电网技术

清洁能源并网规划与仿真专题

  • 适用于全过程动态仿真的光伏电站有功控制模型

    叶小晖;刘涛;宋新立;仲悟之;吴国旸;曲立楠;苏志达;黄永宁;

    随着光伏电站大规模接入电网,电网仿真分析对光伏电站模型准确性提出了更高的要求。光伏电站在有/无调度指令、正常/故障工况下采取不同的有功控制策略,表现出多时间尺度的动态特性。为了研究其动态特性,提出了一种适用于全过程动态仿真的光伏电站有功控制模型。该模型以光照强度/温度的持续波动、调度总站的限功率指令作为输入,通过站级AGC控制模型和逆变器控制模型实现对光伏电站有功功率特性的仿真。该模型在大型电力系统分析软件包的全过程仿真程序(PSD-FDS)中得到了实现,并利用宁夏电网实测数据对光伏电站在不同系统工况下的特性进行了模拟。仿真算例表明,该模型可为光伏电站的并网动态特性研究提供有效的仿真手段。软件包的全过程仿真程序(PSD-FDS)中得到了实现,并利用宁夏电网实测数据对光伏电站在不同系统工况下的特性进行了模拟。仿真算例表明,该模型可为光伏电站的并网动态特性研究提供有效的仿真手段。

    2015年03期 v.39;No.376 587-593页 [查看摘要][在线阅读][下载 646K]
  • 光伏逆变器控制参数的分步辨识方法

    金宇清;鞠平;潘学萍;孙黎霞;张彦涛;

    由于光伏逆变控制器的内外环之间是级联关系,在以往一次侧制造短路以产生电压跌落,或者在控制器参考值上制造阶跃扰动的激励下,参数存在不可唯一辨识的问题。为此,提出了一种在二次侧量测信号上施加扰动的方法,称为虚拟量测激励。其突出优点是施加某个量测信号激励时可以屏蔽其他量测信号的变化,从而可以实现内外环控制器动作的解耦,进而解决参数的可辨识性问题。在此基础上,提出了一种光伏逆变器控制参数的分步辨识方法。该方法首先使用电容电压量测信号的方波和正弦激励,先后辨识得到电压外环的积分和比例系数;然后在屏蔽并网点电压和电容电压量测信号变化的条件下,利用并网点电流q轴量测信号的正弦激励确定电流内环3个控制参数的比例;再通过测量或辨识方法得到电感参数的数值后,即可获得电流内环的全部控制参数值。如果电感参数可测量,则整套方法都不需要使用优化算法。仿真算例表明了该方法的可行性。

    2015年03期 v.39;No.376 594-600页 [查看摘要][在线阅读][下载 746K]
  • 不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流峰值的控制策略

    谭骞;徐永海;黄浩;刘海涛;吕志鹏;艾欣;

    不对称电压暂降在电网实际运行中时有发生,此时电压负序分量的出现将导致光伏逆变器输出功率波动和三相电流畸变;同时电压暂降情况下电压幅值的降低使得输出电流峰值的增大,进而给光伏系统运行带来安全隐患。为此,需进行不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流峰值控制策略的研究。对目前研究较为广泛的不对称电压暂降情况下光伏逆变器控制方法进行了分析,着重研究了光伏逆变器的三相输出电流,给出了三相电流峰值和可能出现的最大电流峰值的计算方法,进而提出了限制电流峰值的方法,能够保证不对称电压暂降情况下光伏逆变器输出电流不会超出最大电流限值。仿真分析验证了所提方法的有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 601-608页 [查看摘要][在线阅读][下载 866K]
  • 适用于电力系统全过程动态仿真的风电机组典型模型

    刘涛;戴汉扬;宋新立;仲悟之;侯俊贤;叶小晖;张爽;

    风电的随机波动性给电网的规划运行带来了不利的影响。针对目前国内在风电仿真分析时使用的模型所存在的问题,包括机电暂态特性仿真不够准确且缺乏中长期动态仿真等,建立了适用于电力系统全过程动态仿真的典型风电机组模型。该模型包括反映风电机电暂态特性的发电机和换流器控制模型、低电压穿越控制策略和保护模型,以及反映风电中长期动态特性的风速波动和有功控制模型。该模型能够对风电机组机电暂态特性,特别是低电压穿越过程的运行特性进行准确地仿真;通过设置风速波动输入,能够较准确地模拟风电机组出力的长时间变化过程及其对电网造成的影响。通过与大电网实测数据的仿真对比,验证了风电机组模型在机电暂态和中长期动态仿真中的有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 609-614页 [查看摘要][在线阅读][下载 699K]
  • 双馈风力发电机组的电磁暂态-机电暂态混合仿真研究

    顾卓远;汤涌;刘文焯;易俊;张健;戴汉扬;于强;

    为深入分析双馈型风力发电机组的动态响应,基于双馈风机的运行原理,建立了双馈风机的电磁暂态模型,并进行了电磁暂态–机电暂态混合仿真研究。在自主开发的大型电力系统分析软件包混合仿真平台(power system department-power system model,PSD-PSModel)中实现了双馈风机的混合仿真功能,建立了双馈风机的基本模型框架。采用单台机等值模拟风电场,并利用IEEE 14节点算例进行了详细的仿真研究,分析了其控制策略和暂态过程中的动态响应。便于今后与风机制造厂家合作建立实际风机的详细电磁暂态模型,为深化研究风电机组对电网稳定的影响提了供有力的技术支持。

    2015年03期 v.39;No.376 615-620页 [查看摘要][在线阅读][下载 697K]
  • 风电场同调动态等值研究

    潘学萍;张弛;鞠平;吴峰;金宇清;张源;

    以往在对双馈风电机组进行同调判别时,常将发电机端口的有功功率及无功功率受扰轨线作为观测量。但由于有功功率及无功功率不是系统的状态量,将其作为同调判别的观测量可能带来一定误差。基于同步发电机及异步电动机的同调判别方法,指出应选择主导模式中参与因子较大的状态量作为观测量。即基于特征根技术,提出双馈风电机组的同调判别应以转子电流为观测量。同时,还提出综合风电机组初始运行点及动态特性的两步分群方法,即先根据风电机组的初始风速进行首次分群,然后基于风电机组的动态特性再次分群。该方法不仅能够较准确地估算等值机的等效风速,还可以使等值系统的动态特性与原系统尽可能一致。最后通过仿真算例验证了所提方法的可行性。

    2015年03期 v.39;No.376 621-627页 [查看摘要][在线阅读][下载 514K]
  • 考虑Crowbar动作特性的DFIG风电场动态等值研究

    高远;金宇清;鞠平;周勤勇;

    加装Crowbar电路是双馈感应风力发电机实现低电压穿越的常用措施。为考虑低电压穿越对风电场动态等值的影响,首先分析了Crowbar的动作特性,对比了两种常用投切策略对电网稳定性的影响,以及同种投切策略下Crowbar不同退出时间对风电场出口处动态特性的影响。然后研究了风电机组不同运行状态对Crowbar启动时间的影响。仿真结果表明,凡是Crowbar发生动作的机组,在机电暂态仿真步长下其Crowbar启动时间几乎是一致的。在此基础上,提出了基于Crowbar动作区域曲线判断Crowbar动作情况,并以Crowbar是否动作作为分群准则的风电场分群等值方法。最后在DigS ILENT平台上搭建算例,验证了等值方案的有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 628-633页 [查看摘要][在线阅读][下载 538K]
  • 双馈风电机组网侧控制器参数辨识的频域方法

    潘学萍;温荣超;鞠平;金宇清;张彦涛;

    提出了基于频域方法解耦辨识双馈风电机组网侧控制器参数的新方法。首先根据双馈风电机组网侧控制器模型以及发电机端口到网侧控制器的电压方程,推导出网侧控制器的解耦模型,该模型可实现d轴和q轴参数的解耦辨识。然后根据解耦模型传递函数的幅值灵敏度及相位灵敏度,分析了网侧控制器参数的可辨识性及辨识的难易度。通过在输入参考信号上叠加伪随机信号,根据输入信号的自功率谱及输入、输出信号的互功率谱,获得传递函数的频率序列。最后应用Levenberg-Marquardt优化算法对网侧控制器各参数进行了辨识。50次辨识值的方差表明了参数辨识结果的稳定性,辨识结果表明了所提方法的可行性。

    2015年03期 v.39;No.376 634-638页 [查看摘要][在线阅读][下载 633K]
  • 大型风电场经VSC-HVDC交直流并联系统并网的运行控制策略

    吕敬;施刚;蔡旭;饶宏;黎小林;

    基于电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based HVDC,VSC-HVDC)的直流系统存在与交流线路并联运行的情况。交直流系统之间相互切换的运行工况复杂,且切换过程存在切换依据难以确定、切换冲击大以及通信延时等问题。为解决该问题,在分析VSC-HVDC工作原理、数学模型及其控制策略的基础上,提出了一种大型风电场经VSC-HVDC交直流并联系统并网的运行控制策略,该策略在不改变换流站控制方式的情况下,可实现交直流并联系统运行方式的无缝切换。基于MATLAB/Simulink仿真软件,建立了系统仿真模型,对交直流并联系统稳态运行及动态切换过程进行了仿真分析。仿真结果表明,所提出的控制策略能够较好地实现交直流并联系统有功功率的精确分配和运行方式的无缝切换,算法简单,可靠性高。

    2015年03期 v.39;No.376 639-646页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
  • 基于异地输送的可再生能源消纳成本仿真分析

    薛松;王跃锦;

    通过跨区输送实现可再生能源的异地消纳是促进我国可再生能源规模化利用的重要途径,亟需从经济视角开展风电异地输送消纳的成本模拟仿真研究。构建了三阶段模型,在两区域电力系统下进行输电线路投资、发电投资和电力市场模拟分析,研究可再生能源及跨区输电投资的跨区合作对降低成本的贡献。仿真结果表明,两区域在跨区可再生能源开发与输电线路投资2个方面同时合作能够显著降低可再生能源消纳成本。

    2015年03期 v.39;No.376 647-654页 [查看摘要][在线阅读][下载 663K]

低碳电力技术_微网专题

  • 可再生能源激励制度下的低碳经济电源规划

    张晓辉;闫鹏达;钟嘉庆;卢志刚;

    可再生能源发电技术的应用会对CO2减排产生积极作用,然而由于其不够成熟,因此出现高投资成本和低投资回报率的问题。为鼓励可再生能源发电技术的发展,电力行业提出了多种激励措施。将绿色证书交易机制和碳交易机制引入到电源规划模型中,考虑规划期内系统收益、投资成本以及运行成本,建立了以规划期内系统净收益最大为目标的低碳经济电源规划模型,在传统约束条件的基础上,增加了可再生能源配额、出售或购买绿色证书数量和碳交易量等约束条件。利用离散细菌群体趋药性算法(discrete bacterial colony chemotaxis algorithm,DBCC)进行优化求解,对低碳经济电源规划与传统电源规划优化结果进行了对比分析,并在不同碳税水平、不同碳排放限额、不同可再生能源配额比例3种情况下进行了灵敏度分析。算例结果验证了上述模型和算法的合理性。

    2015年03期 v.39;No.376 655-662页 [查看摘要][在线阅读][下载 591K]
  • 促进负荷中心实现低碳发展的送电模式

    田鑫;孙彦龙;牛新生;朱秀波;赵光锋;

    以能源基地向负荷中心送电模式为问题核心,建立了送受两端系统的联合优化运行模型,将碳排放以经济成本的形式计入系统总运行成本,并以此为目标优化安排送受端系统机组及联络线的运行。结合锡盟送电至山东的规划参数对模型的应用进行了实例分析,结果表明通过合理安排送电模式,可充分利用受端系统的风电消纳空间,协助送端风电的消纳,在降低系统运行成本的同时有效促进电力系统的低碳化发展。

    2015年03期 v.39;No.376 663-668页 [查看摘要][在线阅读][下载 546K]
  • 考虑不确定因素下含充换储一体化电站的微网能量优化

    刘方;杨秀;时珊珊;张美霞;邓虹;郭鹏超;

    电动汽车直接接入电网并不能实现真正意义上的低碳,将电动汽车通过充换电站(battery charging-swapping station,BCSS)接入微网就地消纳可再生能源,并和储能电站(energy storage station,ESS)组成电动汽车充换储一体化电站(charging-swapping-storage integrated station,CSSIS)作为微网的储能系统,能够降低电动汽车对微网运行的影响,同时提高储能可调节容量。针对微网内风机、光伏的不确定性以及负荷的波动性,建立了基于机会约束规划的经济优化模型,以一定置信水平下满足备用需求作为可靠性约束,基于峰谷分时电价优化一体化电站和燃料电池出力,并确定联络线交互功率。对CSSIS充放电功率在BCSS和ESS之间进行分配时,应用滑动窗口法优先调度BCSS充放电,安排ESS承担剩余功率,从而使BCSS具有较稳定的运行环境,也为ESS提供可调节容量支撑。以一个具体微网为例验证了所提策略的有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 669-676页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
  • 微电网中混合储能模糊自适应控制策略

    熊雄;王江波;杨仁刚;叶林;

    针对网内间歇性电源输出功率的波动性,建立了以相邻时段间歇性电源输出变化和供需功率平衡为基础的评价指标。提出了基于小波包分解的混合储能充放电策略,以小波包分解的间歇性电源功率高、中频分量作为混合储能初始充放电值,利用供需不平衡功率对混合储能充放功率的进行第1次修正,利用混合储能系统当前充放电能力的模糊控制输出对充放功率的进行第2次修正。算例结果验证了所提策略的有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 677-681页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
  • 配电网故障情况下多微网互联能力分析

    于雷;陈奇芳;段力铭;刘念;张建华;

    配电网故障时,可以通过多微电网互联供电进行黑启动,恢复重要非故障区域的供电。并网时,微电网群工作在与配网同步的工作模式;配电网故障时,各微电网将分别工作在不同的孤网状态。由于微电网内部的微源特性、负荷特性等存在巨大差异,因而在多微电网互联实现配电网黑启动和非故障区域恢复供电之前,需要对多微电网的互联能力进行分析,以保证多微电网互联后微电网群的安全运行。从多微电网互联后系统的频率稳定和备用容量调节能力角度对多微电网的互联能力进行了分析,提出了相应的互联判据;搭建了仿真模型,对多微电网互联后的动态过程进行验证,结果验证为实现多微电网互联提供理论支撑。

    2015年03期 v.39;No.376 682-689页 [查看摘要][在线阅读][下载 436K]
  • 计及微网孤岛运行方式的配电网可靠性评估

    袁修广;黄纯;张磊;于浩明;

    提出了一种既适用于传统配电网络,也适用接入分布式电源的微网配电系统的可靠性评估方法。首先,依据微网孤岛运行方式对传统配电网故障分类方式进行了改进;其次,通过研究传统分布式电源与可再生分布式电源的发电特性,提出了各类分布式电源发电概率模型;最后,综合考虑甩负荷与切负荷2种情况,给出了微网孤岛运行时分布式电源对负荷供电的充裕度概率模型,并将其成功运用到含微网的复杂配电系统可靠性评估中。以RBTS-BUS6配电系统为例验证了所提评估方法的有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 690-697页 [查看摘要][在线阅读][下载 319K]

直流输电与直流电网

  • 多端直流输电系统主回路稳态参数计算

    傅峡舟;徐政;易潇然;

    基于两端直流输电技术的多端直流输电系统(multiterminal HVDC,MTDC)通过连接多个送端与多个受端,增大了单回直流线路的输送容量,在技术性和经济性上都具有很强的竞争力。主回路稳态参数计算是其系统设计的基础和重要环节。为此,首先分析了计算时需要考虑到的限制条件和直流系统运行方式。在此基础上,具体描述了主回路稳态参数计算的过程,并将其分为3个主要步骤:设定系统参数、稳态参数计算和无功校验。同时详细分析了每个步骤的计算方法。最后通过设计一个四端直流输电系统示例,验证了主回路稳态参数计算的有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 698-704页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
  • 多馈入高压直流输电系统的异常换相失败研究

    赵彤;吕明超;娄杰;邹亮;张黎;李庆民;

    分析了高压直流输电系统中换相失败的原理;提出了多馈入直流输电系统内同时或相继换相失败中潜在的异常换相失败现象。利用连续仿真方法,分析了因本地换流母线的不同故障水平而导致远端逆变器换相失败的可能性,并分析了不同交流系统强度和不同耦合阻抗下异常换相失败情况。通过3种典型故障水平下换流母线电压波形对比分析,并对故障后1个周期内B相电压进行傅里叶分析,得出3种故障水平下的直流分量及谐波情况,进而提出异常换相失败现象发生的根本原因是故障后电压波形中含有较大的直流分量与低次谐波。通过分析多种故障水平下直流分量、谐波含量以及电压幅值下降特点,提出电压和谐波畸变参考量,用于判断异常换相失败的严重程度。

    2015年03期 v.39;No.376 705-711页 [查看摘要][在线阅读][下载 399K]

智能用电技术

  • 智能配用电多业务汇聚的通信带宽预测

    徐志强;陆俊;翟峰;张闯;龚钢军;

    针对智能配用电业务增多带来的业务断面通信带宽预测复杂性问题,提出一种基于混合业务排队论模型的汇聚节点业务断面通信带宽预测方法。首先分析了智能配用电4类业务的通信服务质量要求及其业务汇聚流特性;其次分别通过业务服务质量指标的排队论参数映射和4类业务汇聚流的排队论到达速率计算,构建了混合业务汇聚流排队论带宽预测模型;最后在带宽预测模型基础上,提出了变电站汇聚节点业务断面的混合业务排队论最优传输效率带宽预测计算方法。以湖南省电力公司通信网"十二五"规划使用算例为实验数据,分析了所提方法预测带宽和业务服务质量(延迟和丢失率)指标的定量关系,通过与弹性系数带宽预测方法进行对比分析,验证了所提方法的有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 712-716页 [查看摘要][在线阅读][下载 405K]
  • 基于分时电价的智能家电控制方案

    付蔚;敬章浩;罗志勇;黄修谋;吴有义;

    为利用需求响应(demand response,DR)技术削减配电小区峰谷负荷差,改善负荷曲线,提出一种基于分时电价的智能家电管理控制方案。首先,针对各家电设备运行规律不同的特点,抽象出3种家电负荷类型,并建立对应类型的控制模型及DR策略;其次,按照分时时段对分时电价信息进行模糊化处理,得到电价优先级,针对DR事件(需求响应最大限制负荷、需求响应时间、可中断负荷时长等),引入DR控制规则和预调度机制;最后,对控制调度队列中家电的调度顺序进行切换和实施控制,以实现峰谷负荷的均衡。通过仿真算例对比分析了预调度与正常DR调度对电网负荷的均衡效果和经济效益,结果表明,控制方案能减少用户的整体费用支出和缓解电网负荷,因而是可行且合理的。

    2015年03期 v.39;No.376 717-723页 [查看摘要][在线阅读][下载 700K]
  • M/G/k排队模型在电动出租汽车充电站排队系统中的应用

    张维戈;陈连福;黄彧;牛利勇;黄梅;张帝;时玮;

    针对电动出租汽车充电站排队系统,通过对电动出租汽车到站时间和充电服务时间实际调查数据的统计分析,得出了车辆到站时间间隔服从负指数分布和充电服务时间服从正态分布的结论,给出了电动出租汽车充电站排队系统类属M/G/k排队模型的数学依据,并对M/G/k排队模型和M/M/k排队模型进行了对比分析。在相同的输入条件下,M/M/k排队模型和M/G/k排队模型中系统运行指标的明显差异表明二者在电动出租汽车充电站排队系统中不能通用。针对电动出租汽车充电站M/G/k排队系统,分析了电动出租汽车到站SOC数学特征对排队系统的影响,并提出了改善系统运行指标、提高系统服务能力的相应措施。

    2015年03期 v.39;No.376 724-729页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]

新能源与分布式发电

  • 考虑风电场灵活性及出力不确定性的机组组合

    刘斌;刘锋;王程;梅生伟;魏韡;

    大规模并网风电的出力不确定性及反调峰特性给电力系统运行,尤其是机组组合的安全可靠性、经济性带来了严峻的挑战。合理构建风电出力不确定性模型,并将新的优化方法,如随机优化、鲁棒优化等应用到机组组合中已成为当前的研究热点。首先对风电场潜在调节能力进行了探讨,提出了一种新的风电调度模式及相应的机组组合模型。风电场在新的调度模式下将转变为一个"灵活"的参与者,而机组组合模型同时计及了风电场出力的不确定性。然后,以修订后的IEEE 39节点系统为基本算例对所提方法进行了仿真分析,结果表明所提出的方法可有效地提高电力系统运行的整体性能。此外,所提方法还可用于评估系统对风电的接纳能力。

    2015年03期 v.39;No.376 730-736页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
  • 采用信息熵和组合模型的风电机组异常检测方法

    颜永龙;李剑;李辉;孙鹏;张晓萌;

    充分利用现有数据采集与监控系统的数据是当前提高风电机组运行可靠性最迅速、有效的方式。首先根据风电场数据采集与监控数据,确定了风电机组状态参数和监测数据的风速范围;其次,建立了分别基于反向传播神经网络和最小二乘支持向量机的单项模型,分析了各单项模型的权重分布,并建立了较优的组合预测模型;最后,引入信息熵的概念对残差数据进行了处理,提出了风电机组状态参数的异常检测方法。验证结果表明,所提方法能准确检测出不同风电机组的发电机轴承温度异常,同时为风电机组的异常识别、故障预警奠定了基础,可为风电场工作人员制定维修策略提供参考信息,具有重要的工程价值。

    2015年03期 v.39;No.376 737-743页 [查看摘要][在线阅读][下载 688K]

电力系统

  • 基于拟蒙特卡罗方法的电力系统可靠性评估

    侯雨伸;王秀丽;刘杰;郭静丽;唐伦;

    针对电力系统可靠性评估中蒙特卡罗方法误差收敛相对较慢的特点,将以低偏差点列抽样的拟蒙特卡罗方法应用于可靠性评估中。介绍了拟蒙特卡罗方法的原理,并在误差分析方面与蒙特卡罗方法进行比较。进一步介绍了Sobol低偏差点列的构造方法。建立了以Sobol点列为抽样点的拟蒙特卡罗模拟可靠性计算模型,并与重要抽样法相结合。对3机系统和RTS79测试系统分别进行标准非序贯蒙特卡罗模拟和Sobol点列拟蒙特卡罗模拟,计算指标EDNS与LOLP,并比较误差收敛曲线。结果表明,拟蒙特卡罗方法进行可靠性计算,EDNS和LOLP指标具有更快的误差收敛速度。该方法可作为电力系统可靠性计算的一种新思路。

    2015年03期 v.39;No.376 744-750页 [查看摘要][在线阅读][下载 798K]
  • 可控串补接入电力系统的运行可靠性研究

    程林;孙元章;杨琨;张爽;高峰;宋云亭;曾平良;

    建立在概率论与数理统计基础之上的传统可靠性评估方法不能准确反映重载条件下可控串补的接入对输电系统可靠性的影响。结合静态电压稳定中的P-V特性曲线、过负荷保护的动作阀值及停运概率随线路潮流变化的输电线路运行可靠性模型,从运行可靠性的角度提出了含串联补偿装置的输电线路运行可靠性模型,分析了串联补偿对输电线路停运概率随潮流变化曲线的影响。算例通过分析不同补偿度条件下的系统供电可用率,表明若线路长期处于重载运行,增加串联补偿环节可以提高系统的供电可靠性。

    2015年03期 v.39;No.376 751-756页 [查看摘要][在线阅读][下载 657K]
  • 考虑瞬时性峰值负荷特性的配电网可靠性规划

    冯明灿;谢宁;王承民;李宏仲;曾平良;黄镔;

    随着电力系统的不断发展,瞬时性峰值负荷特性作为一种新的负荷特性,对供电可靠性的影响越来越大,在规划过程中已经不能被忽略。为了解决以经济性最优为目标的传统配电网规划造成的可靠性较低的问题,首先对瞬时性峰值负荷的负荷特性进行定量描述,并提出它的基本概念。进而根据瞬时性峰值负荷值对变电站最佳供电半径进行修正,建立等值变电站。然后根据等值变电站进行变电站互联,以距离最小互联成本最小为目标完成考虑瞬时性峰值负荷的配电网可靠性规划。某地区配电网的规划算例验证了该方法对提高供电可靠性的正确性和有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 757-762页 [查看摘要][在线阅读][下载 514K]
  • 辐射状配电线路串联和并联补偿的兼容性

    杨尚瑾;许海;宋晓通;李欣;

    长距离、重负荷的辐射配电线路受电端电压偏低,影响供电电压质量,串联补偿和并联补偿都是解决这一问题的途径。串、并联补偿的同时投入可能会产生相互抵消的效果,因此有必要对二者的兼容性进行研究。以负荷点电压随串联补偿度变化曲线作为分析工具,首先分析仅末端带有负荷的辐射配电线路,得出了串、并联补偿的兼容性规律;进而通过对某66 k V配电网的仿真计算,证明该兼容性规律对带有多个负荷点的线路也具有适用性;同时,引出串联电容过补偿+并联电抗及串联电抗+并联电容过补偿的串、并联补偿配合方式,可大幅提高受电端电压。

    2015年03期 v.39;No.376 763-768页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]
  • 配电网开关站高可靠性接线模式比较研究

    宋若晨;杨菁;唐勇俊;徐文进;沈阅;

    由于开关站传统接线模式难以适应城市重要地区的可靠性需求,文中介绍了3种满足"N-2"安全准则的新型开关站接线模式,以及它们在各种状态下的运行方式、开关站供电能力和线型选择的匹配关系、保护配置方案等。然后利用单位负荷最小年费用法对开关站的各种接线模式进行了经济性指标比较。为了精确量化新型接线模式的可靠性优势,提出一种考虑高阶失效事件并计及负荷转移耗时的算法,并应用于可靠性分析。对各模式的负荷转移能力、出线间隔利用率也进行了比较。最后,总结了3种新型接线模式的适用场景。

    2015年03期 v.39;No.376 769-775页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
  • 逐步回归模型在互联电网主振模式辨识中的应用

    林波;吕林;刘俊勇;刘友波;温丽丽;

    针对联络线频发的有功潮流区间振荡,提出一种基于逐步回归模型的在线WAMS主振模式辨识方法。首先基于Prony算法抽取区域联络线WAMS有功轨迹或仿真轨迹中的振荡模式,接着以Prony算法所辨识出的模式参数构造解释变量全集并建立起多元线性化回归模型,通过逐步回归算法以循环迭代方式从解释变量全集中逐一增加和删除解释变量,求解满足回归方程和参数显著性的解释变量子集,最终以回归模型的参数显著性结果 sig值作为振荡模式重要性排序标准,自动确定联络线功率振荡主振模式,为进一步制定相关控制措施提供支持。最后,通过测试模型算例和四川电网实际系统振荡轨迹分析计算表明:所提方法能够自动辨识受扰系统联络线振荡轨迹主振模式,并且算法对噪声信号有较强鲁棒性,验证了所提模型方法的可行性和有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 776-782页 [查看摘要][在线阅读][下载 706K]
  • 基于虚拟同步发电机原理的模拟同步发电机设计方法

    侍乔明;王刚;付立军;徐力;陈宇航;蒋文韬;

    传统模拟同步电机组主要采用原动机拖动同步发电机旋转发电来实现,该方法虽能更有效地模拟电网中同步电机组的电磁耦合特性,但存在控制系统复杂、系统灵活性差、实现成本高等不足。为此,基于虚拟同步发电机控制原理提出了一种模拟同步发电机组设计方法。该方法利用滤波电抗等效代替同步发电机组电枢电阻及同步电抗,通过控制系统实现对同步发电机组惯性特性、频率响应特性及调压特性的有效模拟。该方法简化了模拟风电并网实验系统的设计,具有较强的灵活性和可行性。设计了一套容量为20 k VA的模拟同步发电机组,并基于已有的模拟风电机组实验平台构建了一套模拟风电并网实验系统。在负荷功率扰动条件下,利用Matlab/Simulink仿真结果与实验结果进行对比,验证了所提模拟同步发电机组设计方法的有效性及在风电机组频率响应控制研究中应用的可行性。

    2015年03期 v.39;No.376 783-790页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K]
  • 计及直流功率日调节次数约束的交直流系统无功优化实用化方法

    张元;刘明波;李清;

    目前大多数交直流混联系统无功优化计算方法还无法考虑直流输电功率调节次数限制,影响了无功优化计算的实际应用。将计及直流功率日调节次数限制的交直流系统无功优化问题的求解分解为96个时间断面的连续无功优化计算、直流输电功率曲线的阶梯化和在确定各个时段直流输电功率情况下的连续无功优化计算3个阶段,较好地解决了交直流混联系统无功优化计算工程化问题。最后用南方电网500 k V主网架系统数据进行了测试,验证了该算法的合理性。并分析了不同直流功率日最大调节次数取值对无功优化计算的影响。

    2015年03期 v.39;No.376 791-796页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K]
  • 计及网络约束的有序用电综合决策方法

    彭勃;邱一苇;陈俊全;吴浩;宋永华;

    有序用电是缓解高峰时期电力不足的重要手段,为此提出了周前有序用电综合决策模型。综合了基于用户负荷形态以及参与意愿的4种错避峰手段,考虑了负荷的网络分布以及线路阻塞,利用改进的直流潮流方法近似考虑了网损,建立了以有序用电错避峰手段补偿成本最小及网损最小为目标的多目标优化模型。通过只考虑高峰时段约束等求解策略缩减求解时间。算例分析表明,本模型可以基于用户负荷特性制定个性化的有序用电方案,通过时间与空间维度的有序用电实现对有限的电力资源的优化配置,在消纳用电缺口的同时降低网损、消除网络阻塞,提高了电网运行的安全性与经济性。

    2015年03期 v.39;No.376 797-803页 [查看摘要][在线阅读][下载 411K]
  • 基于模块化回声状态网络的实时电力负荷预测

    肖勇;杨劲锋;马千里;阙华坤;王家兵;秦州;

    电力负荷预测特别是实时电力负荷预测是电力系统规划的重要组成部分,也是电力系统可靠、经济运行的基础。针对回声状态神经网络在实时负荷预测中存在易受噪声影响、鲁棒性不强、不稳定的问题,提出了将基于模块化回声状态网络的方法应用于实时电力负荷预测中。根据输入时序数据所引起的储蓄池内部状态的相似性对储蓄池空间进行模块划分,将此高维空间划分为多个子模块,针对每一个模块训练一个读出器,最后把各个模块的输出结果集成输出。利用模块化回声状态网络模型,对大客户的实时负荷数据进行预测,并与几种短期负荷预测模型进行精度和稳定性的对比实验,结果表明,模块化回声状态网络在实时负荷预测中既提高了预测精度,又增强了预测的稳定性和泛化性能。

    2015年03期 v.39;No.376 804-809页 [查看摘要][在线阅读][下载 775K]
  • 基于寿命数据的电力变压器经济寿命预测

    王慧芳;赵婉芳;杜振东;兰洲;何奔腾;

    电力设备经济寿命的定量预测能为设备运维决策和电网规划提供依据。构建了以年等值成本最低为依据的变压器经济寿命预测模型。为计算模型中的关键参数,将变压器的全寿命数据进行分类和关键数据提取,采用无分布的比例故障率模型和蒙特卡洛模拟法计算得到故障率和停机持续时间的概率分布。然后分析经济要素,在计算电力变压器的年度检修成本、年度中断成本和年度运行成本的基础上,实现了电力变压器经济寿命的定量预测。最后以一台实际的220 k V现役变压器为例,按照所建立的预测模型进行了经济寿命预测的实证研究,结果表明预测模型不仅能有效利用设备寿命数据,而且预测结果合理,对变压器的运维决策,以及未来变电站的规划改造具有指导意义。

    2015年03期 v.39;No.376 810-816页 [查看摘要][在线阅读][下载 703K]

电能质量

  • 树状分布的多谐波源治理系统解耦与稳定性寻优

    江友华;王林;曹以龙;

    考虑到配电网内多谐波源及其治理装置成为多目标、非线性的耦合系统,为此将研究多谐波治理系统的解耦与稳定性。首先采用可拓学物元理论及非干预式策略实现多谐波源耦合权重的量化,然后在物元节点形成的树形拓扑上建立起多谐波源治理系统的关联矩阵,并采用雅克比矩阵的非线性反馈理论实现关联矩阵降阶或关联系数降低。在此基础上,运用改进型粒子群算法实现了解耦结果的稳定性寻优。最后,通过仿真模型,验证了多谐波源治理系统解耦算法与稳定性寻优策略的可行性。

    2015年03期 v.39;No.376 817-822页 [查看摘要][在线阅读][下载 536K]
  • 考虑用户定量需求的优质电力园区DVR优化配置

    刘阳;肖先勇;刘旭娜;汪颖;

    优质电力园区是针对区域性高品质供电问题的一种有效解决方案,其中定制电力设备配置方案的确定是园区规划建设的重要内容。针对园区中动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的配置问题,提出一种考虑用户短时电压质量定量需求的DVR优化配置策略。基于过程抗扰时间和物理参数变化曲线,将用户对过程运行状态需求映射为短时电压质量需求,实现用户需求量化;以DVR投资最少为目标,满足用户需求为约束,建立DVR优化配置模型,用Tabu搜索算法求解,得到优化配置方案。对典型园区的仿真结果表明,该方法所得配置方案经济、可行,能在满足用户短时电压质量定量需求的同时,保证DVR投资最少。

    2015年03期 v.39;No.376 823-828页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K]
  • 新型大功率级联式二极管H桥整流器

    王聪;王畅;蒋向北;程红;

    针对传统中压变频器中移相变压器体积大、接线多、重量大的问题,提出了一种级联式多电平整流电路拓扑。该拓扑无需采用工频移相变压器,而是由二极管整流桥和级联Boost电路模块单元构成,可实现单位功率因数整流、级联模块单元的稳压输出和均压控制。讨论了拓扑的基本工作原理、稳态特性,对其关键参数(升压比,负载不平衡度和电感值)进行了推导,并给出了相应的控制策略。仿真与实验结果验证了所提拓扑和控制策略的可行性。

    2015年03期 v.39;No.376 829-836页 [查看摘要][在线阅读][下载 1157K]
  • 交错并联反激式三电平逆变器

    李磊;项泽宇;胥佳梅;

    传统Flyback逆变器应用在高电压、大功率场合时常会存在电压应力过大等问题。为此,在传统反激逆变器拓扑中引入二极管箝位多电平技术,提出了一种交错并联反激式三电平逆变器。分析了该拓扑的工作原理,推导了输入与输出的关系,并分析了该逆变器的外特性,给出了电路中主要参数的计算方法。仿真和实验结果验证了所提拓扑的可行性。

    2015年03期 v.39;No.376 837-842页 [查看摘要][在线阅读][下载 753K]
  • 空间矢量变环宽滞环电流控制方法

    杨仁增;张光先;赵学良;

    提出了一种适用于电压源型逆变器的变环宽空间矢量滞环电流控制方法。该方法借助传统空间矢量的调制方法,从参考电压矢量的瞬时采样位置获取滞环控制器的滞环宽度。基于逆变器零电压矢量对应的误差电流调整a轴b轴2个多阶滞环比较器的滞环宽度,由滞环比较器的输出值根据开关矢量表确定下一控制周期的逆变器输出电压矢量。该滞环控制器维持了空间矢量滞环控制器动态响应迅速,系统对负载参数变化的不敏感,优选相邻空间电压矢量输出等特点。与固定环宽的空间矢量滞环控制器相比,该方法简化了空间矢量滞环控制器的滞环参数整定过程,提高了控制器的动态性能。仿真及实验算例验证了所提方法的可行性。

    2015年03期 v.39;No.376 843-849页 [查看摘要][在线阅读][下载 583K]

自动化

  • 基于改进拉普拉斯分值的开关柜故障特征选择和诊断方法

    周念成;周川;王强钢;张静;李题印;

    为及时发现和预防开关柜的故障缺陷,设计了开关柜故障诊断特征量监测方案,选取反映开关柜绝缘、机械、温升和电弧等不同类型故障的特征量作为诊断指标,以获得开关柜故障原始特征集合;通过引入权重因子,对拉普拉斯分值和费舍尔分值进行加权,前者表征特征子集对邻近样本的局部保持能力,后者表征特征子集对非邻近样本的全局分离能力,从而形成改进的拉普拉斯分值对故障特征量重要度进行排序;利用模糊支持向量机分类器对特征子集进行校验,进而得到最优的开关柜故障特征子集;通过马氏距离量化故障特征量与标准样本的相似度,由此实现开关柜的故障诊断。通过对某开闭所中开关柜监测数据的实例分析,验证了提出方法的正确性。

    2015年03期 v.39;No.376 850-855页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K]
  • 一种计及MOV动作特性的串联补偿线路故障位置识别方法

    张金虎;徐振宇;杨奇逊;

    串联补偿设备中的串联电容通常采用金属氧化物变阻器(metal oxide varistor,MOV)作为其主保护。MOV具有典型的非线性特征,故障后其会对串联补偿设备等值阻抗产生较大的影响。而传统基于模型参数的故障位置识别方法均未考虑故障后MOV动作特性对串联补偿设备等值阻抗的影响。根据Goldsworthy大量实验测试结论,提出了一种新的、基于模型参数的串联补偿线路故障位置识别方法。该方法从原理上计及了故障过程中MOV的动作特性对串联补偿线路阻抗的影响;而在实现过程中其又无需知道串联补偿装置的相关参数和具体工作状态,而仅通过采样值的数字运算就能得到准确的故障位置识别结果。与传统算法相比,该方法在整个故障过程中均能得到稳定的判断结果。通过EMTDC/PSCAD和MATLAB软件仿真计算验证了该方法的准确性和有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 856-861页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K]
  • 智能高压开关设备可靠性自评估方法

    刘有为;肖燕;

    基于传感器信息,就地自主完成运行可靠性和控制可靠性评估是智能高压开关设备的核心技术之一。文章将评估分成2步:首先评估单个传感器信息,然后在此基础上完成多传感器的综合评估。针对步骤一,讨论了"阈值法"、"趋势法"和"指纹法",并为每个传感器信息选择其中一种合适的方法。在步骤二中,首先深入分析了传感器信息之间的独立性,提出3种可能的关联关系,并用于计算综合评估结果,其中,分析方法中那些与特定传感器值对应的可靠性用经验值代替,从而使分析方法变得可以执行。最后,给出了2个应用案例,案例的自评估结果与专家评估结果相一致,从而验证了所提自评估方法的有效性。

    2015年03期 v.39;No.376 862-866页 [查看摘要][在线阅读][下载 333K]

高电压技术

  • 交直流电场对雨凇覆冰特性的影响研究

    陈吉;蒋兴良;郭钢;舒立春;邓雪茹;

    雨凇会严重影响输电线路的安全运行因而受到国内外电力部门的重视,虽然对雨凇的研究有近50 a的历史,但大多数试验都未考虑带电覆冰的实际意义,也没有深入对比研究交流与直流电场对雨凇覆冰特性的影响;利用人工气候实验室模拟了不同电场类型、电场强度下的LGJ-185/25导线雨凇覆冰,研究并对比了交直流电场对雨凇形态、气泡含量,覆冰质量以及覆冰密度等参数的影响机理,结果表明:随着交直流覆冰场强的增加,雨凇冰柱形态、覆冰质量和冰密度会先增大后减小,雨凇气泡含量和粗糙度会逐渐增加;相比交流电场而言,直流场中仅雨凇冰柱的气泡含量较交流场更多,其他参数均较交流电场雨凇覆冰更小;所得结论可为探求交直流电场对雨凇覆冰特性的影响机理提供参考。

    2015年03期 v.39;No.376 867-872页 [查看摘要][在线阅读][下载 792K]
  • 交流输电线路附近民房曝露处工频电场计算

    吴桂芳;谢莉;王勋;赵志斌;

    电网大规模发展使得输电线路邻近民房不可避免,公众对输电线路工频电场及其效应的关注和投诉已成为不容忽视的问题。在环保管理日益严格的形势下,研究交流输电线路附近民房曝露处工频电场分布规律,为线路设计和环境影响评价提供技术依据。首先用理论公式分析了民房电导率和电容率对工频电场的影响,然后用ANSYS软件建立了交流输电线路邻近民房时的工频电场三维计算的精确模型;在试验线段附近搭建了模拟民房,对其工频电场进行了模拟测试和计算。结果表明在计算交流输电线路附近民房周围的工频电场时,可采用静电场的方法建立模型,近似认为民房为理想导体,民房模型的电位为零;利用有限元方法精确建立交流输电线路附近民房模型进行三维工频电场的计算,与实际测量结果误差较小,可运用于实际工程中。

    2015年03期 v.39;No.376 873-878页 [查看摘要][在线阅读][下载 706K]

  • 声明

    <正>最近,我编辑部不断收到作者的电话和邮件,询问自己收到的论文录用通知是否由我编辑部发出。在此,我编辑部郑重声明:我刊从未与任何机构和个人合作代理投稿事宜,也没有其他分部,我刊录用的稿件必须由作者本人亲自上传,经严格审查并由编辑联系修改后方能录用,且不收任何费用,凡声称缴费后可刊登论文的均非我编辑部所为,编辑也不会通过QQ、微信等方式与作者联系。为避免损失,请作者投稿务必通过我刊唯一官网:www.dwjs.com.cn,注册后按要求上传稿件,稿件处理进程可自行查看,编辑

    2015年03期 v.39;No.376 600页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
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