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2012, 40(2):1-5,11. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.001
摘要:目前针对基于电压源换流器 (Voltage Source Converter)的高压直流输电技术(VSC-HVDC)的研究,主要集中在控制策略方面,而研究VSC-HVDC对相邻发电机组阻尼特性的影响较少。从VSC-HVDC的工作原理出发,阐述了VSC-HVDC的能够抑制次同步振荡的机理。采用基于时域实现的复转矩系数法-测试信号法,分析了机组作用系数、控制方式以及有功、无功功率水平对VSC-HVDC阻尼特性的影响。针对同一交流系统,对比分析了VSC-HVDC与传统的HVDC的阻尼特性的大小。研究结果表明,与传统HVDC相比,VSC-HVDC能够显著改善相邻发电机组的次同步阻尼特性。
2012, 40(2):6-11. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.002
摘要:交直流系统之间的相互作用,尤其是与弱交流系统连接时,会带来电压不稳定、动态不稳定等一系列问题。受端系统为弱系统时,换流站交流母线的电压稳定性成为困扰直流输电系统正常运行的一个重要问题。在以往研究的基础上,提出了一种判断交直流互联系统逆变站换流母线动态电压稳定性的判据,该判据简单且判断速度较快。利用BPA仿真软件,对两端直流系统(以下简称2DC系统)直流闭锁故障时的换流母线动态电压稳定性进行了分析,研究结果验证了判据的有效性和合理性。
2012, 40(2):12-16,55. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.003
摘要:大规模区域互联电网的区域振荡和具体振荡区域密切相关,将区域振荡阻尼源的定位也相应地从具体“发电机源”转换为具体“区域阻尼源”。将传统“单机阻尼”概念,扩展至“区域阻尼”,以研究区域振荡中各个区域对模态阻尼的影响,准确定位互联振荡的区域阻尼源。基于阻尼转矩法推导区域阻尼的计算方法,清晰描述了区域阻尼的产生、传递、分配等内部机理信息。通过实际大规模互联电网,阐述了区域阻尼计算过程和阻尼源的定位流程,并通过控制措施的有效性,验证了基于区域阻尼源以抑制互联电网区域振荡稳定的可行性。
2012, 40(2):17-22. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.004
摘要:在属性综合评价方法的基础上,结合故障概率、失负荷率、危险程度、恢复时间四个指标,建立电网脆弱性综合评估模型。该方法在考虑电网抗干扰能力和受影响程度的同时,兼顾了故障发生概率和电网处理故障的能力。对电网及其线路脆弱性评估结果从定性和定量两个角度进行分析,其中定性表示电网线路的脆弱性严重等级,定量表示电网线路相同脆弱性等级之间的细微差值,对电网脆弱性评估有更好的辨识能力和更高的辨识精度。通过对IEEE14节点系统的仿真,运行结果验证了该方法的合理性与有效性,可为制定与落实保证电网安全运行和降低电网脆弱性的措施提供更准确的依据。
2012, 40(2):23-27,33. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.005
摘要:在大规模电力系统中,暂稳仿真的计算量越来越大。电磁暂态仿真则需要对系统进行等值简化,以满足电磁暂态尤其是实时仿真的需要。针对同调机群参数聚合,提出了一种基于连续空间寻优改进蚁群算法的参数聚合方法,该方法可以获得等值机及其调节系统的详细模型。为此,对IEEE 10机39 母线系统进行了等值计算。仿真结果表明,与频域拟合相比,所提出的算法能保证发电机摇摆曲线与等值前基本一致,较好地保持被等值部分对原系统的动态影响,有效提高了等值的动态精度。
2012, 40(2):28-33. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.006
摘要:十二相同步发电机整流系统能够提供高品质直流电能,但是发电机模型复杂,解析分析困难。为此,推导了十二相整流发电机的等效三相降阶模型和状态空间平均模型,简化了模型复杂程度,提高了仿真计算效率。等效三相发电机模型能够同时适用于大、小扰动,经突加突卸负载、调整励磁电压以及突然短路验证,能够正确反应十二相电机运行特性。状态空间平均模型在小扰动时能够准确模拟十二相电机计算结果,进一步提高计算效率,并为整流发电机系统的理论分析奠定了基础。最后,在PSCAD中建立了十二相电机的三相等效模型和平均模型,通过对其进行大、小扰动仿真对比,验证了降阶后模型的正确性。
2012, 40(2):34-39. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.007
摘要:针对电力电子变压器(PET)在配电网中的应用,采用三级拓扑结构,提出一种新方案。输入级高压为三电平整流电路,以降低元器件耐压等级,采用无功功率和高压整流输出电压闭环,以实现无功可调和稳定高压侧的直流电压;隔离级采用高频变压器,其高压侧为三电平拓扑,低压侧为二极管整流,实现从高压到低压的dc/dc变换和隔离目的,而且通过输出电压闭环控制确保低压直流侧电压恒定;输出级低压为二电平三相逆变电路,采用输出电压闭环以控制期望的电压。采用三级控制分别对应三级电路,以实现系统输入电流正弦、负荷侧供电电压恒定,灵活传输有功,向电网注入无功等功能。详细介绍了所提出的PET系统各部分工作原理,并基于Matlab/Simulink建立了仿真模型,以DSP TMS320F2812为基础构建了实验平台,仿真和实验结果验证了该PET系统可行、有效。
2012, 40(2):40-44. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.008
摘要:为了快速准确高效地预测短期电力负荷,提出了一种带扩展记忆的粒子群优化技术(PSOEM)和支持向量回归(SVR)相结合,以历史负荷数据、气象因素等作为输入的基于PSOEM-SVR的短期电力负荷预测方法。PSOEM比传统PSO收敛速度更快精度更高具有更强的寻优能力,用它来优化组合核函数SVR参数,减少了SVR参数设置的盲目低效性,获得较优的PSOEM-SVR预测模型。该模型的实例仿真预测结果表明该方法比BP神经网络具有更好的准确性和稳定性,平均绝对误差控制在1%以内。
2012, 40(2):45-50,55. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.009
摘要:针对风电场的无功功率平衡和电压稳定问题,提出了一种以风电场与电网交换无功功率值为目标的控制策略。综合运用风电场安装的SVC无功补偿装置及双馈机组的无功调节能力来达到这一目标值。提出了依据不同位置的风机发出无功功率对出口母线送出无功的灵敏度来确定风机调整顺序的方法,使风机发出尽量少的无功功率来满足出口处送出无功的要求。用内蒙某实际风电场运行数据验证了控制策略的有效性。
2012, 40(2):51-55. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.010
摘要:现有的逆变器并联控制策略都是基于平均均流模式,而某些应用场合输入电压源采用发电机形式,其工作效率在额定电流点最优,此时平均均流模式显然不适用。提出了一种新型的并联控制方案,使得除最后一个并联的电压源外其余电压源均工作在额定电流处,整体效率达到最优。该方案中逆变器采用三环控制,电流内环改善系统响应,电压中环确保系统稳定性,外环跟随功率分配单元给定电流信号以获得最优效率。功率分配单元根据负载电流和电压源额定电流提供外环电流给定信号。理论分析和仿真实验验证了该方案的可行性。
2012, 40(2):56-60. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.011
摘要:对无串联变压器型DVR的控制策略进行研究。对无串联变压器型DVR的结构进行介绍,并推导得到相应的等效电路和系统方程。采用dq法对电压暂降进行检测后,应用参数模糊自适应PID控制策略,实现了电压暂降的快速补偿。利用Z-N临界比例度法对PID参数进行整定,构造增量式模糊自整定PID的二维模糊控制器对整定后的参数进行调整并实现电压补偿。通过仿真,将所述方法与PID控制、纯模糊控制、位置式参数模糊自整定PID控制的控制效果进行比较分析,结果表明所提方法的有效性。
2012, 40(2):61-65. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.012
摘要:三相V/V接线变压器在电铁牵引系统中得到广泛应用,然而V/V接线变压器结构相对于三相系统具有严重的不对称性,这给现有的以对称序分量为基础的电力系统整定计算带来困难。通过对V/V接线变压器的接线方式及其等效模型进行深入分析,提出了基于序分量法的实用故障计算方法,给出了各种故障类型的序分量图及计算公式。并与基于分相法的故障计算方法进行比较研究,结合算例验证了此方法的有效性。将其与现行输电网故障计算程序相结合,对现有故障计算程序的复杂故障计算模块略作调整,即可对V/V接线变压器故障进行快速计算,从而形成了一种广泛实用的计算方法。
2012, 40(2):66-71,76. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.013
摘要:根据现有的国内外相关标准和规范,从电力系统的角度初步研究了微电网并网、并网运行以及解列过程的技术要求。提出了微电网并网的基本要求和并网准则,基于配电网可靠性考虑,对微电网并网时接入点、接入容量和接入方式提出了要求。对微电网接入电网引起的电能质量、有功功率和无功功率控制、电压调节、继电保护、通信、监测和电能计量等问题进行了分析。将微电网的解列分为正常解列和事故解列,着重强调事故解列时孤岛区域的划分原则及解列要求。通过对微电网接入电网所需考虑的关键问题进行分析探讨,为制定微电网的接入标准提供了一定的基础。
2012, 40(2):72-76. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.014
摘要:结合贵州电网实际,分析讨论了等微增率算法应用求解火电机组负荷分配时可能碰到的实际问题,提出了融入火电机组发电排序表的机组组合策略与等微增率准则相结合的算法。该方法以火电机组发电排序表为基础,通过机组组合策略确定参与优化计算的机组组合方案,然后利用等微增率准则分配火电负荷。贵州电网自从2008年进入节能发电调度试点运行,一直到2009年正式运行以来,很好地验证了所提出的算法,结果显示该算法很好地解决了传统等微增率法在实际应用中所碰到的问题,同时也说明该方法是一种切实可行的负荷分配算法。
2012, 40(2):77-81,87. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.015
摘要:基于自耦变压器与普通变压器的结构差异,介绍了中性点经小电抗接地自耦变压器零序短路参数及公共支路零序电流计算方法,提出了应注意的问题。分析了一般500 kV自耦变压器保护的构成特点,根据“加强主保护,简化后备保护”的原则,对后备保护配置及整定过程进行了简化,不仅简化了后备保护的多段配置,甚至取消了高、中压侧零序电流保护,同时详细论述了其过程和理论依据。利用继保整定及仿真软件对实例进行故障分析、整定计算及保护动作行为仿真,仿真结果表明该后备保护动作可靠,逻辑简单,易于实现。
2012, 40(2):82-87. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.016
摘要:静态同步串联补偿器(Static synchronous series compensator,SSSC)的应用可以有效地提高电网的输送能力和系统的稳定性,但是其运行状态和控制策略使得电网故障的暂态过程复杂化,对传统继电保护的性能产生了很大的影响,因此必须深入研究含SSSC的串补线路保护的新原理。采用改进的小波包熵算法,分析了含SSSC的串补线路故障时线路两端的故障电流的频率特征。分析结果表明,当串补线路区内SSSC前后故障和区外故障时,线路两端获得的频率分量的小波包熵值有明显不同。通过对串补线路的特征进行仿真验证,提出了一种适用于SSSC串补线路的双端暂态量保护新方案。结果表明,该方案具有良好的适应性,适用于不同故障位置、故障类型、故障初始角、串补度和过渡电阻。
2012, 40(2):88-92,105. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.017
摘要:输电线路发生短路故障时,产生的故障暂态行波是一种非线性、非平稳信号。准确提取行波波头信号,是行波法故障定位的关键。将Hilbert-Huang变换这一非平稳信号处理工具应用于故障行波波头的检测,实现故障定位。利用GPS同步采集输电线路双端故障前后一段时间的电流数据,对其进行经验模态分解,将得到的高频模态分量进行Hilbert变换,得到相应的时间-频率谱图。时频图上的频率突变时刻即为行波波头的到达时刻。Matlab仿真结果表明,该方法能准确捕捉行波波头的到达时刻,有较高的定位精度。
李勇 , 刘俊勇 , 魏震波 , 刘友波 , 胥威汀 , 张燃
2012, 40(2):93-98,105. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.018
摘要:分析了分布式电源(DG)的接入和恶劣天气对配电网供电可靠性的影响。建立了考虑天气作用和DG接入后配电网的可靠性计算模型,以经济效益最大化为目标函数进行DG孤岛划分,并对传统的最小回路法进行改进使之适用于计及天气和DG的配电网供电可靠性分析计算。分别对既无DG接入也不考虑天气影响、只考虑DG影响、只考虑天气影响、同时考虑DG和天气影响四种不同方案的负荷点、馈线和系统可靠性指标进行计算并对比。计算结果表明,恶劣天气对配电网可靠性影响极大,考虑天气后配电网可靠性降低,DG的合理接入能提高配电网的可靠性,综合考率气候和DG的影响的配电网可靠性能更准确地反应实际,证明了该方法和模型的有效性。
2012, 40(2):99-105. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.019
摘要:在对风电、水电的互补性进行分析的基础上,构建了含储能装置(如蓄电池)在内的风电水电互补系统(简称风-蓄-水电互补),旨在其综合功率特性得到改善,从而保证其接入系统的运行安全。首先建立了风-蓄-水互补系统的优化运行数学模型,确定了互补系统的日收益最大为目标函数。然后依据所收集的某地区风电场的实测风速和水电厂的历史径流量等资料,考虑了接入系统可接受/供给功率,系统功率平衡等约束条件,运用粒子群优化算法对给定问题进行了求解。仿真结果表明:在枯水期,通过配置合适容量的蓄电池,安排风电带基荷、水电调峰的这种运行计划是可行的。它既能保证互补系统的功率输出对电网的扰动在允许范围内,且可充分利用可再生能源并获得满意的收益。
2012, 40(2):106-110. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.020
摘要:针对支持向量机中参数设置对支持向量机分类精确度影响较大及传统支持向量机不能直接用于多分类问题的状况,提出了一种基于免疫优化多分类支持向量机的变压器故障诊断新方法,该方法利用免疫算法优化支持向量机分类参数。以一类分类算法为基础建立多分类算法模型,在高维特征空间求出超球体中心,然后计算样本与中心最小距离,以此判定该点所属故障类型。该算法充分发挥了支持向量机高泛化能力的优势,大大减少了对支持向量机参数选择的盲目性。仿真计算结果表明,在有限样本情况下,该方法能够达到较高的变压器故障诊断率,从而证实了该方法的正确性和有效性。
2012, 40(2):111-115,140. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.021
摘要:电力系统Y0 /△-11(或Y /△-11)变压器低压(或复合电压)启动过电流保护中采用的低电压启动传统方案为保护安装侧及另一侧的两侧线电压“或”门启动。所提出的低电压启动新方案为采用保护安装侧的单侧相电压及线电压“或”门启动。经计算分析:变压器任一侧两相短路,新方案与传统方案动作灵敏度相同;变压器高压侧单相接地短路, 时传统方案只能勉强动作, 时传统方案拒动( 、 为系统零序、正序阻抗),而不管 为任何值新方案都极灵敏动作。新方案所需保护电压通道远少于传统方案。
2012, 40(2):116-119,130. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.022
摘要:为研究分布式系统中电力电子装置对配电网谐波特性的影响,建立了基于Matlab的配电网模型,研究了几种典型接入方式下三相逆变器对配电网的谐波特性影响的仿真计算。在此基础上总结出了分布式系统中电力电子装置产生的谐波在配电网中传播的机理,并分析了其对配电网谐波特性的影响。研究结果表明:在分布式电源接入配电网后,高次谐波电流受分布式电源与配电网接入大电网的公共连接点之间阻抗的影响很大。
2012, 40(2):120-124,130. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.023
摘要:系统分析了区域型安控装置判断线路、主变等元件的无故障跳闸判据,针对电网潮流变化、直流输电系统双极闭锁、直流输电减负荷等运行情况下该判据暴露的问题,指出安控装置仅靠本地电气量判断线路本侧及对侧的无故障跳闸存在着一定的局限性,尤其是在直流输电的近端电网。根据安控装置在电网的各种运行工况下发生无故障跳闸后的控制要求,对直流输电近端电网的安控装置增加了开关量信号作为无故障跳闸的主判据,电气量作为辅助判据,并结合实际工程完成了无故障跳闸判据整改,较好地解决了该判据不完善的问题。
2012, 40(2):125-130. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.024
摘要:结合以太无源光网络(EPON)的技术特点及智能配电网对通信系统的需求,设计了一种可用于配电通信网的EPON带宽分配方案。利用高阶移动平均模型,对高优先级业务在等待时隙中额外收到的流量进行预测并分配授权带宽,保证了高优先级业务性能,杜绝了较低优先级业务分配的时隙被挤占的现象。采用Round-Robin调度算法对处于高负载下的ONU进行提前发送,显著提高了系统整体性能并兼顾了分配的公平性。理论分析和仿真结果表明,所提出的动态带宽分配方案能够显著提高业务延时性能,增加网络吞吐量,并降低网络丢包率。
2012, 40(2):131-134,140. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.025
摘要:在介绍合并单元服务器模型的基础上,描述了一种基于现场可编辑逻辑门阵列(FPGA)的电子式互感器智能合并单元的具体实现方法。根据FPGA的模块化编程和多任务处理的特点,该方法在单片FPGA内实现采样脉冲同步,数据采集,采样值处理,以及以太网控制芯片驱动和数据帧发送。本合并单元能够传输符合IEC61850-9-1和IEC61850-9-2规约的数据帧,两种数据帧的传输可以根据实际需要进行切换。运用MMS Ethereal软件对本合并单元发送的数据帧进行捕获和分析,结果表明该合并单元具有较高的灵活性和较强的实用价值。
2012, 40(2):135-140. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.026
摘要:通过对双PMW直驱式永磁同步风力发电机(PMSG)系统的研究,针对电网对无功控制和低电压穿越能力的技术要求,提出了一种改进型功率变换控制方法,该方法通过机侧整流器稳定直流母线电压,网侧逆变器跟踪风力机的转速实现最大风能利用;且在并网口高压端加装静止同步无功补偿器(STATCOM),以提高风电系统的无功补偿能力,通过STATCOM与网侧逆变器的协调控制,进一步提高PMSG系统的低电压穿越能力。仿真结果表明所提出的方案有效提高了PMSG系统的无功补偿和低电压穿越能力。
2012, 40(2):141-144,150. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.027
摘要:为了验证智能变电站过程层信息共同组网的可行性,分析并指出星型网是智能变电站过程层组网最佳方案。在分析过程层信息流量及传输延时、组网技术的基础上,指出过程层网络采用SMV采样信息、GOOSE变电站通用事件信息、IEEE1588(或SNTP)对时信息共同组网的技术方案,即引入VLAN标签技术减少网络中广播数据,提高网络带宽利用效率;引入IEEE 802.1P流量优先权控制技术,保证信息传输的及时性和有序性;引入快速生成树技术实现网络重构,避免网络风暴。通过仿真测试和验证,其性能指标完全满足变电站技术规范,能够保证变电站安全、可靠的运行要求,其技术方案可靠、可行。
2012, 40(2):145-150. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.028
摘要:将电压波动看成以工频电压为载波,其电压的方均根或峰值受到以电压波动分量作为调幅波的调制。在三相电路瞬时无功功率理论的基础上,由单相电压波动信号构造对称三相电压,并推导了由电压波动信号求得调幅波的过程。主要运用瞬时无功功率检测法进行电压波动检测的仿真和短时闪变值的计算,并与IEC推荐的平方检测法进行比较。仿真结果表明基于瞬时无功功率理论的电压波动检测法计算得到的短时闪变值更接近真实值,相对误差更小,从而验证了该方法的有效性。
2012, 40(2):151-155. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.02.029
摘要:对智能调控一体化系统在河北南部超高压电网的应用进行了阐述和分析。系统以IEC 61970系列标准为基础,用分布式公用对象请求代理体系结构中间件CORBA作为系统的通信和集成框架,以实时数据库构筑基于CIM/CIS的开放式统一支撑平台,在此平台上集成SCADA、DTS、可视化调度、智能化调度辅助决策等应用系统。针对应用中出现的问题提出了解决方案:将变电站一次设备监测纳入调度系统可提高设备运行安全性;集成RTU静态测量、PMU动态测量、保护信息管理系统的数据可解决系统数据准确性的问题;转变运行管理方式从而实现减员增效,资源优化配置。
