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2014, 42(12):1-7. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.001
摘要:除了输入信号类型之外,电力系统稳定器(PSS)的相位补偿方式也是其影响次同步振荡的非常重要的因素。设计了四种不同类型的PSS:采用一级超前补偿的速度反馈型PSS,采用两级超前补偿的速度反馈型PSS,采用滞后补偿再反相的速度反馈型PSS,采用滞后补偿的功率反馈型PSS;分析了各PSS的频率特性,加入PSS前后系统的电气阻尼特性,PSS相位补偿方式对次同步频段信号的影响,以及滞后补偿再反相的速度反馈型PSS的可行性。结果表明,采用滞后补偿再反相的速度反馈型PSS对次同步振荡几乎没有影响,该PSS既能利用理想的转速偏差作为输入信号,又能避免对轴系扭振敏感,还能有效抑制低频振荡,具有可行性。
2014, 42(12):8-13. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.002
摘要:分布式发电(Distributed Generation, DG)接入电网在缓解环境污染和能源短缺压力的同时,也会给电网的安全运行分析带来新的挑战,特别是DG控制策略的多样性将使电网静态电压稳定问题更加复杂。DG接入电网对静态电压稳定性的影响主要取决于DG的接入容量、控制方式等因素。首先对DG接入线路的复杂外部网络进行等值,推导负荷节点电压与分布式发电渗透率的解析表达式。在此基础上,分析不同DG渗透率下的节点电压以及负荷PV特性,比较DG采用不同无功控制策略对负荷PV特性的影响。最后,将扩展线路电压稳定指标应用于含DG的电网静态电压稳定分析,研究DG采用主动无功控制策略对线路电压稳定指标的影响。
2014, 42(12):14-18. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.003
摘要:行波故障测距中行波信号奇异点的精确检测和行波波速的确定是影响测距精度的主要因素。根据Hankel矩阵方式下奇异值分解第一个分量后的各分量具有的奇异性检测能力,对行波信号进行奇异值分解,利用第二个SVD分量脉冲模极大值检测出信号的奇异点。同时,提出一种不受行波波速影响的双端测距方法,通过检测故障初始行波和故障点反射波分别到达两端母线的时刻,列写方程组,得到与速度无关的测距公式。EMTDC仿真证明了该故障测距方法的正确性。
2014, 42(12):19-24. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.004
摘要:基于三阶感应电动机模型,同时考虑机械转矩参数,给出了快速评估法下极限切除时间的计算方法,分析了转子绕组电磁暂态特性和机械转矩参数对极限切除时间的影响。该方法提高了感应电动机模型精度,同时计算更加简便,可用于动态安全评估系统的计算。IEEE30系统仿真结果表明较高的机械转矩次数有利于负荷节点暂态电压稳定,而转子绕组的电磁暂态特性不利于负荷节点的暂态电压稳定,模型精度对极限切除时间的影响小于机械转矩参数的影响。
2014, 42(12):25-29. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.005
摘要:针对非线性动态负载引起的谐波检测难的问题,提出了一种新的估计电力系统谐波的算法。该算法首先利用混沌粒子群算法(CPSO)的全局搜索性,对未知参数进行优化估计,然后将CPSO算法优化的值作为RLS算法模型的初始权值;最后借助RLS算法进行谐波的有效提取。通过实验仿真,与CPSO算法相比,谐波振幅估计精度最大提高7%,相角估计精度最大提高1.24%。仿真结果表明,该算法在保证收敛速度的同时具有更高的估计精度。
2014, 42(12):30-36. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.006
摘要:为进一步降低低压电弧故障的误识率,针对串联电弧故障,提出一种基于脉冲信号变换的Camberra距离诊断方法。将负载电流转变为脉冲波,随机电弧故障表现出脉冲波的非周期波动。通过脉冲宽度的时间序列数值差分提取电弧故障的随机特征,构造出基于差分序列统计特性的故障特征向量。特征向量点值图呈现出明显的聚类特征。根据特征向量的Camberra距离分析结果与脉宽特征,给出电弧故障误识别问题的解决方法,确定了电弧故障的诊断算法。参考UL1699的电弧故障仿真试验和实际样机测试结果验证了该方法的可行性和较高的可靠性。
2014, 42(12):37-43. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.007
摘要:对接入直流微电网的光伏发电系统提出三种工作模式,即最大功率点跟踪控制模式、恒压模式和恒功率模式。在最大功率点跟踪控制模式时,采用一种变步长的扰动观察法实现最大功率点跟踪。在恒压模式时,采用PI控制实现恒压控制。在恒功率模式时,采用PI控制实现恒功率控制。当判断出不能实现恒压或恒功率控制时,切换到最大功率点跟踪控制模式,并通知能量管理器,能量管理器通过储能装置调度或负荷调度来镇定直流母线电压。从而使光伏发电系统对能量管理器来说是一个受限的可控源,有助于直流微电网的稳定运行。对所提出的多种工作模式及控制方法进行了仿真,结果表明,所提方法能使光伏发电系统运行于多种工作模式,并能实现相应的控制目标及模式切换,使光伏发电系统变为一个受限的可控源。
2014, 42(12):44-50. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.008
摘要:复杂的电网工况下,研究高效的并网逆变器控制方法具有重要的实用价值。提出了αβ静止坐标系下基于准PR(比例谐振)调节器电流双闭环LCL三相并网逆变器控制策略,与传统的dq坐标系下PI(比例积分)控制相比,响应快速、系统稳定且能单位功率因数运行,在电网故障情况下具有很好的鲁棒性。电容电流内环反馈控制能够抑制LCL 滤波器在谐振频率处的谐振尖峰;基于静止坐标系并网电流外环控制无需对电流分量进行解耦,其控制算法简单,准PR控制基波频率处增益有限,不会造成系统不稳定,且具有抵抗电网频率波动的能力。仿真结果证明了提出的控制策略的优越性,并验证了其有效性。
2014, 42(12):51-56. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.009
摘要:为实现家庭用电的削减及推动用户侧和电网侧的双向互动,在智能用电技术高速发展和节能减排的背景下,结合智能用电技术、智能家电、家庭用电行为及电力需求响应,建立家庭用电响应模式运行流程图。构造经济模式和节能模式的数学模型,采用遗传算法的机组组合、模糊关联权重法来实现家庭用电优化,实现用电环境的经济和舒适。算例仿真结果表明用电响应模式及其数学模型、优化方法都是正确合理的,起到很好的削峰填谷、节约用电的效果。
2014, 42(12):57-64. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.010
摘要:风电的快速波动特性及与系统频率解耦特性使得风电接入后系统频率稳定性受到影响,在不同的风电穿透功率下,电网需有选择性地将风电纳入到系统的日前或日内调度计划中,如何确定风电接入对系统频率控制的影响是个难题。基于电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory建立了电力系统长过程调度决策仿真平台,平台为包含调度和电站上下两层的控制结构,可对风电接入后系统的长时间频率响应过程进行仿真。最后以某实际电网为例,仿真风电接入后对系统频率控制的影响,从而确定风电调度运行方案,验证模型的有效性。
2014, 42(12):65-70. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.011
摘要:智能变电站继电保护系统在架构和原理上都发生了巨大改变,如何客观正确地分析其可靠性尤为重要。对保护信息分类处理,采用最小路集算法进行合理的拓扑分析,然后运用直觉梯形模糊数对系统具有模糊不确定性的设备元件故障率进行分析计算,得出模糊可靠性指标,并通过编程的方式运用直觉梯形模糊数的信息不完全确定决策方法对最小路集线路进行可靠性分析,找出系统的薄弱环节。事实证明,该方法是一种具有实际意义的继电保护系统可靠性评估方法。
2014, 42(12):71-77. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.012
摘要:紧急控制是电力系统安全的重要防线,对维持故障及大扰动下系统暂态稳定有重要作用。对电力系统紧急控制的大量仿真表明,当系统遭遇故障多摆失稳时,电力系统事故后紧急控制时间对系统稳定性影响在时间域上是非线性的。基于动态安全域理论对紧急控制时间影响进行量化比较,并提出一种改进的故障后系统最优紧急控制策略计算方法。该方法考虑了紧急控制策略时间维度的优化,能量化反映在多摆失稳情况下紧急控制时间对系统的影响,并计算最优集中紧急控制时间及切除量。IEEE10机39节点系统仿真结果表明,新算法可以优化控制策略,减少控制成本。
王瑞琪 , 程艳 , 孙树敏 , 靳占新 , 李宝贤 , 李超英
2014, 42(12):78-86. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.013
摘要:微电网中系统阻抗不平衡和复阻抗特性、电源和负载位置复杂性等因素严重影响了系统功率分配的准确性、稳定性和动态性能。提出了基于坐标旋转虚拟阻抗的孤岛微电网控制策略,采用坐标旋转虚拟阻抗闭环改善微电网的阻抗特性,基于电压幅值和频率下垂控制实现系统功率分配,带前馈补偿的电压外环控制和电流内环控制保证了系统的稳态和暂态性能。建立了完整的微电网小信号动态模型,并在此基础上分析了坐标旋转虚拟阻抗对整个微电网性能的影响。算例仿真验证了小信号动态建模分析的准确性,证明了该方法能够改进功率解耦和分配的准确性,提高微电网控制的稳定性和动态性能。
2014, 42(12):87-90. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.014
摘要:基于图论无尺度图的分析方法,提出了一种电网脆弱性分析的新方法,对复杂网络的脆弱性进行评估。构建了无尺度图的解析模型,把系统的所有状态变量处理成有向图中的节点,并给出了相关参数的定义及计算方法,弥补了电网脆弱性分析只考虑网络结构,没有结合状态参数的不足,因此能更好地揭示电网的脆弱环节。通过对IEEE57节点系统计算分析,验证了该方法的合理性与有效性,为电力系统的规划设计及安全运行维护提供保证。
2014, 42(12):91-100. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.015
摘要:分布式可再生能源的接入增强了配电网可靠性的不确定性,而应用现有方法进行的配电网可靠性评估无法全面反映孤岛内电源和负荷的随机波动性,为此提出了基于点估计法的有源配电网概率可靠性评估方法。以蒙特卡洛模拟法为框架,首先确定有源配电网故障分区,建立孤岛随机变量概率模型,其次通过基于点估计法的独立随机变量非线性变换方法,对孤岛概率可靠性进行评估,最后将多次模拟故障的可靠性结果概率叠加,得出系统概率可靠性指标,实现了对有源配电网可靠性的全面评估和分析。通过对改造的IEEE RBTS Bus6中的多分支馈线模型进行仿真计算,验证了此种评估方法的有效性和准确性。
2014, 42(12):101-105. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.016
摘要:在潮流网络有向图中定义了三种类型节点,并利用节点之间的区别,给出了一种全新的顺流潮流跟踪方法。考虑了间歇性电源存在的动态特性及互补性,利用潮流跟踪结果来定义了响应度,并给出了它的物理意义。利用响应度作为指标,从电源侧、配网侧及负荷侧对支撑间歇性电源消纳的因素进行研究。通过对标准IEEE14节点系统的测试,证明了响应度指标的可靠性,并阐述了各因素对支撑间歇性电源消纳的影响机制。
2014, 42(12):106-112. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.017
摘要:可再生能源配额制(RPS)要求可再生能源在电力生产中占有一定比例,但实施过程中出现的市场力问题会对可再生能源证书(REC)市场和电能市场带来影响。针对RPS实施中的市场力问题,提出了主导企业竞争边缘模型,分析了不同主导企业的市场力对REC价格和上网电价的影响。在不同RPS要求下,通过实证研究得出不同主导企业的市场力对REC价格和上网电价的影响结果,说明REC价格太低将导致长期可再生能源发展的投资不足,REC价格太高也会扭曲投资的激励信号,导致长期发电资源的低效配置。因此,管制机构需要认真监督市场绩效,从而保障在RPS政策体制下可再生能源的健康发展。
2014, 42(12):113-118. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.018
摘要:采用风电储能系统来平抑风电波动功率在当今是一个有效的措施,然而储能系统控制策略的好坏直接影响风电系统的技术性能和经济性能。根据超级电容器和蓄电池在功能上的互补性,将其应用在基于双馈电机的风电场中,风电场采用分布整流集中逆变拓扑控制结构,并对其设计模糊神经PID控制器,采用模糊神经网络算法对混合储能系统PID控制参数进行在线优化。基于Matlab/Simulink平台搭建控制系统仿真模型,并进行仿真分析,验证了混合储能系统能够提高储能装置的使用寿命。根据储能系统补偿功率和其荷电状态的波动范围,以及对风电波动功率的平滑程度,验证了该控制系统的有效性。
许勇 , 牛永会 , 郭宁明 , 孙爱春 , 吕大伟 , 冯志畅 , 郑国太
2014, 42(12):119-125. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.019
摘要:针对传统行波故障测距装置存在的一些问题,如采样率低造成直流线路故障不启动、不同厂家设备间数据无法共享、不能满足智能变电站接入等,提出并实现了一种设备间基于Qnet协议的新型行波故障测距系统。相对于传统行波故障测距系统,该系统采用超高采样频率、支持分布式接入,显著提高了测距装置接入的灵活度;对外通信协议全面满足IEC61850要求,数据存储格式采用comtrade标准格式,便于数据共享;用多尺度分析替代了传统的主导频带分析。模拟试验证明,该算法可深度优化测距结果,有效提高测距精度。
2014, 42(12):126-130. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.020
摘要:分析配电网自动化管理系统(open2000)监测数据,发现配电网线路平均负载率偏低,一些线路处于轻载或空载状态,配电网冗余度过高、整体利用率低,资源浪费,但同时又有部分配电网线路处于重载状态,不满足N-1准则要求,影响电网可靠运行。针对以上问题,研究出了基于N-1和负荷特性的配电网最大接入容量。对规范配电网线路接入的配电变压器总容量,使配电网经济运行、负载率合理,并满足N-1准则的要求有重要参考价值。同时也可作为对现有运行的配电网接入容量合理性的校验标准。
2014, 42(12):131-136. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.021
摘要:总结了兴安直流输电系统2012年度的运行情况,统计了能量可用率、强迫能量不可用率、传输电量等主要运行指标。分析了直流闭锁、直流紧急停运、直流临时停运等影响直流可靠性的基础事件。对兴安直流2012年度直流保护不正确动作事件和典型事件进行分析,详细介绍了事件原因、暴露问题、现场处理、反措落实等。针对事件暴露出的问题集中在二次回路上,且在过去的检修维护工作中,有“重装置、轻回路”的思想,提出今后的检修工作中要有“重回路、轻逻辑”的思路,并重视备用回路的检查。这些经验不但为直流输电系统的运行、检修提供有益的参考,还有助于提高直流输电系统的运行维护水平,确保系统的稳定运行。
2014, 42(12):137-142. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.022
摘要:为了提高对动力电池健康程度评估的准确性,针对动力电池(组),给出一种基于动力电池的全寿命周期特征参数的评估算法。以动力电池的安全使用和准确评估为切入点,关注动力电池SOC的算法与动力电池SOH的检测方式,引出动力电池全生命周期在线监测管理系统的设计思想。以动力电池标称数据为基础,基于动力电池日常充电/换电、放电数据对动力电池进行检测,对检测中发现的隐患的动力电池统一调度,并制定电池维护/检修计划。评估结果表明,以电池箱(组)为分析/管理对象,根据动力电池的电气特征量采用对应策略对电池箱进行评估,可较为准确的评估动力电池当前的健康状态。且可预测出动力电池的使用趋势,从而达到“提高动力电池使用的安全性,延长电池的使用生命,减少运营成本”的目的。
2014, 42(12):143-147. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.023
摘要:通过对基于阻抗分压式和电网模拟式两种光伏并网逆变器低电压穿越LVRT检测方案分析及试验比对,阐明了两者在主电路拓扑、电压跌落幅值范围、准确性、瞬时过载能力和控制稳定性等方面的差异性。分析与试验结果表明,基于阻抗分压式的光伏并网逆变器LVRT检测方案能够真实地满足LVRT测试要求,并且输出电压波形稳定,更接近实际工况。
2014, 42(12):148-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.12.024
摘要:高可靠性和测量精确性是电力系统光学互感器实用化的前提和基础。应用电力传感光学理论,从结构模型出发,对磁光玻璃型和全光纤型光学电流互感器、电光晶体型和全光纤型光学电压互感器的实现方案进行了分类和技术比较,指出了各种方案在检测算法和制造工艺的优缺点。最后,对光学传感技术实用化需要关注的问题和研究方向进行了探讨。





