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2011, 39(8):1-5. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.001
摘要:以可靠性气候影响因素作为线路模糊集元素,通过模糊聚类将可靠性原始参数已知和待求的线路进行适当分类,引入 作为考虑其他影响因素的修正系数,在分析欧氏贴近度、模糊贴近度、灰色关联度各自反映模糊集特征的差异性和局限性的基础上提出相似度指标,在同类中以可靠性参数已知的线路的可靠性影响因素序列为基准向量,以可靠性参数未知的线路的可靠性影响因素序列为待检向量,使用相似度指标进行求取。实例证明该方法的可行性和预估结果的准确性,并讨论了不同的权重系数取值会对结果产生影响。
李天云 , 袁明哲 , 李军强 , 袁金腾 , 蔡国伟 , 钱康
2011, 39(8):6-10. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.002
摘要:针对目前引发电力系统低频振荡的多重机理的实际情况,提出基于EMD和随机子空间(Stochastic Subspace Identification,SSI)的识别电力系统低频振荡模态参数的新方法。该方法直接根据端部量测数据识别出系统的低频振荡模态参数。在系统正常运行或者小扰动下可直接用SSI识别系统的弱阻尼模式、频率、阻尼和振型;在系统处于异常运行或者故障状态时,运用EMD对量测数据进行时空滤波和平稳化处理,由SSI辨识出相应的系统状态矩阵,经过模态分析得出低频振荡的上述模态参数。数值仿真及实例分析均表明该方法运行速度快,参数识别精度高,为电力系统低频振荡问题的研究提供了新的思路与方法。
高道春 , 卢继平 , 王晓健 , 乔梁 , 丁然 , 蒋望
2011, 39(8):11-17. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.003
摘要:提出一种包含大规模风电场电网的VCA(电压控制分区)方法:将风电场最经常出现工况的功率作为其在潮流计算中注入功率,求出该工况下包含所有节点耦合信息且计及PV耦合的无功电压满维灵敏度矩阵;利用定义的电气距离使电源节点和负荷节点同步参与聚类分区过程,一次性得到分区结果,优于传统只对负荷节点进行分区再人为将电源节点归并的方法。采用风电场最常出现的工况功率,分区结果可以适应于风电场的大部分出力工况。通过对包含大规模风电场的IEEE39节点系统进行了动态分区,验证了该方法的可行性。
2011, 39(8):18-22. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.004
摘要:基于PMU的支路量测,利用支路参数、功率及两端电压向量间的电气关系,构建了一种新的电压稳定评估指标(LPQI)。LPQI变化范围为0~1,计算每条传输线路的LPQI,将LPQI值最大的支路定义为系统电压稳定性最弱支路,其值的大小用以评估当前运行状态下系统的电压稳定程度。经过IEEE 9、IEEE30节点系统进行实例验证,计算结果表明LPQI指标能够有效确定当前运行状况下最为薄弱支路,进而可以衡量当前状态距离临界状态的远近程度,LPQI指标的获取计及了支路对地电容对评估静态电压稳定性的影响而且只需进行简单计算。
2011, 39(8):23-27. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.005
摘要:针对奇异熵对经高阻接地的不敏感性、经常导致选线失败的问题,提出了基于高阶累积量多分辨率奇异谱熵的方法。该方法有机地融合了小波包分解理论,奇异值分解理论和信息熵理论的各自优点,并充分体现信号的内在信息,有效地提取非线性特征分量和抑制高斯噪声,经高阶累计后包含了更多的选线信息。基于ATP的仿真结果表明:该故障选线方法能够快速识别故障线路,不易受到故障时刻、过渡电阻、故障位置等因素的影响,具有较好的适应性。
2011, 39(8):28-32. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.006
摘要:针对区域互联网系统中PSS安装数量不断增多、参数优化困难的问题,提出一种基于灵敏度指标的PSS参数优化的方法。采用局部优化代替全局优化策略,以特征值灵敏度分析方法为基础,通过阻尼比灵敏度指标来选取每个机电模式下的强相关参数,采用自适应遗传算法(AGA)对选取出来的PSS参数进行局部优化,从而减小计算量,增加计算速度,避免出现维数灾问题。通过新英格兰系统的算例分析,表明该方法可有效地达到全局优化的相似作用,满足系统安全稳定运行的要求。
2011, 39(8):33-38,45. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.007
摘要:针对目前评价灵活交流输电系统(FACTS)系统稳态性能影响指标的不足,结合FACTS设备自身控制潮流和电压的工作特性,提出了一套全面评估FACTS设备对系统静态安全性影响的指标体系。建立了基于运行状况的晶闸管控制串联电容器(TCSC)、静止无功补偿器(SVC)、统一潮流控制器(UPFC)可靠性模型,并基于该模型提出了FACTS设备的控制策略,该策略以状态量越限值最小为控制目标。建立了采用蒙特卡罗仿真的概率评估算法。通过IEEE-57节点的计算验证了所提指标体系和算法的有效性。
2011, 39(8):39-45. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.008
摘要:就大型双馈风机风电场各系统进行了模型化研究,确立了风机模型、整流电路、逆变电路、桨距控制系统等数学模型。基于这些模型,对大型双馈风机风电场风机输出功率特性,在复杂电网环境中的输出电压、电流特性进行了理论分析,并着重分析了大型双馈风机风电场在系统侧故障状态下的各种响应特性和其低电压穿越能力,以及输出谐波、电压波动等其他电能质量方面的问题。部分实验验证和仿真结果表明所建立的大型双馈风机风电场模型及其并网特性分析具备一定的正确性,为国家今后新能源战略提供了一定的理论基础和并网指导。
2011, 39(8):46-50,55. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.009
摘要:基于电力系统结构保留模型,构建了计及详细发电机模型、励磁系统模型和负荷频率特性模型的电力系统状态方程,并利用计算线性化状态矩阵得到的特征值和特征向量,建立了求解低频振荡中的功率振荡增量在网络中的分布的计算方法。计算所用模型均在极坐标下建立,回避了传统方法中繁琐的坐标变换。该方法不仅可以计算低频振荡过程中发电机、支路和负荷处振荡功率增量的分布情况,而且可以分析负荷动态特性对功率振荡的影响。对四机算例系统进行仿真与分析,算例结果表明所提算法在准确地计算各机电振荡模式的振荡功率增量分布情况的同时能够分析负荷频率特性对振荡功率增量分布的影响。
2011, 39(8):51-55. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.010
摘要:综合考虑滤波装置的总费用、谐波电压畸变率和谐波电流残留率等设计目标,提出一种基于改进多目标粒子群算法的无源滤波器优化设计新方法。改进了传统的粒子群算法,引入快速排序法构造非支配集、精英集归档技术和拥挤度算子概念,提高了算法的寻优速度和精度。最后通过对具体工程算例的计算,表明了该方法的优越性和有效性。
李秀卿 , 孙守鑫 , 张超 , 刘文祥 , 徐剑锋 , 倪晶
2011, 39(8):56-59. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.011
摘要:基于细菌群体趋药性(Bacterial Colony Chemotaxis,BCC)算法提出变速菌群趋药性(Gear Bacterial Colony Chemotaxis,GBCC)算法,将其应用于电力系统无功优化。GBCC算法引入带有权重系数的变速公式,使得GBCC算法前期能够较快地收敛于几个最优解的周围,后期能够在最优解周围进行细致搜索,克服了BCC算法易于收敛于局部最优解的缺点。建立基于GBCC算法的无功优化数学模型,给出GBCC算法的具体步骤。通过对IEEE30节点算例的测试,得到GBCC算法在无功优化问题上的收敛速度和优化效果。
2011, 39(8):60-64. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.012
摘要:针对城市电网规划综合评判因素的复杂性问题及超效率数据包络分析(SE-DEA)模型评价效率值的极端情形,提出在交叉效率模型的基础上引入SE-DEA模型,构建了基于SE-DEA的交叉效率评判模型,并建立了一套完整的电网规划综合评判体系。应用该模型的评价流程对一个实际电网规划算例进行了分析计算,得到的结果与SE-DEA法、区间层次法和模糊层次法的结果一致,是SE-DEA的均值,较SE-DEA模型效率值大小分布更加合理、有效,其评价结果科学、可行。
2011, 39(8):65-69,74. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.013
摘要:为了提高地区电网电压质量、优化电网无功功率分布、降低网损,研制了一套地区电压无功联动协调控制系统。该系统在地市电网无功容量不足的情况下,自动给县级电压无功控制系统下发关口无功指令,依靠县级电网的剩余无功及时补偿地市电网的无功缺额。考虑市级220 kV变电站关口无功的实际值,结合省调下发的无功指令,确定了下发给县级电压无功控制系统的关口无功指令值,并详细阐述了地区电网电压无功联动协调控制方案。实际运行表明,该联动协调控制系统有利于提高地区电网的电压水平、促进电网无功的合理分布和降低网损,为供电企业带来经济和社会效益。
2011, 39(8):70-74. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.014
摘要:在竞争电力市场中,针对电网公司经营过程中的各种风险,建立了风险评价指标体系。设计了电网公司经营风险综合评价模型,该模型将层次分析法、序关系、聚类分析和交互式确定权重方法相结合,来对风险指标进行赋权,对电网公司经营风险进行综合评价并得出量化结果,为决策者从总体上控制经营风险提供参考依据。该方法一方面无需进行一致性判断,减少了计算量;另一方面最大限度上避免了人为因素和主观因素对权重的影响。最后通过算例证明了该模型的可行性、客观性。
2011, 39(8):75-79,85. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.015
摘要:介绍了双馈电机风电场的两种不同控制方式,并在PSS/E仿真平台上进行了不同控制方式下风电场的动态特性研究。结果表明,在电压控制方式下风电场可以更充分地发挥其无功电源的作用,而在功率因数控制方式下风电场有更好的动态性能,应当根据风电场的运行工况和电网运行状态合理地进行风电场的控制和调度。并把STATCOM应用到风电场中,仿真结果显示STATCOM可以改善风电场的电压稳定性并可以提高风电机组的故障穿越能力。
2011, 39(8):80-85. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.016
摘要:基于差动保护的同步调整方法,从理论上分析了通信通道收发不一致延时对光纤差动线路保护的影响,并计算了不同差动判据的保护所能耐受的最大收发不一致延时。借助电力系统全数字实时仿真装置ADPSS建立了220 kV双回线输电系统电磁暂态模型,对国内三种光纤分相电流差动保护装置进行了测试,记录并分析了各自耐受通道收发不一致延时的能力。理论分析和试验结果表明,差动判据对保护耐受通道收发不一致延时的能力有着较为显著的影响。建议分相电流差动保护使用专用光纤通道,而尽量避免使用光纤迂回通道。
2011, 39(8):86-89. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.017
摘要:鉴于实际的输电系统和故障情况较复杂,现有的输电线路单端暂态量保护方案都难以全线速动。在阐述单端暂态量保护原理的基础上,根据相同类型故障产生的行波在线路上传播模式相似的特征,从整定原则的角度提出了以正向外部故障可靠不动作、按故障类型分别整定的方法来提高单端暂态量保护对于内部故障的正确判别率。进行了500 kV超高压输电系统的ATP仿真测试,结果表明该方法能够有效提高单端暂态量保护的内部故障正确判别率。
2011, 39(8):90-94. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.018
摘要:受智能设备数据模型配置技术的限制,数字化变电站智能电子设备互换性还未能实现。在不改变IEC61850通信标准体系的前提下,提出了资源定义机制和基于需求激励的资源匹配机制,将IED的资源分为需求资源对象和生产资源对象。该定义机制在考虑IED拓扑关系的基础上,实现了变电站智能设备数据模型的自动配置,通过生产资源对象带语义的描述,屏蔽了IED内部的差异;通过该机制实现对IED资源的定义、激活、寻找、关联、交易和连接,以达到在数字化变电站内IED间互换性的实现。
2011, 39(8):95-99. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.019
摘要:针对目前国内外在电网报警信息处理中忽视各个报警信息内在逻辑关系的问题,在研究历史报警记录基础上,抽取报警记录,利用粗糙集理论形成电网报警决策表,并对决策表进行属性约减和值约减,自动提取电网智能报警规则。利用提取的规则和电网拓扑结果对上传的报警信息进行逻辑推理,将综合报警信息及时准确地提供给调度运行人员,实现了报警信息处理的初步智能化。经现场检验,提取的报警规则具有正确的逻辑意义,可对电网进行准确有效的报警。
2011, 39(8):100-103,111. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.020
摘要:针对传统BP神经网络算法在变压器故障诊断中存在的收敛速度慢、容易陷入局部极小值的问题,通过对基于Levenberg-Marquardt算法的BP神经网络进行深入研究,并最终应用于变压器故障诊断。该算法通过优化BP神经网络的搜索方向,加快了网络训练速度,提高了网络训练的精度。通过对实例数据仿真,证明了本方法能够有效地诊断出变压器的故障,为变压器故障诊断提供了一条新途径。
2011, 39(8):104-106,134. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.021
摘要:根据对称分量法,分析了单相接地短路和两相接地短路两种不对称短路故障下的电压向量。对6 kV电动机在不同序电压下的运行情况进行了分析,表明运行在同一6 kV母线上的非故障电动机速断保护在不对称短路情况下,特别是在两相接地短路时,负序电压产生的较大电流可能会导致电动机速断保护误动作。提出在进行电动机速断保护定值整定校核时,不仅需要考虑启动电流,还需要考虑不对称短路故障时的负序电压影响的问题。
2011, 39(8):107-111. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.022
摘要:针对长期困扰电力系统企业的实时电网应急保障能力评估问题进行了深入研究,从电力企业抢险实际出发,综合考虑电力应急保障所需的人员、物资、材料等多方面因素,建立三级指标体系,创建了电网应急保障能力指数(UGI),同时采用自适应权重法,以实战演练分数为目标函数,运用多目标粒子群算法对指数权重分配进行求解,最后通过对公司实战演练数据的计算和对比分析,证明了该指数的可行性和有效性。
毕兆东 , 黄河 , 王新宝 , 俞秋阳 , 钱锋 , 徐光虎 , 曾勇刚 , 陈松林 , 孙光辉 , 常宝立
2011, 39(8):112-118. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.023
摘要:基于在线稳定决策技术开发了南方电网在线预决策系统,该系统集电网在线稳定计算分析、稳定判别、故障预警和控制决策于一体,具备各种电力系统静态、暂态、动态稳定分析和在线刷新稳控装置中控制策略表功能。系统硬件由数据库服务器、计算服务器、Web服务器、监视和维护终端、磁盘阵列、防火墙、物理隔离装置、通信机、安全稳定控制装置组成。全部分析程序软件使用C++语言编写,支持Windows和各种Unix平台。系统采用分布式计算、多线程和提前终止计算等技术,满足在线计算速度要求,核心计算程序通过BPA暂态稳定计算程序对比测试,满足在线计算精度要求。
2011, 39(8):119-123. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.024
摘要:高压直流控制保护系统在RTDS试验过程中,囿于RTDS仿真能力的限制,众多外围设备无法完全放入RTDS建模。由于没有足够的测控单元和现场设备,导致直流控制系统面临“控无可控”的局面,执行顺序、连锁逻辑等重要功能不能得到测试。Profisim(Process Field Simulator)现场层模拟系统在工控机上通过软件的方式建立一次设备模型和测控单元模型,然后再通过数据IO卡、Profibus现场总线、IEC61850通信,与直流控制保护系统、RTDS实时数字仿真设备构成完整的闭环测试系统,解决了RTDS的仿真瓶颈,实现了对直流控制保护系统的完整测试。该成果已成功应用于高岭背靠背直流联网工程的控制保护系统试验,结果表明缩短了试验周期、提高了试验质量。
2011, 39(8):124-127,154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.025
摘要:通过分析线路出口故障时过渡电阻对距离保护的影响,比较传统型距离保护、自适应距离保护、神经网络距离保护的优缺点,利用南水电厂到泉水电厂双端电源供电系统进行PSASP仿真研究分析。对仿真线路进行大量试验以获得相关数据信息,计算出倾斜角。把仿真线路测得的数据结合已经计算出的倾斜角一起输入到三层BP网络进行训练,以获得一个训练好的三层BP网络。当线路发生短路时,通过把线路的实时测量数据输入到已训练的BP网络中,ANN就能估算出倾斜角,以实现人工神经网络在自适应距离保护的应用。证明基于人工神经网络的自适应距离保护具有更好的躲过渡电阻特性。
2011, 39(8):128-134. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.026
摘要:并网变流器是一类重要的电力电子变流装置,LCL滤波器由于可以兼顾低频段增益和高频段的衰减,是其输出滤波器的较好选择。但LCL滤波器是三阶控制对象,增加了控制难度。为了保证控制环的动、静态性能,提出了一种基于相位滞后的双环电流控制方法。在该控制方案中,内环通过增加开环相位滞后、提高幅值裕度,进行LCL滤波器的稳定控制,保证了动态性能。由于内环对交流信号控制精度不足,因此将重复控制作为外环,以进一步提高稳态性能。理论分析和实验结果表明,该双环控制方法在有源电力滤波器中能够得到满意的谐波补偿效果,补偿后的电网电流正弦度较好,动态响应也较快。并且,该控制方法在无功补偿装置中能够较好地抑制死区的影响,保证输出电流波形质量。总之,所提出的双环控制方案在基波和谐波应用中都具有良好的动、静态性能。
2011, 39(8):135-138. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.027
摘要:为了给调度员提供一个有力的辅助决策工具,使其能够快速、正确地进行故障分析和事故处理,提出一种城市电网应急系统建设范例。介绍了城市电网应急系统的建设思路、关键技术、组成模块、功能与应用特点,描述了本系统的实际动作行为流程。通过某城市大面积停电应用案例说明本系统的正确性和实用性,并为其他地区电网调度的智能化发展提供了实际参考。
2011, 39(8):139-142. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.028
摘要:在分析我国井下6 kV高压电网短路故障引起的越级跳闸的原因的基础上,深入研究相关的保护原理及提高井下高压电网短路保护灵敏度和可靠性的方法。基于现在井下智能保护器的现状,提出了一种基于CAN网通信的具有选择性短路保护的高压综合保护器,在原有的保护器上增加了CAN通信接口模块,通过多机通信优先级判断,并将显示器设计成独立的CPU且具有通信功能。实际运行表明,经改造后的高压综合保护器可以快速准确地发现故障点切断电源,有效地避免了因越级跳闸造成的大面积停电事故,减少了安全隐患,提高了生产效率,提高了矿井供电的可靠性和安全性。
2011, 39(8):143-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.08.029
摘要:短期可靠性评估是监测、量度、预测电力系统短期运行风险的有效工具。电力市场化改革、大规模风电接入与极端天气变化严重影响了电力系统短期可靠性水平。针对短期可靠性评估元件模型、评估框架与指标体系三个方面内容进行了论述。综述了输电线路、发电机以及净负荷的短期可靠性模型,并在输电线路模型中重点考虑了天气状况影响、可靠性的模糊表征、计及暂态稳定性的影响等。总结了三类可靠性评估特征与短期可靠性分析过程,考虑了短期可靠性安全性分析、连锁反应事故防范以及特殊保护方案制定。从系统状态、影响程度等多个角度对短期可靠性指标体系进行了归纳分析。进一步指出短期可靠性评估未来的研究重点及方向。