电网技术

电力系统

  • 考虑电力系统规划的OPA模型及自组织临界特性分析

    龚媛;梅生伟;张雪敏;刘锋;郭金鹏;

    为便于对电网连锁故障进行研究,介绍了与电网升级演化的触发息息相关的电力系统发展诊断指标,在此基础上提出一种改进OPA模型。该模型在慢动态环节加入电网规划的作用,模拟负荷变化、发电厂新建扩容、变电站新建扩容、输电线路新建改造等较长时间尺度上的电网演化升级过程;在快动态环节充分考虑调度、继电保护等在连锁故障过程中采取的措施及发挥的作用,模拟由于线路开断或短路、发电机退出运行等故障引发的连锁故障。利用所提模型对河南开封商丘地区220 kV及以上主干电网进行仿真测试,在长时间尺度上模拟电网演化升级的过程,同时统计不同升级触发阈值下的故障规模分布,从而求得系统临界状态所对应的触发阈值。仿真结果表明,文中所提的考虑电力系统规划的OPA模型能够较好地模拟电网生长演化,反映连锁故障产生和传播的过程,对未来的电网建设及大停电的整体预防有一定指导意义。

    2014年08期 v.38;No.369 2021-2028页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K]
  • 基于前景理论的电网规划方案综合决策方法

    高山;王深哲;李海峰;张龙;

    间歇性电源高渗透率电网规划方案优选是一类随机决策问题,传统随机决策方法难以准确考虑决策者偏好和风险倾向,且对不确定性信息挖掘不足。为此将前景理论引入电网规划方案优选中,建立了间歇性电源高渗透率电网规划方案评价指标体系,充分考虑这类电网包含的随机因素,在求得各类型指标服从的概率分布类型的基础上,结合决策者主观偏好和风险倾向构建各评价指标的前景价值函数和权重函数,以前景值作为各指标的属性值,采用VIKOR方法对基于前景值的待选方案进行综合决策。相关算例验证了所提方法的合理性和有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2029-2036页 [查看摘要][在线阅读][下载 732K]
  • 一种开放式电力系统科研开发与测试平台的设计与实现

    代贤忠;陈颖;沈沉;汤蕾;孙昕炜;林韩;黄道姗;

    为满足科研开发与测试领域对数据支撑和应用集成平台的灵活性和可扩展性的高要求,采用自律分散系统模型和开放网关服务协议(open service gateway initiative,OSGi)规范,设计实现了一种开放式的电力系统科研开发与测试平台。首先,基于自律分散系统模型设计实现软件总体框架;接着,以3层Map为数据结构设计元数据,并设计数据变化触发的数据驱动机制;然后,根据电力数据流的分层特征设计分层解耦管理框架,提出以元数据为边界解耦系统功能并以数据驱动协调系统功能的应用集成方案。最后,以电网安全稳定离线自动分析、电网实时运行断面数据获取、电网弱连接识别和振荡源定位分析的开发集成测试为例,展示了该平台具有很好的灵活性和可扩展性。

    2014年08期 v.38;No.369 2037-2043页 [查看摘要][在线阅读][下载 750K]
  • 发电机附加励磁控制在增加四川电网外送容量中的应用

    陆超;程云峰;王颖;刘柏私;李建;庞晓艳;

    四川网内某些严重故障将导致川渝区间低频振荡,影响交流特高压的稳定运行,限制了川渝断面的输送容量。针对此问题,利用辨识方法得到被控电力系统针对某个模式的降阶模型,然后根据该降阶模型设计了发电机附加励磁控制器,该控制器以川渝联络线功率为反馈信号,通过反馈控制降低联络线功率振荡的幅度,减轻四川网内故障对交流特高压的冲击,从而提高川渝断面的输送容量。华中—华北电网仿真算例表明了所设计的控制器的有效性。该控制器可增加川渝断面输送功率达640 MW,对延时也有很好的适应性。

    2014年08期 v.38;No.369 2044-2050页 [查看摘要][在线阅读][下载 3013K]
  • 考虑观测冗余度最大的0-1线性规划电力系统PMU最优配置

    鲍威;蒋雪冬;陈利跃;卢敏;郭瑞鹏;

    提出一种0-1线性规划PMU优化配置模型。该模型通过求解单目标规划问题实现了PMU设备数量和系统观测冗余度2个目标同时达到最优,简化了计算过程,保证了解的全局最优性。该模型的严谨性得到了严格的数学证明。对118节点、300节点等IEEE标准系统的仿真验证了该模型的有效性。文中PMU优化结果与其它文献结果的对比体现了该模型的优越性。最后将该算法应用于三华电网系统,证明了该模型的实用性。

    2014年08期 v.38;No.369 2051-2056页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K]
  • 基于离散Markov理论的电力系统跳变时滞稳定性分析

    马静;李俊臣;朱祥胜;王增平;

    提出了一种基于离散Markov理论的电力系统跳变时滞稳定性分析方法。首先建立了一类考虑Markov转移概率密度矩阵的Lyapunov-Krasovskii泛函,并求解该泛函沿系统的导函数,然后,在该导函数中加入由Newton-Leibniz公式构造的松散项,以降低保守性,在此基础上,构造一组线性矩阵不等式,并利用广义特征值求解电力系统在运行方式调整、运行参数变化以及负荷功率波动等跳变工况下,所能承受的最大时滞。IEEE 16机68节点系统的时域仿真结果均验证了该方法在考虑电力系统跳变特性的情况下,求解电力系统时滞稳定上限的正确性及有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2057-2062页 [查看摘要][在线阅读][下载 854K]
  • 考虑拓扑约束并采用改进遗传算法的PMU优化配置

    赵媛媛;袁澎;艾芊;吕天光;

    为了进一步提高同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)配置的效率以及其在大规模系统中的应用,提出一种结合人工智能方法和图论方法的混合优化算法。该算法以4种拓扑重构规则和3种PMU配置规则为基础,利用拓扑约束分析法逐步得出目标电网PMU配置的约束条件,有效缩小了问题的可行解空间,并提出基于序号编码法的遗传算法(genetic algorithm,GA),使用改进的交叉变异算子避免繁殖过程中出现不可行解,从而进行高效的优化。算例表明,所提算法不仅能够准确得到最小PMU配置数目,而且对大系统也具有较快的运算速度,在大规模系统PMU配置中具有很高的应用价值。

    2014年08期 v.38;No.369 2063-2070页 [查看摘要][在线阅读][下载 709K]
  • 适用于电力系统稳定分析的冲击式水轮机调节系统动态模型

    孙文涛;刘涤尘;赵洁;唐昱恒;陈刚;洪潮;刘蔚;

    为了研究冲击式水轮机接入电力系统的稳定性,建立了一种冲击式水轮机的数学模型。该模型包括考虑水轮机流量与机械功率非线性关系的水轮机解析非线性模型、引水系统弹性水击模型、喷针开度控制模型、折向器控制模型。仿真计算了其调节特性,与实测结果对比验证了所建立模型的有效性。结合云南电网的暂态过程仿真,分析了不同的冲击式水轮机及调速器模型对电力系统暂态稳定性的影响。结果表明,考虑水轮机流量与机械功率非线性关系和弹性引水系统水击的解析非线性水轮机模型能更有效模拟冲击式水轮机特性。

    2014年08期 v.38;No.369 2071-2075页 [查看摘要][在线阅读][下载 794K]
  • 电网运行断面的自组织临界态辨识和量化分析

    刘文颖;但扬清;朱艳伟;蔡万通;王维洲;

    电力系统自组织临界性表现在电网演化的长期过程和某个静态运行断面的运行过程2个方面。针对电网演化的长期过程进行连锁故障建模研究较为成熟,而针对静态运行断面进行连锁故障建模研究则较少。建立了一个基于去除慢动态过程的OPA模型,用于电网静态运行断面连锁故障的仿真计算。该模型不考虑电力系统的慢动态过程,而是基于某个静态断面进行仿真计算,单次仿真完成后系统重新恢复至原始运行断面,完成多次仿真后得到该运行断面下的大停电负荷损失分布数据。采用极大似然估计法和K-S检验法对大停电分布数据进行负荷损失累积概率分布律参数估计和检验,进而判断该运行断面下电网是否处于自组织临界态。然后针对处于不同自组织临界态的系统,建立了自组织临界态风险评估指标,将自组织临界态风险进行了数值化表征。

    2014年08期 v.38;No.369 2076-2081页 [查看摘要][在线阅读][下载 711K]
  • 基于广域信息的同调机群在线识别方法

    冯康恒;张艳霞;刘志雄;李婷;马桦岩;

    为充分挖掘广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的实测数据来提高对系统的动态监测分析和控制水平,利用WAMS得到的发电机功角信息,提出一种能够在线识别同调机群的新方法。首先通过对功角采样值进行三角函数拟合得到初步分群结果;然后利用离散Fréchet距离计算完成最终分群。该方法具有原理简单清晰、计算量小的特点,能够实时对系统进行动态分群,尤其适用于复杂互联系统。通过EPRI-36节点系统仿真算例验证了所提方法的有效性,还将所提方法与三取二分群方法进行了分群效果的对比。

    2014年08期 v.38;No.369 2082-2086页 [查看摘要][在线阅读][下载 818K]

低碳电力技术

  • 含电池储能风电场的电力系统风险评估

    蒋程;刘文霞;张建华;

    考虑风电机组的时变故障率和降额率以及风电场复杂尾流效应的影响,建立了风电场的出力模型;考虑电池储能的充放电约束和容量约束以及其故障率的影响,建立了电池储能系统的出力模型。综合上述2个出力模型,考虑不同风能调度策略得到了含电池储能风电场的出力模型。基于该模型给出了含电池储能和风电场的电力系统风险评估的具体流程和方法。改进IEEE-RTS 79算例仿真和分析,验证了上述模型和方法的正确性和有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2087-2094页 [查看摘要][在线阅读][下载 3528K]
  • 应对光伏并网的抽水蓄能电站优化运行

    王辉;崔建勇;

    随着太阳能光伏的快速发展,光伏发电随机性与间歇性特点对电力系统的安全稳定运行带来了诸多挑战。建立供电可靠性评估模型评价光伏并网对电力系统运行的影响。提出采用抽水蓄能电站配合光伏发电运行来提高系统的可靠性。以成本最小化为目标建立抽水蓄能电站优化调度模型,采用蒙特卡罗模拟需求负载的不确定性,光伏出力的不确定性以及传统机组故障。运用遗传算法配合禁忌搜索对模型求解。通过IEEE-24节点算例分析验证模型与算法的可行性。仿真结果表明提出的方法在电力系统运行具有可靠性。而且,采取抽水蓄能电站运行修正模式可以有效解决电力过剩问题。

    2014年08期 v.38;No.369 2095-2101页 [查看摘要][在线阅读][下载 926K]
  • 一种新型双逆变器串联的光伏并网变流器

    尹靖元;金新民;李金科;杨捷;吴学智;

    为实现光伏发电系统低成本高效率的运行需求,提出了一种双逆变器串联的光伏并网变流器拓扑。通过建立双逆变器串联系统的数学模型,得出了在光伏系统中无共模电压差的调制方法,并基于对2组逆变器有功功率的分析,提出功率均衡的系统控制策略,有效降低光伏系统的初始成本并提升电池板MPPT输出电压范围。仿真和实验结果验证了所提拓扑的可行性和控制策略的有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2102-2107页 [查看摘要][在线阅读][下载 905K]
  • 钠硫电池储能系统的电价机制研究

    孙波;廖强强;陆宇东;周国定;陈飞杰;葛红花;

    采用成本收益模型研究了钠硫电池储能系统在电网削峰填谷作用中的电价机制。从单一容量电价、单一电度电价、两部制电价3种电价机制讨论了固定投资回报期下的储能电价策略。研究结果表明,对于能量型的钠硫电池储能系统,采用单一容量电价机制来制定储能电价不太合适,而采用单一电度电价和两部制电价机制则更为合适。随着钠硫电池储能系统单位能量建设成本从3 000元/kW·h降至1 000元/kW·h,采用单一电度电价和两部制电价机制制定的放电电价可控制在1元/kW·h左右,初步具备了与上海工商业高峰时段电度电价竞争的优势。

    2014年08期 v.38;No.369 2108-2113页 [查看摘要][在线阅读][下载 697K]
  • 考虑碳排放配额影响的含风电系统日前调度计划模型

    张程飞;袁越;张新松;曹阳;赵敏;

    碳排放配额制的引入及大规模风电接纳都会对系统的发电成本产生影响。以传统电力系统调度模型为基础,通过引入CO2过排放成本、风力发电的广义成本,考虑碳排放配额及风电并网对系统发电成本的影响。以系统综合发电费用最小为优化目标构建日前调度计划模型。以IEEE 30节点系统为例,利用LINGO软件对模型进行了求解。结果显示,上述模型能有效计及碳排放配额及风电随机特性对系统发电成本的影响,模型在实现低碳调度的同时实现了风电的最优接纳,方便调度人员进行调度决策,降低了系统运行成本。

    2014年08期 v.38;No.369 2114-2120页 [查看摘要][在线阅读][下载 815K]

特电压输电技术

  • 雅安—武汉1000 kV输电线路运行特性影响下重庆电网运行与建设分析

    胡立锦;杨永全;张新燕;

    特高压电网是坚强智能电网的基础。在分析1 000 kV输电系统数学模型及运行特性的基础上,搭建拟建雅安—武汉1 000 kV交流特高压输变电工程仿真模型,以重庆电网为研究背景,分别在特高压交流工程投入运行和不投入运行2种情况下仿真分析重庆电网不同运行方式、不同电源结构时的运行稳定性情况。结果表明,拟建雅安—武汉1 000 kV特高压交流输变电工程能实现川西水电的跨区域、远距离、大容量、低损耗、高效率传输,有效缓解川西弃水现象,提高川渝间电力交换能力,提升重庆电网运行的安全稳定性,然而为进一步发挥特高压输电的优越性需对现有网架进行升级改造。

    2014年08期 v.38;No.369 2121-2126页 [查看摘要][在线阅读][下载 792K]
  • 特高压输电系统工频过电压差异化设计

    张媛媛;陈维江;班连庚;项祖涛;韩彬;李振强;

    依据不同条件特高压系统工频过电压的差异化规律及过电压幅值与持续时间特性,提出了工频过电压控制要求分4等级的差异化设计原则,以及与之适用的特高压母线型和线路型避雷器额定电压的选择方法。并结合工程算例,给出了一整套工频过电压差异化设计方法及具体实施方案。此外,针对单相接地甩负荷工频过电压严重的特高压系统,提出工频过电压控制条件的优化建议。通过上述差异化设计,可实现特高压系统及设备的工频耐受性能要求的优化,对提高特高压输电的经济性具有重要意义。该设计思路也可推广应用到超高压系统中。

    2014年08期 v.38;No.369 2127-2132页 [查看摘要][在线阅读][下载 657K]
  • ±800 kV直流线路故障过程中电磁耦合特性与保护研究

    周全;别睿;涂莉;冯鸫;樊友平;

    为提高直流输电系统运行的可靠性,实现直流线路保护的有效动作,避免误动,必须对直流输电系统的电磁耦合特性进行研究。以云广特高压直流输电工程为研究对象,并参照其线路参数,建立了包含杆塔、输电线路、避雷器、绝缘子串闪络以及换流站内各种设备的仿真模型。采用EMTP,以雷击直流输电线路极导线、一极接地故障后对另一极的影响为具体算例进行仿真计算。对仿真结果进行分析,结果表明在故障情况下,对直流输电线路感应电压影响较明显的是土壤电阻率、极线间距与接地故障位置,而线路运行电压对感应电压的影响不大。比较研究了不同故障过电压仿真结果,对于雷击故障,可以用电压突变量的比值来确定故障极;对于接地故障,用分别对金属性接地和阻抗接地故障波进行小波变换分析的结果作为区分依据。最后,依据故障区分特性,提出了考虑电磁耦合的高压直流输电线路保护判据和保护整定方案,经过验证表明,所提出的保护判据可有效地区分输电线路故障。

    2014年08期 v.38;No.369 2133-2140页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K]

电力市场

  • 计入电力系统可靠性与购电风险的峰谷分时电价模型

    陈沧杨;胡博;谢开贵;万凌云;向彬;

    在电力市场环境下,针对需求侧用户的多时段电价响应,基于电力供给与电力弹性需求平衡关系推导了峰谷分时电价下的电量电价弹性矩阵,以反映用户对电价变化的响应过程。在此基础上,以电网经营企业收益最大化为目标函数,计入可靠性约束、购电风险和线路损耗等,建立了峰谷分时电价模型。该模型通过分时电价的调节即可达到提高电网供电可靠性、减少停电损失,同时增加电网经营企业收益、降低购电风险的目的,使用户和电网经营企业达到双赢。为提高模型求解过程中可靠性指标的更新速度,进一步研究了电力系统可靠性随负荷变化的三次样条插值模型。以IEEE-RTS 79测试系统为例进行算例分析,验证了上述模型、算法的正确性和有效性,并进一步分析了峰谷分时电价下负荷曲线的改善效果及用户停电损失、电网经营企业收益的变化情况。

    2014年08期 v.38;No.369 2141-2148页 [查看摘要][在线阅读][下载 847K]
  • 实用化的激励性可中断负荷最优补偿定价模型

    黄海涛;胡学英;李翔;杨静;

    针对现有激励性可中断负荷合同模型难以兼顾效率与实用性的问题,应用非线性定价理论,基于用户可中断负荷成本函数,引入信息显示与激励机制,提出了一种分段式补偿价格形式的实用化多选项可中断负荷合同,构造了一个最优的中断量和补偿定价模型。该模型能够引导用户自愿披露真实信息,实现负荷中断的最优配置的同时,较好地协调效率与实用两者之间的关系。算例验证了该模型的正确性和有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2149-2154页 [查看摘要][在线阅读][下载 885K]
  • 基于风险预控的多区域电力网络能量–备用联合优化

    曹宇峰;陈启鑫;夏清;李建设;胡扬;

    在电力系统运行中优化备用资源配置,既要考虑其与电能资源的耦合关系,又要实现对于不同类型不确定因素的风险预控,同时统筹协调多控制区域的备用资源,以充分发挥互联电力系统的优势。为此,引入了面向多场景风险预控的"两阶段建模、一体化优化"决策模式,构建了基于风险预控的多区域电力网络中能量–备用联合优化模型,并通过算例分析验证了该模型的合理性与有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2155-2160页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K]

新能源与分布式发电

  • 考虑风电场相关性的含风电电力系统随机潮流分析

    戎晓雪;别朝红;石文辉;刘纯;孙雯;柯丹;

    地理位置接近的不同风电场的风速具有较强的相关性,这将会影响含风电电力系统随机潮流分析评估的结果。首先根据多风电场的风速历史数据建立了考虑不同风电场相关性的风速离散化联合概率模型,在此基础上结合半不变量和级数展开方法,提出考虑风电场相关性的含风电电力系统随机潮流分析评估模型,得到各节点电压的分布和越限概率等指标,同时该模型也可以考虑风电场有功无功出力的相关性。对某实际电力系统的算例验证结果表明,所提算法较不考虑风电场相关性的随机潮流结果的精度提高了很多;与蒙特卡洛方法计算结果相比误差较小,而计算速度大大提高。该算法可以快速有效地得到含风电电力系统的随机潮流评估指标,并针对所得结果提出相应的无功补偿方案,具有较好的工程应用价值。

    2014年08期 v.38;No.369 2161-2167页 [查看摘要][在线阅读][下载 953K]
  • 考虑双馈机组无功调节能力的海上风电场无功优化

    符杨;潘翔龙;黄玲玲;

    针对目前海上风电场运行时大量无功传输会引起有功损耗增加的问题,分析了海上风电场集电系统各电气设备的无功特性,以及双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)无功出力约束、风速变化对风电场内部无功潮流影响,提出了在保证最大风能利用的前提下将双馈风力发电机组作为连续无功源参与风电场无功补偿的方式,在保证风电场内部节点电压质量的前提下同时获得风电场内部网损最小的目标。以各风电机组的无功实时输出值为控制对象,将风电场无功优化问题转换为一个多变量、多约束的非线性混合优化问题,并采用粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)进行求解。算例结果验证了该方法的有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2168-2173页 [查看摘要][在线阅读][下载 770K]
  • 基于能耗费用评估的电网最优风电接纳功率分析

    崔杨;张超;穆钢;姜国威;张节潭;刘金山;

    以能耗费用最低为目标,提出了基于能耗费用评估的电网最优风电接纳功率分析方法。该方法综合考虑了火电机组发电成本、风电的节能降耗效益、旋转备用成本以及电网的安全约束等因素,以确定既有电网的风电最优接纳功率。基于遗传算法求解模型,并通过IEEE-118节点算例对所提方法的可行性进行了验证。

    2014年08期 v.38;No.369 2174-2179页 [查看摘要][在线阅读][下载 732K]
  • 跟踪区间优化的风力机最大功率点跟踪控制

    殷明慧;张小莲;邹云;周连俊;

    基于收缩跟踪区间的最大功率点跟踪控制能够改善湍流风速条件下大转动惯量风力机的风能捕获效率。但是,该方法仅依据平均风速优化设定收缩跟踪区间,忽略了湍流强度、风力机的某些气动、结构参数(如最佳叶尖速比、转动惯量等)等其它影响因素。考虑到跟踪区间优化设定与多种因素存在难以解析描述的复杂关系,提出了一种运用径向基函数神经网络优化跟踪区间的最大功率点跟踪控制。该改进方法以平均风速和湍流强度作为神经网络的输入变量,以具体风力机仿真数据作为训练样本,以补偿系数作为神经网络的输出变量。从而使得跟踪区间的优化设定不仅能够考虑变化的风速条件,而且能同时反映具体风力机的气动、结构设计。最后,对模拟风速序列进行了仿真计算与比较分析,验证了该方法的有效性和优越性。

    2014年08期 v.38;No.369 2180-2185页 [查看摘要][在线阅读][下载 760K]

输配电技术

  • 杂散参数对IGBT串联阀开通过程的影响及抑制

    杨杰;邱宇峰;温家良;药韬;郭高朋;贾娜;陈中圆;尤夏;

    由于电压源换流器(voltage source converter,VSC)的直流侧电压很高,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)阀组的开关过程非常短,导致交流侧输出电压变化率非常高。该电压作用于交流侧对地杂散电容,会增加IGBT在开通瞬间的电流过冲,造成很大的开通应力,影响IGBT的安全稳定运行;且电压越高,影响越大。为此,首先对杂散参数对IGBT串联阀开通过程的影响进行了理论分析;在此基础上提出在阀侧装设阻波器抑制杂散参数引起的电流过冲,并给出了阻波器设计方案。仿真和实验结果验证了该措施的有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2186-2192页 [查看摘要][在线阅读][下载 971K]
  • 基于智能优化算法的FACTS设备多目标优化配置

    上官海洋;向铁元;张巍;殷杰;崔若涵;

    综合考虑可用输电能力和柔性交流输电设备投资费用,建立了用于FACTS设备选址和定容的多目标优化模型。提出了一种基于变焦佳点集和种群熵的改进多目标引力搜索优化算法(improved multi-objective gravitational search algorithm,IMOGSA)。利用该算法对FACTS设备的位置及容量组合进行优化,得到包含对应组合的可用输电能力和投资费用信息的Pareto解集,并采用模糊满意度方法对所得Pareto解集进行分析,选出兼容性最好的解。在IEEE-14节点系统中对所提出的方法进行了验证,并和多目标引力搜索算法、多目标粒子群算法进行对比,结果表明改进多目标引力搜索优化算法优于后2种算法,是FACTS设备选址定容的首选。

    2014年08期 v.38;No.369 2193-2199页 [查看摘要][在线阅读][下载 737K]
  • 基于等效电量函数法的含DG配电网接线方式可靠性分析

    姜淼;高赐威;苏卫华;

    在传统等效电量函数法的基础上,引入了DG的出力模型与负荷的持续曲线模型,并以此计算出含DG的负荷的失负荷概率与系统失负荷电量期望值。再与常见的配电网网架结构相结合,将分布式电源(distributed generator,DG)等效为具有等效故障率的常规电源,进而计算线路可靠性指标。算例比较了常见接线方式接入DG后的可靠性指标变化,分析了DG容量与模型参数对等效故障率的影响,探讨了接入DG后不同配电网接线方式可靠性的改善情况,分析了通过选择接线方式或配置合理的DG容量满足可靠性要求的可行性。

    2014年08期 v.38;No.369 2200-2206页 [查看摘要][在线阅读][下载 1089K]
  • 含风力发电的配电网自适应分时段无功优化

    罗欢;陈民铀;程庭莉;

    针对含风力发电的配电网中风电机组出力的间歇性和系统负荷的波动性,提出了自适应分段优化策略,通过分时段优化实现无功动态调节。该策略根据风机出力和负荷的波动程度确定各时段最佳持续时间。在此基础上,计及运行环境的变化和决策者需求,提出了一种新的含决策偏好因子的分段优化方法。以降低网络损耗和电压偏差为目标,建立了含风力发电的配电网多目标无功优化模型,并采用多目标粒子群优化算法(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)求解。以改进的IEEE30节点系统为例进行仿真计算,仿真结果验证了所提方法和模型的有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2207-2212页 [查看摘要][在线阅读][下载 732K]
  • 一种V2G模式下计及开断概率和负荷转移概率的配电网可靠性评估算法

    王湘;杨健维;何正友;

    基于配电网的有向网络模型,提出了一种V2G模式下计及设备开断概率和负荷转移概率的配电网可靠性评估算法。首先分析了网络中元件故障后的传播路径和传播特性,引入期望对可靠性指标进行描述,进而建立了配电系统可靠性分析模型。在V2G模式下,该算法根据电动汽车充放电动态概率模型将电动汽车等效为备用电源,再根据其额定功率,确定电动汽车的最大供电范围和对该范围内各区域的供电次序,计算可靠供电概率,从而建立电动汽车充放电随机性与供电可靠性之间的映射。RBTS母线6馈线4系统算例分析表明,电动汽车接入配电网后,能够显著改善配电网局部的供电可靠性。

    2014年08期 v.38;No.369 2213-2219页 [查看摘要][在线阅读][下载 699K]
  • 计及需求响应影响的配网可控DG和开关协调规划

    颜伟;吕冰;赵霞;余娟;

    为提高配网可靠性、减小损耗,提出一种计及需求响应影响的可控分布式电源(distributed generation,DG)和开关协调规划模型,该模型以DG和开关的综合投资(包括投资和运行费用、网络损耗、缺电成本和需求响应运行成本)最小为目标,兼顾网络安全约束和需求响应运行约束,实现开关位置、DG位置及容量的协调规划。利用分段编码的遗传线性综合算法求解IEEE33算例,结果表明,新模型能提高系统可靠性和可再生能源的利用率,保障系统安全运行。

    2014年08期 v.38;No.369 2220-2224页 [查看摘要][在线阅读][下载 683K]
  • 新型注入式多电平电流源型变换器的研制

    罗振鹏;刘永和;杨宝峰;

    给出了大功率应用场合下多电平注入式电流源变换器的拓扑结构和开关触发时序。该拓扑通过控制与多抽头电抗器相连的开关器件,产生一定规律的多电平电流注入到常规12相主桥变换器中。主桥开关器件1个电网周期开关1次,开关频率低,将具有一定规律的电流波形注入2个并联主桥,不仅降低了一次侧交流输出电流的谐波畸变率,而且实现了主桥零电平换相。实验装置采集波形与PSCAD/EMTDC仿真波形吻合。

    2014年08期 v.38;No.369 2225-2230页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K]

电能质量

  • 基于单相级联延时信号消除法的三相基波正序有功电流检测方法

    徐榕;于泳;杨荣峰;徐殿国;

    快速准确地检测基波正序有功电流,对电能质量控制非常重要。许多传统方法都需使用锁相环、低通滤波器或进行??和dq坐标变换。为此,提出了一种新型检测方法。首先通过扇合矢量变换,将三相系统的电压和电流归一化为单相系统;然后通过构造级联延时信号消除模块对基波正序电压和电流进行快速提取;最后通过简单的数学计算,得到基波正序有功电流。该方法既不需要锁相环,也不需要低通滤波器,还能够省略使用??和dq坐标变换时的复杂计算。仿真结果验证了所提方法的有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2231-2236页 [查看摘要][在线阅读][下载 761K]
  • 采用快速原子分解的电能质量扰动信号参数辨识

    于浩明;黄纯;江亚群;张磊;冷崇富;赵伟;

    采用原子分解能够准确提取电能质量扰动信号的幅值、频率、相位以及扰动起止时刻等特征量。但在原子分解过程中需要作大量的计算,计算速度缓慢。针对这一问题,根据信号的特点采用快速原子分解方法将Gabor原子库分为5层,简化每一层的索引参数。首先利用快速傅里叶变换测出信号的主要频率点和通过小波变换粗提取扰动起止采样点序列,然后将信号依次通过Gabor原子库每一层,从每一层中搜索到对应的最佳匹配原子,并采用伪牛顿法对最佳匹配原子进行优化,最后转化为衰减正弦量原子,以残余正弦信号的能量作为判断终止条件。算例仿真结果表明,该方法能够准确对电能质量参数进行辨识,并且运算速度有较大提高,验证了所提方法的有效性和实时性。

    2014年08期 v.38;No.369 2237-2243页 [查看摘要][在线阅读][下载 890K]
  • 考虑电压骤降的分布式电源定容和选址

    陈家俊;蒋铁铮;周勇;李渊博;

    首先对电压骤降和电压凹陷域进行分析,采用故障点法和临界距离法结合的方法分析电压凹陷域,在此基础上,合理评估电压骤降的经济损失。并建立了含分布式电源投资成本最小和电压骤降经济损失最小的多目标优化数学模型,鉴于传统萤火虫算法具有容易早熟、收敛速度慢、过度依赖控制参数的缺陷,将混沌搜索策略融入到萤火虫算法,提出了一种改进型多目标萤火虫算法;为克服算法对控制参数依赖性较强缺陷,利用混沌理论的随机性、遍历性及其规律性特性,对萤火虫算法的参数进行调整。并将其用在解决分布式电源的多目标优化配置中。通过算例验证所提算法具有良好的适应性。

    2014年08期 v.38;No.369 2244-2249页 [查看摘要][在线阅读][下载 736K]

自动化

  • 基于S变换能量相对熵的高压输电线路极性比较式纵联保护

    李小鹏;何正友;武骁;

    传统行波极性比较式纵联保护可靠性受小故障初始角等因素影响较大。为提高行波纵联保护的可靠性,在分析线路两端电压和电流极性关系的基础上,提出一种新的极性比较式纵联保护算法。该保护算法利用故障后一段时间内故障电压和故障电流的S变换能量相对熵表征极性关系,进而根据线路两端S变换能量相对熵的比值来识别区内外故障。区内故障时,线路两端电压和电流的能量相对熵相差不大,其比值较小;区外故障时,线路两侧电压和电流能量相对熵差异明显,比值较大。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,该保护方案能够快速可靠地确定区内外故障,其性能不受故障初始角、过渡电阻、故障位置、故障类型和母线接线方式的影响。

    2014年08期 v.38;No.369 2250-2256页 [查看摘要][在线阅读][下载 752K]
  • 基于配电网原故障定位方案的分布式电源准入容量研究

    郑涛;贾仕龙;潘玉美;杨国生;

    为解决由于分布式电源(distributed generation,DG)接入而导致的传统配电网故障区段定位方案不再适用的问题,提出一种通过限制DG接入容量,保证传统故障区段定位方案可用的方法。首先简述了传统故障区段定位方案以及DG故障电流的计算方法;然后分析了DG接入对传统配电网故障区段定位方案的影响,提出了保证原有故障区段定位方案适用时,系统电源提供的最小短路电流与DG提供的最大反向短路电流应满足的要求,因为两者均与DG的接入容量相关,所以上述要求相当于对DG的最大接入容量作出限制。算例表明,限制DG的接入容量,基于短路计算可设置合理的开关定值来区分系统电源提供的最小短路电流及DG提供的最大反向短路电流,保证传统的故障区段定位方案可用。与其他开关定值设置方法的对比表明,直接基于短路电流计算,会提高DG的接入容量或者馈线的供电长度。

    2014年08期 v.38;No.369 2257-2262页 [查看摘要][在线阅读][下载 689K]
  • 电流互感器暂态特性试验用标准信号的参数估计

    冯宇;万罡;舒开旗;汪本进;陈晓明;吴士普;

    电流互感器的暂态特性是影响继保装置正确动作、攸关系统安全稳定的关键因素之一,对入网的电流互感器开展暂态特性试验或检测具有重要意义。为准确掌握试验用标准信号的信息,提出了相应的参数估计方法。在噪声允许的范围内,求标准信号的正极大值。结合暂态发生的时间信息,截取出暂态时段内的各个正极大值,再利用对数变换将其转换为直线函数,使用最小二乘法拟合得到直线的截距与斜率,分别对应暂态电流的幅值及时间常数。仿真结果表明:当标准信号的采样频率为6.4 kHz并伴有20 dB高斯白噪声时,所提方法能精确估计出暂态发生时刻,对暂态电流时间常数的估计精度高于暂态电流幅值,暂态电流时间常数的估计范围为80?210 ms。所得结论为开展电流互感器的暂态特性试验提供了参考依据。

    2014年08期 v.38;No.369 2263-2267页 [查看摘要][在线阅读][下载 821K]
  • 直流输电线路单极接地双端故障测距

    康丽红;唐昆明;罗建;徐瑞林;黄金海;

    基于考虑多阶距离无穷小的高压直流输电线路分布参数时域模型,提出了一种高压直流输电线路单极接地双端故障测距方法。利用粒子群算法来搜索整条线路沿线电压分布差值最小的对应距离,即为实际故障距离;为便于高阶求导和平滑数据中的扰动,采用麦夸特法来拟合直流故障暂态数据。与Bergeron模型进行对比,结果表明所提方法对采样率要求低,抗噪声能力强,测距结果平稳,可以实现直流输电线路全线范围内的准确定位,且测距结果不受过渡电阻和故障位置的影响。

    2014年08期 v.38;No.369 2268-2273页 [查看摘要][在线阅读][下载 774K]
  • 基于灰色关联度的站域保护原理

    孔令号;焦彦军;戴志辉;

    提出了一种基于灰色关联度的站域保护原理。以舍弃基波相量体系为出发点,提出了基于灰色关联度的新型保护算法,该算法不要求CT变比一致,具有天然抗CT饱和能力。基于此算法,阐述了站域保护原理的具体实现过程,并详细分析了保护原理抗CT饱和的原因、数据窗选择、CT断线对策以及断路器失灵跳闸逻辑。最后基于PSCAD搭建典型站域系统进行大量仿真,利用Matlab进行灰色关联度分析。结果表明:站域保护原理利用故障后10 ms内的数据,能快速准确识别区内外故障;区外故障CT线性传变区为2 ms时,保护原理依然可靠不动作,具有很强的安全性。

    2014年08期 v.38;No.369 2274-2279页 [查看摘要][在线阅读][下载 798K]
  • 基于无线通信的配电网单相接地故障定位系统及其动模实验

    王晨;吴俊勇;图尔荪·依明;陈占锋;吴之林;何立汉;

    为解决配电网小电流接地系统的单相接地故障定位难题,研发了一套基于无线通信的配电网单相接地故障定位系统,该系统主要包括线路测量单元和监控主站2部分。线路测量单元安装在配电网各主要节点上,监控主站配置在变电站中。该系统通过ZigBee模块实现单元子节点之间的通信,通过GPRS模块实现测量单元与主站的通信,全网通过GPS实现同步采样。该系统适用于多种故障定位方法,能够实现电气量同步采集、无线通信、数据存储、状态监测和故障定位等功能。与定位系统相对应,还提出一种"先定段,后定位"的故障定位思想。理论分析、PSCAD仿真和动模实验验证了该系统和所提故障定位思想的正确性和有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2280-2285页 [查看摘要][在线阅读][下载 798K]
  • 智能电网调度技术支持系统值班告警的研发与应用

    叶飞;刘金波;于宏文;马发勇;

    针对智能电网调度技术支持系统(简称技术支持系统)日常维护和故障诊断能力亟需提升的问题,结合智能电网实时运行监视要求,研制了一种基于专家系统并引入监视对象策略因子方法的值班告警系统。该告警系统能够根据策略因子准确判断监视对象状态,并在发生故障时根据故障原因优选并提供处理预案。该系统采用支持横向信息交互的消息邮件服务、基于公共信息模型(common information model,CIM)接口的内存实时数据库、电力系统数据标记规范(CIM/E)以及电力系统图形描述规范(CIM/G)等技术,实现了技术支持系统各安全分区运行状态的监视和管理。运行实践证明,值班告警系统不仅提高了系统故障处理的响应速度,而且丰富了值班告警智能故障处理预案专家库。

    2014年08期 v.38;No.369 2286-2290页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K]

高电压技术

  • 高湿气候下RTV防污闪涂料的运行特性分析

    贾志东;陆海;胡亚荣;陈灿;

    为分析高湿气候下室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized silicone rubber,RTV)防污闪涂料的运行特性,对广东地区使用多年的RTV绝缘子进行了试验研究,包括外观状态、附着力、憎水性、污秽度等以及污秽闪络试验,并与山西地区RTV绝缘子的运行特性进行对比分析,在此基础上,提出了高湿气候下RTV涂料运行特性的特殊劣化特征及相关原因,并通过实验室模拟试验研究了这种劣化特征对绝缘子耐污闪性能的影响。结果表明,高湿气候下,广东RTV绝缘子的外观状态、附着力、憎水性都劣化得更为严重,悬垂串绝缘子与耐张串绝缘子表面的RTV涂层劣化特征不同,高湿多雨环境对RTV涂层的粘结性能有影响。试验结果及结论为高湿气候地区RTV涂料的使用和推广提供一定的试验依据。

    2014年08期 v.38;No.369 2291-2297页 [查看摘要][在线阅读][下载 804K]
  • 天中直流工程入地电流对新疆哈密地区交流电网的影响

    于永军;杨琪;侯志远;文习山;祁晓笑;王亮;

    为分析天中线直流工程入地电流对当前哈密电网的影响,需建立哈密地区交流电网直流电流分布模型。基于场路耦合方法,根据哈密地区交流电网拓扑结构,将包括变压器、线路的地上模型和包括接地电阻、地表电位的地下模型结合起来,建立哈密地区交流电网直流电流分布模型。通过仿真计算和实地测量验证了模型的准确性,并得到了哈密电网采用当前运行方式下,部分变压器将存在严重的直流偏磁风险的结论。在哈密地区交流电网当前运行方式的基础上,提出合理的治理措施。通过仿真计算和实地测量,验证了针对当前哈密电网直流偏磁问题治理措施的有效性,最后对后续治理措施进行了探讨。

    2014年08期 v.38;No.369 2298-2303页 [查看摘要][在线阅读][下载 735K]
  • 分层土壤中接地装置冲击散流特性的有限元分析模型

    朱时阳;袁涛;朱彬;

    冲击电流在分层土壤中的散流过程具有明显的非线性变化特征,从电磁场理论出发,建立了分层土壤结构中接地装置冲击特性分析的有限元模型。在非线性过程的分析中考虑了传导和位移电流,准确地反映了冲击散流的物理过程;针对接地导体与土壤分界面、土壤分层界面的电阻率突变而造成有限元计算不易收敛的问题,采取了具有连续偏导数的平滑阶跃函数进行过渡的方法;在将无限散流空间变换为有限计算区域的问题上,提出了分层结构土壤的几何坐标变换方法,既减少了计算量又保证了计算准确度,并将仿真计算结果与试验结果进行对比分析。结果表明该模型能较好地模拟分层土壤结构中,土壤电离不均匀性和放电通道随机性带来的非线性变化问题,验证了模型的有效性。

    2014年08期 v.38;No.369 2304-2309页 [查看摘要][在线阅读][下载 1031K]
  • 并行多回交直流输电线路检修作业时稳态感应电压计算与分析

    张文杰;张弓达;岳灵平;张瑞;楼平;周沛洪;张晓琴;

    同走廊架设多回交直流输电线路可节约土地资源,但多回交直流输电线路相互之间存在静电和电磁耦合。研究并行走廊内各回线路稳态感应有利于线路检修作业安全。通过电磁暂态计算程序建立湖州多回并行走廊内的6条超、特高压交直流输电线路计算模型,计算了特高压交流线路与超、特高压直流线路之间的耦合影响,分析了带电和停电检修作业时在交直流线路不同运行方式组合下各检修线路静电和电磁感应电压的幅值和分布。结果表明,湖州地区并行多回交直流线路之间稳态感应电压对目前规程规定的带电和停电检修作业方式和工具的影响可以不予考虑。

    2014年08期 v.38;No.369 2310-2314页 [查看摘要][在线阅读][下载 837K]

  • 以科技为动力、以质量求发展

    <正>奉欣电气科技有限公司地处奉化市尚桥科技工业园区,奉化火车站近在咫尺,相距北仑港码头、栎社国际机场、同三线高速公路极近,交通十分便利。公司成立于2000年,是一家专业生产电力金具和电能计量箱等成套设备的企业,公司拥有完善的质量、环境、安全一体管理化体系,2011年通过科技部门高新技术企业认定,现拥有发明专利2项(专利号:ZL 200910100839.1、ZL 2010 1 0243675.0),其中一项评为优质金奖,另有多项实用新型专利和外观专利(专利号:ZL 2010 2 0243196.4、ZL 2013 2 0198250.1,ZL 2011 2 0370680.8……)。厂房面积80000余平方米,员工450多人,有一支高素质的技术及管理团队和先进的生产检验设备,现拥有冲压、挤压、锻压、铜铝钎焊、铸造、注塑及各种性能检测设备300多套。公司主要产品有:绝缘金具、预绞丝金具、线路金具、变电金具、电站金具、绝缘护罩、电缆附件、光缆

    2014年08期 v.38;No.369 2316页 [查看摘要][在线阅读][下载 660K]
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