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2015, 43(1):1-8. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.001
摘要:随着光伏并网电站的数量增多、容量增大,其对电网的保护与控制的影响不可忽略。建立光伏发电站的电磁暂态仿真和等值计算模型是研究其并网特性及对继电保护影响的基础。介绍了光伏电站接入电网的常见形式,建立了一种通过单级式逆变器并网的光伏发电单元模型,并利用在PSCAD/EMTDC上搭建的光伏发电系统电磁暂态仿真模型验证了其在稳态和暂态条件下的有效性。在此基础上,给出了一种由光伏发电单元组成的光伏电站的等值计算模型,并仿真验证了其有效性。
田昊 , 吕林 , 高红均 , 李敏 , 王刚 , 成思琪 , 朱鑫
2015, 43(1):9-14. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.002
摘要:为了保证配电网重构工作更加实际有效,提出了一种兼顾经济性和电能质量的网络重构方法。首先提出系统运行性能指标──网络损耗和电压总偏移量,再利用归一化方法对多指标融合并形成配网运行综合性能指标,通过设定综合性能指标标准差,划分重构时段,该划分方法可以限制网络重构次数。结合配电网的特点对复杂结构进行简化处理,有效降低了遗传算法的寻优空间,在优化过程中采用自适应调整的交叉率和变异率,较好地提高了算法的性能。通过IEEE33节点系统的仿真分析,验证了该方法的有效性及正确性。
2015, 43(1):15-20. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.003
摘要:为了克服电力线通信系统(PLC)中存在的大量噪声,改善低信噪比情况下电力线通信系统通信质量,提高电力线通信系统可靠性,引入时频峰值滤波(TFPF)算法作为电力线通信系统的噪声消除技术。时频峰值滤波算法通过频率调制将电力线含噪信号调制成解析信号的瞬时频率,利用解析信号的Wigner-Ville分布的峰值进行瞬时频率估计,从而恢复有效信号。针对电力线通信系统信号的非线性特性,利用加窗的Wigner-Ville分布实现TFPF。实验证明,在低信噪比情况下,该方法可以有效地消除电力线通信系统噪声,降低误码率(BE
鹿建成 , 李啸骢 , 黄维 , 查中魁 , 黄承喜 , 席云
2015, 43(1):21-27. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.004
摘要:为研究机电扰动情况下静止同步串联补偿器(SSSC)和励磁线性最优控制器(LOSEC)对次同步振荡(SSO)的抑制效果,提出用经典线性最优控制理论并结合次时间最优控制的加权矩阵方法设计该控制器。此外,与无控制器及SSSC最优控制策略(LOSC)对比,分析系统的特征值,可以看出LOSEC能有效地提高系统阻尼比和运行稳定性。最后,在Matlab/Simulink上搭建了包含SSSC的单机无穷大系统电磁暂态模型。仿真结果证实该设计的LOSEC方法在短路扰动下抑制次同步振荡的效果更显著。
2015, 43(1):28-33. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.005
摘要:以单台变压器合闸励磁涌流原理为基础,结合变压器在实际操作中的情况,进一步研究多台变压器的合闸涌流。根据多台变压器空载合闸的特点提出了增加系统阻抗和串联电容器的方法。通过对比增加系统阻抗后变压器之间磁链变化分析了其对励磁涌流的影响并介绍了选择最佳阻抗值的方法。最后结合仿真软件Matlab仿真了多台变压器同时合闸的励磁涌流并与加载单一电阻方案和电阻加电容器方案的励磁涌流大小进行对比。仿真结果表明,这种抑制方案有效地抑制了多台变压器的励磁涌流。
2015, 43(1):34-39. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.006
摘要:进行滤波器失谐元件的在线辨识对于提高高压直流输电系统的运行可靠性具有重要实用价值。提出了一种新颖的高压直流输电系统直流侧单调谐滤波器失谐元件的在线辨识方法。该方法通过测量流过滤波器的电流并进行谐波分析,通过对滤波器谐振频率下谐波电流的变化来判断滤波器是否发生失谐。在发生失谐的情况下,计算特定频率处谐波电流变化率的比值,即可辨识出具体的失谐元件及失谐度。该方法计算简单,仅需对原有滤波器进行简单改造即可实现,扩展了滤波器的功能。给出了该方案的原理,并对其应用于辨识不同滤波器的失谐元件进行了仿真计算,结果验证了
2015, 43(1):40-44. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.007
摘要:对智能变电站继电保护装置实现自动测试的关键技术进行了研究,分析了智能变电站继电保护装置的外部接口特点、测试用例重用等关键问题。提出了一种基于智能继电保护测试仪快速构建自动测试系统的方法,并介绍了自动测试系统的系统设计方法、系统构成、软件模块划分以及核心调度流程设计等。该系统适用于智能变电站所有类型的继电保护装置,其实现思路及系统构建方法对智能变电站的现场调试、验收等工程实践具有参考意义。
邹蕴韬 , 谭亲跃 , 朱建行 , 赵华 , 朱宝慧 , 张君成 , 周雷
2015, 43(1):45-49. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.008
摘要:在超高压输电线路系统中,串联电容补偿具有提高输送容量和改善系统稳定性等优点,但由于串补电容的存在导致输电线路继电保护存在一系列问题。根据串补电容对距离保护和零序方向保护影响的理论分析,提出了基于TCSC串补电容的线路微机保护算法。算法利用TCSC的运行参数,考虑了串补电容在暂态过程以及电容运行状态对保护参数整定的影响,以避免TCSC使保护拒动或误动。最后通过仿真运行表明,该算法对于带有不同运行状态的TCSC的输电线路有很强的适应力和可靠性,可以满足线路继电保护的基本要求。
2015, 43(1):50-54. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.009
摘要:提出了一种基于暂态量的同塔双回线路故障选相方案。该方案利用小波变换工具提取各相故障电流分量的暂态能量,以暂态能量构成选相判据。根据同塔单、双回线故障选相等价原则进行故障相初步判别,在此基础上根据暂态能量大小进行同名相选线,进一步精确识别故障相,从而形成一套完整的基于双回线单端暂态量的故障选相方案。通过PSCAD/EMTDC软件对不同故障类型、故障位置、故障时刻以及不同过渡电阻情况的仿真,验证了该选相方法的可行性。
2015, 43(1):55-60. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.010
摘要:基于电网网架结构、发电机组分布、机组参数及负荷类型等因素的影响,系统频率特性呈现为时空分布。由于系统频率是制定低频减载方案的依据,致使低频减载装置不能按照设计的理想状态动作。针对某地区电网解网事故,详细分析了功率缺额下系统频率的动态特性及低频减载装置的动作情况。基于频率的时空分布特性考虑低频减载装置动作后频率恢复效果、切负荷大小及切负荷类型等影响因子,分析了负荷特性对频率的影响,提出了分散切负荷和集中切大用户工业负荷的两种研究方案。研究结果阐明集中切大用户工业负荷可快速恢复系统的频率,并对居民负荷影响较小
2015, 43(1):61-66. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.011
摘要:针对传统的最小二乘支持向量机(LSSVM)参数不易确定且单一预测模型精度不高的问题,提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)与LSSVM的组合预测模型。首先利用EEMD将历史数据分解成一系列相对比较平稳的分量序列,再对各子序列分别建立合适的预测模型。进一步通过贝叶斯证据框架来优化LSSVM的参数,用贝叶斯推理确定模型参数、正规化超参数和核参数。然后将各子序列预测结果进行叠加得到最终预测值。最后,将该预测模型用于某一家庭超短期负荷预测中,仿真结果表明,该模型取得了比单一模型更好的预测效果。
2015, 43(1):67-72. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.012
摘要:对现有的阻尼绕组电流观测器进行了改进,观测器算法采用龙格-库塔4法(R-K4),相对于现有的一阶向前差分电流观测器而言,精度更高。对观测器的初值和绝对稳定域问题进行了讨论,给出了观测器的初值和投入时间不影响跟踪效果的条件。对IEEE次同步谐振第一标准模型中的阻尼绕组电流进行观测,验证了改进后的阻尼绕组电流观测器的有效性。并对阻尼绕组电流成分进行分析,分析了用其监测次同步振荡的可能性。
2015, 43(1):73-80. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.013
摘要:在考虑直流控制系统影响的情况下,详细分析了HVDC输电线路区内、区外的故障特征以及直流控制系统的动作特性和控制状态。引入并分析了基于开关函数的交直流系统二次谐波计算等值模型。通过分析故障期间换流器触发角和直流侧二次谐波量的变化特征,提出了一种新的以换流器触发角为保护动作量,利用二次谐波分量闭锁的直流线路后备保护方案,给出了保护整定的理论计算方法。与直流线路纵联差动保护相比,该保护不因直流电流波动影响而被闭锁,保护动作时间较快;与微分欠压保护相比,具有更高的抗过渡电阻能力。通过PSCAD/EMTDC大量仿真
2015, 43(1):81-87. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.014
摘要:双馈风电机组在机端电压跌落程度不同的情况下会表现出不同的暂态特性,随着风电机组的大规模并网,其故障暂态特性对于电网的安全稳定运行具有重要意义。以对称故障为例,基于双馈感应发电机的转子电压方程,采用统一方法分析了电网故障导致的不同机端电压跌落程度下双馈风电机组的定子电流。在机端电压严重跌落时,分析并推导了投入撬棒保护电路情况下双馈感应发电机定子电流的表达式。而在机端电压非严重跌落时,在考虑转子侧变流器控制系统对定子电流的影响的基础上,定性地分析了双馈感应发电机定子电流动态变化过程。通过仿真进一步分析了机端电
2015, 43(1):88-92. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.015
摘要:将基于预测模型的功率控制策略(Predictive power control,PPC)应用于静止同步补偿器(Static synchronous compensator,STATCOM)中,来解决传统直接功率控制策略中存在的功率脉动过大、开关频率不固定等问题。在分析STATCOM基本结构的基础上,结合实际数字处理系统离散运行的特点,推导出STATCOM系统的功率预测方程,构建一个使k+1采样点功率跟踪误差最小为目标的占空比求取函数,然后利用SVPWM技术调制出波形控制(Voltage source in
2015, 43(1):93-97. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.016
摘要:在智能化变电站中,过程层网络通信是其信息共享和信息传输的基础。为了保证电力系统的安全、可靠性,实现过程层网络通信异常的分析、诊断是目前研究的热点。采用特殊的智能DAG网卡,其具有结构简单、零包丢失、高精度时间戳等优势,然后配合扩展的Wireshark分析软件,设计了一套软硬件结合的网络分析诊断软件。同时详细阐述了报文异常检查、网络状态统计以及故障波形记录等功能实现步骤,展示网络分析、诊断系统的应用效果以及提出未来亟待改进的地方。该设计将故障录波器和网络通信记录分析系统集成一体化,对减少变电站内设备、降低投
2015, 43(1):98-101. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.017
摘要:为了满足标准配送式智能变电站预制舱式二次组合设备安装使用要求,针对装置本体与显示终端分离的前接线二次保护装置,给出一种前接线二次保护装置显示终端的设计与实现方法。基于该方法设计的显示终端,采用独立的自带CPU,通过屏蔽以太网线与保护装置本体通信,抗电磁干扰性能较强,安装位置可以根据实际需求灵活部署。软件设计基于嵌入式实时Linux操作系统,通过自适应信息组织方式,实现兼容多种保护装置的信息显示。中国电力科学研究院测试结果与某220 kV变电站的成功试运行证明了该显示终端适用于多种前接线二次保护装置的正确性
2015, 43(1):102-107. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.018
摘要:在目前电力系统故障录波器联网系统中,一些采用脉冲对时方式的录波器常常对时不准,事故分析人员难以把反映同一次故障的多个故障录波数据进行关联和同步,给故障综合分析带来困难。基于此,通过软件的方法检测各变电站故障录波器时钟之间的差异,并用测量的时间差进行多变电站故障录波数据自动关联。提出了不依赖线路参数的多变电站故障录波数据同步方法,对相互关联的数据进行自动同步。通过软件将该方法应用于故障录波器联网系统,在实际的故障分析中发挥了重要作用。
李生福 , 张爱玲 , 李少华 , 郝正航 , 曹森 , 张望 , 柴建云
2015, 43(1):108-114. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.019
摘要:“风火打捆”交直流外送是未来千万千瓦级风电能源基地电力外送的重要方式之一,亟需掌握“风火打捆”交直流外送系统的稳定特性及其机理。功角是反映系统暂态稳定性的主要标志,分析了双馈电机的功角快变特性和“风火打捆”系统等值机械转动惯量对火电机组功角暂态稳定性的影响。针对系统的暂态稳定性问题,提出了一种附加控制策略,并设计出控制装置样机,可提高“风火打捆”系统的暂态稳定性。基于所提附加控制策略的试验样机通过了实时数字仿真器(Real Time Digital Simulator, RTDS)的闭环验证,结果表明:该
吴庆范 , 黄金海 , 张爱玲 , 严兵 , 贾轩涛 , 田培涛 , 范子强 , 许朋见 , 付艳 , 许静静
2015, 43(1):115-121. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.020
摘要:介绍了首次应用于特高压直流输电工程的DPS-3000平台,分析了基于此平台的直流保护系统的整体设计方案、测量系统设计方案、保护功能配置方案和辅助功能设计方案。介绍了国内首个以厂家为主的二次系统仿真试验情况,对试验中发现的关键技术问题进行分析并提出解决策略。二次系统仿真试验验证了直流保护系统实施方案及其性能满足设计规范书要求,为溪浙特高压直流输电工程的现场调试工作和顺利投产奠定了坚实的基础。
张月明 , 李俊 , 刘嘉 , 刘小宁 , 张敏敏 , 沈美杰 , 周海峰
2015, 43(1):122-128. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.021
摘要:稳态强磁场超导磁体电源采用双反星型可控硅整流技术方案,是一种典型的非线性负载,运行时会带来较大的无功冲击及谐波污染。针对科学装置的链式高压有源电力滤波方案规划,结合有源滤波系统的非线性特性,提出一种采用分数阶PI控制器代替普通PI控制器实现的电流内环解耦方法,基于改进的Oustaloup算法,实现分数阶微积分的求解。通过仿真与实验对比分析了分数阶PI与常规PI控制器的运行效果。经仿真与实验表明,采用的分数阶PI电流内环控制器是正确的,且具有一定的参考价值。
2015, 43(1):129-136. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.022
摘要:随着无电地区电网的建设,大量具有小机组、轻负荷特性的偏远地区小电网逐渐通过极长的联络线路与主网相连。一旦由于故障等因素,这些小电网与主网解列而转为孤网运行时,小电网中过剩的有功功率以及充电无功极有可能导致严重的高频高压风险,造成设备以及负荷的损毁。首先,结合四川某藏区电网,对小电网与主网解列后的高频高压现象进行了研究,分析了高频高压现象出现的机理。其次,探讨了电网内发电机调速、励磁装置的控制方式以及负荷特性对高频高压风险的影响。最后,在分析传统抑制策略所存在不足的基础上,提出了一种基于高周解列的偏远地区电
苗培青 , 于耿曦 , 纪双全 , 李越 , 黄伟 , 王钰
2015, 43(1):137-144. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.023
摘要:在合环操作时,为了避免引起很大的稳态电流和冲击电流,使线路过载和越限,要进行合环操作分析和计算。合环操作时可能涉及到主网,在获取主网数据时会遇到多种不同的情况。根据合环操作是否涉及到主网,将合环电流计算分为配网合环计算和主配网拼接合环计算两种情况。当进行主配网拼接合环计算时,根据获取的数据类型分成三种不同情况分别进行了建模与分析,以实现合环电流的计算。采取等值网络模型来分析计算合环网络,详细研究了合环稳态电流计算以及合环冲击(暂态)电流计算的方法,根据合环分析计算的思路和流程编制开发了合环操作软件,在实际
2015, 43(1):145-149. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.024
摘要:为了开展行波故障测距装置型式试验,分析了输电线路行波故障测距装置的相关标准,提出了装置的检测项目。针对行波故障测距精度主要影响因素,建立了行波故障测距装置功能和性能测试系统,并通过测试实例,详细介绍了仿真模型建立及故障的设置方法。试验结果证明了测试方法的有效性和实用性。最后依据DL/T 357-2010标准,在多年设备检测的基础上,提出行波测距装置评价体系,对装置的软件与硬件综合性能进行评判,提出装置应用范围,为工程设备选型提供技术依据和保证。
2015, 43(1):150-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.01.025
摘要:为解决传统的火电机组超速保护控制特性无法适应不同形态故障对电网、机组的影响,完善其控制策略,加强电网稳定性、提高机组设备安全性,提出一种基于安全自动装置控制的火电机组超速保护。该保护利用区域稳控系统实现信息采集、处理和命令分发,实现了安全自动装置与超速保护两者的精确配合,可达到防止同一供电区域内的多台火电机组超速保护同时动作的目的。分析结果表明,该保护在有效提高电网稳定性的同时,也确保了机组原有的安全屏障不受削弱,可操作性强,为解决孤网系统高频问题另辟蹊径。