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2011, 39(11):1-8,16. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.001
摘要:在分析笼型异步风力发电机组动态模型的基础上,利用含笼型异步风力发电机组的风电场详细模型的运行数据,提出了基于遗传算法的风电场单机等值建模方法和参数优化模型。针对风电场内机组参数完全相同和不同的两种算例,对风速扰动和风电场出口处发生三相短路故障下的风电场动、暂态运行特性进行仿真,并与风电场详细模型和容量加权单机等值模型时的结果进行比较。结果表明基于遗传算法的单机等值模型具有和详细模型一致的风电场运行特性;与风电场容量加权单机等值模型相比,能更好地表现风电场的动、暂态运行特性。
李保健 , 廖胜利 , 程春田 , 王静 , 蔡华祥 , 蔡建章
2011, 39(11):9-16. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.002
摘要:针对中期火电开机优化的特点,建立了应用于不同实际需求的三种优化模型:基于电量差别计划的等利用小时数模型、等利用率模型和能耗最小模型,同时结合逐步优化算法(POA)算法搜索能力强、收敛速度快等特点,给出了模型的统一求解流程。采用可扩展的模型接口方式、基于Fork/Join框架的多核并行优化、基于MVC模式手动开机及异步优化等关键技术设计开发了中期火电开机优化系统,并成功应用于云南电网实际运行。最后以云南电网9座火电站27台机组的计算结果为例,分析验证了模型的灵活性、合理性及系统的实用性。
2011, 39(11):17-21,32. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.003
摘要:提出了一种实用的二维参数稳定边界追踪方法,假设在研究的稳定边界范围内系统不会出现双重鞍结型分岔点,即仅由鞍结型分岔点和极限诱导型分岔点构成,通过对两个参数轮流进行轨迹追踪、分岔点搜索和识别,以增加少量计算点为代价,克服了传统二维参数分岔边界计算方法需要计算和因子化二阶海森矩阵、在线实用化困难的缺点。对一个3 000节点实际系统的应用表明,所提方法有效、鲁棒、适合在线应用。
2011, 39(11):22-26,32. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.004
摘要:将 级 阶的辛Runnge-Kutta方法用于电力系统暂态稳定性计算,利用矩阵分裂技巧以及矩阵求逆运算的松弛方法,导出了一种新的暂态稳定性并行计算方法,具有较好的时间并行特性和超线性收敛性。利用IEEE 145节点系统,对导出的并行算法进行了仿真测试和评估。仿真测试结果表明,所提出的并行算法具有很好的收敛性,有效地解决了时间并行度与收敛性之间的矛盾,可以获得较高的加速比和很好的并行计算效率。
2011, 39(11):27-32. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.005
摘要:通过分析单机无穷大系统失稳时网络中不同部位支路相角差及暂态能量的分布变化特点,指出暂态能量最易在失稳的群间联络线中部或其附近的某一范围内聚积。对多机系统网络,基于网络参数、利用耦合的思想识别网络中的脆弱环节,并进一步揭示网络结构脆弱性与暂态能量分布的关系。研究结果表明:在系统受扰动后的变化过程中,暂态能量越来越多地聚积到网络中脆弱环节的中部或其附近的某一范围内。对6机系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。
2011, 39(11):33-37,43. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.006
摘要:电机的混沌运动并不总是有害的,在某种特殊应用场合中永磁同步电机的混沌运动是有益的,因此需要对永磁同步电机的混沌运动进行反控制。提出了一种存在扰动的永磁同步电机(PMSM)混沌运动的模糊自适应同步控制方法。分析了PMSM混沌运动的吸引子和lyapunov指数谱,使模糊控制规则满足系统的lyapunov稳定条件,设计模糊自适应控制器对存在扰动的PMSM混沌系统进行同步控制,仿真结果表明该方法可实现PMSM混沌运动的同步控制,具有较好的控制效果。
徐岩 , 张晓明 , 王瑜 , 孙庆彬 , 王之猛 , 孙岳
2011, 39(11):38-43. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.007
摘要:针对现有的测频算法和频谱分析方法还存在一些不足之处,提出了基于离散傅里叶变换的频谱分析新方法,它能准确计算出信号中的基频分量,整次谐波和非整次谐波的幅值、频率和相角,以及衰减直流分量的幅值和衰减时间常数。公式推导的过程先从简单的单信号模型入手,得到单个余弦信号的幅值、频率和相角,再推广到一般情况下的复杂信号,采用牛拉法迭代求解。算法精度高,不受初始采样点、采样频率和阶数的影响,实时性强。最后对具体算例进行仿真,所得结果验证了算法的正确性。
2011, 39(11):44-48,61. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.008
摘要:风电场短期风速的准确预测能为风电并网运行的规划、调度、运行和控制提供及时有效的信息。支持向量机基于结构风险最小化原理,从整体上考虑曲线的平滑度对数据进行拟合,对风速预测时能及时跟踪其变化趋势。针对支持向量参数难以确定问题,采用遗传算法对最小二乘支持向量机惩罚系数C和核参数σ2寻优,在对参数遗传编码时,通过对数变换编码提高了搜索灵敏度,加快了模型收敛速度。最终利用现场连续150 h实测风速样本,对其中最后12 h进行预测,结果与广义回归神经网络(GRNN)相比,表明LS-SVM有更好的泛化能力,且取得了相对
2011, 39(11):49-55,61. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.009
摘要:以中性点不接地系统发生故障为例,分析了正、负和零序电压、电流故障分量之间的幅值和相位关系,在此基础上,定义了标识故障相别的特征量,建立了故障选相的决策树。定义了每个特征量的基本可信度指派函数,通过D-S证据理论对各个特征量的值进行融合得到故障选相结果。通过在PSCAD/EMTDC环境下建立仿真模型,对提出的选相方法进行了验证,并且研究了方法在中性点谐振接地系统、不同信噪比以及电弧故障下的适应性。仿真结果表明,该方法选相正确率高,抗噪性能强,不受中性点接地方式变化和电弧故障引起的非线性过渡电阻的影响。
2011, 39(11):56-61. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.010
摘要:目前变速恒频双馈风力发电机(DFIG)采用解耦控制策略,DFIG的输出功率不受系统频率影响,对系统没有频率支撑作用。为改善这一问题,在传统的DFIG控制中加入辅助频率控制环节,让DFIG表现出常规发电机组的惯性响应效果。为了防止DFIG因参与频率调节而导致其停转,给系统频率的恢复带来不利影响,提出将DFIG的转子转速引入辅助频率控制环节,该方法能够有效避免DFIG停转情况的发生。仿真结果证明,加入辅助频率调节功能的DFIG能够有效地改善系统的动态频率特性。
2011, 39(11):62-66. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.011
摘要:安全稳定是电力系统运行的基本条件,提高励磁系统的控制性能,对同步发电机和电力系统的安全稳定运行都有着重要意义。利用PID良好的电压调节特性,并结合线性最优励磁控制器(LOEC)良好的动态和阻尼特性,建立了PID+LOEC模糊协调励磁控制器。根据系统状态的变化,模糊控制器可以通过加权系数协调控制PID和LOEC的输出,从而提高对系统状态变化的自适应能力。通过在Simulink中建立系统仿真模型,把基于模糊控制器的PID+LOEC协调控制分别和PID、LOEC做了比较,结果显示,基于模糊控制的协调控制策略,具
2011, 39(11):67-73,78. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.012
摘要:考虑到短期风电功率预测模型建立时,样本的选取对预测模型的精度有较大影响,提出了运用聚类方法对历史风速数据进行处理,实现了历史数据的自动分类。根据预测日的平均风速和最大风速等特征参数,按照相似度最大的原则,选择合适的类别作为预测建模用的训练样本。运用时间序列方法,建立风速预测模型,与不经过预处理的相比,所建立预测精度得到了提高,验证了运用聚类进行数据预处理的正确性。运用风力发电机的出力曲线,得到了未来日的风电功率的预测值,为含风电系统的电力系统运行计划的制定,提供了基础数据支持。
2011, 39(11):74-78. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.013
摘要:基于电阻和电容并联或串联等效电路模型提出了一种在非整周期情况下仍有较高精确度的介损数字化算法。测量电容型设备绝缘上的电压和泄漏电流信号后使用傅里叶算法或加窗插值傅里叶算法和修正理想采样频率法获得信号的谐波分量,分别根据阻容并联/串联等效电路模型以及电压信号对电流信号进行拟合,并将拟合模型中的变量进行适当的转化后使模型由非线性最小二乘变为线性最小二乘,直接计算获得电阻、电容进而得到介损和拟合泄漏电流信号,从而简化了计算。对仿真信号和实测信号的处理结果表明:阻容并联和阻容串联模型均能较好拟合电流信号,前者精度
雷霞 , 马一凯 , 贺建明 , 潘守翡 , 曾文 , 柏小丽
2011, 39(11):79-82,89. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.014
摘要:对传统的CPS控制策略的优缺点以及存在的问题进行分析,围绕如何提高CPS的控制效果,引入了新的判断条件即区域控制偏差与频率偏差的乘积因子,通过对其进行计算来判断机组状态是否对系统的频率恢复有利,从而控制AGC机组的调节动作。用Simulink仿真软件建立了一个单区域电力系统的控制模型,仿真结果表明,引入新的判断条件后的控制策略不仅能够更好的实现CPS考核标准,使系统的频率保持在规定范围内,而且降低了AGC机组的动作次数,降低了系统的运行成本,具有重要的实用性。
2011, 39(11):83-89. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.015
摘要:对复杂多机系统与HVDC相互作用引起的次同步振荡进行分析与抑制研究。采用机组作用系数法对不同运行方式下可能发生次同步振荡的机组进行了筛选。依据UIF不变的原则将复杂多机系统简化为单机交直流系统,利用复转矩系数法分析了系统的阻尼特性。将根据单机系统设计的次同步振荡阻尼控制器用于抑制复杂多机系统的次同步振荡,时域仿真结果表明了所设计的次同步振荡阻尼控制器的有效性。
2011, 39(11):90-94. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.016
摘要:介绍了宁波电网运行风险分析及决策支持系统的主要功能和特点。引入风险理论,根据历史统计数据创建了元件停运模型,进而计算电网处于某一预想故障状态的概率,结合电网预想故障的后果分析,定量地描述了电网的运行风险情况。在电网运行风险分析时,仿真了备自投及主变过载联切等自动装置的动作逻辑,使分析结果与电网实际情况更加吻合。系统基于EMS实时数据实现了在线电网运行风险评估,结合检修计划实现了离线电网运行风险评估,为电网调度操作及检修计划安排提供决策支持。实际运行经验表明,该系统可以有效地指导宁波电网的运行工作。
2011, 39(11):95-100,137. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.017
摘要:根据人体免疫系统阴性选择机理,提出一种改进的阴性选择算法,能准确地识别“自我”与“非我”,还能识别出不同的故障类型,并克服了传统阴性选择算法知识表达能力差、无法设定匹配阈值、抗噪能力差和搜索效率低等缺点。在分析输电线路故障特征的基础上,首次将阴性选择算法应用于输电线路故障类型识别中,并提出了一种基于故障暂态电流能量的故障类型识别新方案。基于PSCAD/EMTDC的仿真试验结果表明:该故障类型识别方案能快速准确地识别各类故障,并且不易受到故障时刻、过渡电阻、故障位置、系统容量等因素的影响,具有较好的适应性。
2011, 39(11):101-105,144. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.018
摘要:分布式电源接入配电网后,会对配电网上传统的继电保护产生一定的影响,使得原有保护误动或灵敏性降低。针对这一影响,提出了一种基于配电网自动化的多Agent 技术在含分布式电源的配电网自适应保护方案。说明了配电网自动化对通信系统的要求,利用IEEE 1588协议的请求应答对时方式保证了全网的保护实时同步采样。在采样数据保持同步的前提下,对配电网自动化的SCADA系统、保护系统的结构进行了划分,对各智能体的基本功能进行了详细描述。通过利用SCADA系统的通信功能和各Agent 之间的协作能力,提高了配电网继电保护
2011, 39(11):106-110. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.019
摘要:以某大型区域电网严重事故为背景,基于PSCAD/EMTDC进行建模和仿真,对比研究励磁方式对电力系统动态过程的影响。仿真中,同步发电机励磁系统分别采用自并励模型和三机他励模型。两种模型下的仿真结果都基本重现了该事故从N-1及次发展到N-9直到振荡结束各个阶段的基本特征,同时表明,两种励磁方式下的仿真结果虽有差异,但没有质的差别。与他励方式相比,自并励方式在该事故的各个阶段包括振荡期间并没有对电力系统稳定产生不利的影响。
2011, 39(11):111-115,123. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.020
摘要:为了对电力设备故障进行更为有效和直观的诊断,提出了一种基于灰度冗余和SURF算法的红外和可见光图像的配准方法。该算法对红外图像和可见光图像进行基于灰度冗余的处理,利用SURF方法分别找到两幅图像的特征点并求出其描述子,通过RANSAC(随机采样一致性)对这些特征点进行精确配对,通过最小二乘法求得仿射变换参数并实现两幅图像的配准。实验表明,该方法与其他配准方法相比,具有速度快,鲁棒性高等优点,具有较高的实用价值。
2011, 39(11):116-123. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.021
摘要:针对有源电力滤波器(APF)的电流跟踪功能模块,提出了一种模糊阈值变环宽滞环电流跟踪控制算法。在构建APF装置模型并分析滞环宽度变化规律的基础上,通过使用内部模糊控制器用以动态地调节滞环比较器的环宽,从而达到了限定开关频率的目的。该方法相比于传统滞环比较方法具有更好的跟踪精度和动态性能,充分利用了开关器件的导通能力;同时由于降低了最大开关频率,从而保证了装置的安全运行。通过仿真与实际实验结果进一步验证了该算法的电流跟踪效果以及对于非线性装置产生的系统谐波的补偿能力。
2011, 39(11):124-128. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.022
摘要:将模糊数与多指标灰靶决策理论相结合应用于小区负荷预测:收集各类小区负荷密度及相关因素样本,通过模糊聚类方法分析样本形成模糊负荷密度等级;根据模糊负荷密度等级和待预测小区未来相关因素,采用基于熵权的多指标灰靶决策进行小区负荷密度预测;利用类内相似度法对小区负荷密度进行修正。算例结果表明将模糊数和多指标灰靶决策理论结合起来应用于小区负荷密度预测,准确度和可信度较高。该方法将预测过程科学量化,克服了以往简单类比法主观性大的缺点。
2011, 39(11):129-132. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.023
摘要:分析了智能变电站智能开关目前主要存在的问题,提出智能开关控制装置研究的必要性,并指出开关控制装置的灵活配置和过程层实时通信性能的提高是智能开关研究需要解决的问题,开关就地保护和开关状态监测是开关智能化的两个主要特征。基于高速串行总线,构建了智能开关控制装置硬件平台,实现了装置的灵活配置;同时提出改进过程层总线通信实时性的方法。在此基础上提出的智能开关就地保护和状态检测功能的实现方案,为智能开关控制装置的研制提供了基础。
2011, 39(11):133-137. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.024
摘要:基于PSCAD/EMTDC软件建立了典型110 kV双侧有源线路重合闸仿真模型,仿真研究表明影响重合闸的主要因素是联络线的初始有功功率和无功功率,常规检同期重合闸若要满足整定条件而动作就要求联络线初始有功潮流在很小的范围内,然而正常运行中很难满足这一条件,重合闸基本不动作,导致双侧有源线路小电源侧频率崩溃、全站失压等严重后果。为提高110 kV电网供电可靠性,从冲击电流的角度出发,分析研究了准同期重合闸方式的可行性,采用准同期重合闸方式可放宽频差的约束,大幅提高重合闸的动作几率。
2011, 39(11):138-144. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.025
摘要:针对风力发电机组的低电压穿越控制要求,有必要研究适应电网电压平衡和不平衡情况下的电压快速准确检测方法。在分析单/双同步坐标轴系软件锁相环工作原理的基础上,基于Matlab/Simulink软件平台,分别建立了单同步坐标系软件锁相环(SSRF-SPLL)和双同步坐标系的解耦软件锁相环(DDSRF-SPLL)的仿真模型,并针对电网电压理想工况和电网电压三相不平衡情况,对单/双同步坐标轴系下软件锁相环的运行性能进行了仿真比较。结果表明,SSRF-SPLL仅适合电压理想正常工况下的监测,而DDSRF-SPLL不仅
2011, 39(11):145-148,154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.026
摘要:最大功率跟踪控制方法是光伏发电系统的关键技术,以Matlab/Simulink为仿真平台,建立了光伏模块和最大功率跟踪仿真模块。提出将小脑模型神经网络并行PID应用于跟踪系统的最大功率点,并利用免疫响应理论改进CMAC。仿真结果验证了免疫CMAC控制方法的有效性,该MPPT方法不但可以实时跟踪到光伏发电系统的最大功率点,而且显著减小了系统的输出振动,改善了电能质量,提高了电器设备的供电可靠性。
2011, 39(11):149-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.11.027
摘要:孤网运行作为电力系统极端情况下的运行工况,其研究具有特别重要的意义。从阐释孤网的结构与概念出发,综述了孤网运行特性及安全稳定控制研究现状,分析了孤网运行时的频率特点,较全面地介绍了一次调频、OPC、高频切机与低频减载对于孤网频率稳定的贡献,并结合中国能源战略与电力发展现状,对孤网安全稳定控制技术的发展进行展望。
