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陈刚 , 吴小辰 , 柳勇军 , 李鹏 , 廖瑞金 , 王予疆 , 何潜
2011, 39(12):1-6,21. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.001
摘要:对广域稳态量测信号将频域分解方法引入电网低频振荡模式辨识并进行了改进完善。推导了系统的频响函数、输出功率谱密度矩阵、特征量之间的关系,给出了弱阻尼模式下功率谱密度矩阵的最大奇异值与特征量之间的关系表达式;采用模态幅值相干系数以确定奇异值曲线谱峰附近单模态区域大小,最后采用最小二乘方法求取准确的模式频率和阻尼系数。线性时不变系统时域仿真、WECC 9节点系统时域仿真以及实测PMU数据分析表明,所提方法适用于弱阻尼振荡模式辨识,对噪声具有较强鲁棒性,是一种极具实用价值的在线应用方法。
2011, 39(12):7-10,16. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.002
摘要:建立了变速恒频双馈感应风力发电机数学模型。为提高双馈感应发电机(Double Fed Induction Geneator,DFIG)机组的低电压穿越(LVRT)能力,设计了Takagi Sugeno(TS)模糊PI控制器。以某风电场为对象建立了DFIG多机互联仿真模型。仿真结果表明,相比传统PI控制器,TS模糊PI控制器可以有效抑制电网故障时DFIG有功功率和变流器直流母线电压震荡,从而提高系统的低电压穿越能力。
2011, 39(12):11-16. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.003
摘要:分析推导了含有PSS和TCSC阻尼控制器且适用于小扰动稳定分析的多机电力系统线性化模型,提出了利用改进遗传算法对电力系统中的PSS和TCSC阻尼控制器进行鲁棒分散协调控制,以所有弱阻尼运行方式下的系统机电振荡模式特征值阻尼比之和为目标函数,对阻尼控制器进行了参数优化。仿真结果表明,通过协调控制系统中分散的阻尼控制器,不仅显著提高了系统的阻尼比,而且对严重故障下产生的持续振荡具有很好的抑制作用。
2011, 39(12):17-21. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.004
摘要:利用复杂网络理论对含高压直流输电(HVDC)的AC/DC系统的结构特性进行研究,意在研究高压直流输电对电网复杂网络特性的影响。以线路输电能力为指标对交直流输电线路的权重进行了统一定义;在考虑节点对系统贡献力又考虑节点的网络特性下,对节点的重要性进行了定义;提出了基于上述定义的交直流输电系统网络特性评估方法。以IEEE14系统为例,以常用的网络效能函数为目标函数进行仿真分析,得出:同一电力系统中,引入高压直流输电使系统网络特性向无标度特性转移,增强了系统抵制随机故障的能力,同时,对蓄意攻击也表现得更加脆弱。
2011, 39(12):22-26. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.005
摘要:提出一种基于灰色关联度的输电网运行经济性指标体系建立方法,实现了专家经验和客观理论的结合。在深入分析输电网运行状况的基础上,建立了主观层次型评价指标;利用灰色关联理论对每个二级指标类内强关联性指标进行筛选,消除了冗余问题。通过定义中心指标计算一级指标的绝对关联度矩阵,验证了主观指标分层的合理性并对不合理进行聚类修正。并可依据专家需要做进一步的调整,最终建立主客观均能满足要求的输电网经济运行指标体系。仿真实例验证了该指标体系和算法的有效性。
金恩淑 , 孙世勇 , 齐正 , 吴颖 , 陈险峰 , 戈政
2011, 39(12):27-30. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.006
摘要:外部故障切除后变压器差动保护误动时有发生,目前主要通过改变比率制动的动作区与制动区来防止误动,却给快速切除转换性故障带来不利影响。对差流的谐波进行了详细的仿真分析,依据误动期间三次谐波含量比二次谐波含量大的特点,提出了一种防止外部故障切除后变压器差动保护误动的新算法。该算法在二次谐波制动的差动保护基础上,利用差流中二次谐波和三次谐波占基波的比例构成新的制动判据。通过大量仿真试验,表明该算法简单易行,既能有效防止外部故障切除后变压器误动,也能迅速切除外部故障切除后的转换性故障。
2011, 39(12):31-36,47. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.007
摘要:提出了一种分级电压控制条件下静态电压稳定裕度的计算模型,所计算出的稳定裕度代表一次三次电压控制周期内系统由初始点到达临界点所能增加的最大负荷。该模型通过引入先导节点电压和区域无功水平的相关等式约束来反映分级电压控制作用,并引入互补约束来处理由发电机无功出力达到极限所引起的发电机节点与先导节点的节点类型转换问题。对该模型运用预测校正原对偶内点法求解,分别计算了IEEE 39节点系统在三种负荷增长模式下实施分级电压控制前后的稳定裕度,并分析了实施分级电压控制的一种特定情况下临界点时系统各先导节点的状况,计算分
2011, 39(12):37-41. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.008
摘要:针对传统的监测次同步谐振(SSR)的方法很难做到一次性得到振荡的有用信息并判断振荡的发展趋势的不足,提出了一种电力系统次同步谐振在线监测新方法——基于TLS-ESPRIT算法的频率-幅值-衰减系数法。该方法直接分析发电机轴系的瞬时转速,可以快速、精确地得到轴系振荡中存在的频率、幅值及其衰减系数,进而判断SSR是否发生及其发展趋势。并且由于子空间技术的存在,使其具有极好的抗噪能力。得到的结果经过理论分析可以达到监测次同步谐振的目的,实验算例结果表明该方法是切实可行的。
2011, 39(12):42-47. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.009
摘要:电网谐波的高精度检测是电能计量和电能质量评估的基础。针对神经网络的谐波检测算法中,计算精度受基波频率精度影响较大的问题,提出用数字滤波结合牛顿反插值算法得到高精度的基波频率,然后用线性神经网络算法检测电力系统各次谐波的频率、幅值和相位。计算结果表明,该算法在频率波动和白噪声干扰的情况下,依然能得到高精度的谐波参数信息,其精度远高于FFT算法与加汉宁窗的FFT算法,在电力系统谐波测量中有一定的应用价值。
2011, 39(12):48-54,60. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.010
摘要:鉴于小电流接地系统模量行波选线判据繁琐、相电流行波选线不能确定故障相以及实小波变换存在平移敏感性、缺乏相位信息等缺点,以初始行波选线研究结果为基础,推导β,γ模量比值关系式并且以双树复小波变换为工具,刻划初始行波特征,提出了基于双树复小波的行波选线选相法。该方法利用分解得到的行波模极大值幅值与相位判断故障,算法明了,适用面广,同时克服了实小波变换的缺点,使选线选相结果更准确可靠。通过Matlab仿真软件用大量仿真算例验证了该方法的有效性。
2011, 39(12):55-60. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.011
摘要:分析了变速变桨距风力发电机组的基本控制策略,提出一种放大过渡区的优化控制策略,用来消除额定功率运行点附近切换造成的功率波动及突变载荷等不利影响。依据优化的控制策略设计了三控制器平滑过渡方案,并结合先进的模糊神经网络控制算法,实现对该策略的最佳跟踪。运用Matlab仿真平台模拟了优化控制策略下的风力发电机组运行特性,结果表明所提控制策略使功率幅值降低了7.66%,突变载荷得以减缓,满足设计目的。
2011, 39(12):61-64. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.012
摘要:根据剩余电流的保护原理,分析了剩余电流保护中不能够区分由于投入漏电负载和切除漏电负载产生的漏电信号的缺陷,提出了一种基于剩余电流和漏电阻抗的保护方法。该方法通过观察漏电负载阻抗的实部正负特征来加以区分这两种信号,在原有的剩余电流保护方法的基础上,在理论上消除了切除漏电负载引起的剩余电流变化导致的误动作。提出了一种基于三角函数的两点法测定向量参数,易于编程化,能够快速地提取出计算漏电阻抗所需要的向量参数。
2011, 39(12):65-68. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.013
摘要:提出了一种基于关联向量机和自适应陷波器的电压暂降检测识别方法。通过一自适应陷波器,快速完成电压暂降特征检测(包括持续时间、幅值、相位跳变等),并从其输出提取出9个暂降关键特征信息。采用关联向量机分类模型对提取的特征信息进行训练与识别。仿真算例证明,该法快速有效完成电压暂降分类,识别出故障、电机启动和变压器激磁引起的三种电压暂降,精度高、实时性好,可应用于电能质量实时监测系统。
2011, 39(12):69-73. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.014
摘要:基于静态能量函数的数学模型,提出一种构建能量/电压灵敏度矩阵并利用模糊聚类分析进行电压控制分区的新方法。从节点的能量信息出发,通过节点的趋势指标构建系统的能量灵敏度矩阵,再利用模糊聚类分析最大树法对该矩阵进行电压控制区域划分。将此方法运用于IEEE 30节点系统,对分区结果进行分析并与其他方法比较,验证了该方法的有效性和可行性,且所得分区结果满足区域内强耦合,区域间弱耦合。
2011, 39(12):74-78,83. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.015
摘要:采用改进的瞬时对称分量法对电网电压瞬时值进行对称分量分解,提出了电网电压不对称跌落时D-PMSG的低电压穿越控制策略。按照电网电压正序分量和额定电压的比值减小发电机功率,并在解耦控制中分别控制正序和负序分量,正序通道完成能量的传输,负序通道产生和电网负序电压相等的负序电压,从而保证网侧逆变器电流中无负序分量,避免了逆变器非全相过负荷,充分利用其容量。仿真结果研究表明,提出的改进控制策略实现了不对称故障下的低电压穿越,并且保持了逆变器三相电流对称。
2011, 39(12):79-83. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.016
摘要:传统的基于离散傅立叶变换或改进离散傅立叶变换算法所需数据量大,计算复杂,动态特性较差,不易实现。提出一种基于三相电网的频率检测算法,该算法利用广义d-q-0变换,将三相电量变换到d-q-0静止坐标系,然后分别对d轴分量和q轴分量进行低通数字滤波获得基波分量,对滤波后的基波分量进行计算得出电网频率。该算法所需数据量少,计算量简单,不需要考虑初相角。通过Matlab软件对各种信号进行了仿真,仿真结果表明该算法计算简单,易于实现,能够以高精度快速跟踪上系统频率。
2011, 39(12):84-89. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.017
摘要:三相并网逆变器的直接功率预测控制建立在精确数学模型基础上,对滤波电感参数比较敏感。针对直接功率预测控制这一特点,提出了一种在线估算的直接功率预测控制。将在线估算出来的滤波电感进行直接功率预测控制。仿真结果表明:基于电感在线估算的直接功率预测使功率有很好的静、动态特性;同时使输出电流正弦度良好,谐波含量小。从而验证了该方案的可行性和正确性。
2011, 39(12):90-93,101. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.018
摘要:针对快速傅里叶法对间谐波的检测存在频谱泄露和栅栏现象,提出了利用FFT和小波变换综合的间谐波检测法。该方法由FFT算法得到各频谱的频率,根据得到的频率确定多分辨率的分解层数和频段范围。最后运用无限可导、双正交性和无频谱混叠现象的Meyer小波对信号进行分解和重构,得到无频谱泄露和柵栏现象的各间谐波分量。该分析法得到的仿真结果和目前常用的db3小波仿真结果相比更具有效性,可以准确地提取基频分量和各次间谐波分量,并实时跟踪间谐波的变化,达到了检测间谐波的目的。
2011, 39(12):94-101. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.019
摘要:电力市场环境下,电量和电价的不确定性为市场风险的最终表现形式。以电网公司为研究对象,从政策风险、运营风险和运行风险三个方面分析了在直购电过程中其可能面临的潜在风险,强调三种风险是相互影响和制约的。借鉴金融领域的现代投资组合理论,建立了基于效用函数和VaR(Value at Risk)的电网公司考虑直购电的风险控制和评估模型,提出了转运因子的概念。算例结果表明,该模型能够有效地反映在直购电过程中电网公司所面临的市场风险的本质,同时转运因子的提出则为电网公司提供了一个量化直购电风险的工具,指出其在通过合理风险
2011, 39(12):102-105. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.020
摘要:针对大规模区域互联电力系统,推导了适合于阻尼转矩分析法应用于大规模电网的全系统统一线性化模型,该模型可以统一多种控制器模型并有效整合至系统模型。在此基础上推导大规模电力系统阻尼转矩分析法计算过程,通过阻尼转矩通道、输出量重构、灵敏度指标求取过程的假设或简化,使得计算方法简单清晰,更容易推广至大规模电网的计算。最后推广至实际大规模电网计算,并且应用于直流控制器、电力系统稳定器的分析,均取得了可行有效的结果,证明了该方法应用于大电网的可行性和准确性。
2011, 39(12):112-116. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.022
摘要:提出了一种对标志牌进行实时视觉识别,进而定位操作人员的变电站防误操作系统。该系统通过便携式视频捕获设备获取当前间隔的标志牌实时视频,并进行识别,结合操作票判断是否走错间隔。给出了整个系统的工作原理和各组成的设计,并详细介绍了采用Hough变换来检测标志牌边框以及采用投影法进行标志牌字符分割的原理和具体实现。最后通过实验室测试和现场试运行的结果验证了本系统的正确性、有效性和工程实用性。
2011, 39(12):117-121,139. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.023
摘要:图模库一体化工具作为发电厂继电保护整定计算系统的重要组成部分,用于建立计算模型。为了减少图形建模过程中的人工操作,实现建模-计算-输出的一键式全过程自动实现,设计开发了具有图元建模、发电厂典型设计模板建模、文字描述建模及外部图形识别建模四种图形建模方式的图模库一体化工具。在图元建模基础上,发电厂典型设计模板建模及文字描述建模方式分别实现了利用典型接线设计模板及文字描述建模的半自动建模;外部图形识别建模实现对于采用AutoCAD所绘图形的全自动建模,从而有效提高了继电保护整定系统的智能性及其工作效率。
2011, 39(12):122-125,150. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.024
摘要:电池状态网络监控系统采用分级管理模式,底层监控基站采用改进的四阶充电法,动态调整各充电阶段转换点的值,并实时上传监测数据。上层管理软件采用LABVIEW编程,具有蓄电池失效检测、充放电、温度检测、参数实时显示等功能,可以在线分析蓄电池各种参数,实现故障实时在线报警。远程监控利用LABVIEW自带Web Publishing控件实现,通过监控基站实现蓄电池组远程的投入和切除。通过测试,系统能够在大型蓄电池供电系统中可靠工作。
2011, 39(12):126-129,145. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.025
摘要:利用IEC61850标准通信体系从逻辑上和物理上分层、逻辑节点和功能的自由分布的特点以及能够达到互操作性的要求,将IEC61850引入到馈线自动化通信系统中。为解决馈线自动化通信点多、分散的难点,采用了实时发布者/订阅者通信结构。构建了馈线终端FTU作为实时发布者/订阅者的功能模型和信息模型,着重分析了功能模型内逻辑节点间的逻辑关系和信息模型的数据流。最后搭建了基于IEC61850的典型基于FTU的馈线自动化模型。
2011, 39(12):130-133. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.026
摘要:提出了一个基于GOAHEAD、SVG和保信子站的变电站远程WEB监控系统设计方案,以GoAhead Web Server作为嵌入式保信子站通讯装置的Web服务器,以htm语言、asp语言和SVG图形编辑器来做实时监控自动刷新浏览网页,实现了Web服务器和用户浏览器之间的动态网页数据交互。通过四遥模块、定值模块、波形模块、电压无功模块、接地选线模块、五防模块、棒图曲线日志模块的起用,扩展了保信子站的变电站远程Web信息图形化实时监控功能。
2011, 39(12):134-139. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.027
摘要:换相失败是直流系统常见故障,可能引发直流闭锁等严重后果。借助电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC,确定了±660 kV银东直流双极运行方式下的换相失败临界电压,然后将该值用于机电暂态仿真程序PSS/E中,分析了山东电网三相短路故障对±660 kV银东直流的影响,并对预防换相失败的措施进行了探讨。该方法兼顾了大规模电网直流换相失败研究的精度和效率,可为山东电网安全稳定措施的制定提供更有效的依据。
2011, 39(12):140-145. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.028
摘要:在广域测量系统(WAMS)下,从多角度改进Prony算法对电力系统低频振荡的监测。提出对采集信号进行分类,利用同类、非同类等多信号分析法对低频振荡进行分析;通过数据预处理和算法样本矩阵阶数控制减少噪声对算法精度的影响;提出模式能量测度分析结果中的主导振荡模式。在EPRI-36系统下进行仿真,结果表明所提方法的有效性。
2011, 39(12):146-150. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.029
摘要:论述了500 kV变电站的500 kV 侧、220 kV侧和35 kV侧系统中的母线、线路、变压器等各个位置发生故障时主保护的动作方案及动作后的跳闸对象。对于主保护动作后跳开故障点附近的断路器而断路器失灵未正确跳开的情况,给出了变电站范围内失灵保护作为近后备保护的动作方案,并在此基础上分析了近后备也失灵时远后备保护的动作情况及保护间的逐级配合关系。详细阐述了断路器失灵时启动近后备或者远后备保护的具体实现方式,对于断路器失灵时线路保护的远传、启动母差的断路器失灵保护、母差故障时跳主变单元的失灵直跳和联跳的原
2011, 39(12):151-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.12.030
摘要:通过分析小电流接地系统发生铁磁谐振机理,指出了几种常见消谐方式的机理,进而重点分析了4TP接入防止铁磁谐振过电压发生的机理,明确了4PT消谐的有效性。通过对几种常见的4PT消谐的二次接线方式的分析,指出了它们反应单相接地和PT断线等异常情况的灵敏度,分别指出了各种接线方式的优缺点及运行中的一些注意事项,为以后整改及优化提供一定的依据。对于第四只PT的接入,建议采用4PT阻抗甚高的改进型接线方式。
