电负荷、风电出力和基础负荷的动态概率模型,采用半不变量法概率潮流研究了含电动汽车充电负荷和风电的电力系统动态概率特性,分析了5种不同情形下系统支路潮流和节点电压的运行状态。研究结果表明,采用动态概率模型能获得更全面的潮流分布情况,电动汽车充电负荷和风电出力对系统动态运行特性有重要影响,且不同的电动汽车充电控制策略对系统的影响也不同。

    2013年03期 v.37;No.352 590-596页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
  • 低碳背景下基于改进通用生成函数法的随机生产模拟

    王洪涛;刘旭;陈之栩;房光华;傅磊;

    通用生成函数法(universal generating function,UGF)具有计算简单,运算快等优点,但其传统的应用中忽略了时序性,评估结果粗糙。为此,提出基于改进UGF法的随机生产模拟算法。首先,采用主成分分析法(principal componentanalysis,PCA)和分层聚类法相结合的方法获得典型风电出力时序样本,然后采用均摊法建立风电出力UGF模型。在建立UGF模型时,通过选择合适的公因子,将状态值转化为公因子的整数倍,以有效抑制状态数指数增长,减缓了状态数爆炸问题。其次,对聚类后的时序风电出力模式进行UGF建模,得到时序UGF模型,该模型既可以体现风电出力的波动性,也可以体现风电出力的不确定性,克服了传统UGF法因缺乏时序性所致的风电特征代表性差的问题。最后,采用修正的IEEE-RTS79算例验证了所提算法的有效性。

    2013年03期 v.37;No.352 597-603页 [查看摘要][在线阅读][下载 788K]
  • 低碳电力市场运行模式仿真研究

    刘贞;施於人;阎建明;

    电力市场化改革进程中,新的电力市场模式通常被赋予激励碳减排的内涵。基于常规电力市场与碳减排电力市场,提出了一种低碳电力市场模式。发电商在时前市场中,依据其上一轮交易情况,确定其在两个电力市场参与交易的量。在常规电力市场交易时,需要被收取一定罚金,在碳减排电力市场中进行交易时,需要购买碳排放权。基于Swarm仿真平台,设计了一个低碳电力市场模型仿真平台,并通过仿真实验验证。在该低碳电力市场模型中,通过调整常规市场中对化石能源发电的碳权证价格和碳排放权总量,可以有效控制电力行业的碳减排总量。

    2013年03期 v.37;No.352 604-609页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K]
  • 微电网动态电压恢复器运行模式研究

    成瑞芬;韩肖清;王鹏;秦文萍;张东霞;

    针对微电网中存在的电压质量问题,提出了基于光蓄发电单元的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)。DVR以光蓄发电单元为储能单元,通过整流器串联接入到低压配电网与微电网公共连接处。提出了DVR的动态电压恢复方式、不间断供电方式和微电源方式的3种运行模式。通过对系统开关信号进行合理控制,实现3种模式的有效切换,提高DVR设备的利用率。DVR的动态电压恢复方式可有效抑制电压暂降或骤升,改善微电网电压质量;不间断供电方式可提高对负荷的供电可靠性;微电源方式可以减少主网的电能供给,实现节能减排。算例结果验证了DVR的有效性。

    2013年03期 v.37;No.352 610-615页 [查看摘要][在线阅读][下载 855K]

输配电技术

  • 三相静止坐标下H桥配网静止同步补偿器重复学习控制

    单任仲;陈来军;沈沉;柯圣舟;刘锋;黄秀琼;

    与传统的三相桥式结构相比,同等器件耐压水平下,以模块化H桥单元为基础的配网静止同步补偿器(distributions static synchronous compensator,D-STATCOM)提高了应用电压等级。针对D-STATCOM装置,提出了基于三相静止坐标系的重复学习控制策略,该策略无需对系统电压进行锁相,具有实现简单的优点。电流内环采用基于重复学习控制的直接电流跟踪控制方法,在主电路关键参数变化较大的情况下,能够保证良好的稳态跟踪精度和动态响应速度。算例结果验证了该控制策略的有效性。

    2013年03期 v.37;No.352 616-621页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
  • 交流系统不对称时模块化多电平换流器的控制

    周月宾;江道灼;郭捷;梁一桥;胡鹏飞;林志勇;

    在交流系统不对称的情况下,三相模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)内部会出现零序性质的2次谐波环流,该零序分量将进入MMC直流侧,加剧直流电压、电流和功率的2倍频波动。为抑制直流侧功率的2倍频波动,以瞬时功率理论和比例谐振调节器为基础,设计了两相静止坐标系下MMC的控制策略。该控制策略由交流回路控制和直流回路控制2部分构成,前者实现MMC与交流系统之间的功率调节;后者实现MMC内特性的调节,主要抑制MMC环流中的2次谐波成分,使桥臂电流波形接近正弦。仿真系统采用不控整流站,逆变站采用MMC,结果表明:在交流系统不对称的情况下,该控制策略有效抑制了环流中的2次谐波成分以及MMC直流侧电压、电流和功率的2倍频波动。

    2013年03期 v.37;No.352 622-628页 [查看摘要][在线阅读][下载 904K]
  • 基于实际工程的直流输电控制系统仿真模型

    万磊;丁辉;刘文焯;

    分析了直流输电控制系统仿真计算模型的发展现状,提出了一套基于实际工程控制器的直流控制系统仿真模型。介绍了模型的基本结构、控制特性及对实际控制器的主要简化。模型包含主控制、极控制、触发控制3个主要部分,分析了各个控制模块的原理与实现方法,包括主控制、电流控制、熄弧角控制、触发控制等。其中触发控制部分实现了直流工程所采用的等相位间隔触发方法,并能够考虑提前触发机制,以预防换相失败。针对实际直流控制器的分层计算方式,提出了采用统一步长计算的补偿措施。仿真结果与若干直流工程系统现场调试的录波曲线进行了对比,分析提前触发对模型仿真结果的影响,验证了模型的准确性。

    2013年03期 v.37;No.352 629-634页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K]
  • 一种输电线路瞬时故障最佳重合闸时刻实用计算方法

    刘培;杨军;陶丁涛;

    最佳重合闸操作能够快速平息系统摇摆和联络线功率振荡,在提高供电质量和改善系统暂态稳定性方面起着重要作用。为此基于扩展等面积法则(extended equal areacriterion,EEAC)建立了计算最佳重合闸时刻(optimalreclosing time,ORCT)的两机等值系统暂态动能函数,结合广域同步测量系统(wide area measurement system,WAMS)实测数据对发电机角速度进行了滚动预测,在此基础上给出一种仅依赖发电机惯性时间常数和角速度的输电线路瞬时故障最佳重合闸时刻实用计算新方法。算例仿真表明,该方法能够正确计算输电线路瞬时故障最佳重合闸时刻,在线计算时简单实用,计算时间短且误差较小。

    2013年03期 v.37;No.352 635-640页 [查看摘要][在线阅读][下载 978K]
  • 山西500kV长久三回线路电流不平衡原因分析及改造研究

    孟恒信;梁建伟;薛磊;周国华;王志刚;武国亮;白瑞;张悦;王小琪;于嘉;

    为研究山西500 kV长久三回线路电流不平衡的原因,优化改造方案,使用PSCAD电磁暂态程序输电线路结构模型进行了不同导线排列方式的仿真研究,推荐了最优改造方案,实施改造后效果良好。通过仿真研究及改造过程发现,对于不换位同塔双回线路,在36种排列方式中6种逆相序排列方式电流不平衡度最小,且6种逆相序排列方式电流不平衡度基本相同,但对于2回不换位同塔双回线和一回不完全换位单回线路并列运行的情况,由于受单回线路的影响,6种逆相序改造方案差异较大,有最优方案可选。

    2013年03期 v.37;No.352 641-646页 [查看摘要][在线阅读][下载 679K]

电能质量

  • 基于正交优化时频原子分解算法的电能质量扰动匹配特征分析

    侯世英;张文玉;孙韬;罗书豪;

    针对电能质量扰动信号时频局部化信息量较广难以简洁、灵活提取有效细微特征以及匹配追踪收敛速度较差的问题,提出一种应用于电能质量扰动分解重构及扰动特征参量提取的匹配时频原子框架及其改进方法。在Gabor时频原子库离散优化基础上,通过匹配追踪算法对扰动信号进行自适应分解,同时对搜寻的最佳时频原子进行正交变换,减小冗余分量,设定迭代次数或残差阈值作为终止条件,从而获得一系列匹配扰动信号波形特征的正交时频原子及其参量化形式。仿真结果表明,该框架能有效分解提取电能质量扰动信号时频特征参量,相对基于匹配追踪的稀疏分解,改进算法单一扰动匹配特征重构信噪比高达55dB,多重扰动达35dB,均方误差数量级为0.001,匹配扰动特征精度及收敛性能进一步提高,满足电能质量分析要求。

    2013年03期 v.37;No.352 647-652页 [查看摘要][在线阅读][下载 823K]
  • 基于改进变权物元可拓模型的电能质量综合评价

    李泓泽;郭森;唐辉;李春杰;

    对电能质量进行综合评价是电能按质论价和评估点考核奖惩决定的主要依据之一。提出了改进变权物元可拓模型的电能质量综合评价模型,该模型对物元可拓模型的经典域和待评物元以及最大隶属度准则进行了改进,以克服其在电能质量综合评价中的局限性和不足之处;同时,运用变权理论确定了各评级指标的权重,减少了电能质量评价时的主观因素以及体现了评价对象在综合评价中的主动参与。以某110 kV变电站母线实测数据为例,评价结果显示其电能质量等级为合格,但偏向于不合格等级的程度较大。算例结果表明了该模型用于电能质量综合评价的有效性。

    2013年03期 v.37;No.352 653-659页 [查看摘要][在线阅读][下载 628K]
  • 计及线路条件影响的CRH_2动车组牵引传动系统仿真分析

    吴双;姜晓峰;何正友;赏吴俊;王斌;

    动车组数字仿真对研究机车特性、分析其对牵引供电系统的影响具有重要意义。动车组运行状态不仅随网压波动变化,还受线路条件的影响。基于此,以CRH2动车组为例,分析牵引传动系统的牵引、制动特性和不同线路条件下的阻力特性,研究四象限脉冲整流器、逆变器控制原理。在此基础上,建立动车组牵引传动系统仿真模型,对理想情况、网压波动、坡道、弯道、隧道等不同线路条件下的列车运行情况进行仿真分析,结果证明了该模型的有效性。

    2013年03期 v.37;No.352 660-666页 [查看摘要][在线阅读][下载 843K]
  • 基于相序解耦谐振控制器的基波正序电压相位检测方法

    黄建明;吴春华;许富强;

    在并网逆变系统中,必须能够准确、快速地检测出电网电压正序分量的相位信息,以便实现单位功率因数并网,然而,传统锁相环技术存在电网电压发生不对称故障时,其检测精度受到负序电压分量的影响而导致检测不准。提出一种基于相序解耦谐振(sequence-decoupled resonant,SDR)控制器的锁相环检测技术,该方法利用SDR控制器将正序电压分量从不对称电压中分离出来并对其进行相位跟踪,从而实现锁相环功能。仿真与实验结果表明,该方法在电网电压不对称、频率变化及电网畸变情况下,能对电网基波正序电压相位进行良好的检测。

    2013年03期 v.37;No.352 667-672页 [查看摘要][在线阅读][下载 1019K]

特高压输电技术

  • 基于改进经济压差的特高压电网无功电压控制策略

    唐晓骏;陈会员;姚淑玲;田华;李晶;罗红梅;王一振;

    针对特高压电网电压无功控制现状及问题,提出了改进的经济压差无功控制策略,通过实时协调控制低压侧常规无功补偿与500 kV电网动态无功补偿,可实现特高压电网无功电力实时平衡,实际电网数字仿真证明了该策略的有效性和可行性。该策略的实施,可大幅降低常规无功补偿设备的投切操作频率,降低设备损坏率;可进一步降低变压器无功损耗,提升运行经济效益;同时对联络线功率波动引起的母线电压波动也有较好的抑制效果,可实现更好的电压质量。

    2013年03期 v.37;No.352 673-678页 [查看摘要][在线阅读][下载 624K]
  • 典型特高压杆塔基础接地计算与分析

    潘文霞;王兵;全锐;戴敏;童雪芳;谷定燮;

    为研究人工水平接地体对特高压杆塔基础接地电阻及散流的影响,在CDEGS软件中建立了典型特高压杆塔基础及人工水平接地体仿真计算模型,分别对不同根数水平接地体、不同水平接地体长度、不同土壤电阻率的降阻率及散流比进行仿真计算。计算结果表明:水平接地体对特高压杆塔基础接地电阻减小效果并不十分明显,特高压杆塔接地应充分利用其自然接地体作用。另对3种典型特高压杆塔基础接地体电流密度分布进行计算,计算结果表明,单桩垂直型接地体有最大电流密度。当入地电流为10 A时,非底段的最大电流密度为1.156A/m。

    2013年03期 v.37;No.352 679-685页 [查看摘要][在线阅读][下载 677K]
  • 特高压交流输电线路地线绝缘间隙电压的研究

    宋立军;蒋陶宁;邹军;王雅婷;

    地线绝缘是为降低地线损耗而普遍采用的技术,该技术可保障特高压线路工况下处于绝缘状态、故障下处于击穿状态从而形成短路电流的泄放通道。将地线运行模型转换成电路计算模型,通过求解电网络方程,计算工况及故障情况下地线绝缘间隙两端的电压,为工程建设中确定地线绝缘间隙的大小提供技术支持。

    2013年03期 v.37;No.352 686-691页 [查看摘要][在线阅读][下载 755K]

自动化

  • 开放式自动需求响应通信规范的发展和应用综述

    高赐威;梁甜甜;李慧星;翟海保;

    自动需求响应(automated demand response,Auto-DR)是美国智能电网的关键技术之一。开放式自动需求响应通信规范(open automated demand response communications specification,OpenADR)已列入美国智能电网优先行动计划。OpenADR提供了一个公用的、开放式、标准化的需求响应技术接口。文章介绍了OpenADR的发展历程、必要性、内容和OpenADR联盟,详细阐述了OpenADR的通信架构和数据模型。在此基础上,给出了一系列OpenADR的相关应用。OpenADR相关的产品和试点工程证明,OpenADR能给Auto-DR提供技术支撑,通过低成本的标准化通信架构提高DR的可靠性、易操作性、鲁棒性和成本效益。中国DR技术标准特别是自动需求响应技术标准的开发将有助于促进设备制造企业、服务提供商等单位研发相关的产品和服务,吸引更多的电力用户参与DR项目,从而为降低工商业高峰负荷和有序用电管理等工作提供技术支持,降低用电成本,促进节能减排。

    2013年03期 v.37;No.352 692-698页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
  • 单端行波故障测距的组合方法研究

    梁睿;孙式想;

    单端辐射状电网发生单相接地故障时,单端行波故障测距的关键是正确识别来自故障点的反射波、对端母线的反射波及健全线路的反射波。行波零模波速具有较强的依频特性,而线模波速较稳定。由于零模波速的不稳定性,当取其为固定值时,导致基于线模、零模波速差的单端行波故障测距精确度不够。针对此问题,首先利用神经网络训练学习,估算出零模波速,基于线模、零模波速差得到初步故障距离,以此初步故障距离从线模行波突变波头中找出故障点反射波头及对端母线反射波头,再把线模波速代入相应的测距公式得到精确故障距离。利用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,对不同的故障情况进行仿真,均验证了该方法具有较高的测量精度和可靠性。

    2013年03期 v.37;No.352 699-706页 [查看摘要][在线阅读][下载 891K]
  • 平行双回线对反时限零序电流保护的影响及改进算法

    吴麟琳;黄少锋;

    对平行双回线路内部发生接地故障时反时限零序电流保护的选择性进行了分析。研究表明,对于平行双回线路两侧的相邻线路而言,其零序电流不一定小于故障线路中的零序电流,相邻线路上的反时限零序电流保护有可能无选择性动作;对于故障线路本身,离故障点远的一端的零序电流可能大于离故障点近的一端的零序电流,离故障点远的一端保护可能先动作;对于平行双回线中的非故障支路,其保护不会先于故障支路上保护动作,其选择性可以保证。误动的可能性取决于双回线两侧系统的零序参数和故障点位置,与双回线路本身的零序参数及零序互感大小无关。同时提出一种基于广域信息的反时限零序电流保护算法,在改善保护选择性的同时,提高了保护的速动性。最后通过PSCAD仿真验证了分析的正确性。

    2013年03期 v.37;No.352 707-712页 [查看摘要][在线阅读][下载 710K]

电力市场

  • 区域间风电投资收益风险对比分析模型

    谭忠富;吴恩琦;鞠立伟;宋艺航;沈思;张金良;

    由于风电出力具有随机性和间歇性,风电的可并网量在一定程度上受到很大约束。结合我国当前风电发展相关政策,从政策、经济和风电消纳3个角度进行风电发展风险分析,并提出相应的风电效益分析模型。通过算例分析和敏感性分析发现,III、IV类风电资源区具有很好的发展前景,应该是未来的风电发展重心。

    2013年03期 v.37;No.352 713-719页 [查看摘要][在线阅读][下载 625K]
  • 基于气象信息因素修正的灰色短期负荷预测模型

    焦润海;苏辰隽;林碧英;莫瑞芳;

    针对传统灰色模型应用于短期负荷预测的缺陷,改进了多角度数据组织策略,选择社会活动背景相似度较高的历史日作为相似日,建立了气象因素突变判别准则,以识别相似日中的气象突变,并采用回归法消除相似日负荷数据中的受气象敏感负荷分量。采用邻近趋势外推法和相似日替换法矫正灰色模型预测时容易产生的局部畸变点。实验结果表明,改进后的灰色模型预测精度提升明显,预测精度平均提高1%~2%,最高可达7%。该方法能同时考虑社会活动规律和气象因素对负荷的影响,克服了传统模型本身对不规律数据预测精度差的缺点。

    2013年03期 v.37;No.352 720-725页 [查看摘要][在线阅读][下载 666K]

新能源与分布式发电

  • 模块化多电平直流输电联网风电场时的低电压穿越技术

    赵静;赵成勇;孙一莹;张建坡;敬华兵;

    柔性直流输电并网方式对于大容量远距离海上风电场是一种较好的并网方案。针对模块化多电平直流输电(modular multilevel converter-HVDC,MMC-HVDC)应用于大规模风电场联网问题,分析研究了相应的MMC-HVDC稳态控制策略,仿真验证了其可行性。为保证当联网系统与交流系统的并网点发生不对称故障时风电场可以不脱网持续运行,设计了MMC-HVDC不对称故障期间的控制器,以将风电场与故障隔离并尽可能将功率传送至交流系统中,提高了风电场的低电压穿越能力,并在PSCAD/EMTDC中搭建的仿真模型上验证了此方法的可行性及有效性。

    2013年03期 v.37;No.352 726-732页 [查看摘要][在线阅读][下载 836K]
  • 大规模风电接入的电力系统优化调度新方法

    李茜;刘天琪;李兴源;

    针对风电功率的反调峰和不确定等特性,建立水电调峰效益模型,并结合风、火电运行价格模型,构建了考虑机组组合的新型多目标动态优化调度模型。同时,为应对多目标优化问题中粒子群算法陷入局部最优和效率问题,提出了基于优先排序和多子群协同进化的多目标粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization algorithm withmulti-swarm co-evolution,MOPSO-MC)的优化调度新方法,即通过优先排序法确定机组最优组合状态,对负荷分配规划分为两层,并采用MOPSO-MC求解。将该方法应用于含大规模风电的甘肃电网优化调度问题,结果表明所提模型和算法为解决风电并网运行提供了一种对策。

    2013年03期 v.37;No.352 733-739页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K]
  • 含高渗透率风电的送端系统电网暂态稳定研究

    张明理;徐建源;李佳珏;

    对含高渗透率风电的送端电网系统暂态稳定性进行了研究。从理论上分析了变速恒频机组模型结构及其对电网暂态稳定性的影响;应用风电场短路试验的实测数据验证了仿真模型及仿真数据的准确性;仿真分析了不同运行方式、不同故障位置、火电与风电不同配比条件下对系统暂态稳定性的影响,提出了针对送端系统外送线路稳定水平的影响,风电出力的影响要小于火电机组,而针对送端电网内部火电厂出口线路的稳定水平主要取决于火电厂本身,而风电出力对其的影响还要受网架结构、运行方式等因素影响。

    2013年03期 v.37;No.352 740-745页 [查看摘要][在线阅读][下载 700K]

高电压技术

  • 振荡电压下电缆典型缺陷局部放电的统计特征及定位研究

    常文治;葛振东;时翔;马国明;陈志勇;崔潇;李成榕;陈雪薇;唐志国;

    振荡波检测技术在近似于工频的阻尼振荡电压作用下检测电缆绝缘缺陷处的局部放电,具有检测结果可标定、对电缆绝缘无损伤、特别适合现场测试等优点。为研究阻尼振荡电压作用下电缆缺陷局部放电的统计特征,文中在10 kV电缆上预设了中间接头导体接管处错缠绝缘胶带、端部针尖、本体外半导电层破损、端部悬浮共计4类典型缺陷,采用自主研发的振荡波测试系统试验测量了预设缺陷的局部放电信号,应用振荡电压相位分析方法,分析了4类典型缺陷局部放电在不同严重程度时的相位统计特征。分析结果表明:4类预设缺陷的定位误差不大于10 cm;中间接头导体接管外错用绝缘胶带产生的局部放电信号呈三角形稀疏分布在振荡电压的20°~70°、200°~280°2个相位区间;端部针尖缺陷产生的局部放电信号呈矩形密集分布在振荡电压的20°~110°、200°~280°2个相位区间;外半导电层破损缺陷产生的局部放电信号呈三角形集中分布在振荡电压的180°~280°相位区间;端部悬浮缺陷产生的局部放电信号呈矩形集中分布在振荡电压的200°~300°相位区间。预设缺陷局部放电的相位谱图存在明显的特征差异,为进一步研究阻尼振荡电压作用下电缆局部放电的模式识别和放电严重程度奠定了基础。

    2013年03期 v.37;No.352 746-752页 [查看摘要][在线阅读][下载 833K]
  • 应用快速多极子边界元法的接地网接地参数计算方法

    郭卫;文习山;谭进;蓝磊;李晓萍;唐程;

    为解决用传统边界元法求解某些大型地网接地参数时需要的存储量过大而导致普通计算机因内存的限制无法进行求解的问题,提出用快速多极子边界元法求解地网接地参数,利用树的存储结构代替传统的系数矩阵存储形式,减少计算存储量,提高了计算效率。通过求解规模较小地网的接地参数对传统边界元和快速多极子边界元进行比较,快速多极子边界元法计算出的接地电阻值与CDEGS软件的计算值最大误差在2%以内,表明该方法的有效性。利用该方法对传统边界元法及CDEGS软件无法求解的工程算例进行求解,计算出的相关接地参数初步满足工程要求。

    2013年03期 v.37;No.352 753-758页 [查看摘要][在线阅读][下载 754K]
  • 液氮环境中3种聚合物薄膜老化和拉伸状态下的绝缘强度

    杨鑫;李卫国;郭昱延;魏斌;张宏杰;丘明;

    用于超导设备的薄膜型绝缘材料绕包于导体时往往承受一定的绕包张力,且由于工作环境温度的变化、机械应力等作用会发生老化。为研究薄膜型绝缘材料在液氮环境中老化拉伸状态下的绝缘强度,设计了一套测试电极系统对聚酰亚胺(Kapton)、聚丙烯层压纸(PPLP)和聚四氟乙烯(PTFE)3种薄膜在液氮中经过不同老化处理后拉伸状态下的工频和直流绝缘强度进行了实验研究,结果发现老化拉伸状态下交、直流击穿电场强度大多在较小幅度内发生变化,而经过冷热循环处理后的聚丙烯层压纸交流、直流击穿电场强度均发生了跳跃性地下降,因而在选择聚丙烯层压纸作为超导电力设备的绕包型绝缘材料时,应充分考虑工作温度剧烈变换导致的材料老化因素的影响。3种材料的直流击穿电场强度要普遍高于交流击穿电场强度。

    2013年03期 v.37;No.352 759-764页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K]
  • 不平衡绝缘在220kV和110kV同塔双回线路中的应用

    沈志恒;邓旭;周浩;陈稼苗;龚坚刚;姜文东;

    应用电磁暂态仿真计算EMTP程序,对在同塔双回线路中采用不平衡绝缘时,可将两相闪络有效锁定在低绝缘侧的最低不平衡度进行了分析,并提供了相应的绝缘配置方案。当线路采用平衡绝缘或绝缘的不平衡度较小时,雷击导致的两相闪络通常发生在两回线路中,即一回各有一相闪络;而随着两回线路绝缘水平差距的拉大,两相闪络将逐渐向低绝缘侧集中。利用该原理,通过保证两回线路之间足够的绝缘水平差距可将两相闪络锁定在绝缘水平较低的一回中,即实现以一回三相跳闸为代价来避免严重的双回同跳事故,从而提高线路的双回耐雷水平。计算结果显示,当220 kV和110 kV同塔双回线路的绝缘不平衡度达30%左右,或分别相差4片和3片绝缘子时,不平衡绝缘可较好地起到锁定两相闪络的效果。并且,该方案的防同跳效果在采用各种导线相序布置方式的双回线路上均稳定可靠,因而可有效地避免同塔双回输电线路发生雷击同跳事故。

    2013年03期 v.37;No.352 765-772页 [查看摘要][在线阅读][下载 684K]
  • 基于IEEE 693需求响应谱的变电设备隔震设计方法

    朱瑞元;谢强;

    变电设备在地震中的损毁十分严重,基底隔震技术是提高设备抗震性能的有效途径,而目前变电设备隔震层设计的相关研究较少。为此,首先从变电设备地震破坏的关键原因出发,提出以合理的基底位移响应和加速度响应作为隔振设计目标及其计算方法,经分析后,建议选用新型隔震支座;其次基于IEEE 693需求响应谱,对隔震体系双线性模型进行参数化分析,分析结果验证了等效线性化方法的有效性;最后给出了变电设备隔震初步设计时的参数确定方法。研究表明,可以采用基于IEEE 693需求响应谱的等效线性化方法对隔震层参数进行初步设计,但所得响应结果偏于保守。

    2013年03期 v.37;No.352 773-781页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K]
  • 超高压输电线路铁塔附近地面工频电场仿真分析

    李永明;范与舟;徐禄文;

    根据铁塔实际结构和导线抛物线方程,建立了铁塔附近三维电场计算模型。基于模拟电荷法分析了500 kV输电线路铁塔周围地面上的工频电场分布,分析了铁塔对其附近电场环境的影响,并讨论了影响电场计算结果的因素。研究结果表明:铁塔对其附近地面电场有一定屏蔽作用,电场强度在铁塔下方显著降低且在金属构架处产生畸变;铁塔的影响范围和铁塔高度及塔基尺寸有关;铁塔构架等效半径、线单元剖分段数以及铁塔不同简化模型都会影响计算结果。

    2013年03期 v.37;No.352 782-787页 [查看摘要][在线阅读][下载 778K]
  • 高压输电线下有建筑物时工频电场计算中模拟电荷设置方法的改进

    黄子璇;席黎明;樊梦旭;邹澎;

    用模拟电荷法计算高压交流输电线路附近有建筑物时的工频电场,需要在建筑物表面及其附近地面设置若干个模拟电荷和匹配点。由于正六边形是无重叠、无空隙覆盖平面区域的最优形状,因此采用蜂窝状网格划分建筑物表面,进而设置模拟电荷。仿真结果表明,与传统的正方形格状划分相比,在精度相同的前提下,该划分方式可以有效减少模拟电荷的数量,提高计算速度。针对传统的模拟电荷均匀设置的方式,提出在场强变化大或感兴趣的区域将划分网格缩小,反之增大的方案,仿真结果证明了该方案可以进一步改善计算精度和减少模拟电荷的数量。

    2013年03期 v.37;No.352 788-793页 [查看摘要][在线阅读][下载 730K]

电力系统

  • 多馈入直流系统交互作用因子的影响因素分析

    邵瑶;汤涌;

    多馈入交互作用因子(multi-feed interaction factor,MIIF)是一种能有效衡量多馈入交直流系统中直流系统间相互作用大小的指标。理论分析了直流落点间电气距离、受端交流系统等值阻抗对MIIF的影响,详细研究了MIIF与受端交流系统强弱评估指标—多馈入短路比(multi-infeed shortcircuit ratio,MISCR)的关系。研究结果表明,MIIF随直流落点间电气距离的减小而增大;其他回直流对某一回直流的MIIF随该回直流逆变侧交流系统等值阻抗的增大而增大;保持直流落点距离不变,MIIF与MISCR成反比关系;保持交流系统等值阻抗不变,直流i、j间的MIIF与第i回直流的MISCR成反比关系,与第j回直流的MISCR成正比关系。两馈入交直流算例系统的分析结果验证了所得结论的正确性。

    2013年03期 v.37;No.352 794-799页 [查看摘要][在线阅读][下载 935K]
  • 基于可靠性指标的含风电电力系统的发电和运行备用的协调调度模型

    元博;周明;李庚银;宗瑾;

    风电出力随机波动及难以准确预测和调控的特性使得大规模风电接入给系统的备用决策和发电调度带来难题。在定义期望失负荷比例(expected load not supplied ratio,ELNSR)的基础上,综合考虑机组强迫停运率、负荷及风电出力预测误差等不确定性因素,推导出系统运行备用与ELNSR之间的量化关系,并将该量化关系作为发电调度的约束,建立含大规模风电的电力系统发电和备用协调调度模型。算例结果表明所建模型能够兼顾经济性和可靠性,协调风电和火电的出力分配,并能给出对应可靠性要求的运行备用在火电机组间的优化分配方案。

    2013年03期 v.37;No.352 800-807页 [查看摘要][在线阅读][下载 632K]
  • 分时段直流多落点系统紧急及阻尼协调控制

    吴霞;刘天琪;李兴源;程道卫;

    高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)由于快速响应和短时过载特性对紧急控制或功率突然严重缺额地区进行紧急功率支援作用巨大,同时能很好解决区域振荡问题。利用PSCAD/EMTDC建立3机3直流系统的仿真模型,然后,在不添加任何直流附加控制的情况下,分别对正常运行的HVDC1、HVDC2和HVDC3的控制系统施加与功率增量P对应的调制指令,利用Prony辨识分析发电机功角差,找出有效抑制交流系统振荡的直流控制点。并根据最优变目标理论,在HVDC1停运时以最大能量耗散原理为基础利用故障驱动和轨迹驱动分时段进行紧急控制和阻尼控制,研究大扰动后交直流系统恢复稳定情况。结果表明利用分时段紧急协调控制且只在有效控制点进行后时段(即第2和第3时段)直流小方式调制能有效提高系统暂态稳定,改善系统后续阻尼,防止过/欠控及后续摆阻尼降低现象发生,使系统快速恢复稳定。

    2013年03期 v.37;No.352 808-813页 [查看摘要][在线阅读][下载 248K]
  • 电力系统大停电后机组恢复的多目标优化方法

    朱冬雪;顾雪平;钟慧荣;

    大停电后的机组恢复策略多为单目标优化,忽略了大量影响机组启动顺序的因素,为此提出了机组恢复的多目标优化策略。以机组启动后提供的发电量尽可能大、已恢复的电源点尽量在网架层面铺开、有利于后续厂站层机组和重要负荷的恢复为优化目标,建立机组恢复的多目标优化模型。先将恢复过程划分为一系列顺序执行的恢复时步,再将每一时步的优化问题转化成多目标"0/1背包"问题;结合最短路径法为机组恢复方案搜索恢复路径,采用快速非支配排序遗传算法进行求解;最后对每时步的Pareto最优方案排序,确定最优解。算例结果验证了该方法的有效性。

    2013年03期 v.37;No.352 814-820页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K]
  • 基于风险管理的过载切负荷策略制定

    李琳;罗剑波;周霞;钱峰;任先成;陈兴华;陈汹;李威;

    《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(599号令)的出台,对电力系统安全稳定控制有重要影响,尤其对于稳定切负荷控制。文中结合599号令中相关规定,归纳了599号令对稳控切负荷策略的影响及应对办法,研究了599号令出台后考虑风险量化评估的电网安全稳定控制策略(稳控策略)制定方法,提出稳控策略制定过程中利用风险评估对控制措施进行评价筛选的方法,并以过载切负荷策略制定为例对该方法进行阐释。

    2013年03期 v.37;No.352 821-826页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K]
  • 暂态稳定受扰轨迹预测的模型参数自适应研究

    吴为;汤涌;孙华东;王安斯;

    基于一定时间范围内的广域量测数据可对未来表征系统暂态稳定的物理量进行预测,这为实时暂态稳定分析奠定了基础。目前应用较为广泛的几种预测模型都有相同的基本参数需要确定,并且这些基本参数直接决定着预测性能。在详细分析了预测性能与模型参数关系的基础上,提出了一种模型参数自适应技术。该技术使得预测模型参数能动态调整以适应曲线非线性度的变化从而提高预测性能,能方便地应用于已有的各种预测算法中。算例结果表明,该技术能显著提高预测模型的适应能力,有效协调预测指标间的矛盾,为实时暂态稳定分析提供技术支撑。

    2013年03期 v.37;No.352 827-834页 [查看摘要][在线阅读][下载 711K]
  • 兼顾抑制机电扭振互作用和异步自励磁的阻塞滤波器改进设计与现场试验

    谢小荣;董宜鹏;刘平;白恺;刘辉;王征;高洵;

    分析了托克托电厂阻塞滤波器(blocking filter,BF)引发机组异步自励磁的机理,探讨了兼顾抑制异步自励磁和扭振互作用(torsional interaction,TI)的BF改进设计方法。首先分析了BF参数对异步自励磁和TI模态的影响关系,发现增大电抗支路电阻或降低其品质因数有利于降低异步自励磁风险,但同时会在一定程度上削弱BF阻塞TI和暂态扭矩的效果;进而提出了BF改进设计的多目标参数优化思路,并基于特征值分析和优化搜索获得所有方式下能避免自励磁模态发散的最小增补电阻;最后通过串补输电系统的机网联合试验对改进BF进行检验,结果表明:改进BF能有效避免异步自励磁风险,并在正常情况下防止出现TI发散现象,同时验证了现场实测与仿真分析的一致性,为托克托串补和BF的安全投运创造了条件。

    2013年03期 v.37;No.352 835-839页 [查看摘要][在线阅读][下载 716K]
  • 基于Copula函数的多维时序风速相依模型及其在可靠性评估中的应用

    李玉敦;谢开贵;胡博;

    风速模拟是对含风电的电力系统进行可靠性评估的先决条件。基于Copula函数和马尔科夫过程理论,提出了一种多维时序风速相依模型及该模型的两阶段蒙特卡洛模拟方法。该模型将多维相依关系分解为单维风速时间序列的短期相依关系和多个风速序列之间的同期相依关系。利用1阶连续状态马尔科夫链描述风速时间序列的变化规律;利用Copula函数捕捉风速序列中存在的短期相依关系和同期相依关系。通过实际风速数据对模型进行了验证,结果表明提出的模型能够较好保持风速序列的概率分布、自相关和互相关特性。将该模型应用到IEEE-RTS可靠性测试系统中,结果表明上述模型能够直接用于风电场可靠性效益评估。

    2013年03期 v.37;No.352 840-846页 [查看摘要][在线阅读][下载 909K]
  • 考虑站网协调的500kV终端变电站可靠性评估

    杨汾艳;兑潇玮;唐景星;鲁宗相;

    针对500 kV终端变电站的特点提出一套工程化的可靠性评估方法,将500 kV终端变电站分为500 kV联络线、站内主接线、220 kV电网3个环节进行可靠性评估。基于马尔科夫模型,建立了500 kV终端变电站的全环节可靠性分析模型、方法和指标体系;采用根源分析方法,对500 kV终端变电站的可靠性影响因素进行了分析。最后,以广东电网某500 kV变电站的终端变电站改造方案作为算例进行了可靠性计算分析,验证了算法的实用性;结合算例进一步计算分析了500 kV联络线、主接线型式、220 kV电网网架结构、220 kV电源和负荷分布等因素对500 kV终端变电站可靠性的具体影响。研究表明:500 kV枢纽站改造为终端变电站后,其可靠性水平有所下降;但合理的终端变电站方案仍能够使可靠性满足工程应用要求;500 kV联络线和站内主接线是影响500 kV终端变电站可靠性的主要因素。

    2013年03期 v.37;No.352 847-854页 [查看摘要][在线阅读][下载 679K]
  • 电力协同系统与PSASP的比较与运用

    张艳军;翟媛媛;陈勇;

    电力系统方式计算协同系统是我国第一款电力协同工作软件,具备强大的计算分析和协同管理功能,但未获得众多用户的应用和信任。文章基于软件架构,系统功能和应用流程3方面对电力系统方式计算协同系统和综合稳定程序PSASP进行分析比较,证明协同系统在软件架构扩展,数据校核,数据批处理,数据兼容,日志管理,数据版本及数据权限管理等方面有明显优势。协同系统具备可靠的数据分析和管理功能,数据操作历史的可追溯性强,数据分析对比和数据共享更灵活,同时协同系统可兼容多种格式的电网数据格式,能有效地提高办公效率。目前,该系统已在多省投入运行,效果良好。

    2013年03期 v.37;No.352 855-860页 [查看摘要][在线阅读][下载 634K]
  • 小世界电力网络故障传播过程与抑制策略

    舒征宇;邓长虹;黄文涛;翁毅选;

    为抑制小世界电力网络中的连锁故障的规模,根据电力网络的连锁故障传播模型,分析了故障在小世界电网中的传播特性,指出连锁故障是传播范围扩散与传播强度累积共同作用的结果,故障在高聚类区域的反复感染是引发雪崩现象的关键。提出了一种新的连锁故障抑制策略,综合考虑故障时刻电力网络的整体状态与初始故障的具体特征,通过切除少量低负荷的节点,减少高聚类区域的负荷波动,抑制故障传播强度的持续累积,降低连锁故障的规模。仿真实验结果证明,该方法可以降低系统的阀值条件,防止连锁故障的扩散。

    2013年03期 v.37;No.352 861-867页 [查看摘要][在线阅读][下载 764K]
  • AGC机组分群控制策略

    陈铭;刘娆;吕泉;李卫东;

    电力系统中的可快速调节的机组容量是维持系统频率稳定的重要手段,但该部分容量又十分有限。针对发电机组AGC调节性能的差异和日负荷曲线在各时段的特点,提出将AGC机组分群分时段控制的控制策略,即在负荷紧急时段充分利用系统所有机组的调节能力跟踪负荷变化,在负荷平稳时段利用慢机组置换快机组的功率,使系统保持一定的可快速调节能力,同时减少机组出力对系统调整需求无益的反向调节。算例结果验证了该控制策略的有效性。

    2013年03期 v.37;No.352 868-873页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K]
  • 基于临界阻抗边界的多馈直流系统同时故障风险评估

    陈政;周保荣;洪潮;金小明;

    目前多馈直流输电系统同时故障风险评估主要依赖时域暂态仿真扫描计算来确定,该方法计算量大,耗时长,难以满足系统规划运行方式灵活多变的应用需求。引入节点电压影响因子(voltage influencing factor,VIF)定义,推导建立换流站母线电压跌落比的节点阻抗表达式,以临界电压跌落阀值为判据,划出各直流换流站的临界故障阻抗边界,根据各直流的临界故障阻抗边界重叠情况可准确、快捷、直观地给出多馈直流系统发生同时故障的风险评估结论。通过实际系统的时域仿真结果对比,验证了该方法的有效性,可应用于电力系统规划、设计及运行等领域。

    2013年03期 v.37;No.352 874-878页 [查看摘要][在线阅读][下载 633K]
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