• 2015年第43卷第3期文章目次
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    • >理论分析
    • 基于风电功率min级分量波动特性的 风电场储能容量优化计算

      2015, 43(3):1-6. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.001

      摘要 (6548) HTML (0) PDF 989.50 K (2939) 评论 (0) 收藏

      摘要:储能为抑制风电功率随机波动性对电力系统的不利影响提供了可能。为减小风电功率随机波动分量对电力系统的影响,提出用储能设备平滑风电功率随机波动频繁的min级分量,并通过分析风电功率min级分量的波动特性,建立对应的储能容量优化配置模型。该模型在充分把握风电功率min级分量波动特性的基础上,以概率统计的区间估计理论确定储能系统的容量配置和最大充放电功率。该优化模型可以较小容量的储能设备改善风电功率的平滑输出,有利于减小风电功率随机波动性对电力系统的不利影响。仿真算例表明了该算法的有效性。

    • 基于振荡边界圆的失磁保护新判据研究

      2015, 43(3):7-13. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.002

      摘要 (5743) HTML (0) PDF 4.51 M (2599) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种新的失磁保护判据——振荡边界圆判据,来解决传统的失磁保护阻抗元件无法区分失磁与振荡这一问题。推导了发生振荡时机端阻抗轨迹的方程,经过分析得到系统发生低励磁振荡时,低励程度越深,机端阻抗轨迹圆越小,并且形成包含关系。根据这一结论,提出振荡边界圆判据,当机端测量阻抗轨迹进入振荡边界圆内,认为发生了失磁故障,保护直接动作,通过仿真验证了该判据的正确性。针对振荡边界圆判据,提出了一套新的失磁保护方案,并通过实例分析,验证了新失磁保护方案的有效性。

    • 一种实用的配电网无功运行两层优化方法研究

      2015, 43(3):14-21. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.003

      摘要 (4993) HTML (0) PDF 676.45 K (2482) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多时段动态无功优化,将控制设备动作次数转化成设备调节费用并将其计入目标函数,建立以全天网损费用与设备调节费用之和最小为目标函数的优化模型。将Fisher有序聚类算法引入到负荷曲线分段问题中,使分段后的负荷曲线尽可能贴近实际负荷水平。提出一种基于改进遗传算法和准动态规划法的两层优化算法,以获取全天控制设备的动作方案,实现多时段的协调优化。为兼顾算法的寻优速度和搜索精度,可依据电网规模灵活设置各阶段保留的最优路径数,适合于大规模系统的动态无功优化。算例表明了所提方法的实用和有效。

    • 分布式光伏电源极端可接入容量极限研究

      2015, 43(3):22-28. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.004

      摘要 (6379) HTML (0) PDF 668.66 K (3121) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了防止大量分布式光伏电源接入配电网后可能引起电压偏差和电压波动越限,建立了负荷和分布式光伏电源引起的电压偏差和电压波动的计算模型。并在此基础上定义了分布式光伏电源极端可接入容量极限的概念,即负荷为0的极端情况下不致引起电压偏差和电压波动问题的分布式光伏电源接入容量极限。推导了6种典型分布情况下线路电压偏差和电压波动不越限时所能允许接入的极端容量极限。针对10 kV典型线路,给出了不同线型下城市配电网和农村配电网中分布式光伏电源安全接入的极端容量极限值。结果表明,分布式光伏电源极端可接入容量极限是保守的限

    • 一种快速求解大规模安全约束最优潮流的多核并行方法

      2015, 43(3):29-37. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.005

      摘要 (5831) HTML (0) PDF 1.21 M (2881) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统安全约束最优潮流计算方法占用内存大、计算时间长的问题,提出了一种多核并行安全约束最优潮流算法。由正常运行状态检验预想故障状态,选取少量严重故障逐步修正正常运行状态,直到所有状态都得到满足。多核并行技术用于实现算法从高到低层次的高效率整体并行,以提高计算速度。其中,采用有向无环图并行数值分解算法实现正常运行状态修正过程的细粒度并行,并根据算法特性,直接实现预想故障状态检验过程的粗粒度并行。某省-3301节点系统(预设693个故障)等3个系统的计算结果表明:随着系统规模的扩大,所提方法占用内存不足传统

    • 风电场输出功率异常数据识别与重构方法研究

      2015, 43(3):38-45. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.006

      摘要 (7456) HTML (0) PDF 1.16 M (3302) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力大数据是电力发展的重要资源,数据来源于电力生产和电能使用的各个环节。风电运行数据是电力大数据的重要组成部分,随着风电穿透功率的增大,风电数据的采集、处理、分析对风电场运行、控制与并网研究有重要意义。然而,从风电场收集到的大量数据中通常包含异常数据点,这样的异常点给风电功率波动特性、风电功率预测等方面研究带来负面影响。分析了风电场历史运行数据中存在的异常数据的主要来源,并针对该实际问题,采用基于四分位算法的数学模型对异常数据进行识别。在数据缺失的情况下,以可用历史数据为基础,采用基于临近风电场出力模式性

    • 直流串并联海上风电机组控制策略

      2015, 43(3):46-52. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.007

      摘要 (5217) HTML (0) PDF 1.19 M (2882) 评论 (0) 收藏

      摘要:以VSC-HVDC技术为基础,提出了海上风电场直流并串联拓扑结构。此结构可以采用简化结构的永磁直驱风机,具有直流升压的优势,减少了变压站和换流站所需的海上平台建设,也减少了变压和换流过程中的损耗,降低了系统复杂度,减少了建设成本,有利于系统维护。同时此结构在一定程度上解决了风机串联结构和并串联结构中故障所造成的系统波动和支路环流的问题。提出了针对直流串并联结构的协调控制策略。最后通过软件仿真验证该结构的稳定性和控制策略的有效性。

    • >应用研究
    • 具有LVRT能力的并网光伏系统继电保护问题研究

      2015, 43(3):53-60. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.008

      摘要 (4837) HTML (0) PDF 1.38 M (3196) 评论 (0) 收藏

      摘要:具有低压穿越能力(Low voltage ride-though,LVRT)的光伏电站接入电网给保护带来一系列挑战。首先基于光伏电站的结构对光伏系统LVRT能力要求及反孤岛保护检测时间限制两个标准进行了介绍与分析,并基于PSCAD/EMTDC仿真分析了具有LVRT的光电站故障特性。其次从光伏电站接入配电网和输电网两个角度,在总结了具有LVRT能力的光伏电站故障特性基础上,归纳提出了配电网电流三段保护、重合闸、熔断器等受光伏电站的影响问题。深入分析了光伏电站LVRT能力与逆变器直流侧保护、反孤岛保护,输电网

    • SVG在双馈风力发电系统电压无功控制中的应用

      2015, 43(3):61-68. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.009

      摘要 (5522) HTML (0) PDF 4.04 M (2794) 评论 (0) 收藏

      摘要:双馈风力发电机在国内外的风力发电实际应用中逐渐取代同步发电机和笼型异步发电机,由于风力发电并网时出力的随机波动性,给配电系统的电压无功带来了很大的影响。考虑双馈风力发电机自身的无功输出特点,研究了SVG在其电压无功控制时的应用,详细探讨了SVG并网时的关键技术点,包括控制结构模型、容量的选取以及主要参数的确定。通过IEEE9节点的配电网络数据,在PSCAD中进行实例仿真,验证了所提出方法的有效可行性,为SVG在双馈风力发电系统电压无功控制中的应用提供了依据。

    • 基于在线自组织同步MAS的电网广域保护系统

      2015, 43(3):69-76. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.010

      摘要 (5366) HTML (0) PDF 452.57 K (2569) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了电网广域保护的定义、作用、构建模式、体系结构和关键技术,提出了一种电网广域保护新方案。所提广域保护系统基于在线自组织同步MAS,其中的所有智能体(Agent)由广域精确同步脉冲驱动实现时间同步,提高了广域保护系统的实时性;依据功能需求和预定规则在线自组织成多个基于MAS的子系统,以灵活实现不同层次和不同功能的广域保护子系统;具备实现广域后备保护及协调主保护、安稳措施的能力。详细描述了所提技术方案,并讨论了与常规保护和稳定控制装置的配合问题。

    • 基于遗传算法的电网故障行波定位装置的优化配置

      2015, 43(3):77-83. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.011

      摘要 (4817) HTML (0) PDF 10.97 M (2545) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高电网故障行波定位系统的稳定性和经济性,提出了一种电网故障行波定位装置的优化配置方法。该方法首先根据配置规则建立的约束关系进行故障行波定位装置的初始配置,然后运用遗传算法对得到的初始配置方案进行优化,最后对于行波定位装置配置数目相同的方案根据配置冗余度进行方案优选。该方法将优化过程与配置过程有效结合,可缩小遗传算法的寻优范围,从而提高遗传算法的求解速度。最后对某系统进行仿真验证表明,经过优化后的配置方案可以在不影响电网故障定位鲁棒性和准确性的基础上适当减少故障行波定位装置的配置,有利于节约投资。

    • 基于改进S变换的电力系统谐波检测方法

      2015, 43(3):84-90. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.012

      摘要 (5467) HTML (0) PDF 887.36 K (2371) 评论 (0) 收藏

      摘要:快速而准确地检测出谐波是实现电力系统谐波治理的前提条件,对提高电能质量具有重要的意义。提出了一种基于改进S变换的电力系统谐波检测方法。该方法在S变换的高斯窗函数中引入了三个参数p、q、?,根据输入信号的不同设置合适的参数,提取谐波成分、幅值、暂态发生的起止时间等特征信息。首先介绍了改进S变换的基本原理及特性;其次详细阐述了改进S变换应用于电力系统谐波检测的方法;最后分别对稳态、暂态及噪声环境下的谐波进行了仿真实验。仿真结果验证了该检测方法的有效性,同时也表明:该方法性能好、精度高,在信噪比较低的情况下仍能

    • 特高压交流输电模型的建立与经济性优选分析

      2015, 43(3):91-96. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.013

      摘要 (4918) HTML (0) PDF 532.04 K (2675) 评论 (0) 收藏

      摘要:交流1 000 kV和500 kV具有不同的适用输电容量与距离范围。针对电源点送出的不同情况,应合理选择电压等级,并匹配相应的线路回数、串补度、开关站等。以往多采用 BPA仿真软件通过连续潮流算法得到,但该方法计算调整复杂且费时,需对多种送电需求情况进行分析时计算量尤为庞大。提出一种基于交流线路输电能力的算法,采用Matlab软件编程实现交流输电模型建模及经济性优选方法。该方法可以在考虑电网强度等因素情况下,采用热限制、电压降落限制、稳定限制等约束条件,得到交流线路输电能力曲线。在此基础上,建立超、特高压

    • 结合直流潮流模型的电网断面热稳定极限快速评估方法

      2015, 43(3):97-101. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.014

      摘要 (5603) HTML (0) PDF 718.79 K (2577) 评论 (0) 收藏

      摘要:电网结构的增强使得系统的热稳定问题日益突出。采用直流潮流的方法对典型等值系统的断面热稳定极限进行了推导,分析了断面设备N-1开断对在运设备有功潮流变化的影响。基于有功潮流的阻抗分配原理,提出了对断面热稳定极限的评估方法和流程,可实现断面热稳定极限和限制故障的快速评估。最后,以河南电网2014年夏季大负荷方式为例,对豫北断面的热稳定极限进行了评估,仿真结果证明了所提方法的可行性。

    • 一种超高压输电线路动态增容方法

      2015, 43(3):102-106. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.015

      摘要 (5801) HTML (0) PDF 4.35 M (2985) 评论 (0) 收藏

      摘要:为充分挖掘超高压线路的输电潜能,在保持现有输电线路不变, 同时保证线路安全运行的前提之下,提出了一种融合静态提温增容和动态监测增容的综合方法。对计算导体载流量的摩尔根公式进行了修正, 并通过计算导线弧垂来验证综合增容后的安全性。以Visual C# 为平台开发了输电线路动态增容分析软件, 并通过实例分析了不同情况下增容方法对导体载流量的影响。算例分析的结果表明, 动态增容方法比静态增容方法的增容空间大, 而将二者结合起来的增容效果更为明显。

    • 光伏规模化并网的电能质量复合控制策略研究

      2015, 43(3):107-112. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.016

      摘要 (5023) HTML (0) PDF 1.66 M (2859) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了充分发挥并网逆变器结构及功能上的潜在优势,研究将滤波及无功补偿功能融入光伏电站逆变器中,同时实现有功并网、谐波抑制、无功补偿及电压补偿等多功能复用。在研究了逆变器控制策略以及微电网电能质量特性和控制方法后,对光伏电站拓扑结构进行了改进。在此基础上提出了一种基于逆变器动态剩余容量的无功分配策略,对并联逆变器和串联逆变器的控制策略进行详细讨论。运用该控制策略有效地实现了光伏规模化并网的电能质量复合治理,并用PSCAD/EMTDC软件通过实例仿真验证了控制策略的正确性和有效性。

    • 基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断

      2015, 43(3):113-117. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.017

      摘要 (4697) HTML (0) PDF 549.80 K (3359) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高电力变压器故障诊断的正确率,提出了一种基于BP网络算法优化模糊Petri网的电力变压器故障诊断方法。利用具有自学习、自适应能力的BP网络算法,在确定模糊Petri网的权值、阈值、可信度等网络参数初始值的前提下,实现模糊Petri网网络参数的优化。在模糊Petri网网络结构上,运用BP网络算法,对电力变压器DGA样本进行学习训练,使模糊Petri网网络参数逐步向真实值逼近。实例分析结果表明,该方法能够有效地诊断电力变压器中的单一故障和多重故障,提高故障诊断正确率,证明了方法的正确性和有效性。

    • 基于自定义模型的变压器纵差动保护PSCAD仿真

      2015, 43(3):118-122. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.018

      摘要 (6427) HTML (0) PDF 488.08 K (4078) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减少变压器的继电保护设计、整定计算存在的误差,提出一种根据内部漏抗参数等值计算与短路阻抗实际参数测定相结合的方法,利用曲线拟合技术,得出变压器在不同故障条件下的精确等值短路阻抗参数。在此基础上,采用FORTRAN语言接口技术,在PSCAD/EMTDC中,结合实际数字式变压器保护装置建立了主保护及后备保护的精确短路阻抗自定义模型,并利用等值系统模型对变压器线圈内部不同位置的对地短路、匝间短路、相间短路分别进行了仿真计算。结果表明,采用新型的拟合方法及自定义元件能准确地模拟并分析变压器内部故障及继电保护装

    • 宽带电力线载波MIMO系统干扰消除预编码方法

      2015, 43(3):123-126. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.019

      摘要 (5631) HTML (0) PDF 1004.05 K (3718) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着电力线载波通信在电力系统中的广泛应用,宽带多输入多输出系统会有共信道干扰,此干扰是除了异步脉冲噪声和周期脉冲外影响电力线载波宽带MIMO系统最大的因素。针对此问题,利用多输入多输出信道的状态信息,在发送端采用块对角化的方法消除信道间的干扰,从而提高宽带电力线载波系统的容量,同时降低了系统的误比特率。通过仿真结果和分析可以表明,所提的块对角化的预编码方法有效地消除了共信道干扰,提高了信干噪比,从而提高了系统的最大互信息并降低了系统的误比特性能。

    • 有源配电网中的断路器应用研究

      2015, 43(3):127-130. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.020

      摘要 (4364) HTML (0) PDF 662.50 K (2380) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决有源网络的保护问题,对相关的断路器应用技术进行了研究。通过对电弧更有效的控制,实现直流断路器的开断能力与极性无关,使其满足光伏发电系统的保护需求。通过将真空灭弧技术与ACB操作机构相结合,提高断路器在AC690 ~1 140 V电压下的开断能力。通过对操作过程的有限元分析和优化设计,提高断路器的操作寿命,使其满足风力发电系统的保护需求。通过采用方向性的区域选择性联锁技术,解决了多电源系统中的选择性保护问题。运行经验表明,上述工作有效提高了有源网络运行的安全性。

    • IEC 61850模型信息的规则表达与校验研究

      2015, 43(3):131-136. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.021

      摘要 (4508) HTML (0) PDF 378.13 K (4132) 评论 (0) 收藏

      摘要:IEC 61850信息模型一致性校验的核心问题是如何对模型信息的规则进行表达。通过对SCL Schema的分析后发现,Schema表达了SCL语言要素的基本语法结构,受限于Schema语言的特点,对不同语法层次上的信息间的约束表达较弱,无法用其来完整地表达IEC 61850模型规则。通过引入Schematron语言,分析其对SCL信息规则表达的规律,实现了IEC 61850模型信息的复杂约束条件的表达,提出将SCL Schema表达与Schematron语言的表达结合起来,对IEC 61850信息模型的规

    • 基于形态滤波和Prony算法的低频振荡模式辨识的研究

      2015, 43(3):137-142. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.022

      摘要 (4885) HTML (0) PDF 4.45 M (2881) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统Prony方法对噪声敏感导致辨识精度不高的问题,提出了一种基于形态滤波和Prony算法相结合的低频振荡模式辨识的方法,实现了在有混合噪声干扰情况下低频振荡模式的准确辨识。基于数学形态学,设计了一种基于半圆形结构元素的形态滤波器,在选取合适的元素尺寸情况下,可以有效滤除混合噪声。对于去噪声之后的信号采用Prony算法进行辨识,可准确获取低频振荡各个模式参数。通过Matlab进行算例仿真,表明了对电力信号进行预处理的必要性以及所提出的方法能相对精确地进行振荡模式辨识,验证了其有效性。

    • 有源滤波器在不同网络中的应用分析

      2015, 43(3):143-149. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.023

      摘要 (4255) HTML (0) PDF 5.36 M (2823) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了并联型有源滤波器对谐波抑制的作用。基于电压检测控制的并联型有源电力滤波器相当于一个有源阻尼,对谐波分量呈现出阻抗特性,除了具有抑制谐波进入电网的能力之外,还能阻尼谐波共振。将并联型有源电力滤波器应用于两种不同类型的电力线网络,然后评估其在不同类型网络结构中的滤波和阻尼共振的性能。第一种电力网为220 V配电网,第二种电力网为简化的150 kV太阳能发电网络,容量为444.4 MVA。并且使用谐波共振模态分析和计算参与因数的方法来确定有源滤波器的最佳安置位置,使有源滤波器滤波和抑制共振的效果最优。

    • >工程应用
    • 一种电动公交车充换电站动力电池全自动更换技术方案

      2015, 43(3):150-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.03.024

      摘要 (5678) HTML (0) PDF 1.50 M (3211) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前服务于电动公交车的大型充换电站提出一种全自动更换动力电池的技术方案。方案站在系统的角度,整合充换电站各类设备信息资源,联动视频监控信息,实现对电动公交车的全自动换电。系统利用物联网技术在换电车辆、动力电池、充电机自动感知和物物相连的基础上,通过车辆自动导引、电池自动匹配、换电系统控制,进而实现整站全自动换电。同时,结合充换电站实际运行的深入分析研究,制定出一套规范化的操作流程和控制策略。结果表明,该技术方案在兼顾安全和效率的前提下,可以有效提高整个充换电站的服务能力。

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