电网技术

低碳电力技术

  • 考虑电网频率偏差的风电功率爬坡限制指标动态优化

    龚裕仲;江全元;汪海蛟;

    制定风电并网功率的爬坡限制指标可以有效抑制风电剧烈爬坡事件对电网频率偏差的影响。提出了一种考虑电网频率偏差的风电功率爬坡限制指标动态优化策略,根据电网的实时运行情况,对风电并网功率爬坡限制指标进行动态优化,使系统频率始终处于安全范围内。首先以电网的动态频率特性为基础,建立含一次调频和二次调频特性的电力系统频率仿真模型;然后利用二分法,根据电网频率偏差限值获得最优爬坡限制指标,从而有效避免了因固定爬坡限制指标过于宽松而导致的系统状态越限,以及爬坡限制指标过于苛刻而导致的风电场爬坡控制经济性较差的缺点。最后,通过IEEE RTS算例的仿真结果验证了所提策略的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2377-2384页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
  • 结合超速备用和模拟惯性的双馈风机频率控制策略

    丁磊;尹善耀;王同晓;姜吉平;程法民;司君诚;

    基于双馈风机的风电场大规模并网将导致电网等效惯量降低、一次调频能力不足。为了使双馈风机同时具备惯性调频和一次调频能力,并解决传统模拟惯性控制方法容易引起的二次频率冲击问题,提出了一种结合超速备用和模拟惯性的双馈风机有功频率控制策略。双馈风机在电网频率正常时运行在超速减载状态,获得一定的调频备用容量并提高转子存储动能;在系统频率变化时,通过检测电网频率偏差、调节参考转速来改变输出功率,参与系统调频。该策略可以使双馈风机具有和常规机组类似的静态调频特性,能有效支持系统的惯性调频,减小静态频率误差,并避免转速恢复对系统频率的二次冲击。最后通过仿真验证了所提控制策略的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2385-2391页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
  • 基于改进微分进化算法的风电直流微网能量管理

    王毅;于明;李永刚;

    针对含蓄电池作为储能元件的风电直流微网系统,提出了能够衡量储能系统老化过程的能量管理模型。该模型通过纳入蓄电池健康状态实现了系统的经济运行,通过功率平衡约束保证系统的稳定性。采用基于群体适应度方差的改进型微分进化算法求解所建模型,并应用Matlab软件在联网工况下对所建模型进行仿真。仿真结果表明:所提方法能够有效减少由蓄电池老化引起的系统运行成本,并基于微网预测信息实现了潮流最优管控,满足了风电直流微网系统经济、稳定运行的目标。

    2015年09期 v.39;No.382 2392-2397页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
  • 基于风电消纳能力评估的安全约束经济调度方法

    田建芳;毛亚珊;翟桥柱;王全洲;

    由于风电出力的高不确定性,大规模风电并网改变了现有的电源结构,使电力系统的安全稳定运行面临巨大挑战。准确评估次日各时段风电消纳能力对于合理制定日前调度计划具有重要意义。基于场景分析方法建立了单个风电接入点的含风电日前经济调度模型,提出了综合考虑负荷需求、备用需求、机组参数以及线路传输容量的电网风电消纳能力评估方法。通过求解混合整数线性规划模型得到综合考虑鲁棒性和经济性的评估结果,可为制定调度计划提供依据。基于IEEE 24节点系统的算例测试验证了所提方法的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2398-2403页 [查看摘要][在线阅读][下载 601K]
  • 含DFIG的电力系统随机建模及小干扰随机稳定分析

    苏展;徐谦;孙黎滢;周明;李庚银;

    针对风功率随机波动给电力系统稳定分析带来的新问题,建立了计及风功率随机波动的双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)的详细动态模型,以及用于分析含DFIG的电力系统小干扰随机稳定性的随机微分方程。给出了随机稳定的判据,并推导出系统状态量期望和方差的解析表达式。通过对单机无穷大和IEEE 3机9节点系统进行算例分析,验证了所建随机模型的可行性。从理论上分析了风功率随机波动对系统状态变量的影响,还使用Euler-Maruyama数值方法验证了理论分析的正确性。结果表明,机械功率随机波动对不同状态变量的影响不同。状态变量的波动幅度由系统潮流、系统参数、随机项波动强度和时间决定。而在多机系统中,风机机械功率波动也会对系统中其他动态元件的状态变量造成影响。

    2015年09期 v.39;No.382 2404-2410页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K]
  • 面向风电场SSO抑制的TCSC参数电磁暂态智能优化方法

    黄杰;陈武晖;董德勇;谭伦农;

    抑制风电场次同步振荡(sub-synchronous oscillations,SSO)的晶闸管可控串联补偿装置(thyristor controlled series compensation,TCSC)参数优化问题是强非线性参数优化问题,很难用解析方法求解。文中将单纯形算法(Simplex)与电磁暂态仿真程序结合的非线性参数优化方法引入到抑制SSO的TCSC参数的优化。该算法使用电磁暂态程序的仿真结果计算优化目标函数值,Simplex算法应用电磁暂态程序计算的优化目标函数结果智能地指导TCSC参数寻优方向,快速可靠地寻到最优参数,缩短仿真耗时。最后,针对风电不确定性,初步分析了风速变化对参数优化结果的影响,根据所采用的单机等值系统仿真结果分析,风速变化对TCSC参数优化结果的影响并不显著。

    2015年09期 v.39;No.382 2411-2417页 [查看摘要][在线阅读][下载 793K]
  • 基于集电系统无功灵敏度的双馈风电场无功控制策略

    崔杨;徐蒙福;唐耀华;彭龙;严干贵;

    针对目前双馈风电场并网点电压水平低、场内集电系统网损大等典型无功控制问题,提出一种基于无功灵敏度指标的新型双馈风电场无功控制策略。在对双馈风电场无功需求及双馈风电机组无功调节能力进行分析的基础上,构建了风电场集电系统无功灵敏度指标,即集电系统网损无功灵敏度及电压无功灵敏度。该策略能够在保证最大有功出力的同时,实现如下目的:1)利用集电系统电压无功灵敏度控制双馈风电机组无功输出,以改善并网点电压水平;2)利用集电系统网损灵敏度控制双馈风电机组无功输出,实现降低集电系统网损的目的。对某实际风电场的仿真算例验证了所提控制策略的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2418-2423页 [查看摘要][在线阅读][下载 725K]
  • 海上直流风电场研究现状及发展前景

    江道灼;谷泓杰;尹瑞;陈可;梁一桥;王玉芬;

    与现有的海上风电场相比,采用直流技术汇集电能和并网的海上直流风电场无需使用笨重且体积庞大的工频交流变压器,也无需对电能进行多次整流、逆变和升压,因而在设备的体积和质量、系统损耗及建设成本等方面均具有明显优势。首先对串联升压型和辐射型2种主要类型的海上直流风电场进行了详细综述,包括其拓扑结构、控制策略、优势和存在的问题;然后详细分析了海上直流风电场的关键设备——高电压、大容量、高增益DC/DC变换器的研究现状,指出了各类DC/DC变换器的优缺点及其在海上直流风电场中的应用前景;最后对海上直流风电场的故障保护问题和经济性问题的研究情况进行了总结。所述内容对中国开展海上风电等海洋能的开发利用具有一定参考价值。

    2015年09期 v.39;No.382 2424-2431页 [查看摘要][在线阅读][下载 565K]
  • 直流孤岛外送风电变电流控制策略

    梁海峰;李怀科;肖伟;王球;

    由于风电具有波动性,对于没有足够火电配比的风电系统,尤其是风电孤岛系统,无法采用以往的定功率控制输送风电。为此,提出可以跟踪风电变化、输送可控可变功率的变电流控制策略。根据风电功率的波动性,该策略利用变电流控制方式实时输送波动的风电功率,且可以保证系统的电压电流均在允许范围之内。推导了该策略的控制原理、运行区域,确定了控制模型结构,设计了变电流控制器,搭建了仿真模型。仿真结果验证了所提策略的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2432-2437页 [查看摘要][在线阅读][下载 406K]
  • 基于灰色系统校正-小波神经网络的光伏功率预测

    丁明;刘志;毕锐;朱卫平;

    为提高非理想天气条件下的光伏功率预测精度,提出基于灰色系统校正-小波神经网络(wavelet neural network,WNN)的预测方法。首先以基于相似日算法的WNN进行逐时功率预测,并进行累加获得日累加功率。根据光伏出力历史数据,确定各广义天气类型的平均偏差比,并以平均偏差比进行平滑处理后的相邻日功率建立离散灰色系统模型(discrete gray model,DGM),进行日总功率预测并获得及其判断区间。最后以日总功率值判断区间为标准对累加功率值进行校正,得到校正后的各时段的预测值。算例结果验证了所提方法的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2438-2443页 [查看摘要][在线阅读][下载 332K]
  • 光伏电源故障电流的暂态特征及其影响因素

    孔祥平;袁宇波;黄浩声;朱卫平;李鹏;王业;

    电网故障情况下,光伏并网逆变器的控制器指令将发生突变,可能导致控制器进入非线性工作区域,从而使得光伏电源的故障电流暂态特征极为复杂。分别对控制器工作在线性区域和非线性区域2种情况下光伏电源的故障电流暂态特征及其影响因素进行了研究。在此基础上,指出了用稳态故障电流模型等效替代光伏电源以进行故障分析的处理方法的适用性。

    2015年09期 v.39;No.382 2444-2449页 [查看摘要][在线阅读][下载 430K]
  • 光伏集中并网电压约束下的准入容量与电压波动的评估方法

    王璟;蒋小亮;杨卓;关朝杰;郭正一;胡钋;

    大容量光伏集中并网必定会对整个配电网特别是并网点的电压造成一定的影响,而光伏出力的随机性也会引起电压的随机波动。为此,建立了光伏集中并网后引起并网点电压偏差的数学模型,导出了以电压偏差不越限为约束的光伏准入容量,定义了能够全面反映母线电压波动情况的4项指标,即分布重心、离散度、偏度和峰度,提出一种评估光伏并网下电力系统电压波动状况的方法。基于光伏出力的随机模型在PSCAD中建立了符合实际情况的光伏电站组件,并以单电源链式配电网为例验证了上述指标的准确性和有效性。最后将所提指标和方法用于某地区含光伏电站电网的电压波动程度的评估,结果表明该指标和方法可为光伏电站并网点的优选提供参考依据。

    2015年09期 v.39;No.382 2450-2457页 [查看摘要][在线阅读][下载 643K]
  • 居民区配电网接纳电动汽车充电能力的统计评估方法

    郭毅;胡泽春;张洪财;苏文聪;占恺峤;徐智威;

    随着电动汽车大规模发展,电动汽车充电负荷将会对配电网的安全与经济运行产生不容忽视的影响。以居民区配电网为研究对象,基于现有居民区负荷的计算方法,考虑单个居民区住户数量分布,结合不同类型居民区用电特性,负荷增长特性,电动汽车驾驶以及充电行为差异,建立了居民区电动汽车数量分布及单个居民区内电动汽车充电功率需求的数学统计模型,提出了居民区接纳电动汽车充电能力的评估方法。算例评估结果表明,随着电动汽车渗透率的增加,居民区配电变压器接纳电动汽车充电能力存在明显差异。所提方法可有效评估各类居民区配电网接纳电动汽车充电的能力,评估结果具有实际指导意义。

    2015年09期 v.39;No.382 2458-2464页 [查看摘要][在线阅读][下载 1017K]
  • 基于多端口DC/DC变换器的电池储能系统软启动控制策略

    田明杰;吴俊勇;郝亮亮;熊飞;张巨瑞;张皎;

    为平抑分布式电源输出功率的波动,通常需要配置一定容量的储能。介绍了一种可接入多电池组的多端口DC/DC变换器(multi-port DC/DC converters,MPC)储能系统,对其拓扑结构及工作原理做了简单分析,研究了各端口的控制方法和启动模式选择。由于单个DC/DC端口的启动投入,会对整个储能系统产生巨大的暂态扰动,直接威胁储能系统的稳定运行,为此重点研究了该MPC储能系统的软启动方式。通过电路等效和公式推导,对松弛端口软启动电阻的优化选择和功率端口软启动初始占空比的设定进行了详细分析,并开发了一台输入电压100~140 V,输出电压240 V,额定功率3.6 kW的三端口DC/DC实验样机。通过实验,验证了所提软启动方式及相关控制策略的有效性,为多电池组MPC储能系统各端口稳定、灵活的投切提供了解决方案。

    2015年09期 v.39;No.382 2465-2471页 [查看摘要][在线阅读][下载 542K]
  • 以减少电网弃风为目标的风电与抽水蓄能协调运行

    邹金;赖旭;汪宁渤;

    由于风电出力特性及电力系统运行约束等限制,电网接入大量风电时将会导致大量弃风。对风电与抽水蓄能协调运行以减少电网弃风的方式进行研究,在分析导致电网弃风的主要因素的基础上,充分考虑抽水蓄能的运行特性,以电网弃风最小为优化目标,建立风电和抽水蓄能协调运行的混合整数规划模型。基于实际电力系统的风电出力和负荷数据,在IEEE 30节点系统中对风电与抽水蓄能协调运行方式进行模拟。结果表明,所提出的优化模型能有效地模拟风电与抽水蓄能协调运行的过程;风电与抽水蓄能的协调运行方式对减少电网弃风具有显著的作用;对具有一定风电装机容量的电网,存在最优的抽水蓄能容量与之协调运行,使得电网弃风最小。

    2015年09期 v.39;No.382 2472-2477页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K]
  • 巨型水电站厂内经济运行及效益分析

    沈圣;黄炜斌;李基栋;马光文;郭乐;

    目前,水电站厂内经济运行的实际应用在中小型水电站上取得了较好的成效,而在巨型水电站上却缺乏深入的研究。以瀑布沟水电站(发电容量3 600 MW)为研究实例,根据巨型电站的实际生产运行情况,充分考虑了其所担负的电网调峰、调频的任务,增加了避免机组出力大面积转移的约束条件;以水电站耗水量最小为目标,建立了准实时优化分配的数学模型,采用改进的时间-空间动态规划算法进行求解。计算结果显示瀑布沟电厂日发电耗水率由2.652 m3/(kW×h)下至降2.585 m3/(k W×h);厂内经济运行可将经济效益提高近2.5%;平均计算耗时0.168 s。与采用遗传算法(genetic algorithm,GA)计算所得结果对比表明,该模型求解精度高,运算速度快,有较强工程实用价值,是一种提高巨型水电站水能利用率和发电效益的有效方法。

    2015年09期 v.39;No.382 2478-2483页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]

直流输电与直流电网

  • 基于IGBT串联技术的混合式高压直流断路器方案

    药韬;温家良;李金元;陈中圆;

    大力发展可再生能源将是解决我国能源资源分布不平衡,电力供需紧张,实现经济可持续发展的必然选择。综合常规直流输电技术和柔性直流输电技术,建立高压直流电网将是解决大规模可再生能源并网问题的有效手段。回顾高压直流断路器的发展历程,介绍当前最新的研究成果,阐明现阶段高压直流断路器将要面临的挑战,分析比较不同类型高压直流断路器的典型拓扑结构、工作原理和优缺点。在此基础上提出一种基于绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)串联技术的混合式高压直流断路器方案,详细介绍其拓扑结构、特点和工作原理,基于舟山5端直流工程在PSCAD/EMTDC软件中搭建仿真模型验证了其可行性。

    2015年09期 v.39;No.382 2484-2489页 [查看摘要][在线阅读][下载 595K]
  • 采用最近电平控制的模块化多电平换流器损耗一致性分析

    周莹坤;齐磊;姜舒婷;崔翔;赵国亮;乔尔敏;蔡博;

    为研究半桥结构的模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)子模块的损耗分布特性和一致性,首先,分析了MMC换流器的基本工作原理和损耗数值计算方法;其次,应用PLECS仿真软件针对半桥子模块结构进行仿真计算,分析了最近电平控制下不同均压、环流抑制方式下的子模块损耗特性;最后,对比分析了不同控制方式下的子模块损耗特性。研究结果表明:在不影响换流器工作状态的前提下,使用保持因子法均压以及使用三相解耦二次谐波环流抑制算法进行环流抑制时,各子模块损耗分布一致性更高,整体损耗率更低。

    2015年09期 v.39;No.382 2490-2497页 [查看摘要][在线阅读][下载 542K]
  • 基于直流电流模糊预测控制的换相失败预防策略

    高楷;孙国强;卫志农;孙永辉;袁阳;

    为抑制直流输电系统逆变器换相失败的发生,可采用直流电流预测控制方法,但直流电流预测设定值计算公式中参数k存在一定的随机性,为此采用模糊控制器控制直流电流预测设定值,并提出直流电流模糊预测控制策略。设置了控制时长T,并通过仿真测试选取合适的T值,克服了原有方法引起的系统电流恢复缓慢的不足。最后通过CIGRE HVDC标准模型的PSCAD-Matlab联合调用仿真进行算例分析,结果验证了所提方法的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2498-2504页 [查看摘要][在线阅读][下载 781K]
  • 双H桥型直流电网潮流控制器的控制策略

    杨越;张文亮;汤广福;贺之渊;杨杰;

    分析了双H桥型直流电网潮流控制器的工作原理,明确了被控电流、电容电压接入位置和电容电流的关系,并在此基础上利用状态比较方法对各开关状态进行了控制器设计。还以舟山五端柔性直流输电系统为背景,构建直流电网,在PSCAD/EMTDC中进行模型搭建和仿真计算,分析了潮流控制器出口电流、电容电压以及脉冲频率的响应特性,分析结果验证了所提控制策略的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2505-2510页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
  • 基于模块化多电平的铁路功率调节器直接功率控制策略

    宋平岗;林家通;李云丰;吴继珍;

    为解决铁路供电负序问题,同时兼顾无功补偿与谐波治理,由2个单相模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)背靠背连接构造铁路功率调节器(MMC-RPC),并直接接入牵引网。较传统RPC而言,取消了降压变压器,提高了直流电压,减小了直流端电流。针对铁路供电,分析单相系统的电压与功率间的数学模型,设计了一种无需系统角频率和电感参数的直接功率控制策略(direct power control,DPC)。以V/v牵引变为例,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果验证了所提策略的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2511-2518页 [查看摘要][在线阅读][下载 828K]
  • 高压直流电缆终端载流量确定方法

    郝艳捧;曾彤;阳林;傅明利;田野;卓然;

    高压直流电缆终端载流量与其稳态温度分布之间存在密切联系,为了研究载流量的准确计算问题,提出了一种基于迭代方法和ANSYS仿真软件的高压直流电缆终端载流量确定方法,以线芯最高长期允许温度和XLPE绝缘层、硅橡胶绝缘层径向最大允许温差作为限流条件;通过对比分析了未使用迭代方法和使用迭代方法时载流量的决定因素(线芯最高允许温度和XLPE绝缘层最大温差)随线芯载流变化情况,以及终端绝缘限制最大温差和终端最外层绝缘温度变化对其载流量的影响。研究结果表明:采取该方法进行载流量计算是必要且可行的。

    2015年09期 v.39;No.382 2519-2525页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K]
  • 计及暂态过电压约束的直流闭锁安控与极控协调控制研究

    罗煦之;张健;贺静波;霍超;王建明;贺庆;王安斯;

    大容量直流闭锁引起的送端暂态过电压可能影响近区风电的稳定运行,针对计及该过电压时直流闭锁控制问题,首先,研究了直流闭锁引起的暂态过电压过程,分析了交直流运行方式对过电压水平的影响;其次,依据电网实际案例分析极控切滤波器和安控切机动作时序,揭示了二者时序配合不当则可能引起"二次压升"的潜在风险;最后,提出了直流闭锁送端暂态过电压运行分析原则和协调控制方法,并以某特高压直流典型方式为算例对所提方法进行验证。研究结果证明了所提方法的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2526-2531页 [查看摘要][在线阅读][下载 1012K]
  • ±800kV与±500kV同塔双回直流输电线路电磁环境研究

    吴高波;李健;陈媛;罗楚军;汪如松;林芳;

    ±800 k V与±500 k V同塔双回直流输电线路可有效提高输电走廊的利用效率,但目前尚无设计和建设经验。针对电磁环境这一重要技术问题,基于Deutsch假设、经验公式分别计算了±800 k V与±500 k V同塔双回直流输电线路不同塔型和极导线布置方式下的地面合成场强和离子流密度、无线电干扰和可听噪声。结果表明:±500 k V线路布置于杆塔下层要求的最小对地高度较小;极导线同极异侧布置要求的走廊宽度较小,但可听噪声相对较高。计算分析了导线型号、线间距离和导线对地高度对电磁环境参数的影响,结果可为±800 k V与±500 k V同塔双回直流输电线路的工程设计提供参考。

    2015年09期 v.39;No.382 2532-2538页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]

电力系统

  • 基于模块化多电平换流器的静止同步发电机控制方法

    刘腾;刘增;刘进军;

    静止同步发电机(static synchronous generator,SSG)是一种融合静止同步补偿(static synchronous compensator,STATCOM)和储能技术的新型柔性交流输电(flexible alternative current transmission systems,FACTS)装置。分析了SSG的工作原理,提出了系统中各储能单元的荷电状态平衡控制方法。同时,为进一步提高电容电压的动态平衡性能,对传统电容电压平衡控制方法进行了改进,引入了荷电状态差异前馈。算例仿真结果验证了所提方法的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2539-2545页 [查看摘要][在线阅读][下载 1365K]
  • 考虑人为因素的设备可靠度评估及定检周期决策

    暴英凯;王逸飞;文云峰;郭创新;周伟;张立志;

    人为因素对设备可靠度评估和定检周期修决策有重要影响,但目前的研究往往忽略了人为因素的影响,为此,提出了一种基于比例故障模型的设备可靠度评估改进方法:一方面,不对设备状态转移作任何简化,即认为设备状态转移可能发生在任何时刻,而不仅仅是状态监测点;另一方面,利用广义帕累托分布表征人为因素对设备可靠度评估的影响。在此改进方法基础上,完善了设备定期检修模型,考虑了由人为失误造成的不完美检修情况。算例分析表明:人为失误、检修故障比例、检修时间、故障修复时间等因素对设备检修可用率的影响;在定期检修中充分考虑人为因素等情况可以提高设备可用率。

    2015年09期 v.39;No.382 2546-2552页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K]
  • 基于改进内点半定规划算法的拟直流最优潮流

    何天雨;卫志农;孙国强;孙永辉;高沁;

    拟直流最优潮流(quasi direct current optimal power flow,QDCOPF)模型将复杂的非线性规划问题线性化处理,使得问题模型结构简单,求解速度快,但是计算精度偏低。基于此,提出一种基于改进内点半定规划(modified semidefinite programming,MSDP)算法的QDCOPF。一方面,该算法采用半定规划(SDP)算法求解QDCOPF模型,充分利用了SDP鲁棒性强,对初值不敏感和可以收敛到全局最优解的优良性质;另一方面,对映射到SDP模型中的变量进行优化重组,将具有代数关系的变量组成一个变量组,形成一个程序运行子块,加强模型块内部变量联系的同时,减小模型块间变量的耦合。对IEEE 30、118、300节点系统的仿真测试结果表明,基于MSDP的QDCOPF算法比传统QDCOPF的求解算法具有更高的计算精度和计算效率,从而验证了所提算法的可行性和高效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2553-2558页 [查看摘要][在线阅读][下载 526K]
  • 一种单站多电网短期启发式调峰方法

    王华为;周建中;张胜;江保锋;卢鹏;莫莉;

    单一水电站向多个电网送电时,由于受电电网负荷量级以及负荷特性的不同,一般很难制定出既满足电站运行约束又同时满足多电网送电量比例要求的电站出力计划。为此,从发电侧及需求侧的角度出发,提出一种单站多电网短期启发式调峰方法,以受电电网剩余负荷在保证平坦的情况下最小为目标建立多电网调峰模型,通过将电网余荷最值作为启发式信息对电站出力过程进行逐步修正,制定既能满足约束条件又能保证剩余负荷平稳的电站出力计划及网间电力分配方案。将所提方法运用于华中电网下辖二滩水电站多电网送电计划编制中,实例表明该方法在兼顾多电网负荷特性的同时能够充分发挥水电站的调峰容量效益,有效解决了单一水电站向多电网送电时的短期调峰问题。

    2015年09期 v.39;No.382 2559-2564页 [查看摘要][在线阅读][下载 882K]
  • 计及FACTS校正控制策略的电网静态安全风险评估

    施鹏佳;文云峰;郭创新;杨秀瑜;田启东;

    为解决传统校正控制机组响应慢的问题,文章采用柔性交流输电系统元件(flexible AC transmission systems,FACTS)对事故后潮流进行控制,并研究了FACTS设备对电网静态安全风险水平的影响。以事故后线路过载和节点低电压水平为严重度函数,建立了量化的运行风险评估指标;采用灵敏度分析方法,根据电网静态安全风险对FACTS控制变量的灵敏度指标确定了FACTS设备的最优安装位置;基于功率注入模型,提出一种计及FACTS的事故后潮流快速校正控制模型,并将其应用到电网静态安全风险评估算法中,以消除因设备故障造成的线路功率紧急过载和节点低电压的情况。IEEE RTS79测试系统算例分析表明,所提出的方法能缓解事故后潮流紧急过载和节点低电压情况,并有效降低系统的静态安全风险水平。

    2015年09期 v.39;No.382 2565-2570页 [查看摘要][在线阅读][下载 692K]
  • 基于变电站可行运行集的地区电网运行方式优化方案

    陈淼;邰能灵;胡炎;尚瑨;

    针对传统遗传算法收敛速度慢以及变电站二次系统整定值无法自适应的问题,提出一种基于变电站可行运行集的地区电网运行方式优化方案。该方案将地区电网结构特性与遗传算法相结合,在编码过程中使用变电站的可行运行方式作为优化变量。通过分析变电站站内结构,将其根据电气主接线进行分类,并总结出相应的可行运行方式编码规则以实现编码自动化。算例表明,该优化方案可将不可行的运行方式剔除,有效压缩遗传算法搜索空间,提高优化效率。

    2015年09期 v.39;No.382 2571-2577页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
  • 考虑电网运行风险的发用电一体化调度方法

    曹斌;刘文霞;王睿喆;张建华;

    随着分布式能源资源的大量入网,其出力的间歇性、波动性增大了电力系统运行风险,提高了电网调度的难度。为此,提出考虑电网运行风险的发用电一体化调度方法,该调度方案同时考虑经济和风险2个优化目标:一方面保证系统运行的可靠性水平,使得系统有能力规避高风险的故障;另一方面优化配置发电侧和用户侧资源,减小时段内的峰谷差,增大分布式能源的消纳能力,降低系统运行费用。在调度模型中提出并引入基于可再生能源出力预测的发电侧补偿系数曲线,以此促进需求侧对于间歇性能源的响应,最大限度地发挥发用电一体化调度的作用。最后,以IEEE-RTS79测试系统为算例,验证了该调度模式的科学性和可实践性。

    2015年09期 v.39;No.382 2578-2584页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
  • 计及爬坡和运行禁区的经济调度新算法

    王开艳;罗先觉;王起;马红莲;

    为求解计及爬坡约束、运行禁区、网损和阀点效应的非凸经济调度问题,提出一种双模式模拟植物生长算法。鉴于模拟植物生长算法是针对整数规划而提出的一种高效、稳定的全局优化算法,其在非整数规划中的应用尚不多见,文章对模拟植物算法进行了改进,以使其适用于求解电力系统经济调度这一含连续变量的非整数规划问题。考虑到节点生长步长对算法性能的影响,设计了新节点粗放生长和精细生长双重生长模式,以保证节点多样性。为进一步改善算法的收敛性和计算效率,建立了基于混沌变量的最优选种机制。算例仿真结果表明,改进算法在求解质量、精度、稳定性和收敛性等方面较其他算法具有明显优势。

    2015年09期 v.39;No.382 2585-2590页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
  • 考虑安全约束的联络线供需协调计划模型

    许丹;丁强;黄国栋;崔晖;

    在省级平衡调度模式下,联络线计划是跨区跨省资源优化配置的体现载体。长期以来联络线计划较少细致地考虑送受端电网的实际运行情况,导致计划结果时常出现由于安全约束而反复调整的情况。针对上述问题,提出考虑安全约束的联络线供需协调计划模型,模型由单边最优编制和多边协调编制2部分组成。单边最优编制可给出满足省内运行需求的最佳联络线计划。多边协调编制可基于单边最优计划给出考虑供需匹配的最终联络线计划。仿真算例表明,该模型既可作为各省外送或购入电力的辅助决策工具,也可用于分析资源在大范围内的优化配置,为考虑电网运行安全及全网最优的联络线计划优化编制提供了一种可供参考的技术手段。

    2015年09期 v.39;No.382 2591-2596页 [查看摘要][在线阅读][下载 618K]
  • 高压交直流叠加输电特性研究及仿真

    彭寒梅;李泓骏;周力行;李帅虎;李湾;

    高压交直流叠加输电技术作为一种新的输电方式,无需对现有交流输电线路进行较大改造,可较大程度解决交流输电线路输送容量难以接近其热稳定极限的瓶颈问题,具有一定的应用前景。为进一步推动该技术的发展与应用,分析其主电路结构、直流叠加运行方式,并对Zigzag变压器实现交直流叠加与分离及避免磁饱和的机理进行了分析;研究系统电气叠加比例、输电距离对输送容量的影响特性,并得出系统最优功率传输角与输电距离的关系。建立采用Zigzag变压器的高压交直流叠加输电系统仿真模型,验证了其输电特性的正确性和有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2597-2605页 [查看摘要][在线阅读][下载 517K]

高电压技术

  • 基于IGBT触发控制的感应式操作冲击电压产生技术

    张崇兴;任明;董明;叶日新;黄军凯;陈仕军;

    为研究体积小、移动方便并易于现场使用的操作冲击电压产生技术,提出了基于绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)触发控制并利用变压器感应作用产生冲击电压的方法,研制出了一种新型的操作冲击电压产生装置。与传统采用Marx系统产生操作冲击的方法相比较,采用IGBT来替代传统火花球隙,便于准确控制冲击电压的触发,且电压输出过程中无强烈的电磁干扰;变压器感应升压的方法能够有效提高电压输出等级,通过调整原边电路参数来分别产生不同的双指数和振荡操作波的方式能够提高更换波形的效率。试验结果表明,采用上述方法产生的操作波输出效率高、波形输出稳定畸变小,并且避免了球隙击穿造成的较大电磁干扰和声响,能较好地应用于现场的冲击电压试验,具有良好的应用前景。

    2015年09期 v.39;No.382 2606-2613页 [查看摘要][在线阅读][下载 1354K]
  • 输电线路多年一遇极值覆冰估计方法适用性分析

    王建城;苏盛;盛小勇;刘光远;杨洪明;

    针对轻、重覆冰区极值覆冰的统计特性有显著差异、可能适用不同极值估计方法的问题,利用湖南省轻覆冰区的永州、双峰和重覆冰区的衡山气象站近50 a导线覆冰逐日冰厚资料,应用基于广义极值分布(generalized extreme value,GEV)的年极值抽样法和基于广义帕雷托分布(generalized Pareto distribution,GPD)的跨阈法(peak over threshold,POT)和独立风暴法(method of independent storm,MIS)进行了50 a重现期覆冰极值估计。结合K-S检验、卡方(χ2)检验及极值分布参数和极值覆冰估计值的对比分析表明,在有足够观测数据的前提下,基于GEV分布的年极值抽样法估计的轻重覆冰区极值覆冰精度均优于基于GPD分布的2种方法。此外,轻覆冰区极值覆冰服从极值III型分布而重覆冰区极值覆冰服从极值II型分布,因GEV分布涵盖这2种极值分型,在有足够的覆冰观测数据的条件下,建议采用GEV分布估计多年期覆冰极值。

    2015年09期 v.39;No.382 2614-2620页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
  • 复合材料杆塔输电线路接地方式优化研究

    雷梦飞;赵淳;苏杰;任华;王佩;张伟;

    在运复合材料杆塔线路笼统采用逐基杆塔引下线接地的方式,增加投资费用,防雷性能裕度过大,而完全取消引下线又难以保障杆塔的安全运行,为此提出一种优化接地方式的方法。在计算杆塔耐雷水平和雷击跳闸率后,以雷击跳闸考核指标为参考依据,提出考虑杆塔地形环境、雷电活动等因素的接地方式配置实施流程,在保证技术性的前提下,提高经济性,确定合理的接地杆塔数量。对实际线路中的3个典型区段的配置结果表明,优化的方法较全线逐基接地分别减少使用1/2、2/3、1/3的接地引下线,同时满足考核指标,对工程应用具有较大的参考价值。

    2015年09期 v.39;No.382 2621-2626页 [查看摘要][在线阅读][下载 412K]
  • 基于负关联度的DGA故障诊断分析

    宋斌;刘志雄;李恩文;王国利;

    三比值法是电力变压器进行潜伏性故障诊断的有效方法之一,但该方法存在缺码问题,并且对位于比值边界附近的数据易造成误判。在对大量溶解气体分析(dissolved gas analysis,DGA)数据整理分析的基础上,发现同种故障类型的数据之间,H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2这5种故障气体变化折线具有较强的相似性,即对同种故障的2条数据,从一条数据到另一条数,5种故障气体之间倾向于同时增加或者同时减小,而不同故障类型的数据之间,折线容易出现相反的变化,相似性差。以此规律为基础,对已有的斜率关联度进行分析探讨,对其所能刻画的斜率区间过窄的问题进行了改进,构建了负关联度计算方法,采用该方法定量分析故障气体折线的相似性,并进行故障诊断。该方法摒除了比值法的思想,保留了DGA的全部信息,能对变压器故障进行判断识别,在一定程度上克服了三比值法的缺码问题,以及在边界附近误判的问题。该方法为DGA分析提供了新的思路。实例验证了该方法的有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2627-2632页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]
  • 半导体涂层绝缘子的污闪特性

    贾志东;胡亚荣;关志成;韦晓星;

    覆冰对电力系统的安全运行产生了一定威胁。使用部分涂覆半导体RTV涂层的绝缘子是一种效果较好的防覆冰方法。半导体涂层利用泄漏电流的热效应来加热和蒸发绝缘子表面的水膜。为研究半导体涂层绝缘子在积污条件下是否能够安全运行,对不同涂层阻值和不同涂层涂覆结构的110 kV绝缘子串进行一系列的污闪试验。试验采用固体涂层法,通过测定50%耐受电压来评估半导体涂层绝缘子的污闪特性。试验结果表明:50%耐受电压受涂层阻值和涂层涂覆结构的影响。部分涂覆半导体涂层绝缘子的50%耐受电压与盐密仍然基本符合负幂指数关系,盐密对半导体涂层绝缘子的影响要低于其对无涂层绝缘子的影响;在相同的涂层涂覆结构下,下表面涂层阻值越大,50%耐受电压越高。在相同的涂层阻值下,50%耐受电压与上表面涂层涂覆范围基本呈线性关系,上表面涂覆范围越大,50%耐受电压越低。基于以上试验结果,从污闪特性的角度给出了半导体涂层的优化建议。

    2015年09期 v.39;No.382 2633-2639页 [查看摘要][在线阅读][下载 1204K]
  • 超/特高压交直流输电线路下方低压配线上的感应电压和电流计算

    何雨微;刘亚坤;颜楠楠;李世龙;魏本刚;王黎明;傅正财;

    为保障低压配电线路检修作业安全,有必要研究低压配线在停运检修状态下的感应电压和电流。采用EMTP建模仿真,分别计算了上海地区4个超/特高压交、直流输电工程线路下方平行架设的380 V低压配线上的感应电压、电流,对影响感应的因素进行了分析,并设计研发了低压配电线路感应电压消除装置。仿真结果表明,超/特高压交、直流线路在其下方停运的380 V配线上产生较大的感应电压和电流,感应电压最高可达30~70 k V。试验结果表明,低压配线感应电压消除装置在线路停运时将其两端接地,能有效消除配电线路上的感应电压。

    2015年09期 v.39;No.382 2640-2646页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
  • 不同缺陷类型导线的紫外成像检测

    张志劲;张伟;黎振宇;肖遥;邓军;夏谷林;

    导线在电网中起着电能传输的重要作用,实际运行中的导线由于存在毛刺、断股、表面凸起等缺陷,在缺陷处会出现电晕放电现象,造成电能损失、无线电干扰、可听噪声,甚至严重威胁到电力线路的安全运行。采用恰当的方法对电力线路运行状态进行有效的检测,一直是电力部门所关注的问题。模拟了导线的毛刺、断股、表面凸起缺陷,采用紫外成像仪对不同故障类型下的电晕放电光子数进行测量。根据光子数测量结果,分析研究了不同缺陷类型下导线的电晕放电特性。研究结果表明:缺陷导线的电晕放电光子数随着外施电压的升高而增加;从导线的光子数-电压曲线可以看出,随着缺陷程度的加深,导线的起晕电压降低;在同一外施电压下导线不同类型缺陷之间的电晕放电光子数有明显差异;在模拟的实际运行条件下,紫外成像仪能够有效检测出导线毛刺和导线断股缺陷,具有较好的区分度。紫外成像仪在导线缺陷的检测中表现出优良的性能,在电力线路的检测中具有良好应用前景。

    2015年09期 v.39;No.382 2647-2652页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K]

自动化

  • 电网信息系统综合绩效评估模型

    王继业;高灵超;刁倩;丁辉;

    2006年以来,随着公司信息化的持续投入和建设,已经建成了规模较大的一体化企业级信息系统,信息化建设成果显著,同时呈现出建设目标与建设成果存在差异的现象。通过对国内外信息化评估模型及常用后评估方法的调查研究,结合电网信息化建设及评价考核的实际情况,以建设质量、运行水平、应用成效以及经济效益为重点来分析研究信息系统综合绩效,建立了信息系统综合绩效评估指标体系。该指标体系中指标的选取,贯穿信息化建设的全过程,计算方法为分层加权相加,通过最下层主、客观得到的数据,从下至上进行加权相加计算,从而得到信息系统综合绩效评估指数。该指数反映信息化建设水平的能力的同时,也能为后续信息化建设投资、信息系统管理制度完善、经济效益量化等方面提供指导性意见及依据。

    2015年09期 v.39;No.382 2653-2657页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
  • 计及可信度的变结构贝叶斯网络电网故障诊断

    罗孝辉;童晓阳;

    现有贝叶斯网络电网故障诊断方法受电网结构复杂、保护与断路器动作信息不确定性等影响,存在所建网络模型复杂、诊断结果不准确的不足。提出了一种计及可信度的变结构贝叶斯网络电网故障诊断方法。首先根据故障告警信息、由电网接线分析搜索得到疑似故障元件,根据收集的与疑似元件相关的保护与断路器动作信息,判断疑似元件所属的故障模式,建立该故障模式下的贝叶斯网络模型;其次对模型中各保护与断路器事件的状态和发生时刻分别进行可信度评估,计算出各事件的可信度值,将其代入含可信度的贝叶斯推理公式,计算得到元件的故障概率,判断故障元件、识别误动或拒动的保护与断路器。多组算例验证了所提方法能够准确判断故障元件。

    2015年09期 v.39;No.382 2658-2664页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
  • 基于报童收益机制的监控信息流实时发布订阅

    屈志坚;林宏平;蒋俊俊;

    针对分布式调度监控应用信息处理量大,易导致信息延迟的问题,利用报童模型及其发布订阅消息通信机制,提出了一种基于报童收益机制的分布式监控应用信息发布订阅方法。设计了GOOSE信息发布订阅消息交互模式,并建立信息流发布订阅报童模型,通过蒙特卡洛方法进行信息交互模拟研究,结果表明:信息流延时小于4 ms的概率为97.43%,保证调度监控系统的实时性。以分布式调度监控系统为例,进行信息流发布订阅报童收益模型的验证,效果良好,为分布式自动化监控系统批量实时信息交互处理提供了一种更优化的方法。

    2015年09期 v.39;No.382 2665-2670页 [查看摘要][在线阅读][下载 707K]
  • 基于欧氏距离法的换流变压器短路电流和励磁涌流的辨识

    邓艳平;杨秀;张美霞;潘爱强;

    在高压直流(high-voltage direct current,HVDC)输电系统中,换流变压器受各种交直流滤波器影响,发生不对称故障时,差动电流中2次谐波含量比较大。通过仿真分析可知,采用2次谐波制动时,某些故障情况下保护会发生拒动。经分析,励磁涌流波形具有间断和偏向时间轴一侧的特征,而故障时的差动电流在不计直流分量影响的情况下,其波形分布时间轴两侧且无间断角。据此,提出利用变压器二次出口采样电流与标准正弦曲线之间的欧氏距离来鉴别励磁涌流和故障电流。通过EMTDC进行了大量的仿真实验,验证了该判据的稳定性和有效性。

    2015年09期 v.39;No.382 2671-2676页 [查看摘要][在线阅读][下载 476K]
  • 基于单相级联H桥变流器的配电网故障消弧与选线新方法

    郭谋发;陈静洁;张伟骏;杨耿杰;缪希仁;

    为解决配电网单相接地故障消弧与选线保护难题,提出了一种配电网有源接地方式及其故障消弧与选线新方法。采用单相级联H桥多电平变流器直接接入配电网的中性点,配电网发生单相接地故障时,通过多电平变流器向中性点注入补偿电流,补偿流经接地点的故障全电流,并强制使故障相电压为0,实现故障消弧。经过一定延时后,逐渐减少注入电流至0,多电平变流器退出补偿,进行接地故障判断;若判断系统发生了永久性接地故障,则根据多电平变流器退出补偿前后的注入电流量及各出线零序电流改变量,进行选线保护。理论分析和仿真结果表明:该方法原理清晰、易于实现,具有可行性。

    2015年09期 v.39;No.382 2677-2684页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]

  • “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

    2015年09期 v.39;No.382 2437页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
  • “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

    2015年09期 v.39;No.382 2510页 [查看摘要][在线阅读][下载 171K]
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