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2010, 38(14):1-4. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.001
摘要:计算谐波的相位差校正法利用间隔一个周期的两段连续N点时域采样信号并进行两次N点FFT变换,利用其对应离散谱线的相位差计算出频率变化量对幅值和相位进行校正。为了减少两次FFT运算量和提高实时性,采用了加余弦窗的递推DFT算法并利用间隔一个采样周期的两次DFT变换计算其对应离散谱线的相位差。由于加Blackman-harris窗函数的频谱泄漏影响小计算精度高,为了提高计算精度,采用加Blackman-harris窗截断,结合Blackman-harris窗的幅值修正系数公式可以准确校正幅值。为进一步提高计算速度,在计算幅值修正系数时还利用了嵌套形式的三次样条函数。通过仿真计算结果可以看出,频率误差小于0.000 1 Hz,幅值误差小于0.02%,相位误差小于0.5%,具有较高的精度。
2010, 38(14):5-11,127. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.002
摘要:现有的基于Petri网的电网故障诊断模型通用性不强,针对大电网建模时模型结构较复杂。建立了一种基于有色Petri网的电网故障诊断模型,用不同的单色代表保护类型、断路器和电网元件,根据保护原理和网络拓扑组合成复合色,用带有这些颜色标记的托肯表示不同类型的状态信息。同时建立有色Petri推理过程,给出变迁的点火规则,根据有色Petri网的推理规则进行推理获得诊断结果。通过对110 kV局部电网和某省局部电网的仿真验证表明:该方法对简单和复杂故障均能获得正确的诊断结果,并且推理速度快,模型简便,网络拓扑和保护配置的改变不影响模型结构,是一种通用性较强的电网故障诊断方法。
2010, 38(14):12-15,27. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.003
摘要:评估因径流和电价的不确定性带来的风险,是水电厂在参与电力市场竞争必须考虑的一个重要问题。考虑影响水电厂收益的各种风险,主要包括水电厂参与竞价的电价风险和由于季节等因素引起的电量不确定性风险及它们之间的相关性,提出了计算电力市场VaR的方差-协方差参数法模型并结合具体实例对水电厂的收益进行了短期金融风险评估。分析结果表明,方差-协方差参数法能较好预测第二天竞价机组的清除电价,为水电厂更准确地降低收益风险值打好基础。
2010, 38(14):16-22. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.004
摘要:为保证电网故障诊断的准确性与实时性,将二进制粒子群算法(BPSO)和二进制蚁群算法(BACA)引入到电网故障诊断优化模型的求解中,并与遗传算法作了对比分析。对单一故障、多重故障、保护非逻辑性动作、信息丢失等不同故障信息条件下的故障案例进行了仿真。仿真结果表明二进制群智能算法在收敛速度和优化结果方面显著优于GA,同时验证了提出的电网故障诊断方法具有诊断准确和容错性好等优点。
2010, 38(14):23-27. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.005
摘要:提出一种兼顾精度与速度的计算线路N-1故障下静态电压稳定临界点的拟合方法。该方法用左特征向量排队找出较严重故障,再利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对严重故障支路连接参数的1~3阶灵敏度,在此基础上用四参数拟合方法进行逼近,从而快速精确地求解出关键线路故障情况下电压稳定临界点。该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度,可用于调度中心作监控估算工具。IEEE30及IEEE57母线系统上的算例验证了该方法。
2010, 38(14):28-33,97. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.006
摘要:提出一种基于双曲正弦函数相位特性高压故障线路相位测距法。该方法在将故障位置作为已知条件看待并引入参考点与之匹配的思想基础上,构造了一个具有双曲正弦函数相位特性的故障测距函数。根据所取参考点与故障点相匹配时测距函数相位过零这一特征进行定位。该方法原理上不存在伪根,所需运算量远小于传统方法的运算量,能有效克服传统方法存在的测距精度和测距速度此消彼长的矛盾。仿真结果表明,该方法受过渡电阻、故障位置和故障发生角等因素的影响很小,具有很高的测距精度。
2010, 38(14):34-38. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.007
摘要:基于IEC 61850的数字化变电站系统具有传统变电站系统所不同的结构与特点。现有的变电站可靠性分析方法多针对单装置或单间隔,鲜有针对整个变电站自动化系统。介绍了基于IEC 61850的数字化变电站系统的典型结构,分析了提高数字化变电站可靠性的主要方法,提出一种计算全站可靠性的方法。该方法将数字化变电站系统划分为通信系统、控制系统、保护系统以及站控层系统。利用可用性框图,分别计算每个子系统可靠性参数,然后通过系统可用性框图,计算出整个变电站的可靠性参数。利用该方法对一典型数字化变电站系统的可靠性进行了分析计算。结果表明,在合理采用装置冗余并采用基于IEC 62439-PRP的并行网络冗余后,数字化变电站系统的可靠性能够满足IEC 61508的要求。
2010, 38(14):39-42. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.008
摘要:介绍了一种基于无接触功率传输技术的适用于电子式互感器的直流电源的设计原理。通过采用ANSYS有限元分析软件对几种不同结构模型的无接触功率发射机构在不同发送-接收距离下的空间电磁场分布、互感与耦合系数的仿真计算与分析,以高效、简洁为设计目标,研究出一种适用于传感器高压回路信号处理的功率发送与接收电磁耦合结构。计算机仿真和原理性实验表明:该功率传输结构具有输出功率稳定、工作可靠的特点,完全满足电子式互感器高压侧对信号处理工作电源的要求。
2010, 38(14):43-48,78. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.009
摘要:为提高直驱永磁风力发电系统的性能,在直流侧增加新型钒氧化还原液流电池(VRB)储能装置。设计了相应的双向DC/DC变换器控制策略,在风速变化时,VRB能够通过快速充放电平抑系统发电机输出功率波动以及平衡电网需求功率;在电网电压跌落时,还可提高低电压穿越能力。对具有储能电池的风力发电系统建立了仿真模型,详细分析了系统在风速变化、电网需求功率变化以及电压跌落时的动态响应过程和运行特性,并给出了仿真验证。仿真结果表明,在直流侧加VRB储能装置,有效地提高了直驱风电系统并网运行性能和低电压穿越能力,系统动态响应速度快。
2010, 38(14):49-54,109. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.010
摘要:提出了一种用于地区电网电压无功优化控制的新方法。根据目标函数中网损与节点电压和注入无功的相关性,动态自适应调整罚因子,以克服一般方法罚因子选取不灵活的问题;针对基本粒子群算法易陷入局部最优的现象,引入了一种改进的随机交叉粒子群算法,利用群体最优位置的信息改善粒子自身信息,增加种群多样性,加快算法收敛速度;为改善非理想运行情况下的电压质量以及实现省地自动电压控制(AVC)系统的协调控制,运用逐级优化和二次优化策略。将所提算法和控制策略用于地区电网AVC系统,运行结果表明该方法是可行有效的,能够显著减小网损并改善电压质量。
2010, 38(14):55-58,148. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.011
摘要:在非线性预测控制理论的基础上,提出了基于多目标方程的综合预测模型。采用发电机功角和机端电压输出方程为预测模型对各状态变量进行预测,在线滚动优化求出含有预测信息的励磁与快控汽门协调控制规律。通过建立预测模型方式,较好地解决了发电机状态方程非线性、时变的问题;通过对多目标系统综合求解,实现发电机组励磁与快速汽门系统的相互关联、协调控制。对单机无穷大系统的计算机仿真结果表明,采用此算法提高了系统的暂态稳定性和电压稳定性,增强了系统在故障后的动态品质。
2010, 38(14):59-62. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.012
摘要:在基于常规方法的水电站水库发电调度图绘制方法中,由于选取典型水文年样本数量有限,使其水文特征代表性有局限性。引入粒子群算法,利用所有历史实测资料绘制水电站发电运行调度图。该算法通过粒子间的信息共享来实现求解,具有计算简便,收敛速度快的优点。通过实际生产项目的应用,证明采用粒子群算法绘制水电站水库发电运行调度图能够克服常规绘制方法中的一些缺点,在保证可靠性指标的同时,提高了水电站的运行效益,为优化方法在水电站中长期调度中的应用提供了一种实用的途径。
2010, 38(14):63-66,139. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.013
摘要:结合配电网特有的辐射状特点,提出了一种新的基于节点分层的配网潮流前推回代方法。该方法利用配网支路及其节点参数所形成的节点-节点关联矩阵推导出节点分层矩阵及其对应的上层节点矩阵,再根据所形成的分层矩阵及其对应的上层节点矩阵利用前推支路电流和回代电压进行计算。通过对算例的编程计算,结果表明所提的算法有效、快速及实用。
任博强 , 彭鸣鸿 , 蒋传文 , 栾士岩 , 林海涛 , 李磊 , 赵岩
2010, 38(14):67-72. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.014
摘要:与传统发电方式相比,风力发电具有无煤耗和无污染的优势,但风速的间歇性和不确定性使得大容量风电并网后会给电力系统的安全性和稳定性造成了影响。将风速的不确定性量化为风电成本纳入到短期调度模型中,同时考虑到风电的不足和盈余对于调度策略的影响及风能无污染的优势,在模型中还分别加入了备用罚函数、风电盈余罚函数和污染评估罚函数,从而建立了计及风电成本的电力系统短期调度模型。在优化方法方面,依据混沌理论,将免疫算法和粒子群算法相结合,建立了基于人工免疫系统的混沌粒子群算法(ICPSO),通过混沌初始化和浓度的控制,克服了粒子群易陷入局部最优解的劣势,并在仿真中证明了其有效性。
2010, 38(14):73-78. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.015
摘要:建立了低压配电网电力线载波通信网络的一般路由模型,提出并讨论一种基于蚁群优化的电力线通信中继算法,该算法可以根据信道和通信链路的动态变化而动态地建立、维护、优化电力线通信网络路由,保证通信网络的有效性。在此基础上,进一步分析了所提出的中继算法在节点发生故障和信道质量明显下降时的可用性。仿真试验初步验证了该中继算法的有效性。
2010, 38(14):79-83. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.016
摘要:提出了一种基于静态能量函数法的电压弱节点评估新方法。从静态能量函数的数学模型出发,求取各负荷节点的基态及临界运行的能量值。由负荷节点的能量信息,提出趋势指标来判断系统的薄弱节点,并提出能量裕度指标来量化系统的裕度值,然后在选定的薄弱节点处进行无功补偿,并对无功补偿前后系统能量裕度的变化情况进行分析。在IEEE 30母线系统中的仿真结果与利用奇异值分解的弱节点进行对比,验证了利用所提指标进行电压弱节点评估的可行性和有效性。
2010, 38(14):84-87. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.017
摘要:对于多机组的燃气—蒸汽联合循环调峰电厂,机组间负荷的合理分配直接关系到电厂运行的经济性。通过对惠州天然气电厂3×390 MW机组DCS运行数据进行分析,拟合构建了各机组燃耗特性函数,提出了在AGC指令下结合等微增率法进行机组负荷优化分配方法。计算结果表明,在机组非额定工况下采用该方法分配负荷的燃耗较单纯采用AGC指令分配有一定降低,可得出更经济的运行组合方式。
2010, 38(14):88-92. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.018
摘要:电网合适的区域划分有利于无功功率的就地平衡和控制节点电压,因此需对电网进行分区。基于区域无功与电压关系,以无功电源节点为初始节点,应用最大-最小电气距离法合并相邻节点形成初始分区。根据得到的初始分区,再次应用最大-最小电气距离法合并或解裂各初始分区以致最终得到合理分区。应用所提分区方法进行分区,可保证各区域内无功电源节点对负荷节点有较强的电压控制能力,以及无功电源节点与由其进行补偿的负荷节点之间均有较强的电气耦合性,这符合无功功率宜就地平衡的原则。通过IEEE 30节点系统验证了本方法的可行性、合理性和正确性。
2010, 38(14):93-97. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.019
摘要:运行在SVC模式下的可控整流器型直流融冰兼SVC装置,其整流阀触发角的调节范围(控制域)通常在90°附近的较小区间内,但缺乏明确的分析。结合装置运行时的基本约束条件,从考虑换相角的前提下各量与触发角间的关系出发,分析了其在无功补偿运行模式下的控制域和无功补偿量解析表达式,并对分析结果的正确性进行仿真验证。研究结果对可控整流器型直流融冰兼SVC装置参数分析及控制参数优化设计具有参考价值。
2010, 38(14):98-103,152. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.020
摘要:研究了连接海上风电场的基于电压源换流器的VSC-HVDC系统。多电平逆变器应用于VSC-HVDC系统提高系统传输容量并改善电能质量问题。利用基于功率控制的方法对VSC-HVDC系统进行了仿真,实现了双侧的独立控制,风电场侧由风机带换流器组成,采用基于滞环比较的功率控制,而系统侧三电平换流器采用基于直接功率控制,三个滞环控制器分别控制有功功率、无功功率和中点电压。仿真结果证实了基于此算法的VSC-HVDC系统连接大型海上风电场,可以正常稳定地运行。系统侧三电平换流器降低谐波含量并提高功率因数。
2010, 38(14):104-109. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.021
摘要:提出一种基于主元分析(PCA)和粗糙集理论结合继而构建决策树的故障诊断方法。该方法利用PCA对原始故障决策表的条件属性集进行降维处理,得到由主元变量构成的故障决策表,采用等频分割方法对这一决策表的数据离散化,进而采用基于主元属性重要度的粗糙集属性约简算法得到离散后的决策表的最小约简,以约简数据集为样本基于核属性采用一种改进的决策树算法训练学习,构建故障决策树进行诊断决策。测试实例证明了该方法能简化故障诊断系统,提取容错性较强的诊断规则,提高了故障的识别率。
2010, 38(14):110-114. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.022
摘要:传统非线性控制器对系统暂态时的角频率和功角的稳定具有显著效果,但对机端电压的控制却并不理想。为解决这一问题,将状态反馈精确线性化理论和最优控制理论相结合设计了一种非线性最优励磁控制器,并在控制中引入电压反馈,即将具有良好机端电压控制效果的基于电压偏差的PID控制和非线性最优控制相结合设计了一种新型励磁控制器。通过使用Matlab对算例进行仿真,验证了该控制器在小扰动和大扰动情况下不仅能够保证角频率、功角的稳定,还能很好地稳定机端电压,明显改善了传统控制器在机端电压控制方面的缺陷。
2010, 38(14):115-118. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.023
摘要:给出一种基于负荷实测的线损理论计算方法,利用配电网各个负荷节点功率、电压数据,精确地求出负荷节点与其上级节点之间线路上的损耗以及上级节点的电压、输出功率,再按照线路损耗的可计算条件,依次回代计算出所有剩余线路的损耗,之后再运用等值电阻法将计算结果进行修正。该方法充分考虑了线路阻抗、实际负荷分布、节点电压等对线损计算精度有影响的因素。通过对某10 kV配电系统进行实例计算,表明了该算法的可行性。
2010, 38(14):119-127. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.024
摘要:在光伏发电动态模型的基础上,针对光伏发电输出功率的波动性,研究了微电网中的光伏电源的接入问题;提出了采用光伏电源的平均输出功率计算储能设备容量的优化配置方法,以实现微电网中光伏微电源的即插即用;分析了光伏逆变器输出的谐波电流畸变率随光照强度变化波动的情况;利用PSCAD/EMTDC软件进行仿真验证,结果表明该方法能有效平抑光伏发电功率的波动,同时能减小微电网从并网到孤岛过渡过程的频率波动。
2010, 38(14):128-133. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.025
摘要:对配电系统短期负荷预测的周期自回归模型和配电负荷的周期性进行了研究。采用相关分析法对配电负荷的周期特性作了深入地分析,研究结果表明配电负荷的日周期性比周周期性更明显;基于配电负荷的时刻相关性分析,挑选出对预测结果起决定性作用的特征输入量,据此提出了改进的配电负荷日周期PAR预测模型。实例研究表明,该模型较常规PAR预测模型的预测速度更快、精度更高。
2010, 38(14):134-139. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.026
摘要:在准确获得输电线路参数和线路两端电气量的条件下,常用的工频双端测距算法均能够给出精确的定位结果。但实际应用中,电压互感器和电流互感器不可避免地存在测量误差,从而可能导致定位算法的精度降低甚至故障定位失败。在介绍和比较四种常用的双端测距算法原理的基础上,引入电流、电压互感器的测量误差并结合工程实际对该测量误差进行化简,在提出的几种典型的测量误差模式下,仿真比较了测量误差对各种双端测距算法测量精度的影响。仿真结果表明基于参数修正的 型线路模型的序电压比算法对各种测量误差模式的适应性更好。
2010, 38(14):140-143. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.027
摘要:从一个智能变电站的实际工程应用出发,介绍了一种智能变电站实现断路器状态监测的系统方案,及断路器状态监测装置的设计思路及实现方法。该监测系统由前置采集器、后端处理器以及状态监测主站构成,监测系统及装置具有IEC 61850数字接口,支持SMV和GOOSE信息接入。采用合理的系统设计解决了智能变电站内不同设备厂家的装置互联的问题,实现了基于IEC61850标准的智能变电站的断路器状态监测。
2010, 38(14):144-148. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.028
摘要:交互式图形系统中图元的属性和服务差别较大,有必要对它们建立统一的数据模型。采用了CIM标准来构建交互式图形系统中图元的电气模型,并把图元的几何模型合并到电气模型中,形成对CIM扩展过后的图元的综合数据模型。图形系统中的各种电力参数都可以通过图元的综合数据模型统筹起来,这使得图形系统的内部结构变得清晰,为进一步构建适合电力系统分析计算和管理应用的通用交互式图形系统奠定了基础。
郝玉东 , 陈根永 , 杨建巷 , 杨淑霞 , 王志刚 , 孔宏楼
2010, 38(14):149-152. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.029
摘要:为了更好地解决中压电网的电压数据采集问题,设计了一种基于高压电容器,利用GPRS和PIC单片机实现的远程数据采集系统,通过低成本的电容器采集节点电压,包括相电压和零序电压。提出了中压电网电压信号的转换和滤波方案,并设计了数据采集器的采集程序和系统实现的整体框图。设计方案已在电力设施的监控以及故障定位装置中得到应用,降低了数据采集成本、加快了故障定位及检修速度。经过现场运行检验,证明该系统的硬件和软件设计合理。
2010, 38(14):153-155. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.030
摘要:介绍了三峡电站水轮发电机组四部轴承的具体布置及轴电流的产生原因和危害,结合实际测量数据,说明了轴CT测量方式的缺陷,通过对三峡机组大轴结构、轴电势分布状况的分析,提出了大轴绝缘监视的新方案,并对该方案具体实施及工程应用存在的问题给出了全面的解决方法。
2010, 38(14):156-159. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.031
摘要:提出了三端差动保护中三端的同步方法,重点阐述了光纤通道双向延时差的计算方法。在计算了延时差之后,详细分析了单条通道延时不一致和两条通道不一致对差动保护的具体影响,得出结论:三端差动保护中由于存在冗余通道,可以检测部分光纤双向延时不一致的情况,提高保护的可靠性。
2010, 38(14):160-164. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.032
摘要:详细总结了云广特高压直流系统的各种不同运行方式对阀组旁路开关状态的要求。着重分析了第二个阀组解锁、第一个阀组闭锁和第一个阀组紧急停运(ESOF)时阀组旁路开关的控制策略;阐明了换流阀触发脉冲与阀组旁路开关间的配合方式,并采用RTDS实时数字仿真系统对上述三种阀组解闭锁情况下阀组旁路开关的控制过程进行了仿真分析。立足于现场运行维护角度提出了阀组旁路开关的操作逻辑中应增加大电流闭锁手动操作逻辑,以保证设备安全。
2010, 38(14):165-168. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.14.033
摘要:利用IEC60870-5-104远动规约支持TCP/IP网络协议和其他现有资源,实现了在集控自动化主站实时远程维护500 kV子站智能设备,包括远动通信工作站、后台服务器等。通过在500 kV变电站自动化系统和集控主站分别搭建远程维护子网,结合2 M专用远动通道,实现了远程实时维护子站自动化设备,特别实现远程遥控复归异常远动通信工作站。该维护方法有效提高缺陷处理及时性、相关设备利用率,在湖南省500 kV电网得到推广。