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2011, 39(21):1-6,11. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.001
摘要:采用模糊数学的方法来辨识电力系统实时运行数据中的不良数据。利用基于模糊等价矩阵的聚类分析方法,以标准残差和相邻采样时刻的量测量差值作为特征值,通过寻找最佳阈值,对量测项目进行动态聚类,根据个别已知的良数据和“数以类聚”的原则,得到全良数据的分类,进而辨识出不良数据。最后分别对传统算例模型和某地区电网实时数据进行仿真分析,表明该方法能快速准确的辨识出不良数据,有效避免残差污染和残差淹没现象,更适合实际电网的计算要求。
2011, 39(21):7-11. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.002
摘要:提出了基于PSS/E外网多端口戴维南等值的不平衡度分析新方法,并用Matlab编程计算得到四回输电线路定义的新的不平衡度指标。该方法提出了一个不平衡度的综合评价指标,比传统的只是依据线路本身参数得到的不平衡更加精确,可以分析多回未换位输电线路相位布置优化问题和线路运行不平衡对系统的影响以及线路检修,最大最小运行方式的改变等。建立的多回输电线路的不平衡度分析模型精确度高,可以对系统和线路本身进行系统运行方面的总体评估。
2011, 39(21):12-16. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.003
摘要:研究了分布式电源的优化规划问题。在分布式电源单个容量、个数和位置未知的情况下,建立了包含分布式电源的配电网有功网损目标函数,模型中引入了电压水平约束,并将其转化为惩罚因子的形式并入目标函数。运用Matlab软件编写了粒子群算法和配电网潮流计算程序,采用改进的自适应权重粒子群算法进行目标函数寻优,最后得到了有功网损最小的分布式电源接入方案。通过算例分析,验证了该模型及方法的正确性和有效性。
2011, 39(21):17-21. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.004
摘要:三绕组变压器的广泛应用和不对称负荷的大量增多,需要建立三绕组变压器的三相模型。通过分析三绕组变压器的电气量关系,给出了以磁势平衡方程、端口输出方程和电压传递方程为基础的多绕组变压器系统化分析方法,推导出三绕组变压器的三相模型。通过附加条件,解决了三绕组变压器三相导纳矩阵奇异的问题,可以方便地应用于潮流计算。以三绕组变压器模型为基础,基于实测数据分析了电气化铁路产生的负序、谐波在电网中的渗透情况。分析结果表明,三绕组变压器模型与其他电力系统元件模型结合能方便地应用于电铁负序、谐波渗透计算,为电力系统负序及谐波抑制提供依据。
2011, 39(21):22-27,33. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.005
摘要:微分进化算法具有控制参数少、鲁棒性强、易于使用等优点,并具有不同的变异策略。通过对微分进化算法各变异策略的研究,提出了基于混合变异策略的改进微分进化算法,并结合可用输电能力问题的特点,构造了适合于ATC计算的改进微分进化算法优化模型,提高了ATC计算的准确性和有效性。改进算法的主要思想是将寻优过程分为两个阶段,每个阶段采用不同的变异策略,使计算初期种群的多样性得到维持、后期算法的收敛速度加快,从而提高了算法的全局搜索能力和收敛速度;对控制参数进行动态调整,增强了算法的适应性。IEEE-30节点系统仿真结果验证了所改进算法的可行性和有效性。
2011, 39(21):28-33. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.006
摘要:在电网电压跌落处于一定范围内,风力机不但要保护转子侧变换器,还要向电网提供无功支撑,以利于电网的恢复。以双馈电机为例,以保护转子侧变换器为目的,着重分析了电网电压跌落时刻,不同电压相角所激起的双馈电机电磁过渡过程,从而提出一种消除过渡过程中谐波分量的控制策略。仿真结果表明在电网电压跌落时,在所提出的控制策略下,既能达到对转子侧变换器保护的目的,同时消除了电压跌落时定转子侧的谐波电流,也能实现对电网提供无功支撑,使得电网继续并网运行。
2011, 39(21):34-39,44. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.007
摘要:在分析分布式电源动态特性基础上,推导出配电系统扩展潮流方程。结合输电系统扩展潮流方程,对输配电系统进行联合扩展潮流计算,并采用主从分解协调法求解。输配电系统的联合计算考虑了主系统和从系统的相互影响,实现电力系统联合一体化计算,提高了计算结果的逼真性。另外,将输配电系统中动态元件的动态特性纳入潮流计算中,使计算结果与实际更贴切。最后通过构造的94节点输配电联合系统算例,验证了模型和计算方法的有效性。
2011, 39(21):40-44. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.008
摘要:提出一种基于准滑模变结构控制(QSMC)的有源电力滤波器的控制策略,用于减小常规滑模控制中存在的抖动问题。使用的方法是将系统的运动轨迹限制在理想滑动模态的某一领域 内,从而实现对滑模控制非线性部分进行处理,保证了在减小了系统的抖动的同时系统又具有较好的鲁棒性。同时分析了该装置的原理及控制方法,并对控制器的存在性,可达性及稳定性进行了分析。仿真结果证明了该控制算法简单,响应速度快,对外界噪声干扰和参数摄动具有鲁棒性等特点,对抖动也具有较好的抑制作用。
2011, 39(21):45-48,54. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.009
摘要:基于模糊理论的变压器励磁涌流识别方法面临判据重要度难以确定的问题,通常情况下依赖于专家经验的做法很难客观反映变压器保护各判据之间的相互作用关系。建立了基于Choquet积分的k可加模糊测度的计算模型,k可加模糊测度在测度的复杂性和表示能力方面做了折中,可以以较小的计算量获得能够反映判据关系的重要性测度。仿真了变压器励磁涌流和内部故障等运行状态,采用二次谐波等三个判据和得到的重要性测度实现了变压器励磁涌流模糊识别方法。仿真分析结果表明该方法得到的判据重要度能够全面反映判据之间的相互作用关系,在此基础上的励磁涌流模糊识别方法可以综合各判据的优势,改善了变压器保护的性能。
2011, 39(21):49-54. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.010
摘要:随着风力发电容量占电网容量的比重不断加大,风电场对电网稳定性的影响也越来越大。同步发电机具有调节系统功率平衡,维持电网电压稳定的作用,并具有自同步特性,适于系统并联。通过在风电场交流侧配置储能电池,并对储能系统的逆变器采取基于同步发电机模型的控制策略,将风电场等效为虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator-VSG),使风电场向电网输送的功率平滑,并对大电网体现同步发电机的特性。根据负荷的波动,调节自身输出功率,维持系统频率与电压稳定,有效提高了大规模风电场并网性能。建立了由风力发电机组、储能电池及汽轮发电机组组成的系统仿真模型,仿真结果验证了控制策略的可行性。
2011, 39(21):55-59. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.011
摘要:提出了一种采用虚拟零序电流方法,解决平行双回线、同杆并架双回线,一回线上发生接地故障时母线电压受两回线零序电流影响,接地距离继电器测量不正确的问题。该方法不引入相邻线零序电流,不增加交流输入及连线,比引入相邻线零序电流补偿的方法,在不同故障点具有更好的自适应性的优点。数字仿真结果表明:该方法可适用于具有相邻线互感的平行双回线、同杆并架双回线的高压输电线路。
2011, 39(21):60-64,69. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.012
摘要:预防性定期检修,可提高保护系统可靠性,但在检修时冗余度降低。以继电保护系统可靠性和/或经济成本可靠性为目标,考虑状态概率的等式约束和转移率变量的不等式约束,新提出一种优化算法,计算最优定期检修和自检间隔时间,量化故障率、自检成功率、可接受经济成本等对最优检修周期的影响。相对现有连续算法,优化算法计算效率较高,且可以对多个变量同时寻优。以典型保护系统状态空间为例,通过与现有算法计算结果的比较,验证了优化算法的正确性。
2011, 39(21):65-69. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.013
摘要:为了提高样本数据较少情况下中长期负荷预测的预测精度,分析了传统GM(1,1)预测模型的缺点,提出了一种适用于中长期负荷预测的GM(1,1)优化建模方法。用一个与GM(1,1)模型的时间响应式具有相同形式的连续函数,拟合灰色系统的原始离散数据,将连续函数映射到神经网络,构建了GM(1,1)模型的灰参数与BP网络权值的对应关系。用已知负荷作为训练样本,利用BP算法对网络进行优化,当网络收敛时,提取优化的灰参数,实现了应用GM(1,1)模型对中长期负荷预测的优化建模。算例分析结果表明该方法是可行且有效的。
2011, 39(21):70-75. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.014
摘要:低频减载一般采用分级延时逐次逼近的方法切除定量负荷,对负荷频率特性及其重要程度的综合考虑较少,常会造成过切、欠切等多方面的问题。因此提出用综合权值的方式统一考虑不同节点负荷频率特性差异、不同节点负荷重要性差异以及同一节点不同类负荷重要性差异,按综合权值由小到大确定负荷切除顺序。用基于广域测量的系统惯性中心频率的变化率来估计系统功率缺额,作为低频减载基本段的负荷切除量。将该方案用于IEEE39节点系统的一个三机区域在与主网解列后成为孤网的低频减载,仿真结果表明,该方案能够在尽可能少切负荷的情况下使系统频率尽快恢复,且能够减少重要负荷的供电损失,验证了该方案的有效性。
2011, 39(21):76-80,85. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.015
摘要:电力系统中自动化设备及监控系统日益复杂,为电力系统提供足够精度的同步时钟信号成为了提高设备运行稳健度和监控系统准确度的关键因素。设计了一种基于GPS/北斗系统双授时源同步守时钟电路,可以对双授时源时钟信号进行有效的跟踪。在卫星及守时钟电路时钟信号的基础上,利用时间间隔测量技术设计了一种高稳定度晶振本地时钟结构,可在一定时间内保持较高的精度。在此基础上,提出了一种基于多授时源、多授时方式的电力系统同步授时方案。方案中多个时钟源互为备用,可根据不同的被授时装置选择相应的授时方式,提高了电力系统授时的稳定可靠性、经济性。
孟祥星 , 田成微 , 冬雷 , 高阳 , 郝颖 , 廖晓钟
2011, 39(21):81-85. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.016
摘要:采用灰色理论对风电场的年风力发电容量进行了预测。考虑到风力发电容量主要取决于风速,通过预装风电机组的发电容量并结合风速数据资料建立风速-功率函数。将从国家气象信息中心得到的日平均风速数据代入风速-功率函数,从而得到每天的发电容量数据。以年为周期进行积分,得到年风力发电计算容量。利用这些年风力发电计算容量建立灰色新陈代谢GM(1,1)模型,对富锦风力发电场某风力发电机组的发电计算容量进行了预测。以年为单位,对该风电机组48年风力发电计算容量进行单步预测的归一化平均绝对误差为7.8806%。该预测结果表明灰色理论用于风力发电容量中长期预测中具有可行性。
2011, 39(21):86-91. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.017
摘要:为了解决由多种类型发电站组成的电力系统混合机组间短期负荷优化分配问题,设计和开发了一款集成化的计算机软件系统,即电力系统短期负荷优化分配系统。系统的核心部分由一个主程序和四个子程序构成,在设计过程中结合其多变的运行工况和复杂的约束条件,以运行费用最小为目标,建立了综合性负荷优化分配的数学模型,通过优化设计,研制了动力特性分析模块、数据计算预测模块和短期负荷优化模块等核心模块。通过该系统对某电力系统数据的仿真计算,其结果表明能够减少火电机组的煤耗量和常规水电机组的耗水量,同时增加抽水蓄能机组的动态平衡效益。
2011, 39(21):92-97. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.018
摘要:保证风速数据的真实性与可靠性,可以有效地提高风电功率预测精度。针对风速信号中包含奇异点,采用基于小波模极大值的方法进行辨识。该方法将阈值判定与李氏指数相结合,首先,求出小波分解后细节系数的局部极值点,由于奇异点的高频分量很大,因此利用阈值对奇异点的位置进行初步判定;然后,寻找各尺度局部极值点的传播点并绘制模极大值线,从而求得李氏指数α,当李氏指数α<1时,判定该点为奇异点;最后利用自回归滑动平均法ARMA(p,q)对奇异点进行修正。研究实例表明,所采用的基于小波模极大值的奇异点辨识方法,能够准确的判断出信号的奇异性以及发生的时刻,并且能够有效地修正奇异点的值,从而保证风速数据的可靠性,具有一定的实际应用价值。
2011, 39(21):98-103. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.019
摘要:针对以往短期发电调度规则实用性不强等缺点,采用逐步优化算法(POA)与遗传算法(GA)嵌套搜索,对金沙江一梯级电站三个典型年的资料和大量模拟的径流过程进行计算,得出一系列优化调度过程。在此基础上将调度期划分为一般时期与枯汛过渡时期,分析了各时期水电站单独运行与参与梯级联合运行的发电调度运行方式,并总结为简便可行的规则。该规则能充分利用径流预报进行滚动调度,实用性较强。通过对比根据调度规则运行的模拟结果和优化结果可知,电站年发电量最大相对差值也不超过1%,证明该规则可以有效地指导实际生产运行,并为水电站短期发电调度提供了全新的思路。
2011, 39(21):101-114. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.021
摘要:基于二层规划理论,构建了能量与旋转备用的协调优化模型。模型分别以发电费用和反映旋转备用配置相关的指标函数为上层和下层决策的目标函数,计及网络约束和发电系统的“N -1”安全约束,将备用容量的配置与预想可靠性水平联系起来,从而明确了旋转备用需求和各发电机组所承担备用的份额。模型的分层结构较好地体现了主能量市场和旋转备用市场的主辅关系,而下层决策目标函数的灵活性可适应电力市场的不同发展阶段。以IEEE30节点系统为例进行仿真,验证了模型的有效性。
2011, 39(21):104-109,114. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.020
摘要:在GIS局部放电模式识别研究中,为解决传统决策树方法中只针对单一特征及有限模式进行学习而导致决策树结构复杂、预测准确率不高、对噪声数据的抗干扰能力差等问题,提出综合多类特征的AdaBoost决策树识别方法。设计实验并通过超高频方法采集GIS中高压导体毛刺放电、悬浮电极放电、气隙放电、微粒放电及手机、灯光干扰信号,从p-q-n图谱的统计分布、q-t图谱的矩分布、q-n图谱的Weibull分布三个不同角度提取特征,研究单一及综合形式的特征对C4.5决策树及AdaBoost决策树的识别效果的影响。实验及现场检测的识别结果表明综合三类不同特性的特征并通过AdaBoost方法生成决策树,能有效优化决策树的识别性能,提高决策树的时间和空间效率。
2011, 39(21):115-119,125. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.022
摘要:模拟渔夫捕鱼寻优算法(Optimization algorithm on simulating the fisher fishing,SFOA)是模拟渔夫捕鱼行为习惯而提出的一种新的智能算法。通过对该算法的研究,并将SFOA算法用于求解电力系统多目标无功优化问题。无功优化模型采用计及网损和电压平均偏离两个指标,并提出了基于考虑用户偏爱区域把目标函数转化为约束条件的方法,它可以有效地处理多目标优化问题。由于无功优化是多变量优化问题,而SFOA算法在处理多维问题时寻优速度受到限制,因此,采用在方体内随机初始化方法,简化了移动搜索和收缩搜索在方体内的复杂搜索,提高了算法的搜索速度。通过IEEE-30节点和IEEE-57节点算例仿真结果表明,该算法有较好的全局搜索性能和较稳定的收敛速度,能有效提高系统运行的经济性和安全性。
姚鹏 , 张靠社 , 周树 , 梁健 , 赵军科 , 陈宏胜
2011, 39(21):120-125. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.023
摘要:对电力市场环境下自动发电控制(AGC)服务调配方案进行了研究,结合重庆电网AGC服务管理实际提出了基于层次分析法(AHP)的AGC服务调配方案。该方法把AGC服务上、下调节分开,同时综合考虑了AGC服务调节性能、容量价格与电量价格及其在电网中的位置等因素,确保了方法的效能。通过算例比较分析表明,采用所提出的AGC服务调配方案,不但能够保证电力系统的安全性,而且还能够提高电力系统运行的经济性,较之单纯以某一性能或价格为依据的AGC服务调配更具优越性。
2011, 39(21):126-131. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.024
摘要:根据光伏电池的物理数学模型,采用orCAD/PSpice10.5模拟行为模型(ABM)建立光伏电池单元和光伏阵列仿真模型,采用该模型对光伏组件的特性进行了仿真,得出了光伏电池最大功率点电压受光照照度影响甚小,但与电池温度成近似线性递减关系的仿真结果。据此对恒定电压跟踪法(CVT)进行了改进和设计,并对光照、温度影响下的改进型CVT的跟踪控制效果进行了仿真分析。仿真结果表明,采用orCAD/PSpice ABM可对大型光伏阵列发电电路和系统进行较高精度的模拟仿真,也表明基于温度调节的改进型CVT与移相全桥软开关技术相结合,仍是一种性能优越、具有实用价值的控制方式。
2011, 39(21):132-137. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.025
摘要:针对传统的燃料电池并网控制方法对改善系统动态性能的不足之处,建立PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)燃料电池发电系统中DC/DC升压变换器和逆变器的模型。提出了燃料电池系统并网的控制策略,利用内外双闭环控制方法,使得逆变器输出达到系统要求。建立了仿真系统的模型,并给出了燃料电池节点在网络方程中的处理方法。对系统三相短路故障、电压跌落、负荷突变等情况进行了数值仿真,结果表明所提出的燃料电池并网控制策略在三相短路故障、电压跌落、负荷突变等情况下,能够使得含燃料电池的系统稳定运行,并能动态跟踪系统的功率输出情况。
2011, 39(21):138-144. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.026
摘要:三相双降压式并网逆变器是一种性能优良的新型拓扑,在可再生能源发电中具有重要应用价值。为了使三相双降压式并网逆变器在发生故障后能容错运行,提出了新型容错三相四开关并网逆变器并用来做三相双降压式并网逆变器故障重构后的运行拓扑,从而提高系统的可靠性。为了使故障后重构的新型容错三相四开关并网逆变器依然能向电网输送高质量的电能,并获得很好的动态性能和稳态性能,在等效分析的基础上研究了新型容错三相四开关并网逆变器空间矢量滞环控制。仿真结果表明,采用空间矢量滞环控制后的新型三相四开关并网逆变器对输入扰动和电网扰动都具有很好的抑制能力,表现出很好的动态和稳态性能,且输出并网电流波形谐波含量低,波形质量好,能保证故障后的可靠供电。
2011, 39(21):145-149,154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.027
摘要:在结合某地区电网C相短路故障实例,根据电网电气接线图及该事故中继电保护装置的动作时序在PSCAD/EMTDC中初步建立仿真模型,计算仿真值与现场实测数据的误差,并分析主要误差来源。围绕建模过程中对模型的简化处理是否会对仿真结果造成影响以及影响的程度如何这一问题,着重从负荷端变压器和接地过渡阻抗两个角度出发,通过修正零序电流通路上的元件模型及其参数,减小了误差,使仿真结果逼近实测值,为进一步研究影响仿真准确度的因素打下基础。
葛维春 , 王芝茗 , 顾洪群 , 路光辉 , 梁经宛 , 牛强
2011, 39(21):150-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.21.028
摘要:针对现阶段部分地区二次设备状态监测系统独立于一次设备监测系统建设的情况,给出了一种兼顾PMS系统应用要求的一、二次设备状态监测信息融合的方案,包括工程应用模型构建、时钟同步、融合节点和检修策略等方面。将一次设备和监测组件作为独立的逻辑设备的高压设备监测信息建模可以满足监测组件自身状态诊断和远程维护的要求。将变电站继保装置、二次回路监测对象和作为监测组件的继保监测服务器作为独立的逻辑设备的二次设备监测模型可以方便地对应一台继保监测服务器监测多个保护装置及其回路的应用方式,并可根据继保装置等监测对象的不同进一步划分逻辑设备。该工程应用模型符合IEC 61850的层次结构。