电网技术

低碳电力技术

  • 微电网群特征分析及示范工程设计

    赵敏;陈颖;沈沉;黄秀琼;

    随着更多的分布式电源接入,微电网及其群落出现在配电网末端。如何合理规划设计微电网及其群落成为智能电网发展必须解决的关键问题之一。从运营模式和技术形态2个方面阐述微电网群的主要特征,比较微电网群与其他分布式电源接入配电网技术解决方案的区别。接着,提出微电网群的一般规划设计流程。在此基础上,结合广西猫儿山地区的实际供电需求和条件,完成了猫儿山微电网群示范工程的方案设计,并对其合作运营模式成立的条件进行校验。研究工作拓展了微电网群的实际应用,可为微电网群相关规划设计和运行管理提供借鉴依据。

    2015年06期 v.39;No.379 1469-1476页 [查看摘要][在线阅读][下载 2661K]
  • 基于出行链随机模拟的电动汽车充电需求分析

    温剑锋;陶顺;肖湘宁;骆晨;廖坤玉;

    电动汽车充电需求的分析是研究充电对电网影响,充电设施规划布局等的基础,分析电动汽车充电需求首先需要较准确地描述用户行驶规律。为此提出一种基于出行链随机模拟的充电需求分析方法,首先结合出行链的概念,对出行链中各特征量(出行时刻、行驶时间、行驶里程、出行目的)的概率分布进行分析拟合;通过蒙特卡罗模拟法抽取样本,形成完整的出行链,实现用户出行行为的模拟;进而计算各功能区域的充电需求。以美国家庭出行调查(national household travel survey,NHTS)为基础数据,进行了方法应用及案例分析。结果表明,该方法可较准确地模拟用户的出行规律,反映充电需求的时空分布特点;而且不同的充电情景将导致不同的分布形式,从而影响系统的功率总需求。

    2015年06期 v.39;No.379 1477-1484页 [查看摘要][在线阅读][下载 831K]
  • 光伏组件形状参数工程解析模型

    赵钒卿;谷廷坤;刘丹;孙学武;

    光伏组件由光伏电池串联组成,光伏电池的经典单二极管模型物理参数意义明确,但输出特性隐式超越方程求解困难;通过拟合外特性建立的新型解析数学模型方程形式简洁,但所取形状参数物理意义不明确。结合上述2种模型的优点,提出了形状参数工程解析模型。考虑到光伏组件的物理性能会随工作年限逐渐变化,该模型用当前实际测试条件(real test conditions,RTC)下实测输出数据替换出厂前标准测试条件(standard test conditions,STC)下输出数据,拟合得到RTC下形状参数。基于形状参数与物理参数相互间的解析关系,根据环境变化修正后的物理参数解析求取相应形状参数,得到任意环境下输出特性的解析结果。通过单晶硅光伏组件在典型室外环境下输出特性的实测,验证了该模型的准确性。

    2015年06期 v.39;No.379 1485-1490页 [查看摘要][在线阅读][下载 1528K]
  • 基于改进型变步长电导增量法的最大功率点跟踪策略

    周东宝;陈渊睿;

    光伏电池的输出特性会随着外界环境的变化而改变,利用最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)技术可有效提高光伏发电系统的效率。针对现有MPPT控制方法的不足,提出了一种基于改进型变步长电导增量法的MPPT控制方法。该方法采用一种新的步长调整系数,可根据外界环境变化自动调整步长,即使光照剧烈变化时,系统始终保持较大步长运行,克服了传统变步长算法启动速度和光照剧烈变化时动态响应速度慢的问题;同时采用电压闭环控制,提高了系统的整体稳定性。仿真和实验结果证明了该方法的可行性。

    2015年06期 v.39;No.379 1491-1498页 [查看摘要][在线阅读][下载 1315K]

智能用电技术

  • 主动配电系统规划和运行中的重要问题

    马钊;梁惠施;苏剑;

    介绍了主动配电系统的概念及发展,重点分析了主动配电系统技术的未来发展趋势,从规划和运行2个方面提出需重点关注的技术方向,包括:考虑运行过程的配电系统规划、考虑负荷与分布式能源高级建模的配电系统规划模型、高渗透率分布式能源接入条件下的调度控制模型、主动配电系统的电压控制技术等。结合我国电网和经济社会情况,指出主动配电网的发展应重点研究规划方法、灵活的网络拓扑、主动控制方法、主动管理技术、用户侧需求响应和管理的双向协调整合、柔性配电和交直流混合微网技术、储能技术和电力电子智能装备等关键技术,以提升配电网调度的灵活性,提升配电网对大规模分布式能源的接纳能力。

    2015年06期 v.39;No.379 1499-1503页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K]
  • 基于多种主动管理策略的配电网综合无功优化

    邢海军;程浩忠;张逸;

    建立了主动配电网综合无功优化模型,该模型基于主动配电网中各种主动管理措施和优化策略,包括电容器无功补偿、变压器有载调压、分布式电源无功调节、配电网络重构。通过分析无功优化策略对配电网的负面效应,在模型中加入了无功优化策略之间的优先次序,同时还加入了变压器损耗,使优化模型更具实际意义。通过改进的IEEE 33节点系统仿真对模型进行了验证,结果表明:应用考虑各种主动管理策略及其对配电网负面效应的综合无功优化模型可以得到更加合理的无功优化方案,并且网损和电压质量都较传统无功优化方案有大幅改善。

    2015年06期 v.39;No.379 1504-1510页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
  • 主动配电网分层分布控制策略及实现

    钟清;张文峰;周佳威;刘东;陈炯聪;陈云辉;

    配电网大量接入分布式电源和储能装置后,集中式的管理模式实时性较差,因此文章提出3层控制结构,将主动配电网进行区域划分,并在每个区域中配置协调控制器进行区域自治控制。根据馈线控制误差(feeder control error,FCE)指标,建立了实时平抑区域运行状态与最优目标之间差异的区域控制机制,据此提出了分层分布控制器与源网协调控制器的模型。根据FCE指标的不同形式,提出馈线定交换功率、区域独立自治和区域协同自治3种控制模式,以适应不同电网需求。最后通过广东某主动配电网示范现场算例的仿真分析,验证了所提分层分布控制策略的合理性和有效性。

    2015年06期 v.39;No.379 1511-1517页 [查看摘要][在线阅读][下载 1097K]
  • 基于状态变量分析的有源配电网电磁暂态仿真自动建模方法

    于浩;李鹏;王成山;丁承第;富晓鹏;俞悦;邢峰;

    状态变量分析法是电力系统电磁暂态仿真中的一类重要方法,但复杂的建模过程限制了其在实际研究中的应用,对于配电网等大规模系统而言必须考虑易于程序实现的一般性建模方法。提出了一种面向有源配电系统电磁暂态仿真的状态空间自动建模方法,与传统方法相比充分考虑了当前配电网络的实际结构特点与元件特性,并通过选取适当的状态变量保证了模型规模较小、模型性质满足分析需要,同时特别易于算法的程序自动实现,为各种基于状态变量分析的电力系统电磁暂态仿真、分析、计算方法的研究奠定了基础。

    2015年06期 v.39;No.379 1518-1524页 [查看摘要][在线阅读][下载 745K]
  • 基于本体差异化分析的信息模型映射技术

    杜哲;刘东;陆一鸣;吕广宪;张弘;谢婧;

    配电网统一信息模型是实现智能配电网信息交互和应用集成的基础,但模型版本更迭和私有扩展造成的信息模型异构会导致语义冲突,导致互操作的失败。为解决这些问题,文章实现了基于本体映射分析的公共信息模型在不同版本间的转换映射方法。首先提出了基于本体的信息模型转换映射算法,通过SAX解析确定CIM/RDF中待转换的元素,设计深度搜索算法得出待转换类和属性的映射规则库。在此基础上,使用扩展样式表转换语言(XSL transformation,XSLT)技术实现了CIM/RDF等实例数据向不同版本模型定义的数据格式的映射,完成了异构域XML的自动转换,并以变化较大的变压器模型作为算例说明转换过程和方法。文中成果为异构模型交互提供了模型映射基础,有助于信息交换总线上实现异构模型的辨识与交互。

    2015年06期 v.39;No.379 1525-1531页 [查看摘要][在线阅读][下载 1824K]

输变电工程电磁环境

  • 交流输电线路附近民房平台处工频电场限值研究

    吴桂芳;陈维江;毛继兵;宋倩;陆家榆;谢莉;赵录兴;

    在进行输变电工程临近房屋的电磁环境影响评价时,经常出现要求测量房顶平台的工频电场,并按4 k V/m进行评价的主张。针对此类有测量方法但无限值依据的情况,开展不同工频电场下的直接感受和暂态电击感受(包括对地绝缘的人触摸良好接地金属体、良好接地的人触摸对地绝缘的金属体)的试验。在综合考虑人体在工频电场下的直接感受和可能出现的暂态电击后,建议对于居民不必经常活动的屋顶平台,距平台底面1.5 m处的工频电场控制值取7 k V/m;对于居民日常活动区域的平台,建议工频电场控制值与一楼地面的相同,即距平台(包含阳台)底面1.5 m处的工频电场控制值取4 kV/m。

    2015年06期 v.39;No.379 1532-1537页 [查看摘要][在线阅读][下载 387K]
  • 同塔双回交流线路改直流线路合成电场分析

    马晓倩;陆家榆;鞠勇;

    随着用电负荷急速增长,电网输送容量也亟需提升。在一定条件下,将已有交流线路改为直流线路,既可提高线路的输送容量,又可大幅减小建设投资,受到国内外关注。将上流有限元法进行拓展,应用于同塔双回交流线路改直流线路后同塔多回直流线路合成电场的计算,模拟试验线段试验结果验证计算方法的有效性。考虑典型500 k V同塔双回交流线路改为±500 k V直流线路,对不同导线型号和直流线路极导线不同排列方式下的导线表面场强和地面合成电场进行计算,并对其特性进行分析。在此基础上,确定改造后直流线路经过非居民区和居民区时的极导线最小高度和线路走廊宽度。结果表明,对于采用常用导线的500 k V同塔双回交流线路,改为±500 k V直流线路,选择适当的极导线排列方式,可以使地面合成电场满足标准要求。

    2015年06期 v.39;No.379 1538-1545页 [查看摘要][在线阅读][下载 1034K]
  • 以通量线法为初值的直流线路离子流场计算优化

    莫江华;张波;尹晗;

    输电走廊的电磁环境是直流输电线路设计与建设中需要考虑的关键问题之一。导线电晕产生的空间电荷形成了离子流场,其求解方法主要是通量线法和有限元数值求解方法。针对通量线法计算速度快而在空间中的结果不甚理想,以及有限元方法计算精度较高而计算效率较低的问题,文章将2种方法的优势结合起来,使用通量线法的计算结果作为有限元法求解的空间节点电荷初值,计算结果与实测结果以及单纯有限元的计算结果吻合很好,在不牺牲有限元法在空间和地面的计算精度的前提下,求解速度和效率得到了提高。使用该方法,计算了输电线路周围的等势线分布,明确了传统通量线法在计算空间电场时由于Deutsch假设所引起的误差。

    2015年06期 v.39;No.379 1546-1550页 [查看摘要][在线阅读][下载 672K]
  • 输电网线电磁扰动定位与认知研究

    吕英华;张南;

    针对现代电网智能化、自适应化的需求,提出一种输电线电磁扰动定位与认知的理论方法,并给出了适于分析电网中电磁扰动类型的等效电路还原法。提出了电力网电磁扰动"电磁纹"的概念,并建议在进行大量统计分析的基础上做成电力线上的电磁扰动波形认知库。该方法的最终目标是要为输电线赋予智能,使电力输电线具有一定的感知能力,使之不但具有"血管"功能,还具有"神经"功能。

    2015年06期 v.39;No.379 1551-1555页 [查看摘要][在线阅读][下载 762K]
  • 基于大地电导率分层模型的油气管网地磁暴干扰评估方法

    刘连光;张鹏飞;王开让;毕武喜;

    地磁暴对油气管网、电网、高铁系统等基础设施的影响已成为关注的热点。与地磁暴对电网影响的研究相比,目前对油气管网和高铁的地磁暴侵害研究不够。地磁暴在油气管网中感应的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)和管地电位(pipe-soil potentials,PSP)与磁暴强度、大地构造、埋地管道自身结构等因素有关,不同深度大地电导率的差异影响油气管网的GIC和PSP大小。根据地磁暴在埋地油气管网产生GIC和PSP机理,以及我国岩石圈大地电性构造数据,考虑不同深度的大地电导率的差异,建立大地深层电导率分区分层模型,推导每层波阻抗递推关系式以及大地感应电场与地磁场关系式,得到基于平面波理论的大地和油气管网感应电场的算法,根据分布源传输线理论给出地下油气管网的GIC和PSP计算方法。最后,计算西气东输一线油气管网GIC和PSP水平,证明油气管网GIC和PSP效应评价方法的有效性。

    2015年06期 v.39;No.379 1556-1561页 [查看摘要][在线阅读][下载 2186K]
  • 交流电网地磁感应电流分析的全模型及其应用

    徐碧川;潘卓洪;刘玉;文豹;鲁海亮;文习山;

    提出考虑土壤电流场畸变地表电位的任意结构电网地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)分布计算的完整模型,计算模型通过GIC-Benchmark标准算例检验,同时对地磁感应激励下与直流接地极入地电流激励下的电网直流电流分布计算模型进行统一。基于计算模型对湖北电网GIC风险进行评估,在东西和南北方向0.05 V/km的地电场激励下,湖北电网绕组等效直流电流之和分别为472 A和366 A,湖北电网对于东西方向的地磁感应的防御能力比南北方向更为脆弱。对湖北电网在地磁感应和直流接地极入地电流双重激励下的风险进行了评估。当地电场方向为北偏西70°且宋家坝注入单极大地运行电流时,湖北电网遭受的直流偏磁危害最严重,该方向上仅0.02 V/km的地电场对湖北电网造成的直流偏磁危害即可与宋家坝接地极注入满负荷运行电流时对湖北电网造成的直流偏磁危害相当。在对高压网络进行GIC评估时,不可忽略220 k V的网络,否则会对变压器绕组中的GIC评估产生显著影响,中性点电流最大计算偏差可能超过70%。增大线路电阻、变电站接地电阻以及变压器绕组电阻,会使得系统绕组等效直流电流之和先呈指数形式减小,后呈大致线性形式减小。

    2015年06期 v.39;No.379 1562-1567页 [查看摘要][在线阅读][下载 1152K]
  • 电缆隧道中盾构接地系统特性分析及其与人工接地系统的对比

    杜学龙;仇天骄;张晓颖;马学良;尹凡;郭健;邹军;

    接地系统是电缆输电系统安全运行的重要设施之一。以220 k V送电工程为例,通过解析计算方法求解该工程中人工接地系统接地电阻,采用有限元方法分析简化该工程中盾构接地系统并通过简化公式计算其接地电阻,对比计算结果表明盾构接地系统更适于作为电缆隧道的接地系统;根据等效的盾构接地系统模型计算地电位特性表明:在地表面上,地电位沿电缆隧道垂直方向逐渐减小,沿电缆隧道平行方向逐渐增大并趋于稳定;跨步电压在电缆隧道垂直方向上出现最大值,但远小于跨步电压的安全限值。

    2015年06期 v.39;No.379 1568-1572页 [查看摘要][在线阅读][下载 3205K]
  • 高压直流导线下绝缘薄膜表面电荷分布测量

    马文祚;卢铁兵;

    随着我国高压直流输电工程的大量建设,由电晕放电引起的电磁环境问题显得尤为重要。但是,目前对线路跨越农用大棚时的电场问题研究还不够。当线路下方存在农用大棚时,电荷会在大棚表面发生积累,并对地面的离子流场造成畸变。利用法拉第筒法对PVC塑料薄膜、遮阳网和布料3种介质模型表面电荷密度进行测量,并对比3种材料的荷电特性。通过分析,获得PVC塑料薄膜表面电荷密度的分布特点,以及3种不同材质绝缘薄膜荷电特性的差异。对高压直流输电线路附近大棚表面电场的建模和计算提供参考。

    2015年06期 v.39;No.379 1573-1578页 [查看摘要][在线阅读][下载 4043K]

直流输电与直流电网

  • 特高压换流站设备检修若干关键问题

    常勇;沈志刚;王鑫;张鹏;曹力潭;

    为保证特高压直流输电的跨区能源调配的送电能力、不断提高能量可用率,采用故障分析、建模分析、现场试验等方法研究特高压换流站设备检修的若干关键问题。指出特高压直流输电系统设备数量多,油气绝缘单元多,适合采用在线油色谱、在线红外测温、SF6在线监测等成熟技术,逐步过渡到状态检修。以直流输电能量可用率指标为分析目标,研究分析特高压换流站检修工期安排问题,提出采用工期优化建议。特别分析共用接地极直流系统的接地极线路检修工期及安全措施布置问题。以奉贤换流站现场试验为基础,分析换流变压器套管、并联式避雷器等设备的预试方法,提出不解引开展高压预试的方法,分析比较与常规试验方法间的试验结果偏差。研究结果对提升特高压换流站设备检修工作水平有重要参考意义。

    2015年06期 v.39;No.379 1579-1585页 [查看摘要][在线阅读][下载 1276K]
  • 基于组合方式的多端柔性直流输电系统控制策略

    熊凌飞;韩民晓;

    分析基于电压源型换流器的多端直流输电系统(voltage sourced converter multi-terminal DC,VSC-MTDC)现有控制策略(电压裕度控制与电压倾斜控制)的特点与不足,提出一种新的基于自律分散思想的控制方法。该方法结合了上述二种控制方法的优点,并相互弥补了各自的缺点。正常运行时,主导站定直流电压控制,辅助站定功率控制。一旦主导站因故障丢失,辅助站能够快速并稳定地切换到定电压控制。由于倾斜特性的引入,各换流站的传输功率始终随直流电压的变化而变化,且保持固定的比例关系。因此直流电压不会因电压裕度的选取而产生不同程度的过调量。此后辅助站将作为多端系统的平衡节点,吸收/发出其余端子的功率差额,使系统重新找到新的运行点(预先设定的最优运行点)。在整个暂态过程中,其余端子能够始终不受扰动的影响而保持正常运行,使扰动对直流系统的影响最小化。文中基于PSCAD/EMTDC分别设计这3种控制器,并对其暂稳态特性进行仿真分析与详细比对。仿真结果表明:组合控制改善了系统的暂态特性,并能够保证系统在扰动前后都始终运行在最优点。

    2015年06期 v.39;No.379 1586-1592页 [查看摘要][在线阅读][下载 1439K]
  • 多端柔性直流输电系统直流电压混合控制策略

    吴金龙;刘欣和;王先为;姚为正;

    多端柔性直流输电系统的直流电压协调控制主要有直流电压偏差法和直流电压斜率法。直流电压偏差法在控制模式切换时存在较大的直流电压波动,而直流电压斜率法的有功潮流不能精确控制。针对现有方法的缺陷,提出一种直流电压混合控制策略,设计4阶混合控制器结构,阐述混合控制器配置原则和降阶变结构方法,最后搭建典型的三端柔性直流输电系统进行了仿真验证,证明了直流电压混合控制策略的直流电压接管更加平稳,并可以实现有功潮流的精确控制。

    2015年06期 v.39;No.379 1593-1599页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
  • 溪浙特高压直流隔直装置存在的问题分析及改进

    王华伟;林少伯;王祖力;王明新;黄勇;雷霄;王庆;李新年;王亮;孙栩;

    特高压直流换流变压器中性点在各种操作及运行时谐波含量远高于交流变电站,在安装隔直装置解决直流偏磁现象时需要考虑的因素更多。首套安装在特高压直流换流站的直流偏磁装置在直流系统调试中出现了不恰当投切、频繁投切等较多不适应直流运行工况的问题,针对其由于退出隔直功能的保护定值较小引起的不恰当投切、频繁投切问题,结合现场录波波形和直流系统运行工况进行了分析和研究,提出了修改投入隔直功能的延时时间,增大退出隔直功能的保护定值的改进措施解决不恰当投切和频繁投切问题,并在直流系统运行中加以应用,所得结论对后续直流工程的换流变加装隔直装置的工程应用具有一定的指导意义。

    2015年06期 v.39;No.379 1600-1604页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K]
  • 基于键图法的直流电网系统模型

    刘先正;王兴成;温家良;郭高朋;李金元;

    为适应直流电网智能、高效、经济运行的要求,实现各换流站间的协调控制,基于六端直流电网物理仿真平台,将多端直流输电系统视为一个多输入、多输出、多控制目标的系统整体进行了数学建模。提出了适用于多节点、系统级仿真的换流器简化模型,分别讨论了各端电源、负载模型的简化方法,利用键图方法对六端树状直流电网进行了等效建模,并提取出其状态空间方程。最后根据电力系统的常规运行要求对直流电网的具体控制目标进行了数学提炼,写出控制问题的约束条件和指标函数,为进一步设计、优化协调控制器提供了基础。

    2015年06期 v.39;No.379 1605-1610页 [查看摘要][在线阅读][下载 884K]

电力系统

  • 电网每日运行评价指标体系研究

    戴远航;陈磊;闵勇;成涛;

    为实现对电网每日运行结果的评价,提出一套针对电网每日运行的评价指标体系,并讨论了相应的综合评价方法。首先,基于评价指标体系构建的一般原则和方法,设计了综合考虑电网运行在安全性、经济性、公平性和环保性4个方面需求的三级指标体系,该指标体系规模适中且能全面反映电网当日的调度运行情况。其次,在指标综合方法方面,考虑电网运行人员调度决策的需求,选用层次分析法确定各个指标的权重,应用逼近于理想解的排序方法进行指标综合,对指标综合方法的实际应用环节进行了讨论。算例分析结果表明,文中提出的方法可以自下而上实现对电网每日运行结果的综合量化评价,方便电网运行人员实现对不同日运行结果的纵向比较,可以为电网的优化运行提供指导。

    2015年06期 v.39;No.379 1611-1616页 [查看摘要][在线阅读][下载 2964K]
  • 大规模电网分层分区无功优化

    阳育德;龚利武;韦化;

    提出了一种大规模电网分层分区无功优化模型及其算法。根据电网解环运行及分层分区管理的特点,采用节点分裂法将电网进行分层分区解耦,即将220 k V与110 k V电网进行分层,110 k V电网分区管理。建立相应的分解协调模型,并通过分解协调内点法进行求解。该方法仅交换子网间少许的边界变量就可以将大系统完全等效解耦,使修正方程仅保留220 k V及以上电压等级主干网部分,从而使问题的求解趋于简便、快速。通过对8个测试算例的仿真分析,结果表明所提模型满足电网分层分区无功优化运行,具有较强的收敛性和快速性。

    2015年06期 v.39;No.379 1617-1622页 [查看摘要][在线阅读][下载 571K]
  • 城市电网输配全局最大供电能力分析

    卢志刚;陈伟坤;张晓辉;张丹;马丽叶;

    城市电网是包含输电网和高压配电网的全局电力系统。传统电网供电能力分析中,往往分别对输电网和配电网单独求解,割裂了输配电网之间的统一协调关系。针对这一问题,提出了城市电网全局最大供电能力分析模型。首先,针对输电网结构特点,结合改进的潮流计算模型,采用线性规划法求解输电网满足N-1约束的安全供电能力;其次,针对高压配电网的结构和负荷特性,建立基于需求侧分析的高压配电网最大供电能力分析模型;最后,进行电能阻塞分析,求取城市电网全局最大供电能力。通过算例证实了该分析体系能有效计算城市电网的全局最大供电能力,定位电网整体供电能力的薄弱环节,为电网规划提供参考数据。

    2015年06期 v.39;No.379 1623-1630页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K]
  • 基于分层搜索算法的超高层建筑供用电可靠性评估

    潘明明;丁坚勇;周凯;田世明;

    根据超高层建筑供电特点和管理需求,提出了超高层建筑供用电可靠性指标体系和超高层建筑供用电可靠性计算方法——分层搜索算法。该指标体系和搜索算法不仅能对传统用户供电可靠性进行评估,还能对用户内部用电可靠性进行分析,包括用户内部整体可靠性和用户负荷点可靠性,可以对超高层建筑内部实现精益化管理提供技术支持。以一栋由两路电源供电的超高层建筑为例,采用文中提出的指标体系和算法对该建筑进行评价,结果显示,2路并列供电的电源,在同时供电和一路运行、一路检修时,用电可靠性相差不大,而两者的停电损失期望值可相差1.5倍多,该结果能为用户内部检修策略的制定提供有效指导。算例证明了文中提出的指标体系的实用性和分层搜索算法的正确性。

    2015年06期 v.39;No.379 1631-1636页 [查看摘要][在线阅读][下载 507K]
  • 基于禁忌搜索算法的直流融冰计划优化决策

    陈亮;傅闯;李兴源;

    鉴于输电线路在开展直流融冰工作时可能导致系统运行可靠性和输电能力降低的问题,提出一种电网直流融冰计划决策的优化模型。优化模型以全部待融冰线路的融冰时段组合为决策变量,以整个直流融冰周期内因直流融冰引起的系统期望缺供电量的增量最小为目标,采用禁忌搜索算法对待融冰线路的融冰时段进行优化,同时融冰紧急性指标以约束条件的形式能一定程度上保障线路得到及时融冰。通过实际算例验证所提出方法的可行性和有效性。

    2015年06期 v.39;No.379 1637-1642页 [查看摘要][在线阅读][下载 394K]
  • 电压不平衡条件下并网逆变器的直流电压控制

    林永朋;陶顺;肖湘宁;

    电网电压不平衡时,逆变器的并网功率中含有的二倍频谐波分量使得直流电压波动,影响其稳定性和并网质量。在不平衡电网电压条件下进行逆变器直流电压动态过程及其对输出性能影响的分析,在平衡的电网电压条件下的逆变器PQ控制模型基础上引入一个负序控制环,正负序叠加控制和直流电压控制改善了逆变器的控制效果,使得直流电压和并网功率波动更小,同时直流侧电容电压波动的减小也降低了逆变器并网电流中的3次谐波分量。仿真结果验证了并网逆变器控制策略的有效性和优越性,该方法能够提高了逆变器在电网电压不平衡条件下的稳定运行能力。

    2015年06期 v.39;No.379 1643-1649页 [查看摘要][在线阅读][下载 1127K]
  • 三电平逆变器并联系统的中点电位控制策略

    姚修远;金新民;李金科;吴学智;李会南;

    为保证逆变器并联系统的正常运行,必须同时解决中点电位控制和零序环流抑制2个问题。分析了零序环流和中点电位波动的产生机理,从理论上推导得到两者的相互关系。基于调制波分解的载波调制原理,提出了一种并联系统的中点电位控制策略,无需空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)复杂的扇区划分和占空比计算,实现简单,并且能够在不影响零序环流抑制的条件下实现逆变器并联系统的中点电位控制。进一步通过推导,分析了该方法对中点电位的控制能力。最后,搭建了一套80 k W的三相三电平逆变器并联系统,过仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

    2015年06期 v.39;No.379 1650-1657页 [查看摘要][在线阅读][下载 8984K]
  • 一种组合全波整流式高频链逆变器

    吴冬春;阚加荣;吴云亚;李小凡;

    分析了3种传统的应用于并网的高频链逆变器(high frequency link inverter,HFLI)的电路拓扑,综合3种HFLI的各自特点,提出了一种组合全波整流式(combined full-wave rectifier-CFR)HFLI(CFR-HFLI)。推演了从周波式HFLI(cycloconverter HFLI,CHFLI)到CFR-HFLI的拓扑重构过程,分析了CFR-HFLI的电路工作模态。对CFR-HFLI和CHFLI进行比较,总结了CFR-HFLI的特点。给出了与CFR-HFLI相关的并网逆变器、AC/AC变换器和组合全桥整流式逆变器的电路拓扑。实验结果验证了CFR-HFLI具有的良好性能和高效率。

    2015年06期 v.39;No.379 1658-1664页 [查看摘要][在线阅读][下载 976K]
  • 模块化多电平变流器桥臂电感参数设计

    刘普;王跃;雷万钧;姚为正;

    桥臂电感作为模块化多电平变流器的重要组成部分,其电感值的选取对于变流器稳定运行极为关键。从桥臂谐波电流分析入手,通过分析换流器拓扑结构与工作原理,详细推推导了各次环流幅值与桥臂电感值之间的约束关系,得出了系统通用矩阵方程。在此基础上,提出一种能够避免换流器谐振且能满足系统功率运行范围、环流限制要求的桥臂电感值的设计方法。基于Matlab/Simlink的舟山柔性直流输电工程实例仿真结果验证了所提方法可行。

    2015年06期 v.39;No.379 1665-1671页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K]

新能源与分布式发电

  • 大规模风电并网的电力系统运行灵活性评估

    李海波;鲁宗相;乔颖;曾平良;

    电力系统具有足够的灵活性对于接纳风电等可再生能源至关重要。为实现包含高比例可再生能源的未来清洁电力系统,亟需建立一套充分考虑风电波动性和随机性的电力系统运行灵活性定量评价指标体系。基于电力系统灵活性的定义和原理,提出了一套考虑大规模风电接入的电力系统灵活性定量评估指标体系,并基于蒙特卡洛模拟法和经济调度模型,提出了实用化的指标计算方法。该模型能够考虑风电及负荷的不确定性,并计入了风功率预测误差的时间相关性,从而反映了负荷不确定性和风功率预测不确定性对灵活性指标的不同影响原理。采用我国西北某电网实际风电场数据对所提算法进行了仿真分析,证明了风电不确定性和负荷不确定性对灵活性的影响存在本质区别,并定量研究了不同因素对灵活性指标的影响。

    2015年06期 v.39;No.379 1672-1678页 [查看摘要][在线阅读][下载 1018K]
  • 多风电场与梯级水电站协调运行对电力系统可靠性的影响

    代倩;曾平良;周勤勇;赵峰;李柏青;

    目前关于多风电场与梯级水电站协调运行对电力系统可靠性影响的研究较少,为此提出了一种评估大规模风电场接入含有梯级水电站的电力系统的可靠性的方法。该方法较准确地建立了风电场、梯级水电站的出力模型,充分考虑了多个风电场之间的相关性和梯级水电站来水径流的不确定性,并建立了基于拉丁超立方采样的序贯蒙特卡罗可靠性模型,可用于评估可再生能源的利用率和系统的长期可靠性。通过将风电-水电协调运行模式下的可靠性与风电、水电独立运行模式下的可靠性进行对比,验证了前者的优越性。最后将上述方法应用于测评西北直调电网中风-水-火协调运行和各自独立运行对系统可靠性的影响,结果表明协调运行可大幅度提高系统的可靠性,同时也验证了所提模型和方法的合理性。

    2015年06期 v.39;No.379 1679-1684页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K]
  • 基于动态调峰裕度的风电并网协调优化调度

    曾雪婷;刘天琪;李茜;陈振寰;王福军;关铁英;

    风电并网增加了系统有功调度的难度,为了协调系统运行的可靠性、经济性与风电利用效益之间的矛盾,提出了24点调峰裕度指标,从调峰的角度确定出系统动态正负旋转备用和风电并网功率,并构建了以系统总运行成本最小为目标,含水、火电运行价格成本、风电弃风惩罚成本以及系统备用惩罚成本的风电并网协调优化调度模型。针对该模型,采用优先顺序法和改进粒子群算法,并基于某个含风电的区域电网算例进行仿真验证。结果表明,所提出的指标和优化模型为解决风电并网运行问题提供了一种有效方法。

    2015年06期 v.39;No.379 1685-1690页 [查看摘要][在线阅读][下载 2500K]
  • 间歇式电源并网系统的中长期特性仿真研究

    叶小晖;戴汉扬;赖旬阳;宋新立;刘涛;姚力;张彦涛;

    间歇式电源的大规模发展及并网运行,在带来巨大经济效益的同时,也给电网中长期过程的频率稳定和有功平衡带来了巨大的影响。在间歇式电源机电暂态模型的基础上,对风电、光伏中长期自动发电控制(automatic generation control,AGC)子站进行建模,该模型可以接受调控中心AGC总站的调度命令,对间歇式电源进行功率调节。然后,利用甘肃电网的某典型日负荷、风速及光照曲线,深入分析了间歇式电源的波动特性及风光互补特性,验证了上述模型具有模拟中长期频率波动的能力。在此基础上,以平抑间歇式电源带来的联络线功率波动为目标,对机组出力计划、二次调频系统等控制策略的效果进行了分析。最后通过仿真计算论证了机组出力计划和AGC系统具有平抑间歇式电源功率波动性的作用。

    2015年06期 v.39;No.379 1691-1696页 [查看摘要][在线阅读][下载 597K]
  • 考虑随机性的风电布局优化模型

    黎舒婷;刘岩;韩杏宁;黎嘉明;文劲宇;易海琼;宋卓然;

    风电功率的随机性对电力系统安全稳定运行提出挑战,同时,系统网架条件、电源结构和负荷特性制约着风电的接入与消纳。为此,建立了风电布局优化模型,以系统风电装机容量最大化为目标,计及网架传输容量限制,采用典型负荷水平反映系统的负荷需求,并考虑常规机组应对风电功率波动的能力。模型应用鲁棒线性优化理论考虑风电随机性,采用盒式集合描述风电功率偏离均值的程度,引入可调节的鲁棒性参数,实现不确定性优化模型向确定性优化模型的转化,进而对风机布点及相应的装机容量进行优化决策。最后,以修正的Graver 6算例系统为例,验证了模型的有效性与合理性。

    2015年06期 v.39;No.379 1697-1702页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K]

高电压技术

  • 降雨对绝缘子表面污秽的清洗作用

    王黎明;王耿耿;黄睿;梅红伟;项阳;

    自主搭建人工降雨试验平台,动态模拟不同降雨工况环境;采用自然积污绝缘子,研究降雨对不同材料、伞型、安装方式和带电类型绝缘子表面污秽的清洗作用。试验结果表明:高强度的降雨可以产生更有效的清洗;瓷和玻璃绝缘子的降雨清洗特性相近;开放伞型的绝缘子清洗效果显著优于带下棱伞型的绝缘子;耐张串绝缘子降雨清洗更充分,受伞型影响较小;直流积污的绝缘子雨水冲刷作用弱于交流积污的绝缘子。同时指出,绝缘子表面可溶盐随降雨清洗时间的流失规律符合Box Lucas指数函数模型。相关研究结论可为外绝缘设备污秽状态预测和污秽清扫提供理论指导。

    2015年06期 v.39;No.379 1703-1708页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
  • 接地电阻对风机桨叶引雷能力影响模拟试验

    方超颖;李炬添;张曾;文习山;王羽;鄂盛龙;徐碧川;陈文广;肖国洲;

    为研究风电机组桨叶的引雷能力与风电机组接地电阻大小关系,采用标准操作波和雷电波分别对按照1:100比例缩小的两桨叶和三桨叶风机模型进行大量的放电试验。结果表明,风机桨叶的引雷能力和接地电阻的大小呈负相关关系,接地电阻越小,相关性越强。该试验结果表明风电机组接地性能对防雷措施有影响,能够定性地证明,提高风机的接地性能有助于改善风机叶片防雷措施的防雷效果。试验结论为海上风电机组接地方案和防雷方案的模拟试验设计提供了参考。

    2015年06期 v.39;No.379 1709-1713页 [查看摘要][在线阅读][下载 1179K]
  • 直流电场下变压器油中电场分布特性

    刘凯;王鹏;王伟;

    直流电场下油纸绝缘系统中,因油中和油/纸界面空间电荷的产生和积聚,会畸变原有电场分布。油中的电场分布特性在直流绝缘结构优化设计中非常重要,它呈现出的特性与交流下有较大的不同。采用一种基于Kerr电光效应的非接触式测量手段,实际测量了6 mm间隙平板电极结构下油中空间电场分布特性。实验结果表明:直流电场下,平板电极间油中电场为非均匀电场;空间电场测量值与施加于电极间的直流电场之比在0.87~1.05之间变化;相同的外加电压情况下,靠近正电极位置处的电场强度要高于靠近负电极位置的电场强度,并且从负电极至正电极呈单调递增趋势;按照施加于电极间的直流电场进行归一化的电场曲线大致可分为3个阶段;结合变压器油中载流子产生、迁移和扩散过程及变压器油的电导特性进行了初步的探讨。

    2015年06期 v.39;No.379 1714-1718页 [查看摘要][在线阅读][下载 2472K]
  • 特高频方法用于套管局部放电检测的可行性研究

    肖天为;张强;黄炎光;印海洋;王勇;郑书生;李成榕;

    套管故障是导致变压器非计划停运的重要原因之一。目前主要依靠传统预防性试验方法来评估套管的绝缘状态,但预试周期长,难以及时发现运行中套管的潜在故障。为此,提出了基于特高频信号的套管局部放电带电检测与时间差定位方法。首先阐明了特高频定位方法的基本原理,然后在实验室建立套管局部放电特高频检测试验平台,通过试验对这种方法进行了检验。试验结果表明:1)套管顶部的接触不良放电和末屏引线接触不良放电的信号波形振荡上升时间短,时间差测量和定位计算结果准确、分散性小;2)发生在油箱内部的下截套管沿面放电和均压罩悬浮放电的信号波形振荡上升时间长,时间差分散性大,定位结果位于套管上瓷套底部,分散性大。该研究对于推动套管局部放电的带电检测和定位技术的应用与发展具有重要指导意义。

    2015年06期 v.39;No.379 1719-1724页 [查看摘要][在线阅读][下载 3213K]
  • 考虑粗糙表面接触的气体绝缘开关设备接头接触电阻数值计算与影响因素分析

    金向朝;黄松波;谢志杨;邹明翰;舒乃秋;

    气体绝缘开关设备回路存在大量插接式电气接点,其接触电阻的稳定性直接影响设备的安全稳定运行。基于粗糙表面弹塑性接触理论和有限单元法建立了梅花接头接触电阻数值计算模型。在有限元模型中加入抱紧弹簧与接头材料的弹塑性形变,通过结构场有限元分析获取由抱紧弹簧提供给触点上的接触压力,将计算得到的接触压力作为输入参数带入到基于Bahrami粗糙表面弹塑性机械接触模型中,并计算接头与导体之间的接触电阻。计算结果与110 k V原型气体绝缘母线回路的电阻测试结果基本一致,验证了计算模型的有效性。应用该模型分别分析了导体与接头的对接深度和对接角度对触点接触电阻的影响,计算结果表明:在接头装配公差允许范围内,对接角度变化对接触电阻的影响有限,导体对接深度不足是引起接触电阻异常的主要原因。

    2015年06期 v.39;No.379 1725-1730页 [查看摘要][在线阅读][下载 1851K]
  • 灰色关联模型在高压断路器故障诊断中的应用

    杨志泽;梁良;李小勇;巫世晶;

    针对高压断路器故障具有较强的随机性和模糊性的特点,基于灰色关联分析法(grey relation analysis method,GRAM)建立一种高压断路器机械故障诊断模型。以高压断路器分合闸过程中线圈电流和时间节点值作为特征量,构造所需参考向量和比较向量,计算向量间的关联度值,依次对断路器各故障状态予以识别。实例计算结果表明:建立的故障诊断模型能有效地诊断出高压断路器机械故障;不同的分辨系数取值影响诊断结果的分辨率和可靠性。在高压断路器机械故障诊断中,宜取较小的分辨系数值,以保证结果具有较高准确度。

    2015年06期 v.39;No.379 1731-1735页 [查看摘要][在线阅读][下载 491K]

自动化

  • 基于电流波形匹配的高压直流输电线路纵联保护

    刘剑;邰能灵;范春菊;

    在分析直流线路两端特定频率电流波形特征的基础上,提出了一种新的直流输电线路纵联保护方案。对直流滤波器进行阻抗–频率特性分析,发现滤波器在特定频率点阻抗值接近于零,即滤波器对该频率电流具有良好的滤波效果,正常运行时直流线路两端特定频率电流几乎为零。故障时,由于系统阻抗特性改变,线路两端特定频率电流显著增加。通过对直流线路谐波等值网络进行分析,发现区内故障时,线路两端特定频率电流都由直流母线流向线路;整流侧区外故障时,直流线路整流端的特定频率电流由直流母线流向线路,而逆变端则由线路流向直流母线;逆变侧区外故障时,与整流侧区外故障情形相反。特定频率电流方向一致时波形匹配程度高,而当方向相反时,波形匹配程度低,利用该特征构成直流线路区内、外故障判据。针对现行直流线路电流差动保护的缺陷,提出了一种改进的直流线路后备保护方案。大量仿真结果表明,该保护方案原理简单,能可靠、准确识别直流线路区内、外故障,且具有较高的过渡电阻能力。

    2015年06期 v.39;No.379 1736-1743页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
  • 换流器直流差动保护动作特性分析与优化

    余超耘;蔡泽祥;李晓华;李佳曼;周全;王海军;

    换流器的故障特征呈现时空复杂性,亟需对直流差动保护的故障响应范围和动作特性展开系统的梳理和评估。分析了直流差动保护的保护范围与功能定位,明确了其存在的选择性问题,即保护范围超出直流系统而延伸至交流系统。以某实际高压直流输电工程的模型参数为背景,详细分析了直流差动保护在不同故障下的动作特性,解析分析了保护特征量的边界,且进一步考虑了直流控制对保护动作特性的影响。分析了提升直流差动保护动作选择性的策略,并构造了引入换流器交流侧电气量的辅助判据,从原理上解决直流差动保护的选择性问题,实际高压直流输电工程的仿真算例验证了该辅助判据的有效性。

    2015年06期 v.39;No.379 1744-1750页 [查看摘要][在线阅读][下载 1201K]
  • 基于母线测量导纳变化的微电网保护

    姜斌;牟龙华;郭文明;庄伟;

    微电网内部故障时,微源中的逆变器会限制短路电流幅值的升高,故障电流较小难以检测,致使传统保护失效。为此,提出了一种基于母线上导纳量的变化为判据的微电网保护方案,该方案采用测量导纳的幅值为判据,由于它是电压、电流共同作用的结果,故障前后的测量导纳幅值变化明显,克服了传统电流保护方案的不足;同时采用测量导纳相角的变化作为辅助判据,可以有效地区分微电网的区内外故障,实现故障的检测与定位。利用PSCAD/EMTDC进行仿真,仿真结果验证了所提方案的有效性。

    2015年06期 v.39;No.379 1751-1758页 [查看摘要][在线阅读][下载 1455K]
  • 考虑温度特性的全光纤电流互感器实时动态仿真模型

    刘青;傅代印;马朋;叶宁;

    利用电力系统实时数字仿真系统(real-time digital simulator,RTDS),研究并建立了全光纤电流互感器(fiber optical current transformer,FOCT)的实时动态仿真模型。通过对FOCT检测系统中偏差与反馈2部分的合理简化,建立了等效的数字闭环控制系统模型;根据不同温度下,光纤Verdet常数和l/4波片相位延迟的变化规律,以及探测器接收光强关于l/4波片参数的数学模型,将可变的温度参数引入到了模型中。通过仿真试验,找到了能够补偿温度误差的l/4波片初始相位延迟角的范围,证明了所建FOCT实时动态仿真模型是合理的,能够有效模拟FOCT的稳态温度特性,且暂态特性良好,可用于对FOCT性能的深入研究及智能变电站相关设备的测试。

    2015年06期 v.39;No.379 1759-1764页 [查看摘要][在线阅读][下载 485K]

  • 英文学术期刊《中国电机工程学会电力与能源系统学报》首发

    <正>2015年5月20日上午,英文学术期刊CSEE Journal of Power and Energy Systems(《中国电机工程学会电力与能源系统学报》,简称CSEE JPES)在京举行创刊首发仪式。刊物编委会主任委员、国家电网公司总经理舒印彪和中国电机工程学会理事长郑宝森为首刊揭幕,并在会上致辞。郑宝森为到会的编委会成员颁发聘书。中国科协学会学术部期刊出版处处长李芳代表主管单位到会祝贺。

    2015年06期 v.39;No.379 1524页 [查看摘要][在线阅读][下载 446K]
  • 2015年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会征文启事

    <正>为了全面反映近年来我国在直流输电与电力电子领域科研、设计、生产运行、设备制造、教学等方面的科研成果,特别是特高压直流输电技术、柔性直流输电技术以及智能电网技术等方面的科研成果,中国电机工程学会直流输电与电力电子专业委员会定于2015年10月在上海市召开第四届全国直流输电与电力电子专委会学术年会。本次会议由中国电机工程学会直流输电与电力电子专业委员会主办,国际大电网会议(CIGRE)中国国家委员会高压

    2015年06期 v.39;No.379 1642页 [查看摘要][在线阅读][下载 223K]
  • “能源互联网”专题征稿启事

    <正>可再生能源、分布式发电、智能电网、能源路由器、直流输电、储能、电动汽车等新能源技术与物联网、云计算、大数据、移动互联网等新兴信息技术的不断进步,为第三次工业革命奠定了坚实的基础。能源互联网是互联网和能源系统深度融合的产物,是涵盖发电、供电、供热、供冷、供气、电气化交通等多个复杂系统的交互式综合能源网络,将推动能源绿色化和用能高效化,促进能源系统的开放互联和市场化。未来的能源互联网将可能给传统能源行业的供需模式、运营结构、市场

    2015年06期 v.39;No.379 1730页 [查看摘要][在线阅读][下载 521K]
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