电网技术

  • 特约主编寄语

    刘俊勇;刘广一;

    <正>随着分布式清洁能源发电、储能装置、电动汽车、柔性负荷的技术革新与接入渗透,配电网在规划、运行、保护、通信等环节已发生了深刻变化。如何处理大规模分散式资源的接入,在确保配电网安全、可靠运行的条件下促进清洁能源消纳,满足用户多元化需求,已成为智能电网领域关注的热点问题。近年来提出的主动配电网技术为解决这一问题提供了新的思路。相比于传统配电网,在电源层面,主动配电网更突出各类能源的主动参与与主动管理;在电网层面,更强调主动规划与主动控制;在用户层面,更倾向激

    2017年02期 v.41;No.399 347-348页 [查看摘要][在线阅读][下载 105K]

主动配电网关键技术研究与示范

  • 基于态势联动的主动配电网多源优化调度框架

    王晓辉;陈乃仕;李烨;王存平;汪旭;蒲天骄;

    分布式电源、储能、电动汽车规模化接入配电网,以及电力电子装置的广泛使用,对配电网的调度运行带来了巨大的挑战。针对主动配电网中新元素运行的不确定性,设计了主动配电网态势感知框架,实现对主动配电网实时运行状态及未来运行趋势的全面掌控;分析了主动配电网态势感知与优化调度的联动机理,为主动配电网多源协同优化调度提供数据和模式的支撑;基于态势感知生成了优化调度周期内的多运行场景,提出了基于多场景的主动配电网优化调度框架,并指出了实现主动配电网多源优化调度需突破的关键技术,包括连续时序运行场景集生成技术、典型场景调度策略库生成与维护技术、自适应目标优化调度技术等,以保障主动配电网的安全、可靠、高效运行。

    2017年02期 v.41;No.399 349-354页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
  • 考虑光伏接入不确定性的主动配电网有功?无功可控资源优化配置

    李斌;吕林;刘友波;刘俊勇;陈金祥;向月;张逸;韩为超;

    为考虑光伏接入的不确定性对主动配电网的影响,并分析建模,首先通过光伏?负荷的连续概率密度函数,将概率性场景进行最优多状态建模以抽取代表性时序场景;然后面向所抽取的场景集合,基于模糊层次分析法量化考量电压质量、经济效益、自治能力3个主动配电网运行规划性能要素。采用双层机会约束规划,构建了针对光伏接入不确定性的有功-无功可控资源优化配置模型。运用嵌入机会约束的混沌粒子群优化算法求解,实现了时序运行与配置方案协同的微型燃气轮机和电容器组的协调部署。某地实际馈线算例验证了所提模型与方法的有效性和实用性,同时该方法提高了计算精度。

    2017年02期 v.41;No.399 355-365页 [查看摘要][在线阅读][下载 969K]
  • 主动配电网中分布式电源和微网的运行域

    王博;肖峻;周济;周华;刘远龙;祖国强;

    主动配电网以其较强的控制能力可以接纳大量分布式电源(DG),文章在配电系统安全域(distribution system security region,DSSR)的基础上提出了DG及微网的运行域。首先,考虑DG及微网的接入位置、出力大小以及渗透率等因素对配电网的影响,提出了DG及微网运行域的概念:运行域描述了保证配电网安全前提下的DG及微网出力范围,能方便地用于对DG及微网的主动调度。其次,提出了DG及微网运行域的数学模型及计算方法,能计算得到满足电压、潮流等约束下不同类型DG及微网的运行域。最后,利用IEEE 33节点算例,计算得出PQ型和PV型的DG及微网运行域,并与不含DG和微网的负荷运行域进行对比分析,验证了所提方法的有效性。DG或微网的加入导致运行域面积增大,拓扑结构更加复杂;相同条件下,PV型微网比PQ型微网运行域面积更大。

    2017年02期 v.41;No.399 363-372页 [查看摘要][在线阅读][下载 838K]
  • 基于网络流转移分布因子的主动配电网运行风险评估及预警

    王钰楠;杨镜非;何也帅;王冠男;

    主动配电网运行风险的有效评估和及时预警是保障其安全稳定运行的重要前提。文章基于复杂网络理论首次提出了网络流转移分布因子,从网络流大小和方向2方面实现了拓扑及参数变化对网络流影响的有效线性近似。考虑拓扑时变性、参数不确定性和用户侧自发电馈电形式的多样性,通过制定归一化的风险指标和线性评估方案实现了基于当前网络状态的运行风险的及时有效评估。以概率性序列计算代替蒙特卡洛模拟,在遍历所有可能的多场景、提高分析准确性的基础上,也极大地提高了计算速率,有利于对系统当前运行状态的及时反馈。风险评估结果的序列表现形式也有利于调度进行重点线路监测和风险指标定制,为主动配电网的运行调整决策提供可靠的评估依据。最后,基于改进的IEEE 33节点系统验证了所提方法的有效性。

    2017年02期 v.41;No.399 371-377页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K]
  • 考虑“源?网?荷”三方利益的主动配电网协调规划

    李逐云;雷霞;邱少引;刘增庆;张力;

    提出一种考虑配电公司、DG运营商和用户利益的主动配电网(ADN)三层规划模型,并分析了各层间的相互关系,用于协调"源"、"网"、"荷"三方的利益以及促进资源的优化利用。其中,"源"层以DG运营商利益最大进行DG的选址定容,"网"层以配电公司建设运行成本最小进行配电网的扩展规划,"荷"层以用户参与利益最大进行基于激励型和价格型DSR项目的用电调整,并采用结合支持向量机回归(SVR)拟合潮流计算的并行遗传膜算法(PGMA)求解所建模型。最后,通过54节点系统的算例应用,表明三层规划模型可以有效协调DG和网架的规划,合理确定用户参与DSR的响应方案,实现"源"、"网"、"荷"三方的利益共赢,PGMA算法具有计算速度快和全局搜索能力强等优点。

    2017年02期 v.41;No.399 378-387页 [查看摘要][在线阅读][下载 517K]
  • 自储能型能量路由器研究

    盛万兴;兰征;段青;李玉凌;马春艳;吕志鹏;

    针对能量路由器储能需求,提出利用其自身拓扑结构中的桥臂电路充当储能系统的充放电接口,无需额外增加功率变换电路,灵活实现自储能。研究了自储能控制策略,并分析了控制性能。提出的自储能型能量路由器能实现输入端功率缺额时能源子网的电压稳定,并在能源子网离网切换时提供短时的能量供应,而且控制储能系统充放电的同时不影响桥臂电路对中线电流的控制。仿真研究了输入端电压深度跌落和能源子网分布式能源功率波动时的工况,验证了所提拓扑及控制策略的正确性和有效性。

    2017年02期 v.41;No.399 387-393页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K]
  • 基于需求侧响应的空调负荷虚拟储能模型研究

    王怡岚;童亦斌;黄梅;杨利;赵洪刚;

    为降低夏季高温峰值负荷、减小传统储能配置容量,考虑空调-建筑系统具有热储备能力,可以等效为一种虚拟储能装置参与到需求侧响应中。基于此,首先在空调负荷热力学模型和人体热舒适度模型的基础上建立虚拟储能模型,并推导其额定容量、功率和充放电时间等指标的理论计算公式。其次定量分析环境参数、设定温度与虚拟储能评估指标之间的耦合关系,并采用蒙特卡洛模拟方法分析空调负荷群的虚拟储能聚合模型特性。然后设计了2种用于临时性削峰场景的虚拟储能控制策略,最后在理论分析的基础上,已实际空调建筑作为算例,对空调负荷虚拟储能的性能,及其在需求侧响应中的典型应用进行了验算和对比分析。

    2017年02期 v.41;No.399 394-401页 [查看摘要][在线阅读][下载 921K]
  • 基于信息熵时段划分的主动配电网动态重构

    赵静翔;牛焕娜;王钰竹;

    针对风力、光伏等分布式发电(DG)和电动汽车(EV)高渗透率下主动配电网的动态重构问题,提出一种基于信息熵时段划分的主动配电网动态重构方法。首先采用蒙特卡洛模拟法,结合日负荷曲线、风/光发电曲线、电动汽车充电曲线,形成电源?负荷等效日负荷曲线,提出基于信息熵时段划分的等效日负荷曲线分段方法;其次建立了以日损失费用最低为目标的动态重构模型,对主动配电网分时段重构;然后在杂草算法的基础上引入遗传算法的交叉和变异操作,提出基于十进制编码的改进杂草混合算法求解该模型。IEEE 33节点算例仿真结果表明,所提方法能够自动划分出符合曲线变化趋势的分段方案,动态重构后日损失费用明显降低。

    2017年02期 v.41;No.399 402-408页 [查看摘要][在线阅读][下载 383K]

低碳电力技术

  • 能源互联微网系统供需双侧多能协同优化策略及其求解算法

    曾鸣;韩旭;李冉;李源非;彭丽霖;李娜;

    为提高新能源利用效率,充分考虑了供给侧、需求侧以及能源转换之间的影响作用,构建了能源互联微网系统供需双侧多能协同优化策略模型,提出了求解混合整数非线性规划模型的带个体差异蚁群算法与粒子群优化算法相结合的组合算法(particle swarm optimizer-individual variation ant colony optimization,PSO-IVACO)。将所提模型及求解算法应用于我国某典型园区能源互联微网系统夏季和冬季典型日的实际算例中,并与传统分布式冷热电联供系统相比较,结果表明:PSO-IVACO算法求解此类问题具有可行性,考虑供需双侧的能源互联微网系统在夏季和冬季均具有显著经济和环境效益,促进了新能源并网消纳。

    2017年02期 v.41;No.399 409-417页 [查看摘要][在线阅读][下载 518K]
  • 分布式冷热电联供系统优化配置与适用性分析

    胡荣;马杰;李振坤;吕勤;张代红;钱啸;

    为提高冷热电联供系统在不同负荷结构下的优化配置水平与综合运行效益,对计及蓄能装置的冷热电三联供系统的优化配置及运行进行了深入研究。基于以热定电、以电定热和多目标综合效益最优的3种运行模式,建立了综合考虑能源、经济和环境效益的多目标优化模型,利用遗传算法对系统设备容量和运行模式进行了优化。然后,分析了能源价格与引入蓄能装置对冷热电联供系统综合效益的影响。最后,基于某建筑负荷不同的冷电比和热电比对上述内容进行仿真分析,并以分供系统作为参照对象,给出了不同负荷结构下冷热电联供系统的最佳配置及最佳运行模式。优化结果表明,在大部分负荷结构下,冷热电联供系统采用多目标综合效益最优运行模式时各方面效益更好。

    2017年02期 v.41;No.399 418-425页 [查看摘要][在线阅读][下载 1118K]
  • 用户侧光储型微电网中央控制器研制

    许志荣;杨苹;郑成立;彭嘉俊;陈奇芳;黄锦成;

    用户侧光储型微电网是最大化分布式光伏发电系统就地消纳利用水平的有效方式,研究用户侧光储型微电网的中央控制器,对推动智能微电网建设、电力市场改革和国家新能源政策推广具有重要意义。为提高微电网控制器集成度及降低设备成本,针对不同用户的用电需求,基于分层多时间尺度通信方式研制了光储型微电网中央控制器,集成了黑启动、无缝切换、功率预测、运行优化控制与能效管理等功能模块,并通过实验验证所提策略的正确性。所研制的中央控制器为用户侧微电网的并网接入提供了低成本高效率的解决方案,对推动用户侧光储微电网的大规模应用具有重要意义。

    2017年02期 v.41;No.399 426-433页 [查看摘要][在线阅读][下载 1375K]
  • 考虑预测误差的风电场储能配置优化方法

    兑潇玮;朱桂萍;刘艳章;

    利用储能降低风电预测误差能够降低风电出力不确定性,从而减少弃风,储能的容量和功率配置则直接影响到补偿预测误差的效果和经济性。基于T location-scale(TLS)分布建立了风电预测误差概率分布模型,使用几何分布描述风电误差持续性,并利用粒子群算法对模型中的参数进行了极大似然估计。以风电场收益最大为优化目标,将补偿风电预测误差的置信度以机会约束的形式加入储能配置优化模型,并在模型中考虑了对风电预测出力曲线的修正。仿真计算结果表明,所提方法能够很好地拟合预测误差的概率密度函数和误差持续时间,储能配置的经济性优于不考虑误差持续时间和出力修正的模型,验证了所提方法能够提高储能配置的准确性和经济性。

    2017年02期 v.41;No.399 434-439页 [查看摘要][在线阅读][下载 448K]
  • 含负荷功率自动分配的独立直流微电网协调控制

    米阳;吴彦伟;朱银珠;符杨;王成山;

    针对独立运行直流微电网,提出了含负荷功率自动分配的协调控制策略。孤岛运行状态下,直流微电网需独自承担系统电压稳定,为此采用多组小容量储能单元平衡分布式电源(DG)和负荷功率从而控制母线电压稳定。同时,为了避免储能系统过充和过放以及降低对通讯的依赖程度,根据各储能单元的荷电状态(SOC)和最大功率设计自适应下垂控制自动协调不同储能单元之间的负荷功率分配,可减小电压波动。当储能系统充电功率超过其最大允许功率或满充时,不同DG单元根据各自最大输出功率由最大功率跟踪控制(MPPT)切换为带有电压前馈补偿的下垂控制模式稳定母线电压和自动分配负荷功率,并考虑各单元的输出阻抗来提高分配精度。最后利用Matlab/Simulink对所设计的控制策略在不同运行模式下进行仿真验证,仿真结果表明所提出的控制策略可协调不同模式下独立直流微电网稳定运行和实现负荷功率自动分配。

    2017年02期 v.41;No.399 440-447页 [查看摘要][在线阅读][下载 620K]
  • 基于相似时刻的光伏出力概率分布估计方法

    程泽;刘冲;刘力;

    针对光伏发电可预测性低的问题,提出了一种综合使用通径分析(path analysis,PA)、k近邻算法(k-Nearest Neighbor,KNN)、神经网络分位数回归(quantile regression neural network,QRNN)和核密度估计(kernel density estimator,KDE)的光伏出力概率分布估计方法,构造出未来1 d任意时刻的光伏出力概率密度函数,可以得到比点预测和区间预测更多的有用信息。首先由通径分析对气象因素进行约减,在降低模型输入维数的基础上减小变量间的耦合作用。然后通过K-means算法按天气类型对历史样本进行聚类,进一步提高相似样本的筛选效果。最后利用神经网络分位数回归和核密度估计对光伏出力的概率分布进行估计。实验结果表明,相比于核密度估计和传统的正态分布估计方法,采用所提方法估计出的概率分布的可靠性和锐度更高。

    2017年02期 v.41;No.399 448-455页 [查看摘要][在线阅读][下载 426K]
  • 基于萤火虫算法?广义回归神经网络的光伏发电功率组合预测

    王昕;黄柯;郑益慧;李立学;邵凤鹏;贾立凯;徐清山;

    随着光伏发电大容量地并入电网,其输出的随机性必将对大电网安全稳定运行造成影响,为此建立了一种变权重的光伏短期组合预测模型,首先通过主成分分析法(principal component analysis,PCA)将影响光伏出力的多重线性因素进行压缩、提取以简化模型输入变量的维数,然后将提取的第一主成分结合灰色关联度来筛选相似日样本,接着将样本分别带入最小二乘支持向量机、改进BP网络2种单一模型进行2次预测。第1次预测作为相似日预测,用来训练权重系数,训练方法是萤火虫算法优化的广义回归神经网络;第2次预测是待预测日的预测。仿真结果验证了所提模型的有效性。

    2017年02期 v.41;No.399 455-461页 [查看摘要][在线阅读][下载 735K]
  • 光伏储能系统恒流充电模式下光伏电池的稳定工作区

    秦岭;谢少军;杨晨;罗松;候虚虚;

    基于接口变换器输出恒流控制稳定的必要条件,研究揭示了光伏储能系统恒流充电模式下光伏电池的稳定工作区。以前置电容式Buck变换器为例,建立了基于光伏电池动态电路模型的连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)系统小信号模型;分析了恒流充电模式下光伏接口变换器采用不同控制回路构成时系统的闭环传递函数,并根据赫尔维茨判据得出输出恒流控制稳定的必要条件;在此基础上,得出了恒流充电模式下光伏电池的稳定工作区;最后通过150 W样机进行了实验验证。研究结果表明:恒流充电模式下,光伏电池的稳定工作区是唯一、确定的,且稳定工作区的具体类型取决于接口变换器的控制回路构成。

    2017年02期 v.41;No.399 462-469页 [查看摘要][在线阅读][下载 643K]
  • 一种交直流混合微网变换器

    涂春鸣;孟阳;肖凡;兰征;汤一达;

    针对现有交直流混合微电网结构及电网配置模式,提出一种交直流混合微网变换器,该变换器用作交直流混合微网接口,具有结构简单、控制灵活、直流侧多电压等级、功率不平衡范围大且便于可再生能源与储能装置接入等优点。分析了该新型交直流混合微网变换器的工作原理,推导变换器整流级各H桥直流侧电压恒定情况下,各H桥传输的有功功率限制性条件与各H桥直流侧传输功率恒定情况下,系统稳定运行的直流侧电压范围。在以上研究基础上,通过设计仿真与实验验证改变功率限制性条件时,各端口传输功率将大大增加。同时,仿真与实验也验证该微网变换器功率不平衡理论的正确性与其作为交直流微网接口的实用性。

    2017年02期 v.41;No.399 470-477页 [查看摘要][在线阅读][下载 597K]
  • 基于串联谐振网络的三端口DC/DC变换器解耦方法

    杨旭;王卫;王盼宝;刘桂花;王凯峰;

    针对有源桥式隔离型三端口变换器(triple active bridge,TAB)存在的端口功率耦合和控制模型非线性问题,提出一种基于串联谐振网络的隔离型三端口变换器解耦方法。首先根据拓扑T/Δ等效变换和谐振工作原理对变换器的功率传输模型进行推导,分析了解耦网络对控制系统非线性特性的抑制作用,为系统控制环路设计和谐振参数的选取提供了依据。其次对单周期内变换器的工作模态和软开关特性进行了分析,给出功率传输电感参与谐振的实际工作过程。此外,对所研究拓扑和未解耦拓扑分别进行仿真,结果表明,该方法能够有效消除变换器功率控制环路的相互耦合,使拓扑等效为2个独立的DC/DC变换器,分别控制运行,提高系统的动态响应速度和稳定性。最后,通过试验样机在不同工况下进行实验验证,结果证明了原理分析的正确性和谐振解耦方法的有效性。

    2017年02期 v.41;No.399 478-485页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]

电力系统

  • 双馈风电机组与静止无功发生器交互作用原理及系统振荡特性研究

    迟永宁;田新首;汤海雁;李想;

    大量基于电力电子设备的非同步电源和无功补偿装置接入形成了新型电力系统,使得集群风电与电网之间以及与邻近电力电子驱动设备之间的交互作用十分复杂,电力系统的故障运行特性可能发生改变,从而给电网的安全稳定运行带来多方面的挑战。通过对系统扰动在双馈风电机组和静止无功发生器内传导过程的理论分析,分别给出了其动态响应特性,推导了双馈风电机组与静止无功发生器在系统扰动下相互激励的表现形式,分析了双馈风电机组与静止无功发生器之间交互作用对双馈风电机组转子侧变流器控制参数和静止无功发生器控制参数的敏感性,并给出双馈风电并网系统的振荡特性。最后,通过时域仿真验证了上述理论分析的正确性。

    2017年02期 v.41;No.399 486-492页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
  • 多时空尺度下大型风电基地出力特性研究

    姜文玲;王勃;汪宁渤;丁坤;杨红英;

    针对大型风电基地出力特性问题,基于甘肃酒泉大型风电基地实测数据,从风电出力日变化、季节变化、波动性、相关性、同时率方面,研究了各特性的计算指标及其时空变化规律,并给出各指标的估算函数或置信区间。另外,还提出了不同空间尺度下功率曲线的差异问题并给出修正方法。研究结果显示,大型风电基地内部分区域具有不同的风电出力特性,在估算相关参数时要分区域评估。上述研究结果可为调度决策、风场规划、修正风电功率预测结果等提供重要参考依据。

    2017年02期 v.41;No.399 493-499页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
  • 基于加权系数动态修正的短期风电功率组合预测方法

    王铮;Rui Pestana;冯双磊;申洪;Luis Rosa;

    风电功率预测是解决大规模风电并网问题的有效手段之一,预测精度越高,越有利于提高电网运行的安全性和经济性。为了提高风电功率短期预测精度,通过组合预测方式弥补单一预测模型的局限性,针对各预测结果性能随预测时间尺度变化的问题,提出了不同时间断面差异化的组合预测方法,并根据风电功率的波动特性,恰当引入天气变化的持续信息,优化了15 min~4 h预测时间尺度下的预测精度。同时,针对各集合成员每日更新结果,通过在线建模方式,动态修正各集合单元组合权值,提高预测模型的适应性。实际算例表明,所提方法能够得到风电功率预测结果,组合系数变化性质符合实际原理,与目前常用的组合预测方法相比,预测精度更优。

    2017年02期 v.41;No.399 500-507页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K]
  • 基于电网运行数据集的发电机励磁系统调差系数优化整定

    刘柏林;徐兴伟;

    提出了基于电网运行数据集的发电机励磁系统调差系数优化整定方法。通过自组织映射神经网络对电网运行方式数据进行聚类,利用电网运行数据集得到电网典型运行方式及出现概率,并在此基础上分析发电机励磁系统调差系数不同定值方案对电网运行的影响,对发电机励磁系统调差系数进行优化整定。将所提方法应用于吉林省电网,仿真结果表明,该方法充分考虑了负荷变化特征和可再生能源发电运行特性,能有效降低电网有功损耗,提高电网电压水平,减小电压波动。

    2017年02期 v.41;No.399 508-513页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K]
  • 含大规模风电场的电网概率无功优化调度

    尹青;杨洪耕;马晓阳;

    针对大规模风电场输出功率随机波动且无功设备种类繁杂的典型特征引起的无功电压问题,建立了概率无功优化调度模型,并提出利用无迹变换和自适应聚焦粒子群算法的求解方法。模型中,利用基于无迹变换的概率潮流算法处理风电场及负荷功率的不确定性影响,并将动态无功设备投入容量计入目标函数,以考虑全网中静态无功设备和风电场处动态无功设备的协调调度。仿真测试结果表明,所提方法可以协调调度多种无功设备,且与蒙特卡洛模拟方法及传统无功优化调度方法相比,所提方法既可有效处理不确定功率变量的影响,又可广泛适应不同风电输出状态下的调度方案。

    2017年02期 v.41;No.399 514-520页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
  • 故障后转子侧变流器不间断控制下的双馈风机序网等值电路

    张金华;张保会;郝治国;陈琳浩;都劲松;舒进;

    为应用方便直观的电路方法进行双馈风电并网系统故障分析和短路计算,针对电网故障后转子侧变流器(rotor side converter,RSC)控制方式提出一种双馈风机(doubly-fed induction generator,DFIG)序网等值电路。故障后RSC不间断控制的运行方式下,DFIG定子短路电流中含有幅值稳定的工频正负序分量、2个衰减速度不同且频率接近工频的正序分量以及衰减直流分量。分别推导了各交流成分对应的序网等值电路,其中,稳定工频正序分量对应的等值电路可用等值电势及正序阻抗来表示;稳定工频负序分量对应的等值电路用无源的负序阻抗来表示;而衰减交流分量可用受控电流源来描述。利用所提DFIG等值电路,应用传统序网分析方法即可方便进行短路计算,不需仿真就能获得双馈风机并网系统中各处的短路电流。通过PSCAD仿真验证了所提等值电路和解析算法的有效性。

    2017年02期 v.41;No.399 521-529页 [查看摘要][在线阅读][下载 471K]
  • 基于随机过程自相关性的风速预测模型分析

    史可琴;王方雨;梁琛;刘文颖;

    提出一种基于随机过程自相关性的风速预测模型,在传统概率模型分析的基础上引入了随机过程的概念,将每个时刻的风速均看作是一个随机变量,利用随机过程多维分布函数的统计特性描述风速过程。为了表征风速在时间上的自相关特性,引入连续马尔科夫模型,依据前述随机过程模型,求解马尔科夫模型的状态转移函数,从而表征风速相邻时刻间的演化规律,并从理论上证明了该模型具有较好保持自相关特性的能力。仿真表明,利用该模型能够更好地模拟风速分布,预测风速大小,并且具有良好的置信度。

    2017年02期 v.41;No.399 529-535页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K]
  • 基于改进AdaBoost.RT和KELM的风功率预测方法研究

    胡梦月;胡志坚;仉梦林;傅晨宇;

    为了提高风功率预测精度及预测模型的泛化能力,提出基于改进Ada Boost.RT算法的风功率预测方法,可以有效提高弱学习算法的性能。首先建立核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)模型,并用改进蝙蝠算法对其参数进行优化,通过引入局部搜索和莱维飞行使算法具有更好的搜索能力和跳出局部最优的能力。在此基础上进一步通过Ada Boost.RT算法生成多个KELM个体(即基学习器),在训练过程中不断调整每个基学习器的权重及训练集中每个样本的权重。最后用训练好的基学习器来对测试样本进行预测,并集成得到最终结果。从不同时间尺度应用不同月份的风电场数据进行仿真测试,同时与前馈(back propagation,BP)神经网络、支持向量机、极限学习机等预测模型对比,仿真结果表明所提方法具有较好的预测精度及泛化性能。

    2017年02期 v.41;No.399 536-542页 [查看摘要][在线阅读][下载 418K]
  • 基于有限混合Laplace模型的风功率波动特性研究

    周统汉;陈峦;李坚;

    风电功率具有波动性,准确描述风电场功率波动规律对于研究风电大规模并网运行具有重要意义。首先基于风功率波动概率分布的重尾特性,提出有限混合Laplace分布(finite Laplace mixture,FLM)的概率分布模型,并求解了模型最优参数集。然后提出评价模型精确度指标体系,并基于大量风电场实测数据,用FLM模型分别与混合高斯模型及单一分布模型作对比,论述并证明了FLM模型能更精确地描述风场功率波动特性。在此基础上,分析在不同时空尺度下的风功率波动情况,总结了风功率波动在多时空尺度下的规律特征。实验结果表明,FLM模型相较于其他分布模型,具有更高的拟合精度和更普遍的适用性。

    2017年02期 v.41;No.399 543-550页 [查看摘要][在线阅读][下载 584K]
  • 统一潮流控制器中串联耦合变压器特性及仿真模型研究

    王帅兵;李琳;谢裕清;赵国亮;

    根据UPFC系统中串联耦合变压器的功能,分析了其特殊的工作方式和特点,并给出了220 k V输电线路中串联耦合变压器的一种壳式结构方案。根据串联耦合变压器铁芯和绕组的空间几何结构,采用电路与磁路的对偶原理,将磁路模型转化为电路模型。考虑到硅钢片的非线性饱和特性,采用复数磁导率计及涡流效应,以非线性电感和电阻来等效硅钢片,分析了频率和磁导率对硅钢片等效参数的影响。基于磁路法提取漏感参数,建立了串联耦合变压器的仿真电路模型。在低压物理样机上进行空载合闸和三相不对称直流偏磁的试验与仿真计算,测量结果与计算结果基本吻合,表明了所建模型适用于串联耦合变压器暂态模拟与不对称直流偏磁特性的分析。

    2017年02期 v.41;No.399 551-557页 [查看摘要][在线阅读][下载 532K]
  • 新型限流式统一潮流控制器限流分析与参数设计

    徐帅;杜钦君;张晓飞;马浩;王延博;

    统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)在电网系统发生短路故障时,极易受到大电流冲击而损毁。虽然具有短路限流功能的统一潮流控制器(限流式UPFC)在一定程度上限制了大电流冲击,但短路电流峰值仍然很大,限流时间较长。为此,提出一种采用RLC串联谐振电路的限流器二次侧拓扑结构,分析了其工作原理和限流动态过程,建立了发生故障时的数学模型。针对限流式UPFC直流侧电容电压在限流过程中不断上升,极易超出变换器IGBT耐压水平的缺陷,分析了故障模型中直流侧电容电压上升的原理,设计了用于改变短路电流流通路径的桥式电容限压器。仿真结果表明,改进方案能进一步减小短路电流峰值和上升率,使短路电流迅速衰减至零,同时限制直流侧电容电压的不断增大,确保限流式UPFC安全退出运行。

    2017年02期 v.41;No.399 558-565页 [查看摘要][在线阅读][下载 429K]
  • 融于层次分裂过程的多类型输电断面搜索方法

    刘剑;李兴源;王成;许立雄;干华;

    输电断面集中体现了电网的薄弱环节,是系统运行监控的重点。从电力网络演化发展的局域特征出发,提出了一种融于层次分裂过程的多类型输电断面同步搜索方法。基于电网局域间联络线路拓扑连接弱功能作用强的特点,定义输电线路的电气耦合强度指标。通过反复移除电气耦合强度最大的输电线路来分裂电网,产生联络线簇。组合联络线簇搜索出不同类型输电断面,并基于电网局域内部连接稠密度的分布特性,提出最小局域用于判别分裂过程是否终止。IEEE39节点系统标准算例和某省网实际算例的结果表明,所提方法不依赖于人工经验,能够有效搜索出不同安全主题关注的不同类型输电断面。

    2017年02期 v.41;No.399 566-573页 [查看摘要][在线阅读][下载 386K]
  • 基于模糊控制的改进滑模频率偏移孤岛检测方法

    邹培源;黄纯;

    针对滑模频率偏移法中扰动量的选取难以兼顾孤岛检测速度和电能质量的问题。提出一种基于模糊控制的改进滑模频率偏移法。通过对滑模频率偏移法中扰动量与公共耦合点电压频率之间关系的分析,利用泰勒公式得到一种新的扰动量表示方式,再根据公共耦合点电压频率的偏移量和偏移变化率对扰动系数进行模糊优化。与传统滑模频率偏移法相比,该方法有效减小检测盲区,加快孤岛检测速度,同时减小分布式发电系统并网运行时对电网的电能质量影响,在多逆变器并网系统中,该方法也有着更好的检测性能。仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。

    2017年02期 v.41;No.399 574-580页 [查看摘要][在线阅读][下载 724K]
  • 利用时空电气量基于灰色关联度的电网故障诊断

    韩迎春;童晓阳;

    利用网络拓扑、SCADA开关量、故障录波数据等信息,提出了一种基于灰色关联度计算的电网故障诊断方法。针对停电区域中的每条疑似故障线路,利用故障时刻前后的电流采样值,计算其3种纵向灰色关联度;选取一条有源参考线路,针对故障时刻后各疑似线路的电流采样值,计算它们与参考线路之间3种横向灰色关联度。然后对各纵向灰色关联度和横向灰色关联度进行加权融合,得到疑似线路的综合灰色关联度,给出故障判据,准确地识别出故障元件。在IEEE 14节点上的仿真实验,验证了该方法在不同故障位置、各类故障类型及不同过渡电阻下,均能准确识别出单个故障和双重复故障元件。

    2017年02期 v.41;No.399 581-588页 [查看摘要][在线阅读][下载 541K]
  • 计及多重开关的电力电子实时仿真算法及其基于PXI平台的实现

    姬伟江;汪可友;李国杰;庄剑;李思维;历俊;

    提出一套电力电子实时仿真的多重开关处理算法,并基于NI的PXI/Lab VIEW软硬件开发一套电力系统实时仿真原型系统。首先,对实时仿真算法进行研究,重点考虑了多种重新同步化的处理过程与方法,并结合多重开关处理技术,提出一种基于EMTP程序构架、针对电力电子多重开关动作的改进算法,该算法计算效率高、仿真精度高,且满足实时仿真的要求;然后,综合考虑实时仿真原型平台的需求,建立了以PXI计算平台、外设模块、外接硬件等为基础的硬件架构,以Lab VIEW及其附件组件等编程工具的软件架构,两者共同搭建了一种可以设计、分析和研究电力系统的实时仿真原型平台;最后,通过2个具有多重开关的典型系统电路算例,验证了基于该实时仿真原型平台的算法有效性与适用性。

    2017年02期 v.41;No.399 588-596页 [查看摘要][在线阅读][下载 520K]
  • 混合级联式电力电子变压器拓扑结构及控制策略

    刘闯;支月媚;

    对现有的几种典型电力电子变压器(power electronics transformer,PET)拓扑结构及优缺点进行分析,在此基础上,将谐振变换器及两电平方波变换器引入到传统级联型电力电子变压器,提出一种适用于中高压配电网的新型电力电子变压器拓扑结构。与传统PET相比,所提拓扑的优势在于可以显著减少体积,提高运行效率,并能够灵活切换于纯有功模式及无功补偿模式。对所提拓扑结构及工作原理进行了详细的论述,并建立了系统的交流侧及直流侧的平均模型;在此基础上,结合谐振变换器的工作特性提出了一种单级统一控制策略,简化了PET的控制系统。搭建了10 k V/1.5 MW的PET仿真系统,仿真结果表明了所提拓扑结构及其控制策略的可行性和有效性。

    2017年02期 v.41;No.399 596-603页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K]
  • 应用聚类分析与非参数核密度估计的空间负荷分布规律

    刘思;傅旭华;叶承晋;丁嘉涵;马润泽;黄民翔;

    空间负荷预测是配电网规划的前提和基础。针对现有研究偏重对预测方法的理论创新和精度提升,缺乏对各地各类空间负荷分布规律研究的不足,提出一种基于聚类分析与非参数核密度估计的空间负荷分布规律研究方法。以浙江电网为例,对调研采集的空间负荷按城市发展类型、用地类型进行二级划分后,利用基于非参数核密度估计方法提取各类样本负荷密度的典型分布特征,结合实际对浙江11个城市的工业、商业、居住等多类空间负荷的分布规律进行分析研究,为配电网规划提供可靠支撑。

    2017年02期 v.41;No.399 604-610页 [查看摘要][在线阅读][下载 407K]
  • 模块化铁路调节器并联系统的环流分析及抑制

    贺西;马伏军;刘振文;马伏强;罗安;

    提出了一种适用于模块化铁路功率调节系统的并联等效模型与环流抑制策略。首先分析了一种模块化并联铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)的拓扑结构,此拓扑具有模块扩展方便的特点,且当单个子模块由于故障而被切除时仍可运行。而后根据所提的拓扑建立了系统的等效电路图,分析了系统环流的产生及危害。再由环流数学模型提出了分布式控制方案,并将简化PWM调制策略引入到模块化RPC的环流抑制当中。最后以4个并联的模块化RPC系统为例搭建了系统仿真,验证了所提控制方法的可行性。

    2017年02期 v.41;No.399 610-616页 [查看摘要][在线阅读][下载 766K]

自动化

  • 基于测量波阻抗的高压直流输电线路纵联保护

    李小鹏;滕予非;刘耀;汤涌;甄威;

    针对目前直流输电线路保护灵敏性和速动性难以兼顾的问题,提出一种基于测量波阻抗的直流线路保护方法。利用S变换提取单频率的电压、电流初始行波并计算线路两端的测量波阻抗。在线路内部故障时,线路两端测量波阻抗均为测点背侧等效阻抗,差异较小;在线路外部故障时,线路两端测量波阻抗分别为测点背侧等效阻抗和线路波阻抗,差异较大,据此可以区分直流线路上的内部和外部故障。基于PSCAD/EMTDC的大量仿真结果表明,该保护方法易于整定,在各种故障情况下均能可靠、快速地识别直流线路内部和外部故障。

    2017年02期 v.41;No.399 617-623页 [查看摘要][在线阅读][下载 390K]
  • 基于报文识别与流量管控的智能变电站保护控制信息安全防护方法

    席禹;邹俊雄;蔡泽祥;苏忠阳;

    针对智能变电站保护控制信息安全风险的防范问题,提出了智能变电站保护控制信息安全风险防护的三道防线模型,包括以防入侵风险为核心的第一道防线、以防传播风险为核心的第二道防线和以防失效风险为核心的第三道防线。进一步,针对第二道防线防传播风险技术的薄弱环节,提出了基于报文识别与流量管控的保护控制信息传播风险防护方法以及相应的安全交换模型,并基于OPNET搭建了智能变电站保护控制信息传播风险防护的仿真平台。仿真结果表明所提出的保护控制信息传播风险防护方法在正常运行情况下能够优化报文处理机制,在异常情况下能够保障关键报文的可靠传输,从而有效提升了智能变电站通信网络的抗风险能力。

    2017年02期 v.41;No.399 624-629页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K]
  • 基于相邻站信息的距离后备段动作时间自适应保护方案

    陈梦骁;王慧芳;刘颖;沈绍斐;何奔腾;

    分析了传统距离后备段保护整定方法的难点和不足,并分析了以弱化选择性为方向的整定简化方法,针对简化整定后可能出现的问题,提出了距离后备段动作时间自适应保护方案。利用相邻变电站中的保护信息,构建了逻辑判据,对本地距离Ⅱ段和Ⅲ段的动作时间进行调整。该方案能够配合简化整定后的距离后备段保护,使得上下级保护形成自适应的时间阶梯,离故障点越近的保护动作时间越短,离故障点越远的保护动作时间越长,从而保证了在整定简化中弱化的选择性,并且具有良好的容错能力。通过算例对该方案进行了验证。

    2017年02期 v.41;No.399 630-636页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K]
  • 基于语义框架的电网缺陷文本挖掘技术及其应用

    曹靖;陈陆燊;邱剑;王慧芳;应高亮;张波;

    电网企业拥有大量蕴含着重要可靠性信息的设备缺陷文本,依靠人工进行挖掘不仅效率低而且准确性因人而异。以变压器缺陷文本为研究对象,通过分析文本的特点,建立了基于语义框架的电网缺陷文本挖掘模型,解决了缺陷文本句子成分难以划分、数字量无法精确提取等问题,为电网领域的非结构化数据挖掘提供了新技术。首先在建立本体词库基础上,对缺陷文本进行分词、词汇特征提取等预处理;然后定义了电力语义框架与语义槽,提出了槽填充和语义框架构建流程,并通过词串合并实现了本体字典自动完善;最后对缺陷文本挖掘结果在可靠性统计中的应用进行了研究。算例表明,所提出的挖掘技术应用于电网缺陷自动分类与统计中,具有可行性和有效性。

    2017年02期 v.41;No.399 637-643页 [查看摘要][在线阅读][下载 674K]
  • 面向输电线路监测的无线传感网络可靠路由方法研究

    陆俊;朱炎平;徐志强;肖振锋;

    针对输电线路监测系统对于无线传感器网络路由部署可靠性要求高的问题,分析了输电线路监测系统中的无线传感器网络拓扑结构,提出了一种面向输电线路监测的无线传感器网络可靠路由方法。方法首先根据输电线路监测系统中上层网络的通信质量以及双向链路的链路质量,为节点选择数据上传的Sink节点;然后通过综合考虑节点可靠性、节点剩余能量和邻节点跳数3个因素,实现路由路径的最优下一跳节点选择。仿真实验结果表明,所提方法与长链状蚁群路由算法以及传统LEACH算法相比,在降低节点能耗前提下能够降低丢包率,适应于输电线路监测系统应用场景。

    2017年02期 v.41;No.399 644-650页 [查看摘要][在线阅读][下载 375K]

高电压技术

  • 基于传递函数的GIS特高频传感器性能对比评价方法

    郑书生;舒胜文;陈金祥;叶兆平;

    在现有的基于等效脉冲的灵敏度现场校验方法中,难以获取标准化的局部放电等效脉冲,且无法使用一致的脉冲注入方式,从而不能量化评价GIS特高频传感器的性能及其布置方式的合理性。为此,提出基于传递函数的GIS特高频传感器性能对比评价方法。通过测量安装在GIS设备上的相邻两特高频传感器之间的传递函数来评价传感器及其布局方案的合理性。利用此方法,对安装在550 k V GIS设备上的内置式传感器进行了现场校验,发现了传感器失效、布局不合理等问题。该方法对于校验特高频传感器的有效性和布局合理性具有明显的效果,对于保证GIS局部放电检测有效性具有非常重要的意义。

    2017年02期 v.41;No.399 651-655页 [查看摘要][在线阅读][下载 593K]
  • 一种改进的抗干扰自适应算法及其在变压器有源噪声控制中的应用

    王国栋;应黎明;常湧;杨鹏;

    在电力变压器有源降噪系统实际运行时,声传感器采集的参考信号和误差信号可能存在冲击干扰,当采用传统的滤波最小均方(filtered-x least mean square,Fx LMS)算法对控制器的参数自适应更新时,控制器易受冲击性干扰的影响而出现振荡甚至是发散。为了抑制冲击性干扰对控制器的影响,提出了归一化滤波语音压缩?律变换的最小均方(normalized filtered-x?law mean square,NFx?LMS)算法。该算法采用经语音压缩?律函数变换后的误差信号的均方作为代价函数,并对参考信号做归一化处理以提高算法鲁棒性。算法可以根据不同声场环境的初级噪声特点选取不同的压缩系数以提高算法的实用性。仿真显示,在冲击性干扰的环境下,论文提出的算法表现出很好的鲁棒性和收敛效果。

    2017年02期 v.41;No.399 656-662页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
  • 基于离子计数法的直流线路空间电荷密度测量

    张月魁;袁海文;马晓倩;陆家榆;鞠勇;杨晓洪;

    当特高压直流输电线路途经地区的空中悬浮颗粒物较多且空气干燥时,空间电荷分布的变化导致地面合成电场异常增大。为对该问题进行研究,测量空间电荷分布是一种直接且有效的手段。通过分析基于离子计数法的空间电荷密度测量原理和装置电流检测部分的等效电路模型,提出了装置的设计要求,对基于该原理的电荷密度测量装置进行了设计,并采用间接校准方法对装置进行了标定。采用该装置对直流输电试验线段下的空间电荷密度进行了实测,测量结果表明电荷密度的横向分布规律、随导线加压的变化情况与合成电场、离子流密度类似。装置可以实现输电线路周围空间电荷密度的测量。

    2017年02期 v.41;No.399 663-669页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K]
  • 基于经验小波变换的电晕电流降噪方法

    王秋生;陈璐;袁海文;刘元庆;刘颖异;

    随着电压等级升高和输电距离增加,在特高压直流输电线路上因电晕电流引起的电能损失和环境问题更加严重。深入分析电晕电流特性,对抑制电晕效应、实现长距离高效输电具有重要意义。电晕电流的复杂性导致时域和频域特性分析面临诸多困难,因此提出了基于经验小波变换的电晕电流降噪方法。首先,针对超长实测电晕电流数据,提出分段经验小波变换;其次,根据电晕电流的复杂频谱特性,提出了改进的频谱极大值搜索方法;最后,结合分段经验小波变换的分解结果,重构出了降噪后的电晕电流。实验结果表明,提出方法可以有效地抑制不同电压等级下实测电晕电流中的多种噪声成分,实现超长电晕数据的高效降噪处理,为电晕电流特性研究提供了崭新方法,为准确计算电能损失、探索电晕放电规律提供理论和技术支撑。

    2017年02期 v.41;No.399 670-676页 [查看摘要][在线阅读][下载 543K]
  • 采用线型因子的油纸绝缘系统老化状态评估

    郑文迪;蔡金锭;曾静岚;

    针对现有的时域介质响应方法无法直观诊断变压器绝缘油和绝缘纸的老化状态,现从微观动力学的角度分析线型因子与绝缘油、绝缘纸老化的内在联系。提出的时域微分解析法将隐含在去极化电流曲线中的不同介质极化过程逐一分解,不但可求得线型因子,而且能直观地判断极化支路数。通过对变压器测试曲线的解析结果表明:极化支路数会随着绝缘状态发生改变,当油纸绝缘老化程度加剧时,极化支路数将增加;当绝缘质量提高时,极化支路数将减少。此外,油和纸绝缘介质分别发生劣化时,相对应的线型因子将会增大;随着绝缘状态的提高,相应的线型因子将减小。

    2017年02期 v.41;No.399 677-682页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]

  • 新书推荐:《智能电网大数据》

    <正>随着电力、能源及广义环境的多源、多态及异构数据数量呈指数级增长,可再生能源、电动汽车等新技术的广泛应用,售电侧开放带来的用户互动特性日益显著,过去单一的物理电网正在不断地向一个信息物理系统转变。如何对这些数据进行广域采集、高效存储、快速处理与分析挖掘成为了业界的关注焦点。目前市面有关大数据的书籍很多,大多是从计算机技术角度或应用畅想角度出发。由中国电力科学研究院副院长王继业主编的《智能电网大数据》从电气工程、数学与信息工程结合的角度出发,对大数据从理论

    2017年02期 v.41;No.399 401页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
  • “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。从世界范围来看,许多国家的电力市场化改革不断深入并日臻成熟,电力市场机制也正在为各国传统的能源管理体制注入

    2017年02期 v.41;No.399 408页 [查看摘要][在线阅读][下载 159K]
  • “高比例可再生能源并网”专栏征稿启事

    <正>大力发展可再生能源,实现能源生产的清洁化转型,是能源可持续发展的重要途径。近十年来,我国可再生能源发展迅猛,目前已经成为世界上风电和光伏装机容量最大的国家。2030~2050年,我国可再生能源的发电量占比达30%以上,"高比例可再生能源并网"将成为未来电力系统的重要特征。由此必须研究高比例可再生能源并网对电力系统形态演化的影响机理、源-荷强不确定性约束下输配电网规划、源-网-荷高度电力电子化条件下电力系统多时间尺度耦合的稳定机理、交直流

    2017年02期 v.41;No.399 417页 [查看摘要][在线阅读][下载 177K]
  • 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

    2017年02期 v.41;No.399 425-429页 [查看摘要][在线阅读][下载 852K]
  • “大规模新能源并网系统振荡稳定性及安全运行”专题征稿启事

    <正>我国风电、光伏发展迅猛,已经成为世界上新能源并网规模最大的国家。新能源的快速发展带来电源结构深刻变化,风电在12个省区成为第二大电源,其中冀北、蒙东、甘肃、新疆、宁夏风电装机比重均超过25%。与传统旋转发电机不同,新能源机组多采用变流器接入电网,其并网规模的快速持续增长,正改变传统电网的运行特性,使得电力系统的电力电子化特征日趋明显。尤其在我国西部、北部地区,风电、光伏大规模集约化开发产生聚合效应,电力电子设备的自身动态及其与交直流电网特性的交互作用引发新的振荡稳定性问题,并给

    2017年02期 v.41;No.399 485页 [查看摘要][在线阅读][下载 152K]
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