• 2013年第41卷第16期文章目次
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    • >理论分析
    • 动态输电网络规划的组合编码遗传算法

      2013, 41(16):1-6. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.001

      摘要 (4771) HTML (0) PDF 737.33 K (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对动态输电网络规划过程中需要考虑时间决策量的问题,提出了组合编码方式。组合编码方式将多阶段输电网络规划中的时间决策量隐含在编码中,从而使得多阶段的动态输电网络规划问题能够转换成静态规划问题进行求解。该编码方式满足表现型和基因型的1对1映射,及表现型空间与基因型空间距离上的一致性,从而保证了遗传算法的搜索效率。此外,针对动态输电网络规划的特点,对遗传算法的交叉算子、变异方式、适应度函数、惩罚系数等方面进行了改进,进一步改善了遗传算法求解多阶段输电网络规划问题的性能。以19节点系统为例对算法进行了验证,结果表明能够在较短的进化代数内得到问题的最优解。

    • 独立型微电网中基于虚拟阻抗的改进下垂控制

      2013, 41(16):7-13. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.002

      摘要 (6177) HTML (0) PDF 3.21 M (496) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的下垂控制没有考虑逆变器之间线路阻抗的影响,直接应用于独立型微电网中分布式电源的控制,会影响系统的稳定性和功率均分。首先详细分析了采用传统下垂控制不能实现功率均分的原因,指出系统的线路阻抗和逆变器的额定容量成反比是传统下垂控制实现功率均分的充要条件;其次,提出了一种基于虚拟阻抗的改进下垂控制策略,引入虚拟电抗削弱线路阻抗模型中的阻性成分带来的功率耦合,引入系统电压反馈,通过改进电压/无功下垂控制解决线路阻抗不平衡带来的无功功率均分问题。采用该下垂控制能够实现系统功率的准确均分,并且改善系统的供电质量。仿真结果验证了该控制算法的有效性。

    • 含微电网的配电网可靠性最优化

      2013, 41(16):14-22. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.003

      摘要 (4587) HTML (0) PDF 1.28 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种含微电网的配电网可靠性最优化模型和算法。目的是在引入微电网后,在不增加投资的条件下,通过改变网络结构来达到可靠性提高的最大化,为规划运行人员提供决策参考。模型以系统平均停电频率指标、系统平均停电持续时间指标、系统平均供电不可用率指标以及系统平均供电量不足指标的加权组合的最小化为目标函数,以系统安全稳定极限以及微电网运行特点为约束条件。设计了基于可靠性的启发式的开关交换算法对模型进行求解。改进了传统的牛顿法,使之适用于含微电网的配电网的重构特点。算例分析表明所建模型在优化网络结构,改善负荷分布以及提高网络整体可靠性等方面具有积极作用。

    • 适用于超高压紧凑型线路的突变量保护新方案

      2013, 41(16):23-33. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.004

      摘要 (4489) HTML (0) PDF 4.20 M (214) 评论 (0) 收藏

      摘要:紧凑型线路具有自然功率大、线路走廊小的特点,经济和社会效益显著,是未来输电技术的重要发展方向。超高压紧凑型线路给传统突变量保护带来的一些特殊的技术问题。分析了超高压紧凑型线路的一些特点及其给传统突变量保护带来的影响,提出了适用于紧凑型线路的突变量保护新方案。新方案采用贝瑞隆模型的波动方程精确计算补偿电压,并利用基于小矢量算法的自适应短窗以检测故障和反映故障暂态特征。在此基础上,提出了综合利用自适应短窗和浮动门槛的突变量保护判据。仿真表明,新方案应用于超高压紧凑型线路上是有效的。

    • 基于实时电价的微网PSO最优潮流算法研究

      2013, 41(16):34-40. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.005

      摘要 (4703) HTML (0) PDF 1.70 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对含多种DER的中压微网系统,提出基于实时电价的微网PSO最优潮流算法。首先推导了包含可中断负荷且与大电网可双向潮流交换的微网经济成本方程及包含能量流失的蓄电池运行约束方程。考虑了目前备受关注的PM10对健康的影响,综合经济、环境、健康成本及多种约束,以微网24小时运行费用最小为目标,建立了微网综合经济运行的优化模型。之后,提出基于牛顿-拉夫逊最优潮流算法的混沌PSO算法,结合某电力市场的实时电价和通过负荷预测获取的负荷曲线,在满足负荷需求的前提下,实现可中断负荷、蓄电池、DER与大电网功率的经济共享。最后,在Matlab环境下编程实现了该混沌PSO最优潮流算法。通过对某中压微网系统4种运行状态下的经济性分析,验证了该方法的正确性和有效性。

    • 具有电压补偿功能的微网逆变器控制研究

      2013, 41(16):41-47. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.006

      摘要 (4062) HTML (0) PDF 2.08 M (316) 评论 (0) 收藏

      摘要:对微网逆变器用于补偿微网电压暂降进行了理论分析。针对并网逆变器正常并网发电时,微网内电压不平衡、谐波对微网逆变器控制影响,在推导分析VPI控制在微电网并网逆变器中应用性能的基础上,提出了一种加入独立比例项的PVPI控制,并将其应用在基于储能并网逆变器控制中。进一步提出双模式控制方法,使储能并网逆变器既可以实现并网发电控制又可以根据实际情况的需要,将功能切换到补偿PCC电压不平衡暂降,采用正序和负序PVPI控制器分别对正序分量和负序分量进行闭环反馈控制。最后进行了仿真验证,理论分析及仿真结果表明所提方法的正确性和有效性。

    • >应用研究
    • 超导储能在并网直驱风电系统中的应用研究

      2013, 41(16):48-53. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.007

      摘要 (4499) HTML (0) PDF 2.15 M (193) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对直驱风电系统并网运行过程中存在的输出有功功率波动和低电压穿越问题,在变换器的直流环节并联超导储能系统。对超导储能系统的斩波器提出双闭环加脉冲判断的控制策略,确保超导磁体线圈电流水平,使超导储能系统可以快速、准确地充放电,从而稳定直流环节功率。同时,通过引入谐振控制器的方法,对网侧变换器的控制策略进行改进,实现电网电压不对称跌落情况下,负序分量引起波动的有效控制。仿真结果表明,采用上述方案后直驱风电系统向电网输送较为平滑的有功功率、低电压穿越能力得到了提升。

    • 基于机制设计理论的用户需求订购模型

      2013, 41(16):54-59. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.008

      摘要 (4006) HTML (0) PDF 650.84 K (184) 评论 (0) 收藏

      摘要:在实施激励性补偿驱动的需求响应项目过程中,由于信息不对称,传统的基于历史数据的用户基准负荷估计会导致操纵问题,从而会影响需求响应项目的经济效率。采用机制设计理论,引入用户类型参数来描述不同用户的不同用电需求意愿,提出了信息不对称环境下,供电公司考虑用户参与约束和激励相容约束的需求订购模型,并给出了求解方法。该模型解决了需求订购中用户真实基准负荷的自愿披露问题,算例仿真验证了模型的有效性和合理性。

    • 基于PTN技术的配电通信网隔离度评估研究

      2013, 41(16):60-65. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.009

      摘要 (4440) HTML (0) PDF 4.27 M (210) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对PTN技术构建的智能配电通信网的隔离度的大小,提出了一种数学评估模型来评估智能配电通信网隔离效果。结合互信息的特征,利用事件X受到事件Y的影响所产生的变化率频率来评估信道之间的相关性,通过互信息的大小来反映隔离度。并在OPNET上对南方电网云南分公司的实验网络架构图进行仿真统计,利用此方法比较了PTN技术和二层交换机技术各自组网的隔离效果。实验的统计结果表明,所提方法在估计隔离度方面具有良好的可行性和有效性,为评估网络隔离提供了一种可量化的方法。

    • 基于SOC调整的光伏电站储能系统调控策略

      2013, 41(16):66-70. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.010

      摘要 (5249) HTML (0) PDF 1.62 M (293) 评论 (0) 收藏

      摘要:光伏(PV)发电输出功率具有波动幅度大和随机性强的特点,大规模并网光伏电站需要电池储能系统(BESS)对输出功率波动进行平滑抑制,以降低对电网的冲击。提出了一种衡量不同BESS控制策略抑制PV功率波动能力的评价指标,针对现有基本功率平滑控制策略的不足,提出基于电池荷电状态(SOC)调整输出的储能功率控制策略。通过调节BESS输出功率,对PV输出功率中较高频段波动成分进行补偿,并且在储能电池荷电状态(SOC)偏高/低时对输出功率加以自适应调整,在不削弱补偿效果的前提下,将SOC维持在正常范围内。仿真结果表明所提方法在光伏输出波动剧烈时仍有较好的平滑效果,并且对电池容量的需求较小。

    • 基于ANCT和Adaline两种自适应谐波电流检测模型的分析

      2013, 41(16):71-77. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.011

      摘要 (4326) HTML (0) PDF 1.40 M (162) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了两种自适应谐波电流检测模型的基本原理,即基于自适应噪声对消技术(ANCT)的谐波电流检测模型和基于Adaline的自适应谐波电流检测模型,并分析了两种模型在相同自适应算法的条件下的检测性能,缺陷和适用范围,以及不同自适应算法对相同模型的检测性能的影响。分析结果表明:在相同算法条件下,两种模型的收敛速度一致,后者的稳态误差小(理论上可以为0)但计算量大,前者只适用于信噪比很大的情况下并且其检测结果主要作为有源电力滤波器(APF)的参考信号,而后者的检测结果还有其他用途(如谐波分析,保护和控制等);同时,不同的自适应算法对同一模型检测性能的影响由算法本身决定。数值仿真验证了该理论分析的正确性。

    • 基于无锁相环的电气化铁道功率平衡装置电流检测方法的研究

      2013, 41(16):78-84. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.012

      摘要 (4273) HTML (0) PDF 2.47 M (225) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对平衡变压器供电方式下,高速电气化铁道谐波、负序电流引起的电压畸变,指令电流检测过程复杂、延时较长,结果含有误差的缺点,提出了一种无需锁相环电路快速准确地提取指令电流的方法。该方法通过简单的数乘运算提取基波电压,运用同步检测法来准确地检测出指令电流信号的方法,使两供电臂功率平衡,电流对称且与供电臂基波电压同相位,消除无功、谐波及负序电流对三相电力系统的影响。相比传统的带锁相环,基于鉴相原理和瞬时无功功率理论的检测方法,该方法更加简便易行,运算速度更快,且不受电网畸变条件的影响。通过仿真分析,验证了该检测方法在电气化牵引供电系统电压畸变条件下运用的正确性和可行性。

    • 高压直流输电线路边界高频电压信号衰减特性分析

      2013, 41(16):85-90. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.013

      摘要 (4584) HTML (0) PDF 4.07 M (237) 评论 (0) 收藏

      摘要:高压直流输电线路两端安装的直流滤波器和平波电抗器形成了高频电压信号的线路边界,利用这种边界特性可以构成新型线路保护,但线路边界参数及配置方式的差异会对线路边界高频电压信号衰减程度造成影响。基于现有直流输电工程的直流滤波器与平波电抗器的参数及配置原则,研究了不同直流滤波器结构、不同平波电抗器配置方式以及直流滤波器与平波电抗器元器件不同参数对直流输电线路边界高频电压信号衰减特性的影响。结果表明,不同参数及配置形式的线路边界对高频电压信号均有较大衰减,可以依据高频电压信号在区内外故障时的差异构成新型直流输电线路保护。

    • 基于向量分析法的三相交联电缆局部放电检测与分析识别技术

      2013, 41(16):91-96. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.014

      摘要 (4559) HTML (0) PDF 2.53 M (265) 评论 (0) 收藏

      摘要:三相交联电缆的局部放电诊断易受到外界环境、相间串扰等因素的影响。为了解决信号的串扰问题,介绍了基于向量分析法的三相交联电缆局部放电检测与识别技术。该方法基于不同的局放脉冲衰减程度不同的原理,利用三相信号脉冲组的幅值关系构建三相幅值相位关系图,用来区分外部噪声和内部局放信号,同时分离不同的局放源。通过理论研究与现场实例的分析可以得出结论,该方法在高压交联电缆的局放诊断方面具有较好的可行性和优越性,可有效应用于三相交联电缆局放现场检测和绝缘诊断。

    • 采用交流互感器测量变压器中性点直流分量的方法

      2013, 41(16):97-102. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.015

      摘要 (4056) HTML (0) PDF 2.46 M (288) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种利用交流互感器检测变压器中性点直流分量的方法。先利用相关系数的饱和识别方法判断交流互感器是否饱和,然后找到变压器中性点交流互感器测得的三次谐波含量与中性点直流分量对应的关系曲线(饱和关系曲线或不饱和曲线)进行查找,最后得到与此三次谐波含量对应的直流分量。比较该直流分量的大小,通过告警或跳闸来保护变压器,防止事故扩大。所提方法不需要增加额外的一次设备,简单易行。

    • 配电线路阻抗在线虚拟量测研究

      2013, 41(16):103-107. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.016

      摘要 (4649) HTML (0) PDF 822.50 K (181) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得准确的配电线路阻抗参数,提出了一种配电线路阻抗在线虚拟量测方法。根据线路段首、末端采集到的大量电压、电流信息,建立线路段的电压降线性等效计算模型,采用回归分析法或平均值解方程法等数学方法分析、计算出电压降线性等效计算模型的系数,末端电流对应的系数即是该线路段的阻抗,从而实现线路参数的在线辨识。利用该方法对一条实际运行的配电线路进行建模与计算,并与线路实际阻抗进行了比较分析。计算结果表明,基于电压降线性等效计算模型的配电线路阻抗在线虚拟量测方法是有效和实用的,并具有计算速度快,实时性好的优点。

    • >设计开发
    • 基于BP神经网络的光伏阵列故障诊断研究

      2013, 41(16):108-114. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.017

      摘要 (6074) HTML (0) PDF 5.89 M (212) 评论 (0) 收藏

      摘要:光伏阵列多安装在较恶劣的室外环境中,因此在运行过程中常会发生故障。为辨别光伏阵列故障类型,提出了基于L-M算法的BP神经网络的故障诊断方法。在深入分析不同故障状态下光伏阵列输出量变化规律的基础上,确定了故障诊断模型的输入变量。本方法无需额外的设备支持,具有简便、成本低的优点;可以在线实时地进行故障诊断。仿真和初步实验结果验证了基于BP神经网络的故障诊断方法可以有效地检测出光伏阵列短路、断路、异常老化及局部阴影等四种故障。

    • 基于矢量控制的微电源接口模型研究

      2013, 41(16):115-120. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.018

      摘要 (4833) HTML (0) PDF 1.47 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:仿真软件所提供的微电源与电网的接口模型少、型式单一、复杂,模型中各变量的物理意义不清晰,阻碍了仿真软件进行微电网仿真研究。利用不同的坐标变换,采用电压定向控制技术,设计了基于矢量控制技术的微电网接口模型,解决了微电源与微电网在Matlab/Simulink中的不同模块集、不同运行模式下组网仿真的接口问题。仿真结果表明,采用该模型组成的微电网能够正确反映出微电网在各种扰动下的电压、频率、有功、无功等变化,能够满足微电网仿真要求。

    • 基于供电模型的中压配电网络智能规划——三角形三联络供电模型的自动布线

      2013, 41(16):121-126. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.019

      摘要 (4954) HTML (0) PDF 1.01 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了使供电模型理念更好地融入到实际的电网规划工作中,对中压配电网三角形三联络供电模型进行了自动布线研究。首先针对三分段三联络供电模型的结构特点,按照“单辐射-单联络-三分段三联络”的构建顺序建立了自动布线的规划模型,然后应用遗传算法对供电模型进行整体优化,最后通过算例验证得到了全局最优的布线结果。规划方案符合配电网规划的实际特点,证明了该算法的可行性与实用性,对基于供电模型的中压配电网规划具有一定的指导意义。

    • >工程应用
    • 动态电压恢复器的无迹卡尔曼滤波检测方法

      2013, 41(16):127-132. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.020

      摘要 (4233) HTML (0) PDF 1.18 M (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对三相三线制系统中动态电压恢复器的信号提取问题,提出了无迹卡尔曼滤波结合数学形态滤波的电压暂降检测方法。在αβ坐标系下建立含电压稳态量和补偿量的基波分量非线性状态空间模型,通过无迹卡尔曼滤波构建状态空间方程,对电压输入信号采用数学形态滤波进行消噪预处理。所提方法实现了对电压稳态量的估计、补偿量的提取及暂降电压正序、负序分量幅值和相位的解耦检测,在动态响应速度及检测可靠性方面具有优越性。仿真结果验证了所提检测方法的正确性和有效性。

    • CT过饱和特性及对过流速断保护的影响

      2013, 41(16):133-138. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.021

      摘要 (5408) HTML (0) PDF 1.00 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高过流速断保护在 CT 饱和时的可靠性,避免保护拒动,提出了一种保护测量值随短路电流的变化趋势的分析方法。通过分析电流互感器( CT )过饱和时的传变特性和输出波形特征,以及继电保护装置的测量性能,说明当故障电流达到数倍于 CT 准确限值电流(即 CT 处于过饱和状态)时, CT 二次电流的特征量随故障电流的增加呈现缓慢单调上升趋势,但保护装置的电流测量值却可能呈现下降趋势,从而引起过流速断保护拒动。分析表明,该分析方法可根据回路参数估算测量值随短路电流的变化趋势,以校验过流速断保护整定值的可靠性,以便采取适当措施避免保护拒动,在工程应用中具有很好的经济效益。

    • 基于历史故障波形的行波测距装置检验方法

      2013, 41(16):139-143. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.022

      摘要 (4946) HTML (0) PDF 759.97 K (215) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了检验行波测距装置的运行状态,并提高检验的准确性,针对双端测距的校验,提出了基于历史故障波形的行波测距装置检验方法。利用行波测距装置记录的历史故障行波作为测试波形,加载到高频行波信号源并以GPS同步的方式输入被测线路两端的行波测距装置。利用该方法得到的测距结果与历史故障测距结果进行了对比分析。现场测试结果表明,基于历史故障波形的行波测距装置检验方法是有效和实用的。该方法能准确检验行波测距装置的运行状态,继而保障了输电线路安全稳定地运行。

    • 微电网多能互补电源容量配置方法研究

      2013, 41(16):144-148. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.023

      摘要 (5105) HTML (0) PDF 4.97 M (209) 评论 (0) 收藏

      摘要:微电网包含多种分布式电源,组网时存在多能互补电源容量配置问题。以某一海岛微电网组网为例研究了微电网多能互补电源容量配置方法。通过案例分析,确定按计划离网配置适合选择保证综合负荷供电配置,而按非计划离网配置适合选择保证重要负荷供电配置。前者侧重于选择何时计划离网在满足综合负荷需求的情况下使投资成本最低,而后者侧重于任意时刻离网保证重要负荷可持续供电。另外,也可以综合两者对电源容量进行配置,既满足在计划离网时的综合负荷需求,又满足在非计划离网时的重要负荷需求。

    • 高压电力线路在线视频监控系统工程应用及实践

      2013, 41(16):149-153. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2013.16.024

      摘要 (5360) HTML (0) PDF 651.02 K (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:以许昌110 kV付葛线路改造工程为背景,以高压电力线路在线视频监控系统在许昌电网中的应用研究为目的,设计组建许昌地区高压电力线路在线视频监控系统。通过介绍高压电力线路监控现状,研究输电线路实时监控技术,针对目前许昌电网发展中的实际需求,采用最新的EPON光传输技术以及高压感应供电等多种先进技术,组建了许昌输电线路在线视频监控系统,克服了以往的无线传输和太阳能供电等技术存在的弊端。经过测试验证,该系统较之其他视频监控系统具有明显优势,图像传输效率高,供电系统可靠稳定,具有较好的推广应用前景。

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