• 2013年第41卷第15期文章目次
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    • >理论分析
    • 分布式风电源与配网联络线协调规划

      2013, 41(15):1-6. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.001

      摘要 (5068) HTML (0) PDF 791.66 K (307) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了充分利用风能,提高分布式风电源在配电网规划中的经济性和可靠性,提出一种分布式风电源(DWG)和联络线协调规划的方法。先通过分析DWG和联络线之间位置不同对供电可靠性的影响,提出了考虑DWG和联络线影响的事故负荷损耗指标 (CLLI)评估算法。在此基础上建立分布式风电源和联络线投资综合最小、网损最小以及供电可靠性最佳的多目标规划模型,应用非劣排序遗传算法优化得到分布式风电源的位置、容量和联络线的位置。IEEE33算例结果表明,该方法能得到合理的分布式风电源位置容量与联络线位置方案。

    • 基于故障特征频率的单端行波测距新方法

      2013, 41(15):7-13. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.002

      摘要 (4827) HTML (0) PDF 1.09 M (222) 评论 (0) 收藏

      摘要:当电网某线路发生故障时,其暂态信号分别向故障点两侧传播,测量到的频率与故障点到观测点的距离有确定的数学关系。基于特征频率的暂态信号分析方法不需要提取行波波头到达时刻,避免了行波时域分析时由于波形畸变造成的测距误差。在研究前人的成果与不足基础上,提出了应用于中压配电网单端行波故障测距新方法,大大提高了信号频率分辨能力与测距精确度。该方法首先通过以故障波形信息自建立母小波函数,提高了母小波的适应性与特征频率提取的分辨能力;由上一步确定的故障特征频率,再从小波尺度图进一步对其进行修正。大量的仿真实验证明,基于该方法的单端故障测距适应性好,定位精度高。

    • 利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理

      2013, 41(15):14-20. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.003

      摘要 (4898) HTML (0) PDF 4.49 M (122) 评论 (0) 收藏

      摘要:平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成特高压直流输电线路现实边界。分析特高压直流输电线路以及边界的频率特性,研究特高压直流输电线路以及边界对故障暂态电压信号高频量的衰减作用,得到当故障发生点与保护安装点的距离大于 时,线路对频率为 高频量的衰减作用将大于边界的衰减作用的结论。证明特高压直流输电系统整流侧和逆变侧关于直流输电线路中点对称,提出利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理和动作判据,该原理能实现特高压直流输电线路全线保护。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对所提出的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理进行仿真验证。

    • 计及运行策略的微电网可靠性评估

      2013, 41(15):21-29. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.004

      摘要 (5522) HTML (0) PDF 1.64 M (189) 评论 (0) 收藏

      摘要:因负荷和新能源出力的波动性,微电网运行状态随时间变化,在进行微电网可靠性评估时应计及运行状态的时变性。推导了不同运行状态下微电网可靠性参数的解析表达式,建立一种微电网可靠性评估模型,准确计及了运行状态间的转移特性。应用RBTS-BUS6算例验证了模型的有效性和实用性。算例分析表明:柴油发电机持续出力的策略能更好地改善微电网可靠性,对外网负荷点的影响更大;但柴油发电机作为备用的策略具有更好的环境和经济效益;增加微电网内储能电池的最大放电功率能有效提高微电网可靠性。

    • 两级式光伏并网逆变器母线电压稳定算法研究

      2013, 41(15):30-35. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.005

      摘要 (4575) HTML (0) PDF 1.54 M (281) 评论 (0) 收藏

      摘要:母线电压的稳定控制是两级式光伏逆变器长期、稳定运行的前提。目前常用于单相逆变器中点电位平衡控制的方法有:增加分压电容容值法和并联功率电阻法等,但这些方法并不能彻底消除母线电容偏压,并且增加了电路复杂性、降低了系统效率。提出了一种通过调节并网电流的大小来控制母线电压稳定的方法,分别对高、低端母线电压进行采样,将采样值与期望值进行比较,将误差送到控制电路,并通过各自的母线控制器实现母线控制算法使其电压达到稳定状态。对基于这种控制算法的3 kW半桥光伏并网逆变器进行了针对性测试,测试结果证明了所提出的新型控制策略准确可行,适用于两级式光伏并网逆变器。

    • 基于广义最小二乘回归的间谐波源识别方法

      2013, 41(15):36-40. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.006

      摘要 (4723) HTML (0) PDF 2.64 M (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:间谐波阻抗等系统参数对间谐波源的识别有着重要意义。为了克服电压和电流信号中有色噪声影响,首次将广义最小二乘回归法应用于间谐波阻抗等系统参数估计。该方法通过白化滤波器将有色噪声转化成白噪声,然后对转化的数据进行参数估计,从而克服变量与变量之间相关性的影响,与传统回归估计方法相比能够减小间谐波阻抗估计误差。此外,还结合间谐波国标,引入量化指标划分供用电双方的责任大小。仿真及实例分析验证了该方法的有效性。

    • 基于PSO的原子分解法在间谐波分析中的应用

      2013, 41(15):41-48. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.007

      摘要 (4521) HTML (0) PDF 5.32 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:间谐波是非整数倍基波频率的信号,对电能质量会造成严重污染,并降低电力系统可靠性。因此,准确地检测分析间谐波的特征对电力系统安全稳定具有重要意义。首次将基于粒子群优化算法的原子分解法应用于电力系统间谐波检测分析,能够克服传统的匹配追踪算法计算时间过长的缺点。该方法将粒子群优化算法应用于原子分解的迭代优化过程中,通过比较粒子的最佳适应度值,选取最能反应信号特征的最佳匹配原子,完成各次谐波和间谐波分量的提取,而且可以得到时频分辨率很高,且不受交叉项影响的时频分布图,最终完成整个电力系统谐波的准确分析。通过两个仿真算例表明,所提方法准确有效,具有较好的自适应性和抗噪性能,为电力系统间谐波分析提供一种新的途径和方法。

    • 基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法

      2013, 41(15):49-58. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.008

      摘要 (5213) HTML (0) PDF 2.45 M (193) 评论 (0) 收藏

      摘要:广域后备保护利用电网线路IED和母线IED采集各元件相关信息,构造基于PSO-LIBSVM的线路和母线故障识别网络。以IED采集的信息作为输入向量,建立故障识别网络的训练样本矩阵;PSO算法寻找最优LIBSVM运行参数并训练故障识别网络,利用随机故障下的测试样本矩阵对线路和母线识别网络进行测试,以识别电网故障元件IED,进而确定故障元件。通过大量实验仿真了多种信息不准确情况下的故障识别,实验证明基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法,识别准确率高,具有很好的容错性。

    • >应用研究
    • 计及气象因素的输电线路故障概率的实时评估模型

      2013, 41(15):59-67. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.009

      摘要 (5012) HTML (0) PDF 875.28 K (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:输电线路的实时故障概率的计算是进行电力系统在线风险评估以及实时可靠性计算的重要组成部分。为了计算输电线路的实时故障概率值,根据输电线路的绝缘子、导线、避雷器、杆塔、地线的在线监测数据,分别建立了各个监测量的量化模型,采用未确知有理数理论去确定每层的权重系数,并结合模糊评估法,建立了输电线路实时故障概率的层次评估模型。分析南方电网的故障统计数据,恶劣天气已经成为引起输电线路故障的重要因素。在考虑恶劣天气对输电线路故障概率影响的情况下,提出并建立了考虑输电线路在线监测数据和当前气象条件的输电线路故障概率的实时评估模型。实例分析表明了所提出的输电线实时故障概率评估模型的合理性和有效性。

    • 基于SSSC的改进型相间功率控制器

      2013, 41(15):68-75. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.010

      摘要 (4918) HTML (0) PDF 1.57 M (298) 评论 (0) 收藏

      摘要:在研究了相间功率控制器(IPC)和静止同步串联补偿器(SSSC)的基本原理、工作特性的基础上,提出了一种以SSSC代替常规IPC中的移相器(PST)实现电感、电容支路的移相功能的改进型IPC。采用较典型的PI控制,通过改变参考电压值对SSSC中的电压源型变换器(VSC)进行控制,来改变线路的注入电压,达到快速连续改变IPC各支路的移相角的目的,从而灵活地控制联络线的有功功率、无功功率。与常规IPC相比能够在IPC两侧电压相位差较大时,较好地改善IPC的过电压问题。采用Matlab/Smulink仿真,验证了改进型IPC可以实现联络线潮流控制和改善过电压。

    • 基于小波变换和强跟踪滤波器的配电网短路故障定位

      2013, 41(15):76-81. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.011

      摘要 (4383) HTML (0) PDF 2.88 M (136) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对配电线路故障测距受过渡电阻的影响问题,提出强跟踪滤波器的方法实现配电网相间短路故障测距。利用小波分析对配电线路首端故障电流和电压进行预处理,消除信号中的高频噪声信号。分析配电网相间短路构成的故障回路,建立关于线路故障电流和短路过渡电阻的微分方程。合理选择状态量和输出量将故障回路的微分方程转化为状态估计方程,利用强跟踪滤波器的状态估计算法实现相间短路的故障测距。通过Matlab仿真表明该算法是有效的,利用小波分析对故障电流和电压进行处理,能提高测距的快速性和准确性。

    • 一种基于WAMS的低压切负荷控制策略

      2013, 41(15):82-88. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.012

      摘要 (5616) HTML (0) PDF 1.19 M (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:发电机过励磁限制器的作用可能导致电力系统电压中长期失稳,而低压切负荷控制是一种防止电压失稳的有效方法。以分布式闭环低压切负荷控制为基础,增加了用于应对严重故障的备用切负荷控制,从而形成了基于WAMS的低压切负荷控制策略。该策略以发电机过励磁限制器是否启动作为电压失稳的预测判据,并在电压下降的过程中通过多轮次闭环切负荷控制防止系统电压崩溃。该策略的控制方式能够基于系统动态变化过程进行实时调整,能够应对严重故障下由过励磁限制器作用引起的中长期电压失稳。仿真分析在改进的IEEE 39节点系统中展开,结果表明了该策略的有效性。

    • 变电站扩容和电池储能系统容量配置的协调规划方法

      2013, 41(15):89-96. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.013

      摘要 (6439) HTML (0) PDF 1.24 M (3068) 评论 (0) 收藏

      摘要:充分考虑电池储能系统(BESS)的充放电效益对变电站扩容建设的推迟作用,建立了变电站扩容建设和BESS容量配置的协调规划模型。新模型基于一个含风电场的典型地区配电网络及其日负荷曲线,考虑了购电费用和BESS与变电站扩容的综合投资运行费用目标,同时还考虑了BESS的充放电特点和网络的安全约束。其中对于变电站扩容容量包含给定待选与连续可调两种情况。该模型是一个多时段非线性规划问题,在变电站扩容容量为给定待选的情况下还包含整数变量,需将其转换为含互补约束条件的连续优化问题,再采用原对偶解耦内点法将其解耦为单时段优化问题进行协调迭代求解。算例结果表明该方法可以有效减小电网的扩容投资,并实现储能系统容量的优化配置。

    • 电力系统中发电机和负荷参数同时辨识的可行性研究

      2013, 41(15):97-101. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.014

      摘要 (4627) HTML (0) PDF 572.80 K (290) 评论 (0) 收藏

      摘要:以往电力系统参数辨识都是基于节点数据逐个进行,而且发电机参数和负荷参数也都是分开辨识。近年来广域测量系统(WAMS)逐步得到推广应用,为广域电力系统参数辨识提供了可能性。针对广域电力系统建模的需求,提出了对发电机和负荷的参数进行整体同时辨识的思路。根据参数轨迹灵敏度的相位关系分析发电机和负荷参数同时辨识的可辨识性。根据参数轨迹灵敏度的幅值大小确定参数辨识的难易程度,并由此确定重点辨识参数。利用BPA软件以及蚁群算法优化辨识参数,在测试系统不同故障情况下进行了参数辨识和对比,验证了发电机和负荷同时辨识的可行性。

    • 计及控制策略的并网型微电网可靠性评估

      2013, 41(15):102-109. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.015

      摘要 (5537) HTML (0) PDF 1.01 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:当上层配电网故障或电能质量不满足要求时,微电网可通过控制策略切换等调度各微电源的出力,实现微电网孤岛运行。孤岛运行时,不同控制策略直接影响微电网的供电可靠性。通过对微电网最常见的两种控制策略(主从型和对等型)的分析,建立了计及控制策略的并网型微电网功率模型;通过对上层配电网进行最小路等值,建立微电网不同控制策略下的故障影响矩阵,提出了基于时序蒙特卡洛的并网型微电网可靠性评估方法。以此方法对改进的IEEE-RBTS系统进行可靠性评估,分析了两种控制策略对配电网可靠性指标的影响。算例表明:微电网加入配电网后可改善系统可靠性性能;对等型微电网比主从型微电网的可靠性要高。

    • 广东电网可再生能源接纳能力研究

      2013, 41(15):110-115. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.016

      摘要 (4525) HTML (0) PDF 926.25 K (253) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着广东省可再生能源的不断发展,尤其是广东海上风电场规划的出台,可再生能源大规模接入将对电网造成严重影响,研究电网对可再生能源的接纳能力具有重要意义。概述了广东电网可再生能源发展现状及规划,通过详细分析可再生能源的出力特性、负荷特性以及电源的调峰能力以及综合考虑了旋转备用和联络线调节能力的影响,提出了基于可再生能源接入系统后电力平衡的可再生能源接纳能力计算方法。将该方法应用于广东电网2020年可再生能源接纳能力分析,得出接纳容量小于规划容量,根据对影响因素参数灵敏度分析,最后给出了广东电网最大限度接纳可再生能源的建议措施,可为电力系统电源规划、电网架结构建设以及运行调度提供参考。

    • 基于全图形建模方式的电力仿真系统继电保护库的设计与应用

      2013, 41(15):116-119. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.017

      摘要 (4825) HTML (0) PDF 437.68 K (271) 评论 (0) 收藏

      摘要:以贵阳电力培训中心变电站仿真工程为背景,以缩短变电站仿真研发过程及降低不同水平的技术人员研发出来的仿真产品的差异性为目的,提出了继电保护库。在全图形化仿真建模支撑平台的基础上,通过研究变电站各类主设备保护装置的特点,针对变电站仿真系统研发过程中使用的各类微机保护的二次回路图,提出了以规范化的命名和模块化的功能设计,建立继电保护库的设计方法。库中的每一套保护均可针对不同的变电站进行配置,并方便快速地进行继电保护建模和保护定值自动整定。

    • 电网不平衡下基于自适应观测器的锁相环研究

      2013, 41(15):120-125. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.018

      摘要 (4735) HTML (0) PDF 1.62 M (320) 评论 (0) 收藏

      摘要:电网不平衡条件下,传统软件锁相环已经不能准确跟踪电网电压的频率和相位信息,且无法直接得到电网电压的正负序分量。针对传统软件锁相环的缺陷,提出了一种静止坐标系下基于自适应观测器的软件锁相环算法。算法设计了电网电压角频率的自适应观测器模型,通过定义Lyapunov函数,推导出电网角频率的自适应律,并设计了使得观测器稳定的增益矩阵。该算法不仅可以观测到电网的频率、相位等信息,同时可以得到电网电压正负序分量。仿真和实验结果表明,基于自适应观测器的锁相环具有检测精度高、动态效果好等优点,当电网处于各种不平衡条件时更能显示其优越性,可为风电网侧变流器的算法改进提供有效的控制基准。

    • 含电动汽车充电站的风光互补系统容量优化配置

      2013, 41(15):126-134. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.019

      摘要 (4232) HTML (0) PDF 1.51 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:电动汽车与新能源的综合利用是当前研究的热点问题。在微电网模式下,如何确定电动汽车充电基础设施与风光互补系统的容量配比,是值得探讨的问题。在考虑电动汽车用电需求的前提下,同时发挥电动汽车换电模式所具备的储能能力,以系统投资成本、运行成本和电量不足损失成本综合最低为目标,并考虑风光系统、充放电机和动力电池的约束条件,构造了一种含电动汽车充电站的风光互补系统容量优化配置模型。采用微分进化算法求解,可获得含风机、光伏电池、动力电池和充放电机的最优容量配置结果。最后,针对某地区的系统规划算例进行了求解与分析,结果验证了模型的合理性。

    • 一种利于DSP实现的改进型电网电压软锁相环的研究

      2013, 41(15):135-141. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.020

      摘要 (4367) HTML (0) PDF 4.41 M (349) 评论 (0) 收藏

      摘要:软锁相环(Soft Phase-locked Loop,SPLL)在现代工业控制尤其是电网电压相位锁定中得到越来越多的应用。分析了SPLL的基本结构和工作原理,针对传统SPLL运算量大、不利于在数字处理器(Digital Signal Processor,DSP)上实现的缺点,设计了一种改进型电网电压SPLL。根据电网电压SPLL工作原理,结合坐标变换关系,从结果出发,通过相角已锁定的性质来做逆向思考简化控制算法。动态计算SPLL的PI参数,以使锁相功能动态响应更好、控制算法运算量更少。理论分析、仿真研究都表明改进后的SPLL算法简单,动态响应快,能够抑制电网电压三相不平衡及谐波干扰,能够应对电网突然掉电等故障,非常利于在DSP中实现。

    • >工程应用
    • 牵引供电方案设计中谐波谐振问题研究

      2013, 41(15):142-147. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.021

      摘要 (4485) HTML (0) PDF 1005.18 K (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评估牵引供电系统的谐波谐振特性,从牵引供电系统设计角度出发,建立牵引供电系统谐波特性仿真模型和牵引负荷谐波发射模型。研究牵引供电方案中外部电源系统短路容量大小和馈线电缆长度变化对牵引供电系统谐振特性的影响规律。在供电方案综合评判中引入谐波谐振特性分析,研究牵引供电方案与牵引负荷谐波特性匹配问题及其对供电质量的影响。研究结果表明,牵引供电设计参数的变化对谐波谐振特性影响显著,通过优化牵引供电方案可以减少甚至避免发生谐波谐振。

    • 交流二次回路中性线阻抗对母线差动保护的影响及防范措施

      2013, 41(15):148-153. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.15.022

      摘要 (5273) HTML (0) PDF 2.02 M (362) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高母线差动保护的正确动作率,通过对现场一起母线差动保护误动事故的原因进行研究,从理论上分析了交流二次回路中性线阻抗的存在对母线差动保护的动作行为可能造成的影响。研究结果表明,当母线上所连支路发生故障时,若线路空载或轻载,故障相的短路电流及非周期分量均达到一定水平时,由于交流二次回路中性线阻抗的存在,会造成非故障相的电流互感器反向饱和,从而可在非故障相中产生异常电流,造成母线差动保护误动作。EMTP仿真结果证明了上述分析结论的正确性和合理性。对此进一步提出了相应的防范措施和建议,以避免现场类似事故的发生。

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