电网技术

低碳电力技术

  • 规模化储能技术典型示范应用的现状分析与启示

    胡娟;杨水丽;侯朝勇;许守平;惠东;

    规模化储能技术作为能源结构调整与节能减排的支撑技术和关键推手,在发输配电、电力需求侧、辅助服务以及新能源接入等领域有着广阔的应用前景。国内外开展并建成了数百项MW级及以上的多种新型储能示范工程,应用领域涉及可再生能源、分布式发电与微网、输配电以及辅助服务等。文中通过对国内外已建规模化储能示范的基本概况分析,重点讨论实现规模化示范应用的储能技术类型以及学术界和工程界聚焦的应用领域;从示范功能、主要技术以及资助情况等角度,梳理不同应用模式对储能技术的性能需求与技术关注点;基于储能相关政策解析,分析其对储能技术实现规模化应用的促进与推动作用。同时,给出了上述分析结果对我国储能产业化发展的启示。

    2015年04期 v.39;No.377 879-885页 [查看摘要][在线阅读][下载 613K]
  • 海岛光储直流微电网自治控制策略

    毕大强;范柱烽;解东光;任先文;

    针对海岛光储直流微电网系统,设计了一种基于电压幅值的控制策略。以直流母线电压幅值为判定基准,将控制策略设置成不同模式。利用直流母线电压变化量作为系统模式的切换基准,无需控制器间进行通信连接,提高了系统的自治性、可靠性与经济性。在不同模式中合理调节变流器的工作方式,维持直流母线电压恒定,实现能量最优利用和系统稳定工作。针对海岛淡水短缺问题,设计了可控海水淡化负荷的投切控制,在改善海岛内的淡水供应的同时,辅助系统功率调节。实验结果实现了工作模式的平滑切换,验证了提出方法的有效性和正确性。

    2015年04期 v.39;No.377 886-891页 [查看摘要][在线阅读][下载 575K]
  • 基于电压下垂法的直流微电网混合储能系统控制策略

    文波;秦文萍;韩肖清;王鹏;刘家赢;

    以稳定直流母线电压和优化蓄电池工作过程为目的,提出了一种基于电压下垂法的直流微电网混合储能控制策略。该控制策略根据直流母线电压信息,利用超级电容快速补偿母线功率缺额的高频部分;通过蓄电池对超级电容进行能量补充,间接补偿母线功率缺额的低频部分;利用超级电容电压不能突变的特点,实现对蓄电池电流的平滑控制。控制系统以直流母线电压、超级电容电压及蓄电池荷电状态为判断条件,自动切换工作模式。实验表明,该控制策略可自动调节蓄电池和超级电容出力,维持直流母线电压在额定值附近小范围波动,有效地减小了蓄电池充放电次数,延长其使用寿命。

    2015年04期 v.39;No.377 892-898页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K]
  • 磷酸铁锂电池容量衰退轨迹分析方法

    时玮;姜久春;张言茹;杨玉青;段瑶娟;刁伟萍;

    以A123系统公司出品的2 200 m A×h磷酸铁锂电池为研究对象,以3C电流倍率25℃常温条件下满充满放进行了3 500次循环,同时每200个循环测试1C电流倍率条件下的充放电曲线、内阻衰退情况、容量衰退情况、OCV-SOC曲线以及1/20C电流倍率条件下的d Q/d V峰值曲线变化情况。为了验证上述容量衰退机制的分析方法,将3 500循环后的A123磷酸铁锂电池在手套箱中拆解并组装成扣式半电池,正极半电池与负极半电池的测试结果以及拆解前后的容量匹配分析验证了上述容量衰退分析方法的正确性和有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 899-903页 [查看摘要][在线阅读][下载 1154K]
  • 含光伏源的微电网孤岛/联网平滑切换控制策略

    张腾飞;黎旭昕;

    以含光伏源的微电网为研究对象,针对微电网孤岛运行模式与联网运行模式的切换以及微电网在不同运行模式下不同控制策略之间的切换,提出了一种基于PQ控制器初始输出状态对V/f控制器输出状态同步跟随的平滑切换方法,改进了传统的预同步控制器,最后分析了在给定参数下电压电流双环控制系统的性能和输出阻抗。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 904-910页 [查看摘要][在线阅读][下载 567K]
  • 基于阻抗适配的独立光伏系统协调控制方法

    郑颖楠;张晓军;于民柱;

    以独立光伏发电协调控制系统为研究对象,为了减少系统工作模式转换带来的控制结构切换问题,在动态等效阻抗匹配法的基础上改进提出了阻抗适配法,实现了一种无需系统结构改变的双模式转换协调控制技术。特点是通过对光伏电池等效内、外阻抗的适配,能使光伏电池根据需要连续调节输出功率,完成最大功率跟踪与负载跟踪模式的平滑转换。系统中的双向变换器工作在稳压模式;协调控制系统不需切换判断逻辑,实现相对简单。最后通过实验验证了所提策略的有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 911-915页 [查看摘要][在线阅读][下载 647K]
  • 单相光伏并网逆变器的反步滑模控制策略

    游国栋;李继生;侯勇;赵春东;

    为了克服光伏并网逆变系统受外界干扰和系统参数的不确定性等多种因素的干扰,以逆变器的输出滤波电容电压及其导数为状态变量,将反步法和滑模控制相结合,提出了基于反步滑模控制的光伏并网逆变器控制策略。推导了具有参数不确定和外界干扰情况下的逆变器的反馈控制律。为了获取光伏阵列的全局最大功率点(maximum power point,MPP),提出了一种基于改进粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方法,将占空比分为两部分进行初始化,建立了光伏阵列运行功率与占空比之间的线性关系。仿真和试验结果验证了所提控制策略的有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 916-923页 [查看摘要][在线阅读][下载 818K]
  • 光伏防孤岛保护检测标准及试验影响因素分析

    吴盛军;徐青山;袁晓冬;李强;柳丹;

    随着光伏发电的快速发展,完善光伏并网技术要求保障并网光伏安全稳定运行越显重要。光伏防孤岛保护是光伏发电系统必备的保护功能,国内外光伏标准在孤岛保护方面有差别,国内的防孤岛检测标准尚不完善。在光伏孤岛理论基础上推导了2种孤岛检测算法的盲区,通过分析不同的光伏孤岛检测标准和检测盲区关系,得出了频率和电压的保护阈值。负载品质因数以及孤岛检测算法的参数设置会影响光伏防孤岛保护试验,并采用仿真算例验证了以上因素对孤岛试验结果的影响。最后用一个实测的孤岛试验案例说明了标准差异的结果和孤岛检测的必要性,从而为光伏防孤岛保护试验和标准完善提供参考。

    2015年04期 v.39;No.377 924-931页 [查看摘要][在线阅读][下载 749K]
  • 微网逆变器并联运行的改进下垂控制策略

    姚骏;杜红彪;周特;谭义;

    逆变器并联系统采用有功-电压频率(P-f)和无功-电压幅值(Q-U)下垂控制方法实现功率均分时,由于采用固定下垂参数,输出电压精度与功率均分效果之间存在矛盾;同时负荷发生剧烈突变时易造成输出电流振荡,从而影响系统的稳定运行。此外,为获得稳定准确的系统功率输出,功率计算环节须引入低通滤波器,低通滤波器的延迟特性将会对系统的动态性能产生影响。为此,提出了一种改进的逆变器自适应下垂控制方法,该方法在传统控制方法基础上分别引入功率与下垂系数的一次函数项和功率与时间的微分项,既实现了下垂系数随功率变化的自适应调节,又及时反映出功率的变化趋势,有效提高了系统的稳定运行性能和动态响应能力。实验结果验证了所提方法的有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 932-938页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K]

智能用电技术

  • 基于主从博弈的智能小区代理商定价策略及电动汽车充电管理

    魏韡;陈玥;刘锋;梅生伟;田芳;张星;

    智能电网的负荷包括传统负荷和主动负荷,我国配电网侧的主动负荷主要由电动汽车构成,功率需求随电价变化是其重要特点之一。随着电动汽车的普及,代理商将在小区电动汽车充电管理中扮演重要角色。如何制定代理商的定价与购电策略,实现代理商与电动汽车车主双赢,成为重要的研究课题。基于以上原因,提出了一种未来智能小区代理商的定价及购电策略,将代理商和车主各自追求利益最大化建模为主从博弈。该模型亦可为研究电动汽车参与的需求侧响应提供重要的借鉴。另外,还进一步通过Karush-KuhnTucker最优性条件和线性规划对偶定理将此博弈模型转化为混合整数线性规划问题进行求解,最终获得全局最优的定价策略。

    2015年04期 v.39;No.377 939-945页 [查看摘要][在线阅读][下载 465K]
  • 考虑风电消纳能力的高载能用户错峰峰谷电价研究

    崔强;王秀丽;王维洲;

    提出了一种通过需求侧管理激励负荷侧的高载能企业参与调峰,提高系统风电消纳能力的错峰峰谷分时电价机制。考虑了高载能企业转移负荷能力差的特点及其对峰谷分时电价时段连续划分的诉求,建立了相应的峰谷时段连续划分的错峰用电模型,并以提高系统谷时风电消纳能力为目标建立了错峰峰谷电价决策模型。通过解耦时段划分与电价优化,设计了2步优化方法求解峰谷时段与电价综合优化模型。错峰峰谷电价避免了传统多峰时段峰谷电价对用户的频繁扰动,更加适合高载能企业等大用户的生产特点。通过协调各用户的峰谷时段划分,减少峰时段时长,减轻了高载能企业电力成本压力,提高了参与调峰的积极性。

    2015年04期 v.39;No.377 946-952页 [查看摘要][在线阅读][下载 683K]

直流输电与直流电网

  • 直流系统保护对交流故障的响应机理与交流故障引发的直流系统保护误动分析

    李佳曼;蔡泽祥;李晓华;赵建宁;周全;王海军;张胜慧;吕金壮;

    针对交直流混联系统中直流保护在交流系统故障时误动的问题,基于某特高压直流系统的数字实时仿真系统(RTDS),研究交流故障下直流系统的暂态响应特征。从交流故障与直流故障的相似性、直流保护原理和整定方法的不完善性两方面揭示了直流保护对交流故障的响应机理。基于直流保护对交流故障的响应机理,全面梳理出在原理上能反映交流故障的直流保护类型。结合某特高压直流系统的RTDS实验数据,详细分析了两侧交流系统故障时的低电压特征以及电流失衡特征所引发的直流保护误动情况。深入分析了交流故障下直流低电压保护、阀组差动保护以及桥差保护的误动机理,并提出相应的改进建议,为直流工程的更合理运行提供指导。

    2015年04期 v.39;No.377 953-960页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K]
  • ±800kV特高压直流不同型式跳线电气特性的比较分析

    毛艳;鞠勇;李庆峰;刁雪东;张学军;邓桃;

    现有±800 k V特高压直流输电线路耐张塔大多采用鼠笼式或铝管式刚性跳线,而刚性跳线金具是线路金具结构中最为复杂的部分,实际运行中发现由耐张塔跳线引起的电晕放电现象比直线塔严重。为比较分析±800 k V特高压直流典型耐张塔不同型式跳线的优劣性,应用三维有限元分析软件,分别仿真计算了鼠笼式刚性跳线、铝管式刚性跳线和软跳线3种型式跳线的电场分布情况。同时,基于国家电网公司特高压直流试验基地,开展了可见电晕试验和电磁环境影响试验研究。研究结果表明:鼠笼式刚性跳线和软跳线的电场特性基本相当,铝管式刚性跳线的电场强度稍高;鼠笼式刚性跳线所采用的间隔棒的可见电晕试验完全满足最高工作电压要求;鼠笼式刚性跳线和软跳线的可听噪声、无线电干扰、可见电晕和地面合成电场测试结果基本相当,无明显差异。该研究成果可为后续的±800 kV直流输电线路金具、导线表面最大场强控制值要求和耐张塔设计提供参考。

    2015年04期 v.39;No.377 961-967页 [查看摘要][在线阅读][下载 1170K]
  • VSC-HVDC中直流换流器的比例积分-准谐振-重复控制策略

    操丰梅;朱喆;张效宇;韩健;陈建卫;司喆;陈俊;许树楷;

    为解决交流电网不平衡和畸变导致电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based high voltage DC transmission,VSC-HVDC)的交直流侧电能质量恶化问题,提出单正序同步旋转坐标系下的d、q轴电流分量的比例积分-谐振控制-重复控制的混合控制策略。通过使有功功率的瞬时波动为零获得了网侧电流正负序分量参考值的表达式,进而利用比例积分控制器控制正序电流分量、谐振控制器控制负序电流分量,而利用重复控制用于抑制交流电网谐波的影响。进一步分析了采样频率与被控信号频率的比值为非整数时对重复控制的影响,进而提出基于线性插值的实际采样点对应的反馈信号的估计方法,以改善重复控制的性能。详细的仿真结果证明了所提出的混合控制策略的正确性和有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 968-976页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
  • 基于选择性定频积分逼近调制策略的MMC子模块不对称运行控制方法

    吉宇;梅军;方太勋;郑建勇;杜晓舟;马天;姜田贵;

    针对模块化多电平变换器子模块不对称运行问题,提出了一种基于选择性定频积分逼近的PWM调制策略。变换器由于元件损坏或参数差异会出现子模块电容电压失衡的不对称运行状态,周期性地监测子模块电容电压和桥臂电流方向,改变PWM驱动信号与实际开关管驱动的映射关系,使系统由不平衡运行状态回到平衡运行状态。此外,该调制策略有效减少了开关管驱动的窄脉冲、降低了开关损耗。仿真和实验验证了所提方法的有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 976-982页 [查看摘要][在线阅读][下载 915K]
  • 超导限流器在多端直流系统中的应用研究(英文)

    刘旭;盛杰;洪智勇;金之俭;顾洁;

    随着多端直流系统在电力网络中的应用引起了广泛关注,直流断路器的开断能力问题逐渐凸显,成为限制多端直流系统进一步发展的重要因素。为解决这一技术难题,提出了将超导限流器应用于多端直流系统的方案。在PSCAD平台上搭建了电阻型超导限流器的仿真模型,并通过一系列的物理实验对仿真模型的准确性进行校验,进而将此模型应用于一个典型的三端直流输电系统,研究了超导限流器对于网络中直流侧不同类型及不同地点的故障短路电流的限制作用。仿真研究表明,超导限流器具有明显的限流作用,同时不会影响多端直流系统的正常运行。

    2015年04期 v.39;No.377 983-988页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]
  • 利用多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法

    陈仕龙;曹蕊蕊;毕贵红;张文英;高超;

    提出一种基于多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法,可准确将本侧区外故障、区内故障以及对侧区外故障区分开。进行小波多尺度分解,求得各层的奇异谱熵,将每层的奇异谱熵组成一个特征向量,特征向量分成训练集和测试集,将训练集进行训练得到支持向量机(support vector machines,SVM)分类器的参数,用测试集进行测试,预测结果就是对不同位置故障的分类。大量仿真验证表明:基于多分辨奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路区内外故障识别方法能可靠识别本侧区外故障、区内故障和对侧区外故障。

    2015年04期 v.39;No.377 989-994页 [查看摘要][在线阅读][下载 755K]

新能源与分布式发电

  • 适于分布式发电装置接入测试的功率硬件在环接口装置及其控制策略

    周瑜;林今;宋永华;

    基于功率硬件在环仿真方法(或称数字物理混合仿真方法),为分布式发电装置接入配电网及微电网的运行工况,设计了一种硬件在环测试接口装置。根据配电网及微电网常见的电能质量问题(如频率偏差、供电三相不对称及谐波等),提出了一种三相四线制的接口装置硬件结构设计,并开发了基于准比例谐振控制的接口策略,以消除接口放大过程中引入的放大幅值误差。以配电网及微电网中可能出现的频率波动、电压三相不对称以及电压含谐波为研究算例,对所提出的接口装置和控制策略进行了仿真验证,证明了该装置和控制策略的有效性及准确性。

    2015年04期 v.39;No.377 995-1001页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K]
  • 考虑风储参与的电力市场联动博弈分析

    李丹;刘俊勇;刘友波;戴松灵;江润洲;

    研究了考虑风电与储能参与的电力市场联动博弈问题。首先,在含有传统发电、供电、风电、储能商及用户的多方电力市场联动博弈模型中,针对风电与储能服务商的特点,设计了独立和联营2种运营模式,并分别建立了考虑投标风险的最佳风电投标量及储能充放电决策模型;然后,建立了基于多代理的电力市场联动博弈模型,对比和分析了2种模式下风电投标及储能充放电行为的差异,以及联营模式下考虑网络约束前后各方利润和线路负载等技术经济指标。仿真结果表明:风电商能够优化决策自身投标电量,获得合理的利润;风-储联营模式能够对风能进行合理转移,增加两者总利润;网络约束对市场中参与方的利润有重要影响。

    2015年04期 v.39;No.377 1001-1008页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K]
  • 风电场集电电压序列经济性优选研究

    陈龙翔;沈瑜;

    鉴于风电的集电电压等级序列对其建设及运行成本影响较大,研究了风电场集电电压等级序列的经济性优选问题。提出了风电场集电电压等级序列经济性优选的整体流程,建立了风电场集电电压等级序列经济性优选的评估模型。该模型以风电场年建设及运行费用之和最小为目标函数,考虑了风电场变电站容量及高中压输电线路输送容量限制等约束条件,并给出实施经济性评估的边界条件。最后对一个600 MW风电场进行了算例分析,验证了所提方法的有效性,并进一步对风电场总容量以及风电场发电能量密度对风电场集电电压等级序列优选结果的影响进行了分析。

    2015年04期 v.39;No.377 1008-1013页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
  • 考虑断面安全约束的大规模风电有功控制

    卓峻峰;金学洙;邓波;尚学伟;赵林;汤伟;刘诚哲;

    随着风电装机容量的快速增长和大规模风电的并网接入,大规模风电的波动性和风电断面的分层特征给电力系统实时调度带来困难,可能出现风能资源的浪费,为此提出一种大规模风电分层断面的有功控制方法。风电场的发电受制于各级输电断面的约束,通过对各风电场广域分配调节功率,深度优先搜索越限断面和发电能力转移的方法,实现了保证断面安全前提下的风电场功率的充分利用和公平利用。实际算例和电力系统的运行结果验证了该方法的合理性和可行性,为大规模风电分层断面的有功控制提供了一种有效方法。

    2015年04期 v.39;No.377 1014-1018页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K]
  • 考虑负荷优化控制的区域配电网储能配置

    杨玉青;牛利勇;田立亭;黄梅;鲍谚;时玮;

    针对分布式电源接入区域配电网对负荷特性的负面影响,综合考虑储能充放电功率约束、运行约束以及配电网潮流平衡约束,建立了储能系统优化配置模型。以"削峰填谷"和"平滑负荷"分别作为负荷控制目标。针对"削峰填谷"提出控制负荷峰谷差、控制负荷方差以及控制负荷率3种优化策略,针对"平滑负荷"提出控制负荷变化量、控制负荷变化平方量以及控制负荷变化率3种优化策略,并结合储能系统的成本优化,利用两阶段粒子群算法进行模型求解。最后得出,控制负荷方差对于"削峰填谷"最有效,控制负荷变化平方量对于"平滑负荷"最有效。此外,得出不同储能充放电功率约束下负荷特性的优化趋势和储能容量最优配置变化趋势,为储能系统配置提供了有效参考。

    2015年04期 v.39;No.377 1019-1025页 [查看摘要][在线阅读][下载 741K]

电力系统

  • 基于数据挖掘的区域暂态电压稳定评估

    朱利鹏;陆超;孙元章;黄河;苏寅生;李智欢;

    针对区域暂态电压稳定评估相关理论还不完善、工程判据可靠性不足等问题,提出了基于数据挖掘的区域暂态电压稳定评估方法,构建了综合考虑单点负荷稳定与多点电压相互影响的2层评价框架。利用节点稳定度量指标及基于辨识的电压无功灵敏度矩阵提取网络原始特征。面对区域暂态电压失稳尚无可靠界定标准的难题,采用基于约束的半监督学习方式对数据集进行可靠分类。基于决策树算法建立逐步更新的分类模型,生成区域暂态电压稳定判据,通过模型挖掘出有关电压分区、代表节点的内在规律。EPRI 36节点系统上的仿真结果证明了评估方案的有效性,以及分类评估模型的适应性和准确性。

    2015年04期 v.39;No.377 1026-1032页 [查看摘要][在线阅读][下载 800K]
  • 考虑电力系统跳变特性的时滞稳定控制策略

    马静;李益楠;李俊臣;朱祥胜;王增平;

    电力系统运行状态及参数发生跳变时,系统可能由于仍采用跳变前的时滞控制策略而失稳。针对该问题,提出了基于离散Markov理论的时滞稳定控制策略。首先将基于自由权矩阵的牛顿-莱布尼兹公式与考虑Markov跳变的时滞系统模型引入至Lyapunov-Krasovskii泛函的微分方程中,构造考虑电力系统跳变特性的非线性最小化时滞控制器,在此基础上,利用Schur补对控制算法中的非线性项进行解耦,并将含有非线性项的矩阵不等式转化为标准线性矩阵不等式,从而避免因迭代产生的求解效率低等问题。IEEE 16机68节点系统的时域仿真结果验证了该控制器在电力系统发生跳变前后,均能有效阻尼区间振荡,并可保证跳变后的系统不受跳变前时滞控制策略的影响而失稳;与未考虑跳变的时滞控制方法相比,该方法具有更好的控制效果。

    2015年04期 v.39;No.377 1033-1040页 [查看摘要][在线阅读][下载 905K]
  • 基于负荷电流场的电网分区方法

    许立雄;刘俊勇;刘洋;苟竞;闫占新;张里;吴杨;

    电网分区可简化安全分析、运行监视和调度控制,具有十分广泛的工程应用。基于场论,提出了一种可自动确定分区个数的电网分区方法。从电力网络节点间的相互影响及影响的分布特性出发,借鉴物理学中场与势的概念定义了用于描述节点影响力和节点所受影响的负荷电流虚拟场与负荷电流虚拟势,以势值的大小来衡量节点间联系的紧密程度,将分区看作为势值由中心向边界辐射衰减的连通区域,通过搜索被势值低洼区所分割的高势值连通区来实现对电网的分区。IEEE 39节点标准算例和某省网实际算例的结果验证了所提方法的有效性和实用性,所提方法能够克服已有方法无法自动确定出分区数目的不足。

    2015年04期 v.39;No.377 1039-1044页 [查看摘要][在线阅读][下载 468K]
  • 一种大电网潮流转移路径快速搜索方法

    陈晓玲;杨军;罗超;孙元章;刘明松;汤涌;

    在大电网中实现潮流转移路径的在线搜索,对于实时掌握系统薄弱环节和预防大电网连锁故障跳闸具有重要意义。提出了基于波纹扩散机理的潮流转移路径快速搜索方法,该方法首先将网络预处理为以附加代价为边权的形式,然后依据波纹从中心源以恒定速度向外扩散并最先到达与中心源距离最短点的最优化原则,通过模拟波纹扩散过程搜索出受潮流转移影响较大的前K条最短路径集。IEEE 118节点和IEEE 300节点系统的仿真结果表明,该方法搜索结果准确无误,计算时间明显小于传统算法,且K值越大,该算法时间优越性越好,能够快速扫描复杂大电网中的多个潮流转移区域,在线监测大电网潮流转移状态。

    2015年04期 v.39;No.377 1045-1052页 [查看摘要][在线阅读][下载 677K]
  • 双网耦合模型中基于级联失效的节点重要度评估

    吴润泽;张保健;唐良瑞;

    电网与信息通信(information and communication technology,ICT)网的关联程度不断增强,网络节点的重要度评估需要考虑双网的耦合特性。为此,针对传统单一网络节点重要度评估算法在关联性方面的不足,提出一种考虑级联失效的耦合网络节点重要度评估方法,并以电网和ICT网拓扑关联关系为基础建立了双网耦合模型。该方法从带负载耦合网络出发,在级联失效过程中加入负载因素,引入最大负载分支,采用相邻节点平均负载均衡度和网络负载率参数融合方法衡量失效节点对网络的影响,从而判断耦合网络节点的重要度,避免了单一指标在单个网络中度量节点重要性的局限性。采用IEEE30节点系统构建耦合网络仿真模型,并与节点收缩法和Max-Cas算法进行了对比,结果表明所提方法在鉴别触发级联失效节点的基础上更细致地区分耦合网络中各节点重要度差异。

    2015年04期 v.39;No.377 1053-1058页 [查看摘要][在线阅读][下载 632K]
  • 实际系统次同步谐振建模方法

    董德勇;陈武晖;张军;谭伦农;

    传统次同步谐振建模方法不能确保所建立的模型分析结果能够满足工程实际的精度需求。文中分析了传统次同步谐振建模方法不精确的本质原因是等值阻抗频率特性不能反映原系统的阻抗频率特性。根据等值阻抗频率特性误差大小的分布规律,提出通过逐渐扩大建模区域,以次同步模态阻尼收敛为判据来建立实际系统次同步谐振模型的新方法。该方法以系统节点处等值产生的次同步谐振误差大小为原则确定每次建模模型的边界,最终获得合理的建模区域。应用修改的IEEE 39节点系统,研究了不同的建模规模对次同步谐振分析结果的影响,验证了建模方法的有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 1059-1066页 [查看摘要][在线阅读][下载 389K]
  • 基于有限同步量测数据的电力系统故障检测、辨识与定位

    施微;黄磊;徐箭;谷祎;蒋怀光;张俊;

    提出了基于有限同步量测数据的电力系统故障检测、辨识及定位方法。首先提出了电网PMU优化配置方法,以实现同步量测数据在空间上的最优分布。然后利用基于高斯原子库的匹配追踪分解算法对PMU采集的同步频率信号和电压信号进行特征提取,并利用k-means分类算法对特征量进行分类。根据频率信号时频特性训练不同的隐马尔科夫模型用于故障检测和辨识;根据电压信号时频特性及电网拓扑信息生成故障定位图、确定故障地点。在IEEE 39节点系统和实际系统上的仿真分析验证了所提方法的高效性、有效性和鲁棒性。

    2015年04期 v.39;No.377 1067-1074页 [查看摘要][在线阅读][下载 779K]
  • 考虑发电机励磁保护和OLTC的多时间尺度连锁故障模型

    姚锐;黄少伟;刘锋;

    世界范围内多次连锁故障和大停电事故表明,无功电压相关因素对连锁故障具有重要影响。提出了一种计及有载调压变压器(on-load tap changer,OLTC)和发电机励磁保护的多时间尺度大停电模型。该模型提出了对无功电压具有重要影响的发电机励磁保护和OLTC动作的建模方法,并进一步基于该模型提出了多时间尺度连锁故障模拟方法,实现了连锁故障动态过程的清晰描述,克服了传统连锁故障模型在此方面的局限性。文中用IEEE 30节点系统进行了连锁故障仿真计算,分析了发电机励磁保护、OLTC动作等与无功电压密切相关的因素对连锁故障的影响及机理,并揭示了连锁故障的若干阶段性特征。

    2015年04期 v.39;No.377 1075-1081页 [查看摘要][在线阅读][下载 968K]
  • 考虑振荡中心漂移的解列新方案

    冯康恒;张艳霞;刘志雄;李婷;马桦岩;

    研究了系统失步时两侧电势幅值不相等及系统运行方式变化对振荡中心和失步中心的影响,构造了振荡中心位置函数,提出一种新的解列方案。该方案利用ucos?配合振荡中心位置函数的变化率启动解列装置,综合振荡中心的漂移特点、失步中心的位置和解列后孤岛不平衡度来搜索解列断面,能有效区分同步振荡和失步振荡,捕捉振荡中心的变化轨迹和失步中心的位置,不受系统运行方式变化和结构改变的影响。MATLAB仿真验证了所提方案的有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 1082-1087页 [查看摘要][在线阅读][下载 726K]
  • 牵引网低频振荡及其抑制方法的仿真分析

    王晖;吴命利;

    针对我国电气化铁路交直交机车引发的牵引网低频振荡现象,结合CRH5型动车组低频振荡的现场测试数据,设定合理的CRH5型动车组网侧整流器控制参数,使用Matlab/Simulink建立了车网系统时域仿真模型,并成功再现牵引网低频振荡现象。通过对车网模型的仿真研究,探讨了CRH5型动车组网侧整流器控制参数对车网系统振荡行为的影响。最后提出通过适当调整网侧整流器控制参数与增设功率振荡抑制环节2种抑制低频振荡的方法。

    2015年04期 v.39;No.377 1088-1095页 [查看摘要][在线阅读][下载 1123K]
  • 中压配电网可靠性评估技术规范研究

    万凌云;王主丁;伏进;吴高林;杨群英;韦婷婷;宋伟;

    基于我国中压配电网供电可靠性现状及供电可靠性管理实际,分析了评估模型、参数和方法中影响可靠性计算的主要问题,并给出了合理的处置办法。其中,提出的配电网模型构建思路和方法可将可靠性评估与可靠性统计评价建立起有机联系。此外,就评估指标、模型、参数、方法、流程、软件设计要求、测试算例和报告内容等系统地提出了规范性建议。其中,测试算例能考虑负荷开关、负荷变化、设施容量约束和负荷削减对可靠性指标的影响;对评估流程、评估软件和评估报告提出了明确要求;通过对可靠性指标和薄弱环节分析、改善措施及其效果等报告核心内容进行规定,确保评估报告的完整性、技术深度和实用价值。算例结果表明了所提规范建议的实用性和可操作性,可对中压配电网可靠性评估技术规范的制定起到借鉴作用。

    2015年04期 v.39;No.377 1096-1100页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K]
  • 输电线路差异化运维计划优化

    文志强;舒乃秋;彭辉;蔡德华;闻建中;

    针对当前输电线路运行与维护工作资源不足、管理粗放等缺陷,提出输电线路差异化运维方法。建立以经济性、安全性、可靠性为目标函数的多目标优化模型,采用约束多目标拟态物理学(multi-objective artificial physics optimization,MOAPO)优化算法对该模型进行优化求解,非劣解集修剪采用虚拟力排序法,约束处理采用可行规则法,该算法收敛性能好,解决高维度多目标优化问题时计算速度快,且能有效保持解集分布性。将该模型与优化算法应用于某地区输电网络年度运维计划优化,与遗传算法计算结果的比较,验证了该方法的实用性。

    2015年04期 v.39;No.377 1101-1108页 [查看摘要][在线阅读][下载 361K]

自动化

  • 基于录波数据的保护安全裕度评估方法

    李仲青;胡炎;王德林;张沛超;高翔;

    在系统运行方式变化后,需要校验保护定值的有效性,为此提出一种利用故障录波数据进行保护定值校验的新方法。为定量刻画故障量离动作边界的远近,给出了保护安全裕度的定义,可评估保护拒动的风险。为校验线路末端故障时保护定值的有效性,利用实际录波数据先计算故障点位置、过渡电阻、故障类型以及线路两端等值电源,再计算如果该故障发生在线路末端时的故障量,最后据此计算线路末端故障时的保护安全裕度。利用PSCAD搭建了线路故障的仿真模型,以线路末端故障时的仿真结果为真值,比较了利用上述方法计算线路末端故障时的故障量与真值的误差,误差分析表明故障量幅值的相对误差不超过10%,角度误差不超过15°,证明了上述方法的有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 1109-1114页 [查看摘要][在线阅读][下载 238K]
  • 分布式电源系统继电保护装置检测技术的研究

    陈争光;詹荣荣;李岩军;董明会;王晓阳;詹智华;琚子超;

    分析了用于分布式电源系统继电保护装置检测技术的必要性,在动模实验室建光伏电源、永磁直驱式风机及双馈异步式风机的的物理模型,并分别对不同分布式电源模型系统故障特征进行分析。在分布式电源物理模型的基础上,建设了分布式电源接入配网保护检测动模检测系统,提出了分布式电源系统继电保护装置检测方法,可实现对各厂家继电保护装置的闭环测试工作。该试验平台可开展风光电源不同接入位置、接入容量对继电保护以及对自动重合闸影响的研究,同时可开展孤岛检测技术以及其他功能的检测工作,该检测方法提高了故障分析的准确性,为分布式电源接入配网的继电保护适应性研究提供了科学的依据。

    2015年04期 v.39;No.377 1115-1120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1083K]
  • 考虑检修策略的智能变电站保护系统可用性分析

    何旭;姜宪国;张沛超;高翔;

    对智能变电站可靠性的分析应该从检修策略和组网方式2个维度进行。首先分析了智能变电站的5种基本维修任务,并根据延迟时间模型,建立了智能变电站的2种检修策略模型;然后将可靠性框图方法与蒙特卡洛仿真方法相结合,实现了对不同检修策略的可靠性仿真,克服了因状态空间爆炸而导致的求解难题;最后,以直采直跳、直采网跳和网采网跳等组网方式的智能变电站保护系统为研究对象,以常规变电站为比较基准,对智能变电站保护系统的可用性进行了详细的分析与讨论。研究结果对今后智能变电站的设计、施工和运维具有一定的参考价值。

    2015年04期 v.39;No.377 1121-1128页 [查看摘要][在线阅读][下载 694K]
  • 基于并联电抗器差模电流波形特征的三相自适应重合闸永久性故障识别

    王庆庆;王慧芳;林达;何奔腾;

    针对带并联电抗器的超高压输电线路,详细分析了发生两相或三相瞬时性及永久性故障时,故障相并联电抗器差模电流的特征:在线路两端三相跳闸以后,对于瞬时性故障,故障点熄弧以后,差模电流中只存在衰减周期分量,对于永久性故障,差模电流中只存在衰减直流分量。利用差模电流的这一特性可以提出适用于三相自适应重合闸中相间故障性质识别的新判据,该判据只需利用单端并联电抗器电流即可实现,并且可以判定熄弧时刻。大量ATP/EMTP电磁暂态仿真表明,该方法能够快速准确地识别故障性质,且基本不受故障位置、过渡电阻、采样频率、负荷电流、故障时刻、跳闸时刻、故障点熄弧时刻等因素的影响,且同时适用于单端和双端带并联电抗器的输电线路。

    2015年04期 v.39;No.377 1127-1132页 [查看摘要][在线阅读][下载 310K]
  • 三种短路故障电流相控分断零点预测算法的对比

    李红蕾;袁召;冯英;喻新林;李辉;何俊佳;潘垣;

    为实现短路故障的选相分断,首先需要还原故障电流波形,快速、准确地完成零点预测。为此,国内外学者提出了安全点算法、自适应算法、改进半波傅氏算法等,但是这3种常见算法的具体对比效果、应用范围等并没有相关深入研究。在介绍各算法数学模型的基础上,根据短路电流特点,在Matlab中进行了算例验证,考虑谐波及直流参数对计算结果的影响,仿真对比了3种算法的计算效果。波形拟合及参数计算结果表明这3种算法受到谐波因素的影响不同。在仿真结果及各模型理论分析的基础上,最后得到3种算法的适用范围。

    2015年04期 v.39;No.377 1133-1138页 [查看摘要][在线阅读][下载 765K]
  • 四分之三基波周期最小二乘相量估计算法

    卢达;林繁涛;白静芬;

    同步相量估计算法对同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的性能有重要影响,如何获得准确、实时性好、具有良好动态性能的相量估计算法值得研究。为此,提出四分之三基波周期最小二乘(three-quarter fundamental period least squares,TQLS)相量估计算法。TQLS法的估计周期为四分之三基波周期,即对该时间窗内的信号进行采样,根据公式推导的结论,可以得到采样结果与基波相量之间的关系。利用最小二乘法,可以由采样结果估计出相量。在整个估计过程中没有泰勒级数展开。理论分析表明,所提TQLS算法可以准确估计基波相量,同时,该算法在基频附近频率响应的幅值平坦,可以准确估计动态相量。仿真结果分别从频域和时域角度验证了TQLS算法的有效性,并且仿真结果显示TQLS算法的计算量与傅里叶变换法相当。

    2015年04期 v.39;No.377 1139-1145页 [查看摘要][在线阅读][下载 820K]
  • 基于多级可拓评价法的变电站建设项目功能效果后评价

    李滨;王亚龙;

    为全面评估变电站建设项目的投资效益,建立了包含运行能力、电网结构、安全可靠性和节能降损4个维度的变电站建设项目功能效果后评价指标体系。针对传统区间层次分析在指标权重确定方面计算繁琐的问题,采用改进区间层次分析法确定评价指标权重,弱化了人为主观因素对评价结果的影响,使指标权重的确定更加简单和合理。根据变电站建设项目后评价的特点和要求,将物元可拓理论应用于变电站建设项目评估,构建了基于多级可拓评价法的变电站建设项目功能效果后评价模型。该模型不仅能够确定影响变电站建设项目功能效果后评价的关键因素,还能预测项目的整体发展趋势。最后,以某220 k V变电站建设项目为例验证了所建模型的有效性和合理性。

    2015年04期 v.39;No.377 1146-1152页 [查看摘要][在线阅读][下载 625K]
  • 2013年国家电网公司220kV及以上电压等级交流系统继电保护设备及其运行情况分析

    张烈;吕鹏飞;申华;王德林;周泽昕;李妍霏;刘宇;吴春亮;沈晓凡;杨国生;王文焕;

    为全面了解国家电网公司220 k V及以上电压等级交流系统继电保护设备配置及运行情况,利用覆盖国家电网公司各级调度机构的继电保护统计分析及运行管理模块获取相关数据信息,并依据《电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程》的定义及要求对国家电网公司2013年220 k V及以上电压等级交流系统中继电保护设备的规模、配置及其运行等情况进行了全面分析;此外,还详细介绍了2013年发生的2次典型性保护设备不正确动作事件;在此基础上,针对继电保护设备的运行维护、专业管理以及数据挖掘等工作提出有效的建议。

    2015年04期 v.39;No.377 1153-1159页 [查看摘要][在线阅读][下载 782K]

高电压技术

  • 基于局部放电图像特征的换流变压器油纸绝缘缺陷诊断方法

    魏振;齐波;左健;李成榕;

    油纸绝缘缺陷问题直接影响换流变压器的运行安全,而实现换流变压器的绝缘诊断对保证直流输电系统正常运行具有重要意义,但由于换流变压器内部同时存在着交流和直流的叠加电场,放电特征与交流电压单独作用时具有明显区别,因此交流变压器缺陷诊断方法不一定适用于换流变压器,基于局部放电的n-q-?谱图信息,构建了灰度图像,提出了基于图像特征的换流变压器缺陷诊断方法,提取属于图像本身的颜色特征、形状特征及纹理特征构成原始特征空间,采用粗糙集理论对特征空间进行优化,通过人工神经网络分类器实现缺陷模式识别。同时搭建了交直流复合电压下5种油纸绝缘典型缺陷放电检测平台,获取不同缺陷放电n-q-?谱图,并构建识别图像,验证了基于图像特征的缺陷诊断方法在换流变压器交直流复合电压下的使用效果,并发现该方法可以有效实现换流变压器缺陷诊断。

    2015年04期 v.39;No.377 1160-1166页 [查看摘要][在线阅读][下载 705K]
  • 直流电压不平衡下的单相级联PWM整流器无锁相环均压控制

    杨韬;帅智康;兰征;周柯;涂春鸣;盘宏斌;

    在单相级联脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)整流器中,直流电压不平衡情况下的均压控制要求较高,控制性能受锁相环影响较大。为此,提出了一种应用于单相级联PWM整流器中的无锁相环控制策略。利用在两相静止坐标系下瞬时功率与电压、电流的关系计算出指令电流信号,以实现电网电流对电压的跟踪控制;此外,叠加无锁相环均压指令,实现各级均压控制;同时采用准比例谐振控制器实现电流内环无静差控制。仿真结果验证了该无锁相环控制策略的有效性。

    2015年04期 v.39;No.377 1167-1172页 [查看摘要][在线阅读][下载 786K]

  • “配用电大数据技术”专题征稿启事

    <正>大数据技术是当前国际信息科技前沿热点,已引起世界范围内的广泛关注。目前电力公司在配电系统规划、调度自动化、配电自动化、电能质量监测、电能信息采集、95598客户服务、电能服务管理等配用电专业信息系统中积累了大量数据资源;营配数据贯通及与电力公司外部的社会公共数据集成,丰富了配用电数据资源;配用电数据呈现数据量大、数据类型多、价值密度低、增长速度快的特点,为开展大数据分析奠定了坚实的数据基础。同时,分布式计算、高性能计算、实时数据库等先进信息技术在电力公司也得到初步应用。为挖掘配用电数据价值,拓展其应用的深度,亟需探索解决大数据技术关键技术。

    2015年04期 v.39;No.377 960页 [查看摘要][在线阅读][下载 412K]
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