电网技术

低碳电力技术

  • 碳捕集系统与风电协调投资的低碳效益分析

    卢志刚;卢聪颖;

    随着CO2减排要求日趋明确,各种减排技术日渐成熟和完善。通过不同减排技术的选择与配合,使得发电企业在保证效益的同时兼顾减排的要求是值得研究的重要课题。为此,依据价值工程理论提出低碳效益的概念,即全寿命周期内某减排项目单位投资的碳减排量,使不同的技术或评价方式具有可比性,并建立技术可行性、经济合理性和社会友好性3个指标对其进行评价;然后以低碳效益最大化为目标建立碳捕集系统与风电的协调投资模型,给出符合经济发展趋势和减排要求的投资规划方案,最后从3个指标的角度进行评价,为今后减排项目的发展提供指导意见。

    2013年12期 v.37;No.361 3303-3309页 [查看摘要][在线阅读][下载 172K]
  • 微网电池储能系统通用综合控制策略

    董宜鹏;谢小荣;孙浩;陈志刚;刘志文;

    储能系统作为微网的功率/能量缓冲环节,对微网的稳定控制、电能质量改善和不间断供电起着重要作用,是微网安全可靠运行的关键。首先分析了微网中储能系统常用的3种控制策略,讨论了其在微网不同运行控制模式中的应用;进而设计了一种针对电池储能系统(battery energy storage system,BESS)逆变器外环控制器的综合控制策略,能够兼具PQ控制、V/f控制和下垂控制功能,从而既可以用于主从控制的微网,也能用于对等控制的微网;同时还考虑了微网从孤岛转入并网和并网转入孤岛的双向切换过程,对设计的BESS综合控制策略进行了改进,实现了双向的平滑切换。算例结果验证了提出的综合控制策略的有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3310-3316页 [查看摘要][在线阅读][下载 279K]
  • 基于等可信容量的风光储电源优化配置方法

    何俊;邓长虹;徐秋实;刘翠琳;潘华;

    含风光储的发电系统容量优化问题中,所要考虑的不确定性不仅包括常规机组的随机停运,还包括风速和光照强度的随机变化对机组出力造成的波动。提出一种基于等可信容量的风光储容量优化配置方法,综合计及自然资源的随机波动和常规机组的随机停运影响,按照满足电力平衡的需求确定所需风光储发电系统的整体可信容量以及常规机组容量,通过蒙特卡罗仿真计算得到等可信容量所需的风光储机组组合,根据风光储容量优化配置模型,从上述组合集合中选出使全生命周期总投资成本最小的风、光、储容量配置。采用加入了风电和光伏发电后的某实际海岛算例验证了该方法的正确性和有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3317-3324页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K]
  • 电动汽车充放储一体化电站调度参数分析

    冯俊淇;解大;贾玉健;刘高维;张宇;

    相比单一结构功能的电动汽车充电站,充放储一体化电站融合了充放电、换电、储能、梯次利用的功能,因此对电站的调度提出了新的要求。文章介绍了充放储一体化电站的结构和功能,包括调度监控系统、充换系统和储能系统。分析了电网、一体化电站和电动汽车之间的信息流,结合一体化电站结构功能提出电站功率调度的核心思想,明确调度参数的定义及参数信息的交互过程,提出相应的调度算法及约束条件。针对我国目前电动汽车主要为公交汽车的特点,结合上海嘉定电网日负荷数据和该地区电动汽车示范园区内充放储一体化电站3个线路公交汽车的实际运营情况,对功率调度算法进行仿真验证,并与其他调度方法进行仿真对比分析,为充放储一体化电站的示范和商业运行提供了参考。

    2013年12期 v.37;No.361 3325-3330页 [查看摘要][在线阅读][下载 851K]
  • 基于虚拟频率的微电网下垂控制策略设计

    高春凤;杨仁刚;王江波;周献飞;

    根据低压微电网线路主要呈阻性的特点,对有功功率和无功功率进行了解耦控制,有功功率分配采用电压下垂控制,无功功率分配采用相角下垂控制。在分析了下垂控制模型的基础上,考虑到分布式电源的相角由频率和初相角两部分决定,提出了虚拟频率的概念,并将其引入到电压?相角下垂控制策略中,将下垂控制时分布式电源虚拟频率的变化转换为初相角的变化。算例仿真结果验证了所提方法的可行性。

    2013年12期 v.37;No.361 3331-3335页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K]

直流输电与直流电网

  • 计及直流权重的多直流馈入落点选择方法

    周勤勇;刘玉田;汤涌;

    多直流馈入情况下,需要对电网规划的多个直流落点进行决策。基于直流落点间的等效阻抗和直流额定功率,给出了反映直流在系统内影响力的的权重系数定义。基于多馈入短路比,提出计及直流权重的多直流馈入落点方案评价指标的定义及其计算方法。根据直流间的相互影响因子,给出了纳入评价指标计算的直流的筛选策略。提出了涵盖初选、评估排序、安全稳定校核步骤的直流落点选择方法和流程。该方法体现了多直流相互影响的特点,为电网规划方案多回直流落点的选取提供了快速、直接的计算分析工具。方法应用于华东2020年规划电网,计算得到的规划直流落点方案优劣排序与时域仿真计算结果高度一致,验证了该方法的正确性和有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3336-3341页 [查看摘要][在线阅读][下载 770K]
  • 南方电网直流线路电阻时变性评估与实时值估计

    顾慧杰;郭烨;周华锋;赵旋宇;吴文传;郑伟业;

    对交直流混合电力系统进行准确建模非常重要。直流输电线路的电阻会随温度、输送功率的不同而变化。由于没有电抗参数,直流线路电阻的变化可能会对交直流混合电力系统的分析计算产生明显影响,因此在交直流混合系统中,需要将直流线路的电阻参数作为时变参数处理。利用交叉熵理论排除异常点影响的能力,提出了直流线路电阻的时变程度评估与实时值估计方法,并基于所提的方法,开发了实用化的应用软件在南方电网这一交直流混合电力系统应用。

    2013年12期 v.37;No.361 3342-3346页 [查看摘要][在线阅读][下载 861K]
  • 基于降损调制技术的全桥MMC电容电压无需排序均衡控制

    许烽;徐政;张哲任;刘高任;翁华;屠卿瑞;

    从降损调制角度出发,引申出必要开关动作和附加开关动作的相关概念,并在此基础上提出了无需排序的电容电压均衡控制思想。分析了全桥MMC通态损耗、必要开关损耗和附加开关损耗与其运行模式及开关动作方式的关联性。结合损耗关联性以及电容电压波动尽量小的原则,指定了必要开关动作方式和附加开关动作方式选择判断的依据,最后,给出了2种全桥MMC下无需排序的电容电压均衡控制策略。通过在PSCAD/EMTDC下搭建仿真模型,验证了所提出的策略能够满足系统静态和动态运行的要求,并且能够大幅度降低开关频率。

    2013年12期 v.37;No.361 3347-3355页 [查看摘要][在线阅读][下载 1122K]
  • 级联型SVG双闭环控制稳定性分析

    刘雷;罗安;熊桥坡;黎小聪;刘爱文;刘奇;

    介绍了单相级联型静止无功发生器(static var generator,SVG)的原理与控制系统结构,采用光纤隔离检测技术进行级联单元直流侧电压的测量。考虑光纤隔离检测延时,建立了基于瞬时能量平衡的直流侧电压外环控制数学模型,得到了基于比例积分(proportional integral,PI)控制的传递函数,并进行了电压外环稳定性分析;建立了基于比例(proportional,P)控制的电流内环离散控制模型,分析得到其在离散域内稳定控制的充要条件。样机实验结果验证了所提稳定性分析方法的正确性。

    2013年12期 v.37;No.361 3356-3361页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K]
  • ±800kV换流站管母滑动偏移量分析及管母支撑金具选型研究

    刘泽洪;丁永福;王祖力;张燕秉;徐光辉;赵鸿飞;

    管母以占地面积小,布置清晰美观,导体表面临界电晕电压高的优点在直流输电换流站中得到了广泛的应用,通过分析影响支撑式管母线长度伸缩和挠度变化的因素,总结出当采用支撑式管母线时不仅需要对管母线沿长度方向的滑动偏移量(长度伸缩量)进行考虑,还要对管母支撑点处管母的转角进行考虑,以利于管母线长度伸缩和挠度变化时应力的释放,避免支撑绝缘子的损坏,同时对几种常用的管母支撑金具的优缺点进行了分析并提出了设计过程中需要注意的问题,期望能够对设计人员在进行电站管母的支撑设计和金具选型时提供一些参考和帮助。

    2013年12期 v.37;No.361 3362-3367页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K]
  • 交流配电网与直流配电网的经济性比较

    郑欢;江道灼;杜翼;

    对目前配电网中的负载进行了定义与分类,并对交、直流配电网的最大传输容量分别进行了推导;对交、直流配电网主要设备的造价与传输效率分别进行了计算与分析,对于直流断路器、直流变压器等尚未实现商业化应用的装置,根据其研发费用对未来的市场价格进行了估算。以典型结构的配电网为例,分别对其采用交流配电网、±7.5 kV及±15 kV直流配电网供电时的投资成本与传输损耗进行计算,进而对其进行经济性比较。研究表明,直流配电网的最大传输容量与投资成本皆大于交流网,且电压等级越高,其最大传输容量与投资成本越大;直流配电网的传输损耗率低于交流网,且随着电压等级的提高而下降;中压直流负载的比例越高,直流配电网的投资成本越低,传输损耗率越小。

    2013年12期 v.37;No.361 3368-3374页 [查看摘要][在线阅读][下载 777K]
  • 交直流共走廊输电系统换流变偏磁特性研究

    张龙伟;吴广宁;范建斌;黄渤;朱军;

    交直流共走廊输电系统换流变偏磁直流量构成比较复杂,正确分析其构成分量对系统稳定运行具有重要意义。建立了换流变直流偏磁模型和交直流共走廊输电线路模型,分别计算了土壤地电位和交直流工频感应产生的直流量;研究了交直流线路平行架设长度、交直流杆塔中心接近距离对换流变偏磁的影响规律。研究结果表明:交直流线路平行架设长度越长,换流变偏磁直流量越大,工频感应产生直流量占总直流量的比重越大,且土壤地电位对此比重影响越小;交直流杆塔中心接近距离越大,换流变偏磁直流量越小,工频感应产生直流量占总直流量的比重越小,且土壤地电位对此比重影响越大。

    2013年12期 v.37;No.361 3375-3380页 [查看摘要][在线阅读][下载 871K]
  • 直流盘形悬式瓷绝缘子铁帽采用锌环防电解腐蚀特性的试验研究

    高理迎;孙涛;赵江涛;魏杰;周军;王洪;

    随着我国特高压直流工程的大规模建设,直流盘形悬式瓷绝缘子的安全稳定运行日益重要。在直流电流的作用下,绝缘子铁帽势必发生电解腐蚀,这成为影响其机械特性的关键因素,因此,防治绝缘子铁帽的电解腐蚀问题必须加以明确。介绍了铁帽的电解腐蚀机制,概述了我国2条?800 kV直流线路发生直流绝缘子铁帽锈蚀的基本情况,提出了2种防腐锌环的设计方法,并通过试验验证了它们具有良好的防腐蚀性能。研究结果可为直流盘形悬式瓷绝缘子铁帽的防腐蚀设计提供参考。

    2013年12期 v.37;No.361 3381-3385页 [查看摘要][在线阅读][下载 1943K]

新能源与分布式发电

  • 面向新能源消纳的电网规划方法初探

    彭波;陈旭;徐乾耀;张宁;康重庆;

    在新能源发电大力发展的背景下,新能源出力的不确定性与随机性将对传统电网规划带来深刻的影响,建立可适应大规模新能源发电并网的电网规划方法具有重大的现实意义。将新能源消纳问题引入到电网规划过程当中,建立了面向新能源消纳的电网规划方法,该方法基于电力系统运行模拟技术与新能源消纳能力评估技术,针对多个电网规划备选方案,通过评估与比选,得到可同时满足新能源消纳需求与系统优化运行需求的优化规划研究方案。最后,以广东电网作为算例,验证了所提出方法的合理性与有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3386-3391页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
  • 大规模风电集中接入环境下基于熵理论的电网自组织临界状态演化

    刘文颖;蔡万通;但扬清;梁才;王佳明;汪宁渤;马彦宏;

    大规模风电集中接入电网造成的网架结构密集化和系统潮流复杂多变使得电网自组织临界状态的演化呈现新的特点。提出将网络拓扑熵和潮流熵应用到电网自组织临界状态演化特性研究中,表征风电场规模化集中接入电网环境下的网架结构和潮流分布变化规律。研究表明,大规模风电集中接入后,为外送风电功率建设的输送通道减小了系统的网络拓扑熵;风电接入规模超过当地负荷的吸纳能力时,会增加系统的潮流熵,同时,风电出力的波动也可能急剧增加系统的潮流熵。电网运行状态朝着自组织临界点演化。最后,以甘肃省河西地区酒泉风电基地为例验证了电网自组织临界性状态演化规律的正确性。

    2013年12期 v.37;No.361 3392-3398页 [查看摘要][在线阅读][下载 810K]
  • 双馈风电机组接入对电力系统功角稳定性的影响

    于强;孙华东;汤涌;赵兵;顾卓远;

    双馈型风力发电机(doubly fed induction generator,DFIG)在新并网风电机组中占较大比例,由于具有不同于同步机组的运行特性,双馈风电机的接入给电力系统的动态行为带来一定影响。随着风电装机容量的不断增大,电力系统的稳定性将会发生改变。定义了双馈风电机组的功角特性,推导了双馈机组的等效外特性,在此基础上研究了双馈风电机组接入后单端系统的功率特性,并理论分析了双馈机组接入后单端系统的功角稳定性。研究结果表明双馈风电机组接入后单端送电系统功角的第一摆角度减小,阻尼比降低。仿真结果验证了所提理论分析的正确性。

    2013年12期 v.37;No.361 3399-3405页 [查看摘要][在线阅读][下载 883K]
  • 用于风电场的飞轮储能矩阵系统协调控制

    王磊;杜晓强;宋永端;

    在风电场中,飞轮储能系统(flywheel energy storagesystem,FESS)与风力发电机组(wind turbine generator systems,WTGS)相互配合运行,可以有效地平滑风力发电系统输出的有功功率,提高电能质量,这对风力发电系统的稳定、高效运行和安全并网发挥着非常重要的作用。针对风电场的特性和储能需求,引入了一种飞轮储能矩阵系统(flywheel energy storage matrix system,FESMS),它由多个参数相同的飞轮储能单元组成,去共同承担系统的储能任务。在此基础上,设计了FESMS系统与风力发电机组的网络拓扑结构,并依照主从控制模式,设计了FESMS与风电场之间的充放电和安全协调控制策略。其中,上层的主控制器依照充放电和安全控制策略,负责系统的充放电功率分配,向下层的子控制器发送参考输入输出指令或开关指令,实现FESMS与风电场的协调运行。最后,系统的仿真结果验证了该控制策略的有效性,在FESMS系统的协助下,风电场可以向电网输出比较平缓的有功功率。

    2013年12期 v.37;No.361 3406-3412页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K]
  • 含光伏风电的基于仿射算法的配电三相潮流计算

    韩亮;王守相;

    天气变化具有随机性、不确定性的特点,导致光伏、风机的出力具有不确定性。为了处理光伏和风机出力的不确定性信息,利用区间方法建立了光伏和风机出力不确定性的区间模型,并针对配电系统存在的三相不平衡性,提出了基于复仿射算法的区间三相潮流分析算法。采用IEEE13算例系统对算法进行了验证,并与蒙特卡洛潮流分析方法进行了对比分析,计算结果表明所提算法对于定量分析光伏和风机出力不确定性对系统稳态运行的影响具有应用价值。

    2013年12期 v.37;No.361 3413-3418页 [查看摘要][在线阅读][下载 853K]
  • 基于双级矩阵变换器的直驱永磁同步风力发电系统有功功率平滑优化控制

    邓文浪;崔贵平;袁婷;龙美志;邵国安;胡毕华;蒋卫龙;

    风能的随机波动性使得风力发电机输出的有功功率随风速变化而波动,影响风力发电机输送到电网的电能质量。在对风电系统传递函数进行推导的基础上,对风电系统的稳定性能进行了分析,并针对现有有功功率平滑控制中存在的风电系统稳定性、功率平滑性和风能利用率之间的矛盾,提出了一种基于模糊指数移动平均(exponential moving average,EMA)算法的有功功率平滑控制策略。该策略同时兼顾了系统稳定性、功率平滑性和风能利用率3个方面的要求,即能够根据风速情况实时对周期数进行调整,使得系统在风速下降时,首先确保风电系统能够安全稳定运行;在风速波动剧烈段,有效抑制风电系统输出有功功率的随机波动;在风速平稳段,提高风能利用率。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了双级矩阵变换器(two-stage matrix converter,TSMC)风电系统模型,仿真结果验证了该控制策略的可行性和有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3419-3425页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K]

电力系统

  • 双向互动省地协调电压控制中协调策略的生成与执行方法研究

    王彬;郭庆来;孙宏斌;李海峰;罗建裕;张伯明;吴文传;

    为实现双向互动省地协调电压控制中协调决策的目标,研究了双向互动省地协调电压控制中的协调策略生成与执行方法。首先,提出了省地双向互动协调策略的生成方法,设计了关口协调状态转移图,直观表达上下级AVC系统相互配合准则;然后,分别提出了适用于省级电网的扩展协调二级电压控制和适用于地区电网的规则化方法,实现省地两级电网的相互支撑。仿真算例及现场运行结果均证明了所提方法可行、有效。

    2013年12期 v.37;No.361 3426-3432页 [查看摘要][在线阅读][下载 783K]
  • 考虑调速器的发电机动态状态估计方法

    毕天姝;陈亮;薛安成;杨奇逊;

    同步相量测量技术已经广泛应用于电力系统动态监控。然而,作为一种量测设备,相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)不可避免地存在随机误差与坏数据。如果这些相量量测数据不加以任何处理而直接用于电力系统分析与控制,则有可能导致无法预知的严重后果。针对该问题,提出一种机电暂态过程中考虑发电机调速器的动态状态估计新方法。给出了该方法的总体框架和具体数学模型。在此基础上,进一步提出采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法求解该状态估计模型。将所提出的动态状态估计方法应用于IEEE 9节点系统和某实际大区域电网中的发电机进行仿真研究。仿真结果表明,考虑调速器的发电机动态状态估计精度高于机械转矩恒定的动态状态估计方法。

    2013年12期 v.37;No.361 3433-3438页 [查看摘要][在线阅读][下载 803K]
  • 电力系统全过程动态仿真中的自动发电控制模型

    宋新立;王成山;仲悟之;汤涌;卓峻峰;吴国旸;苏志达;

    针对大规模电力系统二次调频控制的动态仿真问题,采用混杂系统的建模方法,提出一种适于机电暂态及中长期动态全过程仿真的自动发电控制模型。模型主要由属于连续动态系统的区域控制偏差计算、属于离散动态系统的控制策略和机组调节指令计算3个模块组成。通过与电力系统全过程动态仿真程序中已有模型的接口,该模型可以模拟大规模电网中基于A标准和CPS控制性能评价标准的控制策略,以及定频率控制、定交换功率控制和联络线功率频率偏差控制等多种方式。与我国特高压交流联络线相关的2个算例仿真表明,该模型可为大规模电网联络线功率波动限制、多区域AGC控制策略的协调配合和二次调频的优化控制等实际电网问题提供有效的仿真手段。

    2013年12期 v.37;No.361 3439-3444页 [查看摘要][在线阅读][下载 885K]
  • 基于改进分解协调的大规模水电站群优化调度

    李纯龙;周建中;欧阳硕;吉鹏;

    以梯级总发电量最大为目标建立大规模水电站群发电优化调度模型,对长江流域17座大型骨干性水电站进行长期发电优化调度研究。针对大规模水电站群优化求解中存在的"维数灾"问题,提出改进大系统分解协调优化方法。该方法在综合大系统分解协调和离散微分动态规划优点的基础上,考虑随机生成可行初始解以缩短其生成时间,利用基于相对水头系数的协调因子实现水电站弃水状态的自动修正,提出自适应偏廊道技术以克服子系统寻优效率低下的问题。长江流域17库实例研究结果表明,相比较于传统优化方法,改进方法得到的梯级总发电量提高0.39%,优化时间缩短68.41%;显著缩短优化时间并提高优化效果,能有效解决大规模水电站群优化调度问题。

    2013年12期 v.37;No.361 3445-3452页 [查看摘要][在线阅读][下载 894K]
  • 一种基于多层次灰色面积关联分析的电网安全综合评价模型

    崔明建;孙元章;杨军;李元林;巫伟南;

    针对电网安全运行评价的需要,构建一套较完整的多层次事前综合评价指标体系,提出一种基于多层次灰色面积关联分析法(multi-level grey area relational analysis,MGARA)的电网安全综合评价模型;采用灰色面积关联分析法确定评价模型的分辨系数,用来体现关联的整体性;利用博弈集合模型对层次分析法(AHP)、神经网络法(ANN)和熵权法得到的权重进行客观地组合;采用多层次灰色面积关联分析进行综合评价。通过对某电网5个项目新建后的运行情况进行综合评价,并与模糊综合评价法(fuzzy comprehensive evaluation,FCE)作对比,验证了所提方法的有效性和合理性。

    2013年12期 v.37;No.361 3453-3460页 [查看摘要][在线阅读][下载 793K]
  • 低频减载综合代价最优化算法

    和敬涵;柏丹丹;王小君;叶豪东;

    引入单位负荷切除因子来定量表征不同切负荷节点的负荷重要性、单位电能停电损失、负载率和负荷频率调节效应系数的差异对切负荷动作效果的影响,基于层次分析法求解单位负荷切除因子的数值大小,并将其作为负荷节点切负荷容量的权值。计及各切负荷点的容量约束、系统切负荷总量的限制和系统稳态频率约束,提出一种低频减载综合代价最优模型,并采用粒子群优化算法求解该多约束优化问题。仿真算例结果表明所提算法相对于传统低频减载算法表现更佳,初步论证了模型和算法的可行性和有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3461-3466页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K]
  • 基于广域量测信息的电力系统主动解列控制研究综述

    宋洪磊;吴俊勇;

    主动解列控制是防止大停电事故蔓延和系统崩溃的有效保护措施。为促进广域量测系统(wide area measurement system,WAMS)在电力系统主动解列控制研究中的应用,首先分析了传统失步解列控制存在的不足,从失稳模式识别、解列断面搜索和孤岛的稳定平衡控制3个方面总结了完整的主动解列控制需要解决的关键技术问题及其研究进展,提出了利用WAMS提供的实时动态信息构建主动解列控制策略的思路,为实现集中控制和在线决策提供了基础。最后,提出了在该研究领域有望突破的新的发展方向。

    2013年12期 v.37;No.361 3467-3474页 [查看摘要][在线阅读][下载 745K]
  • 基于微分平坦理论的模块化多电平换流器控制器设计

    宋平岗;李云丰;王立娜;江浪;段程亭;

    简述了微分平坦理论的基本概念,根据其定义选取2组系统输出量,并证明了选取的2组输出量能使模块化多电平换流器满足微分平坦条件,因此,可采用微分平坦理论指导换流器控制器设计。根据微分平坦理论设计了相应控制器,其过程包括平坦输出参考轨迹生成和控制器实现。参考轨迹生成是根据系统期望输出在空间规划状态变量参考轨迹,控制器实现则根据系统输入方程产生期望前馈输入控制量。为消除换流器模型不确定性和内外部扰动等因素的影响,使用误差反馈补偿校正系统平坦输出,快速地跟踪参考轨迹。仿真结果验证了该控制系统设计的有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3475-3481页 [查看摘要][在线阅读][下载 918K]
  • 电网故障时间间隔的统计分布及非线性特征分析

    徐立新;杨建梅;潮铸;刘明波;

    为了研究电网故障的内在动力学机理,以广东电网为例研究了电网故障时间间隔序列的统计分布及非线性特征。首先检验和分析了2000年8月—2013年4月电网故障的统计分布特性,结果表明电网发生故障的时间间隔具有阵发和厚尾现象,近似满足幂律分布。然后应用R/S(rescaled range analysis)和SWV(scaled windowed variance)2种Hurst指数分析方法,求得广东电网故障时间间隔序列的Hurst指数,分别为0.867 01和0.974 14,两者均显著地接近1,结论具有一致性。这揭示了电网发生故障的时间间隔不仅是非随机的,而且具有强的长程正相关性和自相似性。研究故障的时间间隔特征可以为电网进行风险预测和风险评估提供决策依据。

    2013年12期 v.37;No.361 3482-3488页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K]

  • “直流输电与直流电网”专栏征稿启事

    <正>随着未来能源格局的深刻变化,传统的电力装备、电网结构和运行技术等面临着巨大的挑战,基于常规直流及柔性直流的多端直流输电和直流电网技术被认为是解决大规模可再生能源消纳问题的有效技术手段之一。鉴于近年来已有许多学者投入大量精力研究直流输电及直流电网技术,我刊从2013年第9期起开辟"直流输电与直流电网"专栏,集中刊登该领域的最新成果。为了准确把握论文质量,《电网技术》编辑部特邀国网智能电网研究院汤广福博士担任该专栏主编。真诚欢迎全

    2013年12期 v.37;No.361 3488页 [查看摘要][在线阅读][下载 581K]

电力系统

  • 基于well-being分析的电网设备重要度评估与排序方法

    邓彬;郭创新;王越;黄太贵;汤伟;

    设备重要度评估是电网风险评估与管控的重要内容,现有的方法无法考虑天气条件等不确定因素的影响,同时存在评价角度单一、实用性不强的问题。为此,提出一种电网设备重要度评估与排序的新方法。在well-being风险分析的框架下结合风险追踪模型和三状态天气模型,研究了单个设备对系统运行风险贡献程度的量化方法。在推导系统well-being风险指标分配模型的基础上,定义了设备紧急重要度指标(emergency importance indicator,EII)和警戒重要度指标(alert importance indicator,AII),分别从不同角度表征设备的重要程度。通过状态枚举法选取具有代表性的预想故障集,逐次将预想故障的运行风险分配给各个设备,最终完成考虑天气状态下的设备重要度评估与排序。RBTS系统和IEEE-RTS系统的仿真结果验证了所提方法的科学性和可靠性。

    2013年12期 v.37;No.361 3489-3496页 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]
  • 牵引负荷接入产生的负序分量对近端发电机影响的评估

    周星伯;韩民晓;王志春;张志强;

    提出了电力牵引负荷接入电网时所产生的负序分量对对近端发电机的影响的评估方法;计算了牵引负荷平均负序容量;在分析负序磁通路径特点的基础上,讨论了传统发电机组及各类风力发电机组的负序阻抗特性。利用叠加原理计算发电机端口的负序电压,进而得到流过发电机的负序电流,参考典型发电机的负序电流限值标准对负序的影响水平进行评估。该方法利用了电力系统计算分析软件中已有的潮流数据文件及稳定数据文件,省去对区域电网重新建模仿真的复杂过程。算例结果验证了该方法的有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3497-3502页 [查看摘要][在线阅读][下载 771K]
  • 解列后孤岛频率电压相互作用仿真及机理探讨

    杨浩;张保会;宋云亭;陈得治;王怀远;杨松浩;

    目前的低频、低压减载装置相互独立,当用于保持解列后孤岛的频率、电压安全控制时,由于孤岛内频率和电压的动态过程相互耦合,仅通过初始有功功率缺额不能准确判断孤岛频率变化趋势,通过典型算例的仿真,分析了初始有功缺额、初始无功缺额、负荷特性等对孤岛频率动态过程的影响,指出负荷特性和初始无功缺额对于孤岛电压状况和孤岛频率动态的变化有强烈的影响,在研究解列后存在大量有功功率缺额的孤岛频率动态时需要充分考虑电压变化对其的作用,相关工作为解列后孤岛频率电压联合紧急控制的研究提供了参考。

    2013年12期 v.37;No.361 3503-3508页 [查看摘要][在线阅读][下载 2432K]
  • 时变概率模型下的电网调度操作过程风险评估

    魏炜;王恩;刘哲;

    调度操作是电力企业日常工作之一,合理的调度操作能够有效地保证电网安全、稳定运行。但由于天气、设备老化等不确定因素,调度操作常面临一定的风险。因此在下达调度指令之前,有必要对调度操作过程中的电网状态进行实时风险分析,确保操作后的系统风险处于可控范围之内。将风险理论引入对调度操作的过程评估,在考虑社会、天气以及设备状态影响的基础上,提出了调度操作过程风险计算框架与方法,其中对于风险后果采用最优成本控制方法进行量化计算。最后利用IEEE-RTS测试系统验证所提方法的有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3509-3514页 [查看摘要][在线阅读][下载 838K]
  • 外送型地区电网解列故障下水电机组频率控制策略

    王青;王昊;宋云亭;黄河;张勇;梅勇;田建设;徐光虎;王一振;马世俊;

    我国一些地区电网与主网间联系薄弱,发生解列故障的风险较大。针对安装有较大容量水电机组的外送型地区电网,进行了解列故障时的水电机组孤网暂态频率特性和控制策略研究。分析了水电机组的过速保护和过电压保护的配置情况,以大型水电机组外送功率典型系统为例,研究了解列故障时水电机组的调控特性,结果表明采用常规一次调频下限幅时水电机组转速飞升较为严重,而放开一次调频下限幅措施下存在较为严重的超调现象,有可能引发低频减载动作。文中提出一种应对解列故障的水电机组调频控制改进方案,通过测量解列前地区电网外送功率值,对原有调速控制系统进行改进,包括更新控制目标值和加入呈衰减特性的前馈信号,实现对频率飞升的控制和超调现象的抑制,仿真结果验证了改进方案的有效性。文中工作可为充分掌握水电机组调频特性,制定有效措施提高地区电网抵御解列故障的能力提供参考。

    2013年12期 v.37;No.361 3515-3520页 [查看摘要][在线阅读][下载 875K]

电能质量

  • 电力变压器谐波损耗仿真计算与实验研究

    李琼林;邹磊;刘会金;崔雪;张振安;费上贝;

    首先分析了国内外现有变压器谐波模型发展情况及其适用范围的局限性,进而提出利用Jiles-Atherton磁滞模型表征铁心的非线性,通过Jiles-Atherton磁滞模型拟合函数计算励磁电流。在此基础上,综合考虑谐波情况下集肤效应、邻近效应对绕组的影响,考虑三相变压器相与相之间、原边与副边之间的互感,提出了一种新型的时频域结合的三相变压器谐波模型,该模型具有良好的收敛速度。最后,利用该模型对电力变压器的谐波损耗进行仿真和实验研究,证明了模型的有效性和实用性。

    2013年12期 v.37;No.361 3521-3527页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
  • 电网畸变条件下基于滑动平均?自适应陷波滤波器的基波相位提取

    吴晓波;赵仁德;马帅;

    风力发电等分布式发电系统并网时,需要实时检测电网电压的基波频率和瞬时相位,现实电网中含有的未知次数的谐波不利于实现准确锁相。为此,利用滑动平均滤波器(moving average filter,MAF)在滤除谐波的同时,实现了基波及基波正交分量的提取。考虑到基波频率对MAF性能的影响,将自适应陷波滤波器(adaptive notch filter,ANF)作为基波频率提取单元,得到电网畸变条件下基于MAF-ANF基波相位提取方法。该方法能够在电网电压畸变且谐波次数未知情况下实现基波相位的准确提取,同时能够快速跟踪频率突变。实验结果验证了该方法的有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3528-3533页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K]

自动化

  • 智能配电网模型信息集成技术研究

    钱静;施毅斌;崔立忠;郑建平;赵军;罗卫华;薛晓明;

    配电自动化的图模信息来自于外部系统,系统间免维护的信息共享还存在不少的问题。为此对调度和配网自动化系统中模型描述和管理的特点做了细致的分析。在吸收主网模型管理经验基础上,结合当今配网模型管理的现状,探讨了智能配网模型信息集成的5个关键技术:信息集成规范、模型校验技术、模型拼接与增量入库技术、基于图层的图形转换技术、基于流程控制的模型异动管理技术。阐述了相关软件产品的功能模块组成和实现方式,通过实际案例证实了相关技术的可行性。

    2013年12期 v.37;No.361 3534-3540页 [查看摘要][在线阅读][下载 805K]
  • 考虑电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法

    蔡伟;杨洪;熊飞;李俊娥;刘剑;赵子岩;刘开培;

    根据电力通信网的典型结构和通信业务特点,提出一种基于电力通信网可靠性的业务路由分配优化算法。该算法以业务平均风险度和业务风险均衡度为网络可靠性评价指标,利用基于快速分类的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)进行通信业务路由优化分配。遗传编码过程中采用基于优先权的间接编码方式进行染色体编码,并在解码过程中增加阻塞数组以防止死路的出现。通过仿真验证了该优化算法应用于电力通信网业务路由优化的可行性和有效性。该方法适用于电力通信网的1对1、1对N、N对1和多个节点顺序执行等各种业务需求,可从业务层面为电力通信运行部门的业务通道安排和网络运行方式优化等提供理论参考。

    2013年12期 v.37;No.361 3541-3545页 [查看摘要][在线阅读][下载 823K]

电力市场

  • 基于变权灰云模型的风电场并网技术性综合评价

    王雁凌;张雪佼;阎敬民;

    为了客观科学地评价风电场整体并网技术性能,建立了风电场并网技术性评价指标体系,提出了变权灰云模型的评价方法。该方法针对灰色聚类白化权函数形式固定的缺陷,采用正态灰云模型取代传统白化权函数,有效反映了评价等级信息的模糊性和随机性;同时,为避免不合格指标的消极影响被掩盖,引入"惩罚型"状态变权向量修正常权权重,对不合格的指标进行惩罚,通过与灰色关联分析法的评价结果比较,验证了变权的合理性和优越性。实例分析中,通过对4个典型风电场的综合评价,验证了上述方法的有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3546-3551页 [查看摘要][在线阅读][下载 810K]
  • 大规模风电入网辅助服务成本补偿机制研究

    何洋;胡军峰;闫志涛;尚金成;

    随着大规模的风电快速发展,电力系统的辅助服务需求会越来越多。辅助服务问题已经成为制约大规模风电并网的最重要因素之一。量化研究了大规模风电接入对电力系统辅助服务成本的影响,其主要来自调峰及备用。依此为基础,从中国电力改革与发展的角度,提出了几种因风电接入导致的辅助服务成本的分摊与补偿机制,按可行性难易程度提出了相应的政策建议。

    2013年12期 v.37;No.361 3552-3557页 [查看摘要][在线阅读][下载 778K]
  • 计及排放权交易的机组组合问题研究

    刘思东;简金宝;

    温室气体排放权交易将给电力系统优化运行带来新的挑战。基于总量管制和排放交易(cap and trade)模式,提出计及排放权交易的机组组合(emission trading unit commitment,ETUC)模型。该模型不仅考虑了排放配额约束,而且考虑了排放权的交易。基于二阶锥多面体近似法,提出一种求解ETUC问题的新方法。该方法将ETUC问题转化为混合整数二阶锥规划(mixed integersecond-order cone programming,MISOCP)模型,然后利用多面体近似法将二阶锥约束转化为线性约束,形成解决ETUC问题的混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)模型。在10—100机组24时段系统上进行仿真计算,验证所提模型和方法的正确性和有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3558-3563页 [查看摘要][在线阅读][下载 753K]

高电压技术

  • 长距离大容量特高压输电线路甩负荷分闸过电压的限制措施比较研究

    李杨;周浩;沈扬;孙可;

    以长距离、大容量特高压双端输电系统为模型,分别探讨了增加线路平均分段数即仅采用金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)和高抗来限制过电压的方法和在线路分段数较少的情形下加装断路器分合闸电阻的方法对甩负荷类分闸过电压的限制效果,并对2种限制措施进行了经济性的评价。结果表明,2种限制措施下的分闸过电压水平最大相差约为0.04 pu,限制过电压效果基本相同。通过采取增加线路分段数的措施,能够限制单相接地甩负荷分闸过电压,但是所需开关站数目较多,投资费用较大;而采取加装分合闸电阻的措施可以较少的线路分段数来达到同样有效控制过电压的目的,同时减少线路分段数进而减少开关站的数目,可节省投资费用数亿元,甚至最大达10亿元。研究表明,分闸电阻值最佳为600~700?。因此,建议对长距离大容量的特高压输电线路可以考虑采取加装分合闸电阻的措施。

    2013年12期 v.37;No.361 3564-3570页 [查看摘要][在线阅读][下载 749K]
  • 应用等效场强法的特高压交流双回耐张塔刚性跳线及金具电晕试验

    杨熙;李乃一;廖晋陶;杜进桥;彭宗仁;谷莉莉;

    采用有限元法仿真计算了实际线路和试验简化模拟布置情况下刚性跳线及金具表面的电场分布;并利用等效场强方法进行了特高压交流耐张塔刚性跳线及金具的电晕试验研究,研究结果表明:铝管式、鼠笼式刚性跳线以及铝管式结构的相关金具满足电晕试验要求,鼠笼式结构的相关金具不满足电晕试验要求,建议将鼠笼式结构中部分间隔棒的线夹改成与铝管式结构中的椭圆型引流间隔棒一样,户外试验场各场强对比点处的起晕场强约在28.74~31.38 kV/cm之间。试验结果可以在其它工程中得以参考应用。

    2013年12期 v.37;No.361 3571-3576页 [查看摘要][在线阅读][下载 1564K]
  • 改进的灰靶理论在固体环网柜绝缘状态评估中应用的研究

    刘树鑫;曹云东;侯春光;刘晓明;李静;

    针对固体环网柜绝缘状态评估的问题,提出一种在没有标准故障模型情况下对固体环网柜绝缘进行状态评估分级的新方法。通过对传统灰靶计算方法进行改进,得到改进加权灰靶靶心度计算方法,针对各项指标权重问题,采用层次?熵权组合权重法计算各项指标的影响权重,解决了各项绝缘参数指标对于绝缘评估结果影响不同的问题。并针对固体环网柜自身的特点,给出了固体环网柜的绝缘状态分级策略,最后通过实验验证了该评估方法能够客观、合理地评估固体环网柜的绝缘状态,为固体环网柜状态检修提供参考。

    2013年12期 v.37;No.361 3577-3583页 [查看摘要][在线阅读][下载 1182K]

输配电技术

  • 计及高压配电线路转供约束的配电系统综合供电能力计算

    王磊;刘洪;曾平良;葛少云;郭寅昌;

    当前可靠性要求下的配电系统供电能力计算未能计及高压配电线路的转供约束,为此提出一种基于简化高压配电网网架结构的配电系统综合供电能力计算方法。首先,基于高压配电网的运行方式、转供方式以及主变在中压配电网的联络关系,提出配电系统网架结构的一种简化方法。其次,通过剖析在高压配电线路和主变N 1校验下的负荷转供情况,充分计及高中压配电网的网架结构对负荷转供的支持作用,建立配电系统综合供电能力的计算模型。在此基础上,采用数学软件Lingo对模型进行求解,得到系统的供电能力,并均衡主变负载率。最后,通过算例分析,验证了所提方法的正确性和有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3584-3589页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K]
  • 计及负荷增长的农网电压序列改造时机研究

    殷德聪;许跃进;刘学会;杜鹤夷;倪文峰;

    为合理确定农网电压序列改造时机,在科学构建农网结构模型的基础上,建立并推导了农网电压序列改造方案建设投资、运行维护费用、网络损耗费用以及原有设备残值等计算模型。计及规划期负荷动态增长特性,在改造方案年费用计算中,采用了电网设备与负荷增长比例相同步的逐年建设投运方式,给出了与之相对应的改造方案投资分配方法。同时,因现有改造决策对后续寿命周期电网建设投资的影响,导致后续改造周期的年费用难以计算,为此提出了设备建设投资的分摊处理思路和方法,有效解决了计及后续寿命周期改造方案经济性的方案优化比选难题。在此基础上,以单位面积年费用作为改造决策的经济性评价指标,建立了农网电压序列改造的经济比较模型。经算例分析,得出了220/110/35/10 kV电压序列农网改造为220/110/10 kV电压序列的合理时机及其改造后的经济效益,该结果验证了文中模型及方法的合理性。

    2013年12期 v.37;No.361 3590-3595页 [查看摘要][在线阅读][下载 854K]
  • 含储能系统的多微网智能配电系统经济运行

    江润洲;邱晓燕;李丹;陈光堂;王刚;廖茜;

    考虑储能系统的充放电灵活性,在传统购售模式基础上,增加"容量租借"模式,并采用单位临界租用成本指导其租用行为。根据多微网运行模式的非合作特性和电能的不同使用形式,将微网间的调度决策问题分解为跨时段决策和实时调度决策2个子问题。以各微网运行成本最低为目标,建立基于效用函数的经济运行柔性目标函数,将各微网目标解耦并统一。考虑供需内在关系后结合动态回溯模拟方法迭代求解,最终得到智能配电系统的最佳运行方式。算例结果验证了所提模型、方法的有效性。

    2013年12期 v.37;No.361 3596-3602页 [查看摘要][在线阅读][下载 809K]
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