电网技术

可再生能源发电与综合消纳技术

  • 考虑储能参与调频的风储联合运行优化策略

    胡泽春;夏睿;吴林林;刘辉;

    储能系统与风电场联合运行,不但可减小风电场的弃风,还可参与电网的辅助服务。以风储电站的总收益最大为目标,考虑储能用于减小弃风和参与电网二次调频服务,建立了电池储能系统和风电场联合运行的优化模型。该模型考虑了电池寿命损耗和储能剩余电量水平对调频表现的影响。通过约束转换,将模型转换为易于求解的混合整数线性规划问题。基于实际风电场运行数据设计算例并进行仿真分析,结果表明所提出的方法可有效提高储能的利用率和风储联合体的效益。

    2016年08期 v.40;No.393 2251-2257页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K]

  • “电动汽车与能源互联网”专题征稿启事

    <正>随着技术的进步和政策的推动,我国的电动汽车产业发展势头迅猛,公众的认知和接受程度不断提高。电动汽车的发展将改变能源、交通和环境等多个行业。由于电动汽车充电负荷的时空动态分布和一定的可控特性,近几年电动汽车接入电网成为国内外的研究热点。为解决高比例可再生能源的消纳问题,发展能源互联网是大势所趋。电动汽车将在能源互联网中

    2016年08期 v.40;No.393 2257页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]

可再生能源发电与综合消纳技术

  • 含风电的电力系统调度经济性评价

    卢锦玲;张津;丁茂生;

    针对风电并网后不同的电力系统调度策略,以电力系统经济性为目标,构建了包括发电厂经济性和电网经济性在内的电力系统经济性评价指标体系,考虑评价指标特点及评价对象特征,提出熵权-层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)组合定权的逼近理想解的排序方法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS),在不同的风电接入水平下,对弃风量最小调度,传统经济调度,环境经济调度,计及风电成本调度4种典型的含风电的电力系统调度进行经济性评价研究。以10机系统为算例,验证了该评价方法的可行性,从经济性角度为风电调度策略的制定和决策,以及促进风电健康并网提供了参考。

    2016年08期 v.40;No.393 2258-2264页 [查看摘要][在线阅读][下载 392K]
  • 考虑最优风电投标量的高载能用户电价决策模型

    胡殿刚;齐晓琳;李韶瑜;王春艳;艾欣;

    由于风电的随机性和波动性等特点导致常规电源的调峰压力增大,并受到输电通道的制约,各地的弃风率逐年攀升。将日前市场风电最优投标与用户侧需求响应相结合,在日前市场以风电场利益最大为目标,通过报童模型求解出最优风电投标量;在需求侧采用适用于高载能用户的尖峰电价模型,令高载能用户分组分时段地参与需求侧响应。综合考虑风电消纳能力、电网利益、高载能用户投切成本与火电机组运行成本,在尖峰日和非尖峰日分别采取不同的多目标优化模型,考虑负荷、电网以及电价等约束,采用粒子群算法进行模型求解。结果表明,将最优风电投标量引入需求响应策略中可以降低系统成本,且用尖峰电价激励高载能用户可以实现削峰填谷、消纳风电的目的。

    2016年08期 v.40;No.393 2265-2272页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]

  • “能源与电力供给侧改革关键技术”专题征稿启事

    <正>中央财经领导小组第十一次会议上习近平总书记强调,在适度扩大总需求的同时,着力加强供给侧结构性改革,提高供给体系质量和效率。能源与电力是国民经济发展的源动力,关系重大。近年来,随着经济社会发展进入新常态,能源与电力需求增长空间有限,加上我国节能减排目标压力依旧较大,能源领域的供给侧改革势在必行。能源与电力领域的供给侧改革,

    2016年08期 v.40;No.393 2272页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K]

可再生能源发电与综合消纳技术

  • 考虑电压质量与短路容量约束的分布式电源准入容量分析

    邹宏亮;韩翔宇;廖清芬;刘涤尘;朱振山;陈炜;

    在以风能、光伏为主要发电形式的分布式电源大量并网的趋势下,研究配电网接纳分布式电源的准入容量对电力系统运行调度人员意义重大。在充分考虑电压偏差与电压波动指标的前提下兼顾短路容量不越限,建立了以分布式电源接入容量最大为目标函数的优化模型。通过实际配电网算例,分析了不同类型的分布式电源以及不同接入容量对配电网的影响,给出了分布式风机和光伏不同输出特性组合下最大可接入容量边界。研究结果表明:分布式电源的接入对配电系统短路容量的影响有限,不会对传统的配电自动化系统产生实质的影响,电压偏差和电压波动约束是制约分布式电源准入容量的主要影响因素。

    2016年08期 v.40;No.393 2273-2280页 [查看摘要][在线阅读][下载 543K]
  • 一种风电功率概率区间多目标智能优化预测方法

    陈杰;沈艳霞;陆欣;纪志成;

    风电的间歇性和不确定性给大规模风电并网带来了挑战,风电功率的单点预测已很难满足电网安全稳定运行的需求。提出了一种基于小波神经网络的风电功率区间预测多目标优化模型,改进了基本多目标人工蜂群算法的概率选择作用和约束删减策略,以优化小波神经网络的伸缩因子、平移因子和权值解决了区间预测单目标优化模型下惩罚系数的不合理选择问题,提高了风电功率区间预测可靠性。通过分析与单目标优化方法、传统多目标优化方法下区间预测指标的对比结果,表明所构建的多目标智能优化模型对风电功率区间预测具有更优越的性能,可为电网调度提供决策依据。

    2016年08期 v.40;No.393 2281-2287页 [查看摘要][在线阅读][下载 689K]

低碳电力技术

  • 虚拟发电厂分布式控制收敛速度分析及优化

    赵亦岚;陈彬;范元亮;辛焕海;

    虚拟发电厂(virtual power plant,VPP)技术与分布式控制技术结合,可有效控制数量大、单机容量小、位置分散的分布式电源(distributed generator,DG)。为提高分布式控制的收敛速度,利用谱半径指标对分布式发电控制中常用的离散一阶一致性算法的收敛性问题进行了分析,包括通信网拓扑、通信线路权重、领导节点位置、DG的发电成本函数以及被反馈的功率偏差系数等因素的影响。在此基础上,将离散一阶一致性算法收敛速度优化问题转化为特征值优化问题,从通信拓扑结构设计、通信线路权重优化、领导节点位置选择3个方面对通信网络(communication network,CN)进行优化,提出了提高虚拟发电厂分布式控制收敛速度的通信网络优化方法。算例仿真表明所提出的优化方法可有效提高一致性算法的收敛速度。

    2016年08期 v.40;No.393 2288-2295页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K]
  • 采用双层优化调度的虚拟电厂经济性分析

    张高;王旭;蒋传文;张裕;王正宇;

    目前,分布式电源已经广泛应用于电力系统中。因其具有容量小、分布广泛的特点,难以进行有效管理,而虚拟电厂(virtual power plant,VPP)则较好地解决了这一问题。通过建立VPP的联合调度运行中心,使得分布式电源可以等效为1个联合发电实体参与电力市场调度。通过主网ISO(independent system operator)和VPP的双层优化调度,不仅可以有效提高分布式电源的可调控性,还可以提高分布式电源的整体经济效益。通过在双层优化调度的上下层目标函数中引入弃风惩罚函数,有效提升了新能源并网的利用率,增强了系统对新能源发电的吸纳能力。首先分析了双层优化调度对VPP各机组经济性的提升,然后从VPP调度容量占系统总容量的比例出发,对比分析了VPP不同容量比例对VPP整体经济效益和各个机组净收益的影响。算例结果证明了采用双层优化调度和选取合适的VPP容量比例对于VPP经济效益提升的重要性。

    2016年08期 v.40;No.393 2295-2302页 [查看摘要][在线阅读][下载 580K]
  • 高频隔离型光伏并网逆变器拓扑及其控制策略

    梁晖;罗浩;聂志强;陈彪;

    在全桥倍流DC/DC拓扑的基础上加以改进,提出了一种高频隔离光伏并网逆变器拓扑,所提拓扑保留了倍流电路电流纹波小等优点;且高频变压器输出经过一级变换直接输出低频交流,无直流环节,有利于提高系统效率。引入混合型正弦脉宽脉位调制(sinusoidal pulse width and position modulation,SPWPM)策略,将正弦调制和高频逆变功能均在前级逆变器完成;后级倍流电路工作在工频和高频混合模式,有利于减小开关管损耗及保证电流平滑换流。同时为消除并网电流控制策略中静态误差等问题,采用比例谐振(proportion resonant,PR)控制器代替传统的比例积分(proportion integral,PI)控制器。仿真分析和实验结果验证了所提控制策略的可行性。

    2016年08期 v.40;No.393 2302-2308页 [查看摘要][在线阅读][下载 533K]
  • 基于鲁棒下垂控制策略的微网平滑切换

    米阳;夏洪亮;符杨;王成山;

    针对传统下垂控制作用下微网的运行状态平滑切换问题,利用滑模控制算法设计新的鲁棒下垂控制策略,通过增加滑模补偿控制环节来提高传统下垂控制的鲁棒性。首先采用相角-电压设计下垂控制,然后根据下垂控制结构和有功功率动态方程,建立非线性状态空间方程,应用滑模控制算法设计非线性补偿控制器,将该控制器产生的补偿信号附加到电压环上,使得微网运行状态切换时的功率振荡减小,保证微网暂态运行稳定性。算例结果验证了所提策略的有效性。

    2016年08期 v.40;No.393 2309-2315页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
  • 基于模糊聚类分析与模型识别的微电网多目标优化方法

    赵劲帅;邱晓燕;马菁曼;陈科彬;

    在微电网调度过程中综合考虑经济、环境、蓄电池的循环电量,建立多目标优化数学模型。针对传统多目标粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)的不足,提出引入模糊聚类分析的多目标粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization algorithm based on fuzzy clustering,FCMOPSO),在迭代过程中引入模糊聚类分析来寻找每代的集群最优解。与MOPSO相比,FCMOPSO增强了算法的稳定性与全局搜索能力,同时使优化结果中Pareto前沿分布更均匀。在求得Pareto最优解集后,再根据各目标的重要程度,用模糊模型识别从最优解集中找出不同情况下的最优方案。最后以一欧洲典型微电网为例,验证算法的有效性和可行性。

    2016年08期 v.40;No.393 2316-2323页 [查看摘要][在线阅读][下载 960K]

  • “电力市场”专题征稿启事

    <正>2015年3月面世的《中共中央、国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发[2015]9号)(以下简称"新电改9号文")以及随后陆续发布的系列配套文件,正式拉开了新时代中国电力改革的序幕。在《电力体制改革方案》(国发[2002]5号)取得阶段性成果的基础上,新电改9号文要求进一步全面深化电力改革,提高运行效率,引进竞争机制,建设电力市场。

    2016年08期 v.40;No.393 2323页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]

电力系统

  • 电力系统超低频率振荡模式排查及分析

    王官宏;于钊;张怡;李莹;陶向宇;李文锋;汤涌;

    近年来,在水电机组比例较高的孤网和直流孤岛送出系统中陆续出现振荡频率低于0.1 Hz的超低频率振荡现象。为查找振荡原因,文章建立了一个典型的孤岛送出系统,并用特征根分析和时域仿真的方法对超低频率振荡模式进行了排查和分析。当孤岛系统中发电机采用实测调速系统模型参数后,时域仿真中孤岛系统出现了频率振荡,同时计算系统全部特征根可查找到一对超低频率振荡特征根,该特征根根的阻尼比随着发电机调速系统调节速度的加快而降低。进一步的灵敏度计算得出:水轮机引水系统水锤效应时间常数,调速系统的频率放大倍数,以及数字控制部分积分、比例、微分系数将显著改变特征根在复平面上的位置,同时也改变了超低频率振荡模式的阻尼比,这些参数是影响超低频率模式的关键因素。分析表明超低频率振荡是调速系统引起的机械振荡模式,对调速系统进行参数优化可从根本解决振荡问题,同时也降低了机组一次调频能力。另一方面,投入直流控制系统频率限制控制(frequency limit controller,FLC)功能可快速调节直流电流或直流功率,能一定程度提高孤岛系统的频率调节性能,FLC的死区不易过大,其值可参考机组调速系统一次调频死区配置。

    2016年08期 v.40;No.393 2324-2330页 [查看摘要][在线阅读][下载 1150K]
  • 统一潮流控制器相角控制策略与矢量控制策略的量化比较方法

    李海峰;王相锋;陈中;任必兴;杜文娟;

    通常统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)控制策略有相角控制和矢量控制两种,不同控制策略对UPFC性能的影响较大。对二者进行量化比较,借以发现不同控制策略对UPFC性能的影响。首先基于UPFC的基本结构系统介绍了2种控制策略的控制思路,然后利用相对增益矩阵方法和阻尼转矩分析方法分别比较了两种控制策略下对UPFC交互影响的情况和其阻尼控制器向系统提供阻尼的情况。最后,通过4机2区域系统的计算,发现相角控制下UPFC交互影响更大,但是阻尼控制器却可提供更多的阻尼,相应的阶跃响应仿真和故障仿真验证了这一结论。

    2016年08期 v.40;No.393 2330-2337页 [查看摘要][在线阅读][下载 657K]
  • 基于全过程动态仿真的受端电网中长期稳定轨迹特征及防控策略研究

    霍启迪;李晶;唐晓骏;吕思卓;宋云亭;马世英;黄家栋;

    发电机过励磁限制器和有载调压变压器等慢速动态元件的动态特性是受端电网中长期动态稳定水平的关键影响因素。以环状分区运行的特大型城市电网为研究对象,分析了中长期过程中慢动态元件动作对系统运行点在系统动态PV曲线上的迁移特征及主要电气量的影响。揭示了过励磁限制和有载调压动作引起系统中长期电压失稳机理,并在此基础上定义了中长期动态稳定控制判据及裕度计算方法,提出了网源配合改善中长期稳定水平的控制策略。最后通过对北京电网的全过程动态仿真分析验证了稳定判据及控制策略的有效性。

    2016年08期 v.40;No.393 2337-2343页 [查看摘要][在线阅读][下载 2323K]
  • 多VSC型换流器电力系统潮流计算方法研究

    王博;路俊海;郭小江;蔡国伟;韩奕;

    针对电压源型换流器(voltage source converter,VSC)控制方式复杂,状态变量多,潮流计算不便的问题,文中在深入研究不同应用场景下VSC型换流器控制方式的特点及共性的基础上,结合潮流计算的基本要求,提出了不同控制方式下VSC型换流器并网节点等效处理方法,并对雅克比矩阵相应元素的计算表达式进行推导,构建了计及VSC型换流器控制方式的统一迭代潮流计算的牛顿拉弗逊算法。含多端柔性直流输电(VSC-HVDC)输电系统及多类型风电的IEEE-30节点系统计算结果验证了所提出的VSC型换流器并网节点等效处理方法的正确性及潮流计算方法的有效性。

    2016年08期 v.40;No.393 2344-2349页 [查看摘要][在线阅读][下载 856K]
  • 多机系统中STATCOM与发电机励磁的非线性分散协调控制设计

    李啸骢;袁辉;陈明媛;梁志坚;徐俊华;

    针对含静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的多机系统中,STATCOM与发电机励磁协调控制问题,引用目标全息反馈方法,进行非线性协调控制设计。首先,建立了多机系统下含STATCOM的微分代数模型;其次,运用目标全息反馈方法,设计出STATCOM与励磁的分散协调控制律。该控制律仅需要测量控制对象的本地物理量,不需要采集异地物理量,具有很好的鲁棒性。控制律设计过程中发现,目标全息反馈方法不仅适用于非线性微分系统的控制问题,同样适用于非线性微分代数系统控制律的设计。最后,以3机9节点系统为例,进行仿真验证所提方案的有效性。仿真结果表明,多种扰动类型下,该控制律不仅能很好改善系统功角稳定,而且能保证发电机端电压和STATCOM连接点电压快速实现无差调节。

    2016年08期 v.40;No.393 2350-2356页 [查看摘要][在线阅读][下载 590K]
  • 小干扰稳定分析数据中心求解方法研究

    杨挺;王洪涛;冯瑛敏;尚昆;

    随着电网规模的不断增大,传统的电力系统小干扰稳定分析方法已经不能在有限时间内获得有效的可行解。为加快小干扰稳定在线实时分析速率,在自激法分布式小干扰稳定分析的基础上,采用数据中心进行大规模电网的小干扰稳定分析。首先给出了小干扰稳定分析的分块并行计算流图,基于计算特性,提出最小化通信流量的虚拟机放置二次分配(quadratic assignment problem,QAP)模型,采用改进大洪水算法对模型进行求解,以实现分布式计算任务间的最小代价通信,以降低通信延时和丢包率,进而提升计算效率和准确度。以IEEE 118节点系统和IEEE 300节点系统为计算算例,实验结果表明,改进大洪水算法有效降低了计算时间,提高了计算过程中数据传输的稳定性,保证了计算结果准确性,且随着系统规模增大,效果越明显。

    2016年08期 v.40;No.393 2357-2364页 [查看摘要][在线阅读][下载 2167K]
  • 双馈风电场次同步相互作用的机理仿真验证与实用抑制策略

    黄耀;王西田;陈昆明;黄永民;

    双馈风电场通过串联补偿装置进行远距离输电时存在发生次同步相互作用(sub-synchronous interactions,SSI)的风险。结合我国华北地区某风电场的实际情况,在PSCAD/EMTDC平台上搭建了用于研究SSI的双馈风电场的电磁暂态模型,利用PSCAD/EMTDC模型的特殊设置,实现系统机电以及控制特性的分离仿真研究,结合Prony分析法分析了串补电容、变流器控制、风机传动链对系统SSI的影响。然后研究了次同步作用回路的特性,提出了通过在转子侧变流器控制(rotor side control,RSC)中加入滤波器来抑制SSI的变流器控制改进方案以及滤波器的设计方法,最后通过仿真验证了方案的实用性和通用性。

    2016年08期 v.40;No.393 2364-2369页 [查看摘要][在线阅读][下载 457K]
  • 应用K值算法的甘肃电网GIC-Q扰动计算

    刘连光;钱晨;朱溪;葛小宁;

    地磁感应电流(geomagnetically induced currents,GICs)流入高压变压器会造成其铁心产生半波偏磁饱和,吸收的无功增加,导致整个电网的无功波动与电压降低,可能威胁电网的安全运行。以甘肃750 k V电网和330 k V电网GIC的计算数据为基础,基于变压器GIC无功(GIC-Q)损耗系数K值算法,计算了750 k V和330 k V变压器的GIC无功损耗增量;在此基础上,利用电力系统综合分析程序和考虑全网GIC-Q同时增大、不同运行方式等因素的影响,采用牛顿法计算了甘肃750 kV电网和330 kV电网各节点GIC-Q波动的量值及其电压水平的指标;最后,研究了GIC-Q波动对750 kV电网和330 kV电网的节点电压的影响,以及两个电压等级电网之间GIC-Q和电压波动的相互影响。结果表明:整体上750 kV和330 kV电网节点GIC-Q和电压的波动不是非常大;与普通节点相比,750 kV终端变电站节点的GIC-Q和电压的波动相对大,是GIC侵害致灾风险相对高的站点。

    2016年08期 v.40;No.393 2370-2375页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]
  • 同步发电机非线性模型的期望最大辨识

    邱健;于海承;环加飞;牛琳琳;严剑峰;于之虹;田芳;李亚楼;

    为实现在噪声干扰下的同步发电机非线性模型在线辨识,提出了同步发电机非线性模型的期望最大的辨识方法。首先,构建了考虑励磁调压器的同步发电机离散非线性状态空间模型,并将同步发电机参数辨识问题转化为期望最大的优化问题;然后提出量化评价系数比较实际系统量测值与参数变化的输出值的差异,并给出参数灵敏度筛选主导参数;同时,利用粒子滤波器和粒子平滑器构造同步发电机条件数据期望,并使用梯度搜索方法得到同步发电机的参数辨识算法。最后用仿真进行参数辨识实验,仿真结果验证所提方法的有效性。

    2016年08期 v.40;No.393 2376-2382页 [查看摘要][在线阅读][下载 527K]
  • 风机转子撬棒投切对电力系统暂态稳定性的影响

    姜惠兰;姜哲;李天鹏;范中林;薛静玮;

    转子侧撬棒保护电路是双馈风机常用的低电压穿越措施,故障期间撬棒保护电路的投入和切除会产生冲击,对电网的暂态稳定性产生影响。将风电场的注入功率与等值系统的机械功率联系在一起,推导了故障期间风电场低电压穿越动作对等值系统机械功率的影响。基于拓展等面积准则,从理论上分析风电场低电压穿越动作对电力系统暂态稳定的影响原理,以加速能量作为评判撬棒对系统暂态稳定影响程度的指标,并进行了仿真分析。结果表明,风机撬棒动作主要影响电力系统的加速过程,两机模式下其影响程度与风机并网位置有关,越靠近功率输送端,撬棒动作越有利于暂态稳定。该研究可为低电压穿越方案的优化设计提供理论参考。

    2016年08期 v.40;No.393 2383-2388页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K]
  • 基于神经网络的法向阻抗模裕度快速计算方法

    颜廷鑫;刘光晔;谢冬冬;

    为在线快速评估电力系统当前电压稳定性,建立了遗传算法优化的BP神经网络电压稳定评估模型。基于一般非线性方程极值分析原理,推导出系统静态电压稳定判据,由此提出评价系统静态电压稳定性的负荷法向阻抗模裕度指标(the normal impedance modulus margin index,NIMMI)。对比戴维南阻抗模裕度指标,法向阻抗模裕度指标的线性关系更好,适用于神经网络电压稳定在线预测。在系统同步功率扰动情形下,将系统薄弱区域节点的负荷有功、无功功率与节点的NIMMI值建立非线性映射关系,由此建立了以法向阻抗模裕度指标为样本的神经网络评估模型。用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值,提高了预测精度。Matlab仿真结果表明:相比传统潮流计算,法向阻抗模裕度指标的计算速度大大加快,更有利于实现系统电压稳定性的在线快速预测。

    2016年08期 v.40;No.393 2389-2395页 [查看摘要][在线阅读][下载 825K]
  • 自适应动态规划法应用于二级电压控制器设计(英文)

    冯小峰;刘明波;

    为提高控制精度和增大无功裕度,提出了基于自适应动态规划法的二级电压控制器设计方案。首先构建了反映主导节点电压偏差和机端电压参考值增量的效用函数,然后对未来时间效用函数累加建立代价函数。控制器由评价网络和执行网络组成,均采用BP神经网络实现。评价网络和执行网络权值通过离线学习得到。根据Bellman最优化原理,迭代训练评价网络和执行网络,某省级电网仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

    2016年08期 v.40;No.393 2395-2405页 [查看摘要][在线阅读][下载 727K]
  • 电力系统状态估计欺诈性数据攻击及防御综述

    朱杰;张葛祥;王涛;赵俊博;

    电力系统状态估计欺诈性数据能够有效躲避传统不良数据检测和辨识,对电力系统的安全可靠运行产生巨大威胁,因此,研究实际电力系统中存在的数据安全漏洞,并制定相应的防御措施是建设安全智能电网进程中不容忽视的问题。文章首先介绍了构建电力系统状态估计欺诈性数据的基本原理,并分析了其对电力系统的影响。再者,根据构建欺诈性数据的可行性途径,将构建欺诈性数据的方式分为操纵数据采集和破坏数据通信2类。之后,根据现有防御措施的防御能力,将欺诈性数据的防御措施分为检测、辨识和遏制3类,并评述了各类欺诈性数据防御措施的优缺点。最后,指出了欺诈性数据攻击及防御研究中亟待解决的一些问题。

    2016年08期 v.40;No.393 2406-2415页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
  • 基于半正定松弛最优潮流的主动配电网多源协调优化控制

    常垚;程林;李洪涛;黄仁乐;田浩;

    在负荷持续增长、分布式电源接入条件下,配电网可能遇到复杂的容量阻塞、电压越限问题,需要采用适当的调控方式进行缓解。提出综合多种可控设备对配电网中的电压、容量问题进行多源协调控制。具体包括有载调压变压器分接头、分组投切电容器、分布式电源、电动汽车充电站充电功率以及中压柔性直流互联。首先建立了半正定松弛最优潮流模型,保证最优潮流模型的最优性和求解复杂度;随后讨论了松弛模型的适用条件,指出所采用的松弛方法对一般配电网具有较强的适用性;最后通过算例验证所提出方法能够有效消除电压越限、弃光以及容量越限等情况。

    2016年08期 v.40;No.393 2416-2422页 [查看摘要][在线阅读][下载 470K]
  • 考虑负荷时变性的主动配电网动态重构和DG动态调控策略

    周慧芝;唐飞;刘涤尘;叶笑莉;赵婷;

    在大规模分布式能源(distributed generation,DG)接入的环境下,实际配电侧负荷需求的实时剧烈变动,传统配电网侧静态的重构与调度方法已经不能适应基于信息技术与电力电子技术的主动配电网(active distribution network,AND)的发展。为此,文章提出一种考虑负荷需求的时变特性和配电公司的运行经济效益的网架快速重构和DG快速调控新策略。基于模拟3类不同用电客户在时间与空间上的负荷需求模式,建立了考虑配电公司电力市场购电成本、快速重构成本和DG运行成本的运行经济效益分析模型,并使用烟花优化算法进行求解。为验证所述模型和方法的可行性,设立了6种配电网运行场景进行相关分析,仿真算例表明,通过充分利用ADN快速重构与DG调控手段,可以降低配电公司的运行成本,引导配电公司实现更多的新能源消纳。

    2016年08期 v.40;No.393 2423-2430页 [查看摘要][在线阅读][下载 545K]
  • 一种计及主变可载性约束的三阶段配电网供电能力实时评估方法

    张行;何迪;章禹;郭创新;李大虎;孙建波;

    针对现有配电网供电能力评估方法未能考虑主变可载能力的问题,建立了主变可载性约束模型,该模型考虑变压器的绕组热点温度约束、故障率约束及经济损益约束,通过定级风险严重度等级对变压器增容系数进行风险约束校验。此外,针对现有评估方法难以适应复杂多变实际场景的问题,提出了不同工况下的评估原则。基于以上2点,文章提出一种计及主变可载性约束的配电网供电能力评估方法,方法包含预评估、约束分析、校验评估3个阶段,以重复潮流法为基础进行循环评估得到最终结果。仿真结果表明该方法可计及主变的可载能力,且主变增容运行时配电网最大供电能力呈现出明显的时间特性,急救负载条件下的最大供电能力提升百分数大于周期性负载条件下的情况。该方法可为不同场景下的配电网调度运行提供辅助决策建议。

    2016年08期 v.40;No.393 2430-2437页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K]
  • 基于马尔科夫链的电力负荷优化组合及应用

    祝锦舟;张焰;华月申;潘智俊;

    具有波动性的电力用户负荷之间有的具有同时性,有的具有互补性,供电区内用户组成不同,则供电区综合负荷的波动性也不同。为提高配电网运行效率,改善配电网各供电区的综合负荷特性,文章提出负荷优化组合方法,并且为了能方便和有效地计及波动负荷序列的随机性,基于马尔科夫链理论对负荷进行建模和分析。首先对配电网内每个用户(负荷点)的历史日负荷曲线进行分类,并获得各用户的聚类负荷曲线;然后以日负荷曲线作为划分负荷状态的依据,基于马尔科夫链理论,对每个用户不同聚类状态及供电区综合负荷状态进行分析;最后基于负荷状态分析及用户的分配或再分配,建立以优化配电网各供电区综合负荷特性为目标的负荷优化组合模型,提出配电网各供电区的负荷最优组合方案。算例分析表明,提出的方法能有效优化供电区的综合负荷特性,达到削峰填谷、降低配电网损耗、提高配电网运行效率的目的,从而为配电网规划或改造提供参考。

    2016年08期 v.40;No.393 2437-2444页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K]
  • 基于非支配排序遗传改进算法的故障限流器的优化配置

    肖怀硕;李清泉;张岩;亓振新;王宝华;刘宾;

    针对电网中故障限流器(fault current limiter,FCL)的优化配置问题,采用一种基于局部差分方法改进的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA)-2,该算法比原算法有更好的全局寻优能力,且在故障限流器的优化配置上性能更优。首先通过对系统短路电流进行计算,筛选短路电流超标节点以及故障限流器可靠触发支路,分析加装故障限流器对系统阻抗矩阵的影响,并通过灵敏度法简化搜索空间。然后分析故障限流器优化配置问题的目标函数与约束条件,并对NSGA-2存在的问题进行分析,利用局部差分方法对NSGA-2进行改进并制定算法流程。最后对IEEE-30节点系统进行了仿真,对改进的NSGA-2算法与原来NSGA-2算法进行了对比。结果表明,改进的NSGA-2在收敛性能上表现更好,最优解更稳定。

    2016年08期 v.40;No.393 2444-2450页 [查看摘要][在线阅读][下载 899K]
  • 中压配电网低频振荡仿真分析及消谐措施

    吉兴全;朱仰贺;韩国正;白星振;吴娜;

    中性点不接地配网系统中,由单相接地故障引发低频振荡,进而导致电压互感器(potential transformer,PT)爆炸的事故时有发生,严重影响配网系统的安全运行。分析了低频振荡导致PT爆炸的机理,并利用电力系统仿真软件PSCAD-EMTDC对10 k V PT进行仿真。在此基础上提出了一种基于绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)控制的复合式消谐措施,并通过仿真验证了此种消谐措施能够抑制过电压的产生,将励磁电流及零序电压控制在安全范围内,从而有效地解决了由低频振荡引起的电压互感器爆炸问题。

    2016年08期 v.40;No.393 2451-2455页 [查看摘要][在线阅读][下载 373K]
  • 独立直流母线双三电平中点嵌位式开绕组零序注入调制策略

    尹靖元;金新民;梁建钢;杨捷;李金科;

    开绕组拓扑在中压大功率变频驱动领域具有较好的优势。针对独立直流母线双三电平中点嵌位式(dual-three-level neutral point clamped,Dual-3L-NPC)串联结构,分析了其数学模型和矢量构成方式,提出了基于单相零序电压和三相零序电压联合注入的正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)调制方式,单相零序电压的注入改变单个变流器空间位置,但2组变流器矢量叠加后仍然保持合成矢量位置不变。以单相零序电压和三相零序电压为手段,分别实现最近三矢量为目标和损耗最优为目标的调制策略。仿真和实验结果证明了调制策略的可行性和有效性。

    2016年08期 v.40;No.393 2456-2463页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
  • 基于动态煤耗模型的电厂厂级发电负荷调度

    陈晓东;荆朝霞;郑杰辉;胡荣兴;吴青华;

    为更精确描述火电机组煤耗特性,基于煤耗在线实时监测系统数据的统计、分析和处理,考虑机组在升负荷、降负荷和平稳负荷情况下的煤耗特性差异,建立动态阀点效应煤耗模型,提出了对基于不同煤耗模型的调度方案进行节能潜力分析的方法。在该模型的基础上,采用快速l迭代法对厂级负荷优化调度问题进行求解。为了验证提出的动态煤耗模型的有效性,分别采用实际算例进行仿真和现场试验,对比分析该模型与其他调度模型的经济效益。分析结果表明,不同的煤耗模型对节能效果有较大的影响,基于动态阀点效应模型的调度方案可以有效降低系统煤耗,经济效益明显,具有推广应用价值。

    2016年08期 v.40;No.393 2464-2470页 [查看摘要][在线阅读][下载 534K]

  • “大规模交直流混联电网运行特性、风险及控制技术”专题征稿启事

    <正>由能源资源分布特性及实际用电需求驱动,我国西部、北部大型煤电、水电及可再生能源基地向中东部地区输电规模越来越大,以特高压/超高压线路为骨干网架、全国能源资源优化配置的形态格局已逐步形成。然而,更高电压等级电网的快速发展、大规模的区域间功率交换和新能源发电波动也给电网运行带来了很大的挑战,具体表现为:电网侧层级增多,结构

    2016年08期 v.40;No.393 2470页 [查看摘要][在线阅读][下载 255K]

智能用电技术

  • 采用全寿命周期成本模型的用户侧电池储能经济可行性研究

    薛金花;叶季蕾;陶琼;王德顺;桑丙玉;杨波;

    储能系统的成本高及收益不明确是影响其规模化应用的主要原因之一。首先建立了通用的全寿命周期成本模型,用于全面计算储能的各类成本;通过敏感性分析提出了有效降低几类用户侧电池储能成本的方法;分析用户侧电池储能的效益来源,并对不同电价机制下的经济可行性进行了详细计算,最后给出了用户侧电池储能在全寿命周期内的优化投资策略。结果表明,对于用户侧电池储能,在整个项目周期内安装成本占比最大,其次为更换成本和用电成本,运行维护成本比例最小。用户侧电池储能年均成本由低到高依次为:铅酸电池<钠硫电池?铁锂电池<全钒液流电池。通过降低额定放电时间、提高循环效率并延长寿命周期,可有效降低用户侧电池储能的年均成本。在两部制电价机制下,当铅酸电池、钠硫电池、铁锂电池和全钒液流电池的安装成本分别下降为原成本的60%、60%、50%和30%,用户侧电池储能才达到经济可行。

    2016年08期 v.40;No.393 2471-2476页 [查看摘要][在线阅读][下载 557K]
  • 电力用户功率因数考核方法优化方案研究

    顾国栋;黄奇峰;丁晓;霍尧;周赣;杨世海;

    分析了现行功率因数考核办法的不足之处,并提出了详细的改善方案。基于江苏省全网无功考核用户的完整统计信息,以未达标用户数和未达标无功电量为关键优化指标,权衡先进性和可行性,提出了功率因数考核指标优化提升方案;结合理论和算例分析,提出了按峰谷平3个时段进行无功考核的考核周期改善方案,并指出有必要将50~100 k VA用户纳入无功考核范围;详细分析了考核指标提升对电网企业和电力用户综合效益的影响,建立了无功电价对用户投资回收期的影响模型。算例结果表明,在实现综合效益合理再分配的前提下,新考核指标具备技术经济可行性。

    2016年08期 v.40;No.393 2477-2483页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K]

  • 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或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

    2016年08期 v.40;No.393 2483页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]

智能用电技术

  • 基于Fisher有监督判别的非侵入式居民负荷辨识方法

    祁兵;程媛;武昕;

    居民负荷监测是需求侧管理的重要部分,为实现居民非侵入负荷监测与跟踪,研究了非侵入式负荷监测系统物理架构与工作原理,提出一种基于家电负荷主用电特征的负荷辨识方法。以非侵入环境下不同家电负荷的实测电能数据为先验训练样本,利用主成分分析法对8种典型电器的负荷特征样本进行降维处理,得到最优辨识特征,获取综合评估值并结合样本排序图将负荷分为2类。结合Fisher有监督判别准则将2类数据投影到一维空间,实现不同类型负荷的分离。实验证明该方法对不同家电负荷分类和辨识具有良好效果,能够在获取负荷有效特征的基础上实现对不同负荷的有效分辨。

    2016年08期 v.40;No.393 2484-2491页 [查看摘要][在线阅读][下载 4190K]
  • 基于大数据技术的重要用户供电安全分析

    丁坚勇;周凯;田世明;潘明明;

    结合大数据技术对重要用户供电安全问题进行分析,首先从配网和用户内部2方面对重要用户供电安全相关的数据内容与数据来源进行梳理,并分析了这些数据的独有特征,在此基础上,探讨了重要用户安全大数据存储处理技术和分析诊断技术。最后以某重要用户为例,基于电缆温度信息,采用聚类分析的方法对其供电安全潜在风险进行分析,结果表明该设备处于劣化过程中,存在较大风险隐患,该应用场景验证了重要用户大数据在用户安全诊断中的可行性。

    2016年08期 v.40;No.393 2491-2495页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K]

电能质量

  • 基于全相位谱细化与校正的谐波和间谐波测量方法

    邹培源;黄纯;江辉;周迭辉;

    当谐波附近含有密集频谱的间谐波时,严重的主瓣干涉影响谐波、间谐波参数的精确估计。提出一种综合利用全相位快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)分析及频谱校正、频谱细化技术的含密集频谱的谐波、间谐波测量方法。首先,利用全相位FFT相位差校正法对其电力信号进行谐波分析,得到各频率谐波、间谐波成分;然后,由相位谱平坦特性判别电力信号是否含密集频谱成分,并获得密集频谱谐波、间谐波的频率位置;对信号的密集频谱段进行细化分析,得到频率间隔相近的谐波、间谐波参数。该方法可精确获取信号各频率成分的频率、幅值和相位,保证密集频谱段谐波和间谐波的测量精度,且计算量较小。仿真结果验证了所提方法的有效性。

    2016年08期 v.40;No.393 2496-2502页 [查看摘要][在线阅读][下载 475K]
  • 转差率变化时并网双馈风力发电机之间的功率传递及谐波干扰

    袁至;王维庆;

    检修维护完毕的双馈风力发电机并网后,当工作在亚同步发电状态时,其转子会吸收工作在超同步发电状态的双馈风力发电机产生的有功功率,伴随着功率传递而产生的谐波干扰会影响风力发电机的正常工作。而在亚同步发电状态下,双馈电机的转差率和转子侧吸收的有功功率有着直接的联系。通过双馈电机的等效电路对转差率变化时亚同步发电状态下双馈电机转子吸收的有功功率进行了理论分析,推导出了转差率、定子电流矢量与转子侧吸收有功功率的实时关系公式,之后通过算例分析了转差率减小时转子吸收有功功率的变化规律。在Matlab/Simulink中建立模型进行谐波干扰仿真,计算出了总谐波含量均方根值的变化情况,并分析出了伴随功率传递所产生谐波干扰的变化规律。

    2016年08期 v.40;No.393 2503-2509页 [查看摘要][在线阅读][下载 873K]
  • 基于敏感度分析的海上风电场谐波谐振研究

    戎骏;胡海涛;邵洋;何正友;

    海上风电场多采用电缆敷设或海底电缆传输,存在较大对地分布电容,而分布电容较易引起风电场谐波谐振问题。同时,风电机组工作状态及风电场参数配置都将影响系统结构及参数,进而影响系统的谐波谐振。基于此,对双馈风力发电机组建立了随风速变化的动态谐波模型。同时还建立了风电场其他主要电气元件的谐波模型,如电缆谐波模型及变压器谐波模型。然后以海上风电场为例,利用频率扫描法对公共耦合点谐振问题进行仿真分析。考虑到风电场中各部分参数对谐振的影响程度不同,利用敏感度分析方法,计算出各参数的敏感度指标,为制定抑制谐波谐振的相应措施提供了依据。

    2016年08期 v.40;No.393 2510-2517页 [查看摘要][在线阅读][下载 787K]
  • 微电网中并联逆变器与电网的谐波交互分析

    郑航;张辉;肖曦;支娜;李宁;

    针对微电网中并联逆变器与电网的谐波交互问题,对单台逆变器建立输出阻抗模型,并分析网侧阻抗对谐波交互的影响。对多台并联逆变器,定义堆栈和二叉树2种典型的逆变器并联结构,推导2种结构的阻抗表达式。详细分析并联逆变器数对堆栈型结构阻抗的影响以及逆变器在左右子树的分布对二叉树型结构阻抗的影响。在此基础上,推导谐波源到网络中各支路电流的传递函数,分析各支路电流的谐振频率。仿真结果验证了所提方法的可行性。

    2016年08期 v.40;No.393 2518-2524页 [查看摘要][在线阅读][下载 523K]
  • 中压动态电压恢复器的虚拟阻抗控制策略

    周武;乐健;杨金涛;杜旭;刘开培;

    中压动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)可用于有效保护大范围的用户不受电压暂降的影响,但不能补偿其下游馈线上发生故障时的电压扰动。提出了将DVR控制为虚拟阻抗的方法,推导了系统传递函数,利用Bode图与劳斯-赫尔维茨(Routh-hurwitz)稳定判据,分析了控制DVR为虚拟阻抗的可行性和系统稳定性。给出了将DVR控制为虚拟电感从而实现故障限流器,以及将DVR控制为虚拟电容从而实现串联补偿的方法。通过仿真和实验验证了所提方案的可行性与有效性。为拓展中压DVR的功能,提高其实用化水平提供了参考。

    2016年08期 v.40;No.393 2525-2532页 [查看摘要][在线阅读][下载 2629K]

自动化

  • 基于云计算的电网培训仿真系统架构及关键技术

    蒲天骄;王晓辉;李志宏;葛贤军;陈乃仕;

    为解决现有电网培训仿真系统存在的计算效率低,存储能力有限,仿真分析的可靠性、真实性和并发性不足,以及多级联合仿真的模型与实时数据不匹配等问题,提出了基于云计算的电网调控一体化培训仿真概念,设计了电网培训仿真系统总体架构,利用云计算平台的虚拟化、并行计算、统一资源池管理等技术,通过服务总线为仿真支撑层、仿真应用层和仿真展示层提供基础支撑;研究了电网培训仿真系统中的虚拟资源池管理、仿真建模以及并行计算等关键技术,包括基于云计算的虚拟资源池管理模式,全网统一模型和仿真按需建模的设计方法,基于多智能体的并行仿真框架和基于云计算平台的并行仿真分析思路。最后介绍了基于云计算的电网培训仿真系统应用场景。

    2016年08期 v.40;No.393 2533-2540页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
  • 交直流混联电网自适应交流过电压保护方案的研究

    焦在滨;金吉良;行武;王钊;

    针对目前交直流混联电网交流过电压保护与直流系统控制保护策略之间缺乏有效配合的问题,以直流系统发生单极闭锁导致功率骤降为例,考虑交流滤波器的动作策略,分析了单极闭锁后交流侧无功功率、有功功率的变化特征,提出一种交直流混联系统自适应交流过电压保护新方案。该方案在直流系统单极闭锁等功率骤降情况下,综合考虑一次设备的耐压水平,在不改变原有交流保护动作特性的基础上,能够自适应调整过电压保护的时间定值,躲过交流滤波器组的切除时间,避免由于过电压保护误动带来的负荷损失;而当交流系统扰动引起过电压时,过电压保护能够按照原有的动作逻辑正确动作,保证设备安全。仿真结果表明,该方案加强了交流系统和直流系统继电保护之间的配合,对保证交直流系统稳定运行具有重要的意义。

    2016年08期 v.40;No.393 2541-2547页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K]
  • 特高压直流输电线路行波保护电流判据优化

    田得良;蔡泽祥;梁益;李晓华;李书勇;

    特高压直流工程在实际运行中会发生因行波保护电流判据不正确满足导致直流线路行波保护发生误动的事故,但以往的行波保护优化措施并未提及对电流判据的改进。以实际某特高压直流工程的EMTDC仿真平台为背景,针对目前电流判据特征量?I处理方式的不足提出了其改进后的处理方式,并对电流判据处理方式缺陷导致行波保护发生误动的机理进行了研究。在此基础上,提出了行波保护电流判据的优化策略,实行对整流侧、逆变侧不同的处理模式,结合实际特高压直流工程的仿真算例验证了该优化策略的有效性。

    2016年08期 v.40;No.393 2548-2554页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K]
  • 基于视在伪阻抗辨识的直流配电电缆单端在线故障定位方法

    林芳雯;吴俊勇;郝亮亮;

    当直流配电电缆发生故障时,直流断路器将故障电缆隔离,为快速排除故障恢复供电,需要快速准确地确定故障点的位置。针对单极接地故障,提出一种基于视在伪阻抗辨识的直流配电电缆单端在线故障定位方法,将故障定位模块与故障电缆串联,使得电缆中流过振荡衰减电流,利用Prony算法提取定位端电缆电压与电流的特征参数,辨识出当前故障情况下的视在伪阻抗;以故障距离和故障点过渡电阻为变量,推算出基于?电缆模型的等效伪阻抗;利用视在伪阻抗和等效伪阻抗的实部和虚部分别相等判据,计算出故障距离和过渡电阻。仿真结果表明,所提出的方法能准确有效地定位故障点,并考虑了电缆的分布电容,具有较好的实用性。

    2016年08期 v.40;No.393 2555-2561页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K]
  • 变压器在线监测装置配置优先级评估模型

    梁永亮;李可军;赵建国;马文忠;

    如何合理配置在线监测装置,提高在线监测装置综合经济效益,是电力行业关注的新问题。针对这一问题,提出了一种变压器在线监测装置配置优先级综合评估模型。该评估模型包含设备层和系统层,设备层可分为设备属性评估和运行状态评估。其次,对各评估方法进行了描述,包括基于模糊层次分析法的变压器设备属性评估方法,基于状态评估技术的运行状态评估方法以及基于风险收益指标的系统层评估方法。最后,以实际电网算例对所提模型进行了验证,仿真计算结果证明所提评估模型能够对不同变压器在线监测装置的配置优先级进行较为合理的排序,并且综合考虑多方面因素,评估结果更具全面性。

    2016年08期 v.40;No.393 2562-2569页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K]
  • 基于同轴电容分压的光学电压互感器性能分析

    黄悦华;陈锦地;李振华;

    电容分压型光学电压互感器易受到杂散电容的影响,另外,锗酸铋(Bi4Ge3O12,BGO)晶体在外界温度改变时,容易产生温度漂移,从而导致测量精度下降的问题。针对上述问题,首先提出了一种基于同轴电容结构的温度自愈式光学电压互感器,该互感器利用同轴电容结构替代传统的电容分压型结构,在光学信号传输的过程中,增加了一条参考光路,利用参考光路的自动校准原理,实现测量装置的温度自愈,使光学电压互感器的整体测量准确度得到提高。其次,对同轴电容所存在的几个关键问题进行了理论分析、建模与仿真,并针对这些问题,提出了有效的解决方案。仿真和实验结果证明:基于同轴电容结构的温度自愈式光学电压互感器满足IEC60044-7规定的0.2级精度要求。

    2016年08期 v.40;No.393 2570-2578页 [查看摘要][在线阅读][下载 487K]
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