电网技术

特约专稿

  • 智能电网调度控制技术国际标准体系研究

    辛耀中;

    概述智能电网调度控制技术相关的IEC国际标准、国家标准及行业标准的总体情况,总结智能电网调度和智能变电站在实施相关标准方面的经验与教训,深入分析IEC 61970、IEC 61850等主流标准存在的问题,结合电网运行控制的实际需求以及计算机和通信等技术的发展趋势,提出解决问题的基本思路和主要措施,论证了基于"通用安全架构、通用通信协议、通用模型描述、通用服务界面"的智能电网调度控制技术标准体系。

    2015年01期 v.39;No.374 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 551K]

清洁能源并网规划与仿真专题

  • 考虑碳减排效益的可再生电源规划

    段建民;王志新;王承民;周勤勇;韩家辉;

    针对风电、光伏等可再生能源的快速发展,给电力系统规划带来的显著影响,将各种能源发电的碳减排效益引入电源规划之中。首先介绍了风、光、水、火等各种发电形式的碳排放强度,结合单位CO2处理成本,得到各种电源的碳处理成本。在此基础上考虑风电、光伏出力的间歇性、波动性,在保证电力电量平衡的前提下,以发电运行成本、CO2处理成本最小为电源规划的目标函数,建立考虑碳减排效益的电源规划模型。最后,以IEEE 30节点测试系统结合我国某地区实际数据构造算例,应用蚁群算法求解,给出了不同工况下的规划结果,验证了所提出的模型与方法的合理性与有效性。

    2015年01期 v.39;No.374 11-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
  • 基于可靠性均衡优化的含风电电网协调规划

    穆永铮;鲁宗相;周勤勇;韩家辉;黄镔;

    集群开发、远距离外送的规模化风电开发对电力系统规划提出了新的挑战,串序开展电源和电网规划往往将新能源接入的矛盾积压到电网规划阶段,使得电网规划方案难以求解甚至得不到合理方案。为此,从可靠性均衡的角度,提出一种利用虚拟机组进行源网协调规划的方法。该方法针对风电大规模接入后的电网规划,在规划电网的同时对电源规划方案进行反馈及微调,以经济性最优为目标,均衡优化源、网可靠性,确定电源及电网的可靠性优化值,从而得到与电源协调优化的电网规划方案。该方法可以有效减少电网建设投资及电力系统整体投资,并校验电源、电网规划中可靠性均衡的协调性。通过原型系统和测试系统的仿真及分析,验证了所提方法的有效性。

    2015年01期 v.39;No.374 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 189K]
  • 基于多算子层次分析模糊评价的电网安全与效益综合评价指标体系

    穆永铮;鲁宗相;乔颖;王阳;黄瀚;周勤勇;韩家辉;

    提出一种新的电网安全与效益综合评价方法。该方法通过规范安全指标、一般安全指标及效益指标3类指标来刻画电网安全与效益的特性,并构建了目标层、类别层、指标层及子指标层4层指标体系。在权重分析及指标计算中,提出了包括主从型乘法算子、0-1型乘法算子的综合模糊评价新算子。结合模糊层次分析法,建立了多算子层次分析模糊评价评价模型及相应的求解方法。算例表明该方法可以有效地对电网的综合属性进行评价,从而对电网企业完善电网规划布局、总结分析运行经验提供对比分析及指导。

    2015年01期 v.39;No.374 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 132K]
  • 基于变电站主接线等效模型的全电压等级可靠性评估方法

    程林;刘满君;叶聪琪;李庆生;赵庆明;周勤勇;黄镔;

    在以往对配电网可靠性的研究中,通常独立分析配电网,而对配电网与变电站、配电网与主网间的相互关系分析不足,同时对配电网中设备间的共模故障影响研究仍有待加强。为此,从多电压等级配电网主接线运行特性出发,考虑断路器等隔离装置的共模失效特性,提出共模关联设备概念以及扩展最小割集算法,并建立了变电站等效模型,设计了配电网可靠性评估算法,从而实现全电压等级可靠性评估。在此基础上,结合实际电网算例分析了系统的可靠性薄弱环节,评估指标可以更真实地反映实际用户的供电可靠性水平。

    2015年01期 v.39;No.374 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]

智能用电技术

  • 有源重要用户供电风险评估方法研究

    田世明;潘明明;苑嘉航;李存斌;刘颖;

    为切实保障有源重要用户的利益,挖掘供电过程中可能诱发用户安全、优质性和效益这3个方面需求不被满足从而产生风险的供电风险因素,归纳分类形成供电风险元。基于风险元传递思想,利用梯形相似模糊数建立了供电风险与用户需求风险之间的映射关系,定义了期望值函数使模糊数精确化,通过专家意见得到用户需求风险指标下的风险评估矩阵。考虑到用户需求风险指标之间具有很高的相关度,采用马氏距离代替传统的欧式距离求解每个供电风险元与正负理想解之间的距离,计算出每个风险元的风险值,根据TOPSIS思想对供电风险元威胁大小进行排序,排序结果可以很好地帮助供电公司辨识重要风险,制定规避策略。最后通过对比分析证明了所提方法的科学性和合理性。

    2015年01期 v.39;No.374 35-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 150K]
  • 电力需求侧能效管理与需求响应系统的研究与设计

    闫华光;陈宋宋;钟鸣;蒋利民;

    为引导需求侧优化用能管理水平、参与电网高峰负荷削减,实现能源利用效率的整体提升,简述了电力需求侧能效管理与需求响应系统建设的背景、意义;概述了系统在监测用户能源消耗数据、控制用户关键用能系统或设备的运行状态、响应电网侧需求响应事件方面功能;提出了系统的层次结构并描述了各层之间的关系;详细设计了系统的物理架构、功能架构,并分析了系统关键技术。本设计方案已应用于国家电力需求侧管理平台、国家电网公司电能服务管理平台的研发建设,为国家电力需求侧管理工作提供了技术支撑。未来,将对为能效管理与需求响应业务在国内的推广实施奠定技术基础。

    2015年01期 v.39;No.374 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]
  • 基于多代理系统的电动汽车协调充电策略

    辛昊;严正;许少伦;

    为最大化电力公司利益,设计了一种用于协调电动汽车充电的多代理系统,并在满足电动汽车车主充电需求及变压器容量限制的前提下,提出一种以负荷峰谷差最小为目标的分布式优化算法。利用分时电价算法初步优化后得到理想的充电时间区间,在充电区间内应用优化算法避免新的负荷尖峰,引入训练学习机制以使负荷曲线达到削峰填谷的效果。根据用户的驾驶习惯,采用蒙特卡洛方法模拟用户的充电需求,对电动汽车在无序充电、单次优化充电以及引入训练学习机制充电3种情况下的电网负荷进行了仿真分析。研究结果表明:单次优化可以避免负荷尖峰,但不能优化峰谷差;而引入训练学习机制后在减小峰谷差方面有显著作用,而且该分布式优化有更高的计算效率,适于实际应用。

    2015年01期 v.39;No.374 48-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 678K]
  • 基于分层架构的大规模电动汽车有序充电仿真平台

    张永旺;赵伟;肖勇;林国营;陈晓爽;胡泽春;张洪财;徐智威;

    应用My SQL和Java平台建立了一种基于分层架构的大规模电动汽车有序充电仿真平台。该平台根据各种仿真算法的数据需求对电动汽车的分层架构和充放电行为进行建模,描述了大规模、大范围电动汽车充电负荷的时空分布,并基于所提出的模型建立了统一的仿真算法接口。该平台可用于仿真验证大规模电动汽车充电负荷预测算法和有序充电调控算法,为不同算法的效果比较提供了可能,在仿真的意义上解决了目前电动汽车发展规模较小,现有文献提出的预测和控制算法的效果难以实验验证的问题。算例分析展示了该平台的功能及有效性。

    2015年01期 v.39;No.374 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 402K]
  • 基于自适应变异粒子群算法的电动出租车充电引导

    牛利勇;张帝;王晓峰;姜久春;张维戈;黄梅;

    通过调研分析深圳市电动出租车的实际运营数据,提出充电站充电设备时间利用率的计算方法。针对区域内充电站之间设备时间利用率分布不均衡的问题,提出了基于充电站信息和车辆信息的电动出租车充电引导系统,建立了充电引导模型,并采用改进的自适应变异粒子群算法引导电动出租车的充电行为。根据深圳充电站的实际数据进行算例仿真,仿真结果表明,经过充电引导后的电动出租车能根据充电站内充电桩的规模均匀分布到相应的充电站,实现区域内充电站之间充电设备利用率的均衡分布,从而提高充电设备时间利用率。仿真结果验证了所提充电引导方法的可行性。

    2015年01期 v.39;No.374 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K]

直流输电与直流电网(

  • 抑制直流母线电压波动的四象限级联型变频器前馈控制策略

    邱长青;黄声华;

    四象限级联型变频器功率单元H桥的瞬时输出功率以2倍和4倍频率脉动,使得直流母线产生2次和4次纹波电压。单个功率单元输入端PWM整流器采用前馈控制策略能有效抑制母线电压波动,且总的并网电流无低次谐波。从功率单元的数学模型出发,推导出输入输出的瞬时有功功率,提出了基于瞬时abc理论的瞬时有功电流前馈控制来抑制直流母线电压波动,同时建立了基于Kalman滤波的负载电流估计模型。最后通过功率单元实验测试,验证了控制策略的可行性。

    2015年01期 v.39;No.374 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
  • 一种降低直流输电换相失败概率的控制方法

    刘羽超;郭春义;许韦华;赵成勇;阳岳希;李春华;

    为减小直流输电系统发生换相失败的概率,分析了换相失败机理,得出促进换相过程的关键。首先,基于数字信号处理器实时监测装置,结合故障电压和故障电流特征,提出了一种功率分量检测法。然后,利用该方法的故障检测结果,提出了一种基于电流指令速动的控制方法,能迅速减小直流电流。理论分析表明,功率分量检测法具有更好的灵敏性与准确性,而电流指令速动控制不仅能快速减小换相面积,而且在一定程度上增大了换相电压。在PSCAD/EMTDC中搭建了双馈入直流输电系统模型。仿真结果与理论分析相符,证明所提出的功率分量检测法与电流指令速动控制具有一定的优越性,能降低换相失败发生概率,减小换相失败的影响范围。

    2015年01期 v.39;No.374 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K]
  • H桥级联型SVG模型预测控制

    刘爱文;罗安;何志兴;熊桥坡;刘雷;刘奇;

    针对H桥级联型静止无功发生器(static var generator,SVG),提出了一种模型预测控制策略。实际交流侧输出电压值与理想的输出电压间存在电压残差,电压残差的存在会使电流跟踪存在误差。为此,利用电压残差与前一时刻的电流值进行反馈校正,构成了闭环优化。利用级联型SVG存在大量开关冗余状态的特点,实现了直流侧电容电压均衡控制,同时降低了开关器件损耗。搭建了仿真平台和试验样机,仿真和实验结果验证了所提策略的有效性。

    2015年01期 v.39;No.374 83-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K]
  • 小步长采样的新型直流输电线路行波保护

    李爱民;徐敏;蔡泽祥;孙奇珍;

    为解决目前直流线路保护速动性和灵敏性难以同时满足的问题,提出了一种基于小步长采样的新型直流线路保护方案。新型保护以主流的行波保护理念为基础,保证了保护的速动性和实用性,通过使用小步长采样提高了保护的灵敏性。新型行波保护方案以电压变化率判据作为主判据,用于快速、灵敏的故障检测;以电压比判据和电压差判据作为辅助判据,用于保证在雷击线路和极间耦合情况下保护不发生误动作。在PSCAD/EMTDC环境下对新型波保护进行了仿真测试与分析,相关结果表明新型保护同时具有良好的速动性和灵敏性,并且具有较强的抗干扰能力。

    2015年01期 v.39;No.374 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K]

高电压技术

  • 基于矩阵广义逆的电缆线芯温度动态计算方法

    方睿;鲁华祥;李志坚;陈天翔;

    为更好地对电缆线芯温度进行间接测量,提出一种以电缆运行电流和表皮温度为输入的线芯温度动态计算方法。首先建立了电缆传热的简化热路模型,并在误差敏感性分析的基础上引入了线芯电阻随温度变化的二阶修正;然后对模型表征的微分方程进行离散化,得到仅有4个模型参数的计算公式;最后以电缆实验(或运行)数据为样本构造学习矩阵,并通过矩阵的广义逆计算模型参数,代入公式完成整个动态计算方法的构建。分别以室内实验电缆、在线110 k V高压电缆为对象进行了实验与分析,结果表明,相较于传统方法,该方法能够更加简单、准确地计算电缆线芯温度,有助于实现电力电缆工况的实时监测。

    2015年01期 v.39;No.374 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 306K]
  • 柔性直流换流站宽频模型及雷电过电压计算

    孙海峰;郑陈达;武晓明;刘晓倩;

    柔性直流输电作为一种新型的直流输电技术正日趋受到重视。作为实际工程中的重要环节,柔性直流输电换流站的过电压计算问题亟待解决。文中在点对点阻抗模型(nodeto-node impedance function,NIF)的基础上提出了新的模型参数测量方法,对一套柔性直流输电仿真系统建立了用于雷电过电压计算的宽频模型。实际的雷电冲击测试以及计算结果表明提出的模型能够准确地反映换流站承受雷电过电压时内部设备的过电压水平。

    2015年01期 v.39;No.374 103-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
  • 10kV开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰

    黎鹏;黄道春;阮江军;牛小波;朱晨光;

    随着开关柜电压等级的提高,高压部分与低压智能化设备的电磁兼容问题日益突出,断路器开断被认为是中压开关柜中最严重的电磁干扰来源,它可能会造成二次控制设备出现故障,研究开关柜开断对二次智能设备的电磁干扰问题具有重要意义。利用振荡型合成试验回路对10 k V开关柜进行合成开断试验,同时采集了电流互感器输出电流信号,智能操控装置和间隔智能单元输入电流信号。对采集的波形数据进行时频特性分析,得到干扰信号的频带及能量分布情况。结果表明:开关柜开断对电流互感器二次侧、智能操控装置以及间隔智能单元均产生了瞬态电磁干扰,开断燃弧过程的干扰频带主要分布在31.25~62.5 MHz;电弧过零阶段频带主要分布在15.625~31.25 MHz;干扰幅值最大达到正常情况下的4倍。

    2015年01期 v.39;No.374 110-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K]
  • 平原和山区同塔双回特高压输电线路雷击特性模拟试验

    鄂盛龙;文习山;蓝磊;王羽;安韵竹;戴敏;李志军;叶奇明;

    雷击是造成输电线路故障的主要原因之一,为研究平原和山区特高压输电线路遭受雷击的差异性,以1:12.5比例缩小的特高压SZ322型塔为研究对象,利用负极性80/2 500μs操作冲击电压.波,分别展开了平地和山区2种不同地形条件下的缩比线路雷击模拟放电试验,并结合空间静电场分布仿真计算对2种地形上放电路径分布的差异性进行定性分析。试验及仿真结果表明:平原和山区2种地形上放电路径选择性存在明显的差别,输电线路附近遭受雷击时,相对于平原上,斜山坡上输电线的电场强度更大,且下行先导头部的电场强度最大区域明显向输电线路侧偏移,因此山区的输电线更容易遭受雷击,大地的屏蔽效果差。当放电间隙尺寸增大时,结论依然成立,且2种地形上线路的绕击率差距增大,但两者的绕击率均下降,同时大地的屏蔽效果增强。研究结果对特高压输电线路雷电防护工作具有一定的参考意义。

    2015年01期 v.39;No.374 118-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K]
  • 20mm重冰区500kV同塔双回输电线路设计

    张海平;张驰;王江涛;赵庆斌;任德顺;敬捷;

    以国内首条20 mm重冰区500 k V同塔双回线路——茂茂线为依托,利用数值模拟方法对各种脱冰工况下导线脱冰动力响应进行研究,得出了导线脱冰跳跃高度和横摆距离工程实用化公式,并总结出脱冰过程中杆塔动力荷载变化规律。在此基础上对20 mm重冰区500 k V同塔双回线路路径选择、绝缘配置、塔头尺寸控制条件、铁塔荷载和铁塔型式等方面进行研究,基本理清了重冰区同塔双回线路的设计方法和思路,可为后续重冰同塔双回线路设计提供重要参考。

    2015年01期 v.39;No.374 123-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K]
  • 序列二次规划-遗传算法及其在变压器局部放电超声定位中的应用

    刘化龙;胡钋;

    针对基本遗传算法(genetic algorithm,GA)局部寻优能力较差和易出现早熟收敛现象,提出了一种改进的遗传算法,即序列二次规划-遗传算法(sequential quadratic programminggenetic algorithm,SQP-GA)。该混合优化算法SQP-GA在基本GA中引入序列二次规划(sequential quadratic programming,SQP)算法,经典算法SQP作为一个元算子有效地提高了基本GA的局部搜索能力,并克服了早熟收敛现象。函数仿真测试结果表明,SQP-GA混合优化算法在收敛速度和寻优精度上都优于基本GA,表明所提出的算法的有效性。同时,利用提出的SQP-GA求解变压器局部放电超声波定位问题,并将其定位结果与GA和非智能算法的定位结果进行比较;算例结果表明,基于SQP-GA的变压器局部放电超声定位法能有效地防止结果陷入局部最优,该方法的定位效果理想。

    2015年01期 v.39;No.374 130-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]

输配电技术

  • 基于混合算法的配电网故障重构与孤岛运行配合

    周湶;解慧力;郑柏林;廖瑞金;王时征;饶俊星;

    基于二进制粒子群和差分进化的混合算法,构建了故障恢复的数学模型,对重构、拓扑识别、孤岛划分、潮流计算和目标函数计算的实现进行了详细描述;并提出一种能使配电网重构和孤岛划分合理配合的恢复策略,即在重构过程中进行孤岛划分,通过建立孤岛界限矩阵判断重构时能否产生孤岛,将孤岛划分后得到的停电负荷作为目标函数的一部分,使重构和孤岛划分的结果共同影响全局最优解,从而使这2种恢复方式更具有整体性。以IEEE 33节点配电系统作为算例验证了算法的有效性。

    2015年01期 v.39;No.374 136-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 238K]
  • 基于最优FIR滤波器与层次聚类的配电网单相接地故障选线方法

    李雅洁;孟晓丽;宋晓辉;史常凯;

    由于故障特征不明显、噪声干扰、配电网不平衡运行状况影响等问题,现有小电流接地系统单相接地故障选线方法在可靠性与普适性方面仍存在不足。提出一种小电流接地系统单相接地故障选线方法,该方法依据故障暂态量的频率特性,通过最优FIR滤波器滤除干扰因素,提取有效故障特征,并利用层次聚类法,基于滤波后波形,检出变化趋势不同于其他线路的单根馈线,即为故障线路。仿真实验表明,较之于常用的小波算法,该方法避免了对数据的大量逐层分解,在各种故障状况下均可可靠检出故障线路,且降低了采样频率需求,节约系统资源,易于工程实现。

    2015年01期 v.39;No.374 143-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 501K]
  • 基于权重数值积分的电力电子开关仿真插值算法

    黄宇鹏;汪可友;李国杰;

    随着电力电子技术在电力系统中的广泛应用,电力电子开关引起的高频次系统拓扑突变对电磁暂态仿真提出了新挑战,为此,提出了一种电力电子开关仿真插值算法。在全局隐式梯形积分法条件下,该算法在开关动作点通过线性插值计算系统变量,并利用后向欧拉法对系统进行重新初始化,而后根据插值点在当步仿真步长的位置,利用权重法数值积分,灵活改变积分步长,快速积分至仿真整步时间点,对仿真进行再同步。在开关动作过程中,算法仅通过一次插值对仿真进行重新初始化,并在再同步过程中保持节点导纳矩阵不变,且能有效抑制数值振荡。算法在保证精度的前提下,降低了计算负担,提高了计算速度,并考虑了多重开关问题。最后通过算例验证了算法的适应性和有效性。

    2015年01期 v.39;No.374 150-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 158K]
  • 基于故障距离区间的混联线路单端行波测距

    牛睿;梁军;贠志皓;张峰;

    架空线–电缆混联输电线路发生故障时,单端故障行波难以辨识,无法直接用以定位故障点。为提升单端量测距的实用性,提出一种基于故障距离区间的混联输电线路单端行波故障测距方法。首先,利用基于单端工频量的逐段推演故障区段法,初步划定故障距离区间,并通过在线估算对端等值阻抗以确保所划定的区间的正确性;然后,分析划定的区间内的行波传播规律,构建故障点精确定位方法,针对区段连接点邻域内故障的特殊场景,提出连接点故障识别判据和故障区段判据;最后,通过剔除待辨识波头所在区间内的干扰波确保算法精度和可靠性。仿真结果表明,该方法测距精度高,不存在区段连接点邻域测距死区,通用于多段混联输电线路,具备较高的实用价值。

    2015年01期 v.39;No.374 156-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
  • 基于状态监测的配电网可靠性检修选择模型

    黄嘉健;王昌照;郑文杰;汪隆君;

    针对配电网检修的对象选取主观性强、可靠性评估采用历史平均数据等问题,提出基于状态监测的配电网可靠性检修选择模型及算法。根据设备状态监测量与故障率的关系,建立了以检修前后系统平均停电频率、系统平均停电时间、系统缺电量的变化量最大为目标,以预算成本和人力资源为约束条件的多目标配电网可靠性检修选择模型,基于规格化法向约束方法高效准确获得完整且均匀分布的Pareto前沿,采用模糊选择策略确定最优折中解。对RBTS-BUS6系统的计算表明,所提出模型及算法能够有效求解配电网可靠性检修问题。

    2015年01期 v.39;No.374 164-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 366K]

自动化

  • 基于IPv6的电力线载波通信分片独立的重传机制

    向敏;文超;文成亮;

    将IPv6技术应用于智能电网的电力线载波通信网络中,有效降低丢包率是亟待突破的技术难题。为此,提出一种电力线载波通信网络中IPv6报文分片独立的重传机制,综合载波信号强度和路由跳级数进行分片重传路径抉择,通过分片重传请求获取丢失分片的信息,并利用分片重传响应实现对丢失分片的重传。在重传分片过程中,选择的传输路径相互独立。搭建了电力载波通信配电网Mesh拓扑结构测试平台,测试结果表明该分片独立的重传机制能够有效减少通信中IPv6数据包的丢包数量,从而提高了电力载波IPv6的通信可靠性。

    2015年01期 v.39;No.374 169-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 303K]
  • 考虑温度因素的中期电力负荷概率密度预测方法

    何耀耀;闻才喜;许启发;撖奥洋;

    针对温度因素对中期电力负荷的影响,在现有的神经网络预测、区间预测和概率密度预测方法的基础上,研究在不同分位点上温度和历史负荷对电力系统中期负荷分布规律的影响,提出基于神经网络分位数回归的中期电力负荷概率密度预测方法。根据连续的条件分位数函数预测中期负荷在某天的概率密度,获得更多关于中期负荷预测信息。同时,通过比较在考虑温度因素下和不考虑温度因素下的条件概率密度预测曲线以及峰值对应的点预测值,可以得出,预测当天温度对中期负荷预测有较重要的影响,这为降低中期电力负荷预测的不确定因素提供了更多的决策信息和预测结果。

    2015年01期 v.39;No.374 176-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
  • 特高压平行双回线路高阻短路下距离保护算法(英文)

    张旭;徐振宇;杨奇逊;简一;

    特高压平行双回线路距离保护在单相接地故障时受到两回线路互感和故障电阻的不利影响。针对此问题,提出一种新的平行双回线路距离保护算法。算法的核心思想是利用故障点故障电压和故障点电流同相位的特点,并对故障相的电压、电流以及相邻一回线路的零序电流进行傅里叶变换,通过列方程,求解故障距离。还讨论了新算法在平行双回线路的一回检修或者两回线路分裂运行下的效果。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真实验证明,该算法耐过渡电阻能力高,不受两回线路互感和负荷的影响,不会引起平行双回线路距离保护一段误动或拒动。该算法有望构成新型的特高压平行双回线路距离保护。

    2015年01期 v.39;No.374 182-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K]

电能质量

  • 双馈风机串补输电系统次同步谐振影响因素及稳定区域分析

    董晓亮;谢小荣;杨煜;韩英铎;

    以华北地区某风电场双馈风机串补输电系统为原型,首先通过特征值灵敏度分析得到影响风机次同步谐振的主导因素。然后研究了对包含最大功率跟踪在内的风机全运行区域的稳定性,说明了各种主导因素变化对风机稳定性和安全运行区的影响。结果表明:在相同的条件下,串补度越高,次同步谐振风险越大,稳定区面积越小。风机转子侧变流器电流环比例系数对次同步谐振起负阻尼,若将该系数降低会对次同步起到一定的抑制作用,该系数越小,稳定区的面积越大。研究还发现:在一定条件下,降低风机台数会消除次同步谐振风险并且谐振频率随着风机台数的变化而变化。在此基础上,给出了风机参数设置和风电场安全稳定运行建议。

    2015年01期 v.39;No.374 189-193页 [查看摘要][在线阅读][下载 805K]
  • 应用HS改进原子分解的电能质量扰动辨识分析

    张磊;黄纯;江亚群;于浩明;雷明;梅娟;

    结合原子分解与和声搜索算法,提出了一种电能质量扰动信号自适应分解及特征参数辨识方法。针对Gabor原子分解匹配追踪算法计算量大、实时性差的问题,首先利用傅里叶变换进行频谱分析,估计出扰动信号频率、幅值等参数,并以估计值作为搜索的初始解,加快算法的收敛速度;然后根据电能质量扰动信号特点将Gabor原子库分解为类基波库、脉冲库、谐波库、振荡库4个子库,依次搜索各子库,降低搜索的复杂度;再次,利用和声搜索算法快速、准确的全局搜索和协同搜索的特点对匹配追踪算法进行改进,加快了搜索速度;最后,依据获得Gabor原子索引参数实现电能质量扰动信号参数辨识。算例仿真表明,所提方法在保留匹配追踪算法优良重构性能的前提下,计算复杂度显著降低,搜索效率和收敛速度加快,扰动参数辨识精度得到提高。

    2015年01期 v.39;No.374 194-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
  • ?1100kV特高压直流输电工程直流系统谐振特性与抑制措施

    刘心旸;蒋维勇;李亚男;

    针对±1 100 k V特高压直流输电系统的直流侧谐波阻抗特性开展了相关研究,在分析直流线路Bergeron模型分布参数特性的基础上,用集总参数的长线路π型链式结构进行了等值与解析,并通过仿真比较,验证了EMTDC程序自带线路模型的准确性;基于线路模型建立包括换流器、平抗、中性点对地电容等直流设备以及交流系统阻抗、交流滤波器在内的直流谐振特性仿真模型,分析了各设备元件的参数取值以及交流侧条件改变对系统谐振点分布的影响;最后基于该阻抗模型,合理选择谐波源的不同位置,研究了加装基频阻波器和二次直流滤波器以后对直流侧50 Hz与100 Hz串联谐振的规避和抑制作用。

    2015年01期 v.39;No.374 202-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 522K]

新能源与分布式发电

  • 基于波动特性的风电出力时间序列建模方法研究

    李驰;刘纯;黄越辉;王伟胜;

    掌握风力发电的随机、波动与间歇特性,并在此基础上构建风电出力时间序列模型对于电力系统规划与运行具有重要意义。提出了一种构造未来风电出力场景的新方法。研究了风电波动过程特性,在极值点处将历史风电出力时间序列划分为波动,采用自组织映射(self-organization map,SOM)神经网络将波动聚类为大波动、中波动、小波动和低出力波动。波动变化规律可用高斯函数来定量表达。基于风电波动过程特性阐述了建模方法,将月份按波动出力特性进行分类,分别统计波动类间转移概率和类内统计参数的概率分布,按月序贯抽样风电波动类别与各统计参数,计算并模拟得到风电出力时间序列。对中国某省部分风电场进行了仿真模拟,统计特征参数的对比分析结果验证了上述方法的有效性。

    2015年01期 v.39;No.374 208-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 256K]
  • 含随机风电的大规模多目标机组组合问题的向量序优化方法

    谢敏;闫圆圆;刘明波;赵文猛;

    向量序优化是一种新的解决多目标、超大计算量、复杂优化问题的有效方法。文中以煤耗量、购电费用、SO2排放量为优化目标,首次引入向量序优化理论求解含大规模随机风电的多目标机组组合问题。以含大型风电场及水、火、核、气、生物质能等复杂电源的某省级电力系统为例,将所提算法的优化结果与基于GAMS-BARON求解器的混合整数非线性规划法(mixed integer nonlinear programming,MINLP)进行对比分析,结果表明所提算法的求解速度大大优于传统的MINLP且优化结果偏差很小,验证了采用向量序优化方法求解含随机风电的大规模多目标机组组合问题的有效性。

    2015年01期 v.39;No.374 215-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
  • 高载能负荷参与的电网消纳风/光电能力定量预评估方法

    刘聪;刘文颖;王维洲;朱丹丹;文晶;孟珺遐;

    在实施"源-源"、"网-源"协调控制后,甘肃酒泉集中接入电网的大规模风/光电消纳问题仍然突出。将大容量且具有较好调节特性的高载能负荷作为充裕性资源参与消纳风/光电协调控制是解决该问题的新途径。在无已投运系统数据供参考的情况下,给出了工程应用前期的定量预评估方法。在分析高载能负荷调节特性的基础上,依据国际节能效果测量和认证规程(international performance measurement and verification protocol,IPMVP),充分考虑断面功率约束和负荷可匹配上调容量约束,计及负荷参与程度,建立高载能负荷参与电网消纳风/光电的3阶段统计模型和预评估的定量计算方法,得出高载能负荷参与消纳的电量大小与负荷所需最小调节响应时间。利用该方法对甘肃电网进行实例计算,初步论证了工程应用的可行性。

    2015年01期 v.39;No.374 223-229页 [查看摘要][在线阅读][下载 370K]

电力系统

  • 水电机组原动机及其调节系统精细化建模

    刘昌玉;何雪松;何凤军;王官宏;林因;颜秋容;

    针对目前电力系统仿真计算中水电机组模型过于简化的问题,建立一种水电机组原动机及其调节系统精细化模型。该模型不仅包含调压室效应,还考虑分叉管影响,从而可以模拟机组功率的低频振荡和机组间的水力耦合现象。此外,通过分析双曲正切函数的频率特性,提出一种新的降阶弹性水击方程,在较低的阶数下实现了更好的逼近精度。某水电站仿真结果表明,文中提出的精细化模型能够更准确地再现水轮机调节系统在各个工况下的动态响应过程。

    2015年01期 v.39;No.374 230-235页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K]
  • 考虑频率特性和断面传输有功功率约束的潮流模型

    颜伟;毛艳丽;王聪;赵霞;吕冰;余娟;

    提出了考虑频率特性和断面传输有功功率约束的潮流模型。该模型在考虑频率电压调节特性的潮流方程基础上,增加了断面传输有功功率方程,并对互联区域两端的平衡机组增加了有功调节变量及其控制方程。其中,平衡机组的调节功率等于其所在控制区的区域控制偏差(area control error,ACE)、有功网损偏差和超短期预测有功负荷偏差之和。通过对IEEE 118节点测试系统的仿真分析,验证了新模型的必要性和有效性,同时结果也表明所建模型能够有效提高频率和断面传输有功的控制水平。

    2015年01期 v.39;No.374 236-241页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
  • 基于半监督谱聚类的最优主动解列断面搜索

    杨健;唐飞;廖清芬;王乙斐;陈恩泽;刘福锁;

    主动解列最优断面搜索是依据广域测量信息,在大电网遭受大扰动失步崩溃之前,依据实时工况和运行方式,快速准确求取电力孤岛划分的紧急策略。然而,在实际大系统的求解中,计算复杂度呈几何指数增长,是一个NP难题。提出了一种半监督谱聚类算法,首先采用最小复合有功潮流冲击的目标函数和机组同调/分离等相关约束构建详细解列断面搜索模型,然后将最优断面搜索的优化求解过程,映射为约束谱聚类对静态图分割的松弛解求取过程,最后通过改进的PAM聚类算法选择最优主动解列断面。上述过程,在不丢失全网信息前提下,降低了时间复杂度,IEEE 118标准算例和四川电网实际系统的仿真验证,证明了该算法的正确性、有效性和快速性。

    2015年01期 v.39;No.374 242-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 546K]
  • 电力电量平衡评价指标体系及其综合评估方法研究

    蒲天骄;陈乃仕;葛贤军;王伟;刘广一;

    基于关键业绩指标分析法构建了以充裕性、供电有序性、节能环保性、经济性为关键指标的电力电量平衡评价指标体系。采用主客观结合的层次分析?熵权组合法作为评价指标权重的计算方法,基于逼近理想点排序法对电力电量平衡方案进行综合评估。通过对实际算例进行分析,验证了该评估体系和综合评估方法的有效性和正确性。

    2015年01期 v.39;No.374 250-256页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
  • 模块化多电平换流器快速电磁暂态仿真模型

    喻锋;王西田;林卫星;解大;

    针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)电磁暂态仿真耗时过长的问题,提出了2种MMC快速仿真模型。通过分析MMC子模块原理,提出将MMC桥臂等效为自定义数值计算模块与受控电压源组合的数值计算详细模型;并在该模型的基础上设计了一种将独立子模块电磁暂态模型和一般子模块数值计算模型结合的混合模型仿真方法,弥补了数值计算模型难以模拟子模块电磁暂态过程的缺陷。为了进一步提高模型的仿真速度,通过简化MMC的电压均衡控制及子模块状态的差异性,建立了数值计算平均值模型。在PSCAD/EMTDC上搭建MMC-HVDC模型,对所提出的快速仿真模型及仿真方法的有效性进行了验证。

    2015年01期 v.39;No.374 257-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 413K]
  • 基于全寿命周期成本的配电网蓄电池储能系统的优化配置

    向育鹏;卫志农;孙国强;孙永辉;沈海平;

    蓄电池储能具有效率高、使用寿命长、对地理条件要求低等优点,其额定功率和额定容量可以独立配置。以配电网中蓄电池储能系统全寿命周期内总的净收益最大为目标,研究配电网中蓄电池的配置和各时段充/放电值的优化,综合考虑了储能套利收入、政府电价补贴收入、减少电能转运费、延缓电网升级以及全寿命周期成本等因素。建立了蓄电池储能系统配置的混合优化模型,提出一种基于差分进化和预测-校正内点法的混合算法并进行求解。最后,算例测试比较了钠硫电池、全钒液流电池、多硫化物/溴液流电池、铅酸电池和锂离子电池的配置和净收益,分析了影响经济效益的指标,为蓄电池的配置规划提出了建议,并验证了所建模型和求解算法的可行性。

    2015年01期 v.39;No.374 264-270页 [查看摘要][在线阅读][下载 243K]
  • 考虑网架覆盖率与分散度的网架重构优化

    孙璞玉;张焰;罗雯清;

    大停电后的网架重构过程中需要选择合理的恢复路径,尽快建立系统的骨干网架。提出了网架覆盖率和网架分散度指标,分别用于衡量骨干网架对系统原网络的覆盖程度以及重构过程中出现过长支路的风险,并综合恢复时间和线路充电电容等因素,建立了网架重构优化模型,利用简化模型寻找最优目标节点,采用改进的交叉粒子群算法优化目标节点恢复顺序,进而得到网架重构最优方案,其中考虑了非电源目标节点的同步恢复机制,提高重构效率。最后,以IEEE30节点系统算例验证了所提的网架重构方法的有效性。

    2015年01期 v.39;No.374 271-278页 [查看摘要][在线阅读][下载 211K]
  • 复杂网络理论在电网分析中的应用与探讨

    魏震波;苟竞;

    随着复杂网络理论在电网分析中的应用深入,其成果与质疑纷至而来。隶属于复杂性科学的复杂网络理论,其分析方法与基于还原论思想的经典电力系统分析方法有本质不同。为该理论,乃至更多复杂性科学理论在复杂电力系统分析中得到更好的应用,有必要将该部分研究成果进行归纳、整理,同时在质疑声中进行思考、换位。首先,从需求性与适用性2方面探讨了复杂网络理论应用的必要性;然后,依据其理论体系构架,将应用成果逻辑划分为:网络结构研究,网络结构与网络性能的关联研究,及综合应用研究3部分。最后通过研究综述,经验总结与困境分析,对研究前景进行了展望,为新环境下的复杂电网研究提出一些思考与建议。

    2015年01期 v.39;No.374 279-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 121K]
  • 大型互联区域电网解列后送端电网频率特性及高频切机方案

    张志强;徐友平;袁荣湘;唐晓骏;徐遐龄;秦晓辉;吴丽华;

    目前,我国已经形成华北—华中特高压交流联网格局,联网初期有必要研究特高压联络线解列后,2个区域电网的频率稳定性。以华中(含川渝)电网调度数据为基础,通过推导大型互联区域电网频率偏差的解析式,把握了频率变化过程中最高频率和稳态频率特性;在以上工作基础上,再通过构建华中电网的等值单机带负荷模型,研究华中电网高频切机的最佳频段、最少切机量和切机各轮次的较优比例。最终,提出了适合于华中电网的高频切机方案,并验证了其适应性。

    2015年01期 v.39;No.374 288-293页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K]
  • 电力频率同步网与时间同步网两网合一可行性研究

    滕玲;高强;汪洋;张小梅;

    为满足电力系统对时间和频率同步性能的要求,解决电力时间同步系统独立运行的问题,分析了电力频率同步网和时间同步网在时钟源、节点布局、组网方式等方面的相似性,指出了两网合一的优势条件,提出采用电力频率同步网2 M通道传输时间同步信号的方案,方案中采用精确时钟同步协议(precision time synchronization protocol,PTP)技术和E1/Ethernet协议转换技术。研究了主从时钟之间基于PTP技术传输时间同步信号的时钟偏差算法,及PTP数据包通过E1/Ethernet协议转换器进行格式转换的原理,格式转换时使用延时记录模块记录协议转换时间差,从而实现E1与Ethernet协议转换的时延自动补偿。最后,以SDH网络为基础,搭建频率同步网和时间同步网两网合一的模拟平台,测量结果表明时间信号由网络传输后时间精度可达到纳秒级,满足电力业务对时间精度为微秒级的要求,证明频率同步网和时间同步网两网合一具有可行性。

    2015年01期 v.39;No.374 294-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
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