• 2015年第43卷第4期文章目次
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    • >理论分析
    • 基于电流保护融信因子的站域后备保护

      2015, 43(4):1-9. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.001

      摘要 (4152) HTML (0) PDF 8.97 M (2603) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对站域保护可方便获取所有就地保护动作信息的特点,提出了基于电流保护融信因子的站域后备保护方案。首先在线更新站内各元件的自适应电流保护整定值,并收集保护的动作信息,再根据保护对各元件的有效保护范围计算保护对元件故障识别的支撑度。然后将其作为保护动作的权重,构造站域电流保护融信度函数以及融信度期望函数。最后根据二者比值即融信因子识别故障元件。实际变电站数据验证结果表明该方案能正确、快速地识别故障元件,且无需信息同步,能够应对信息缺失及错误的情况,具有良好的适应性以及一定的容错能力。

    • 新能源发电项目多维度后评价方法体系研究

      2015, 43(4):10-17. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.002

      摘要 (5509) HTML (0) PDF 877.13 K (2901) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了客观科学地评价新能源发电项目的性能和效益,建立了将“宏观层面”的综合评价方法与“微观层面”的基本评价方法相结合的“多维度评价方法体系”。在宏观层面上,确立技术性能、经济效益、社会影响三个评价维度,分别采用灰色关联度分析法、数据包络/保证域法、成功度模糊综合评判法进行综合评价。在三个维度评价结果的基础上,采用雷达图法评价项目的总体效果。在微观层面上,针对重要指标评价维度选择对比分析法、比率分析法、因素替换法、曲线拟合法等基本评价方法进行深入分析评价。通过算例验证了所提评价方法体系的实用性和有效性。

    • 基于可去间断点的连续采样飞点检测算法

      2015, 43(4):18-24. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.003

      摘要 (4410) HTML (0) PDF 748.76 K (2442) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力系统电气量采样中的飞点数据是引起保护误动的主要原因之一。目前,国内外对于飞点等异常采样的研究较少,且这些异常采样检测算法存在着针对性不强、灵敏度不高等不足。深入研究飞点产生的原因及其特征,提出一种基于连续函数可去间断点的飞点检测算法,并给出了灵敏且自适应的检测门槛,运用本算法能够迅速、准确地检测出飞点数据。另外,还提出基于正弦函数的预测修复算法,检出飞点后运用该修复算法可将飞点修复到正常值,不需闭锁保护,完全消除了飞点对保护的影响。仿真实验结果表明,所提算法是可行的。

    • 风电海水淡化孤立微电网的运行与控制

      2015, 43(4):25-31. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.004

      摘要 (4976) HTML (0) PDF 1.58 M (2583) 评论 (0) 收藏

      摘要:大型离网风机与高耗能的海水淡化装置联合运行将是未来淡水清洁生产技术的开发方向之一。首先根据海水淡化的负荷特性及风电的运行特性,分析含风电、储能、海水淡化负荷的孤立微电网的运行模式及控制方案。在此基础上,根据风速历史数据,计算机组出力及风功率波动的概率分布,提出风电、储能和海水淡化装置的容量配置方案以及孤立微电网协调运行的控制策略,进而提高系统经济效益和安全稳定运行能力。最后基于PXI+cRIO的仿真试验系统搭建某地区海岛微电网,针对风电海水淡化孤立系统不同运行工况进行实时仿真,验证了所提控制策略的可行性。

    • 需求响应参与大规模风电接入下的电力系统频率调节研究

      2015, 43(4):32-37. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.005

      摘要 (5378) HTML (0) PDF 1.37 M (3047) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大规模风电接入下的电力系统频率稳定控制问题,研究了需求响应对系统频率的调节作用。为了反映风电的特点,建立了大规模风电接入下的电力系统频率响应模型,模型中对风电和火电机组分别进行了建模。风电机组可以通过暂时释放转子动能参与调频,然而在扰动过大时会导致系统失稳。通过采取一种类似于低压低频减载的需求响应控制方法,即在频率跌落时关闭部分用电设备,待频率恢复后将这些设备重新打开,可以为电力系统调频提供支持。仿真结果表明,需求响应与风电机组同时参与电力系统调频,能够克服风电机组的失稳问题,大大提高风电系统的频率稳

    • >应用研究
    • 一种新型的微网自适应过流保护方法

      2015, 43(4):38-43. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.006

      摘要 (4316) HTML (0) PDF 881.70 K (2395) 评论 (0) 收藏

      摘要:微网灵活的运行模式给保护带来了严峻的挑战,对此提出了一种新型的微网自适应过流保护方法。以微网三处典型的故障为案例,从并网和离网角度剖析了微网自适应保护应具备的功能。以此为基础,给出了微网自适应保护方案并阐述了集中式微网保护的主从工作机制;提出了三段式自适应保护的过电流整定算法,设计了故障识别流程;基于分析传统过电流保护时限配合在微网保护中存在的弊端,提出了微网自适应保护在并网和孤岛时的动作时限优化方案,结合案例分析了其优点。理论和案例分析表明,所提自适应保护方法能够快速可靠地识别故障区域,满足微网对保护的

    • 一种提高多小水电群送出能力的PSS参数协调优化方法

      2015, 43(4):44-50. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.007

      摘要 (4575) HTML (0) PDF 532.00 K (2713) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于粒子群算法的PSS参数协调优化方法,通过增加主导低频振荡模式阻尼比的方式来提高小水电群的送出能力。所提方法首先计算出影响各小水电群送出能力的主导低频振荡模式。然后利用留数指标来筛选出参与PSS参数协调优化的机组,留数指标能够综合反映出机组参与主导低频振荡模式的可控性及可观性程度。最后提出了改进的PSO搜索策略以提高粒子群寻优的效率。将该方法应用到云南电网滇西地区的保山、怒江和迪庆三个小水电群中,以提高滇西地区小水电群的整体送出能力。计算结果表明提出的方法是可行和有效的。

    • 小电流接地系统暂态电流频率特性分析及故障选线方法研究

      2015, 43(4):51-57. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.008

      摘要 (4538) HTML (0) PDF 792.87 K (2762) 评论 (0) 收藏

      摘要:小电流接地系统选线过程中常常用到暂态高频电流分量,但在高频分量提取过程中其频率范围的设定通常只能依靠经验方法进行。针对这一现状,解析分析了小电流接地系统暂态电流的频率特性,提出了暂态电流频率变化范围的估算方法,有针对性地给出故障线路与非故障线路差异性较大的特征分量,为高频分量频率范围的选定提供了理论基础。在此基础上,利用现有的滤波工具提取选定频带范围的高频分量,并结合相对熵理论计算相对熵系数矩阵,进而辨识出故障线路。仿真结果表明,所提出的选线方法具有广泛的适用性和正确性。

    • 两级式T型三电平光伏逆变器的关键技术研究及实现

      2015, 43(4):58-62. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.009

      摘要 (5842) HTML (0) PDF 2.34 M (5220) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着分布式光伏系统的发展,对并网电能质量的要求越来越高。并网逆变器作为系统的核心设备,其性能优劣直接决定了系统的稳定性。相对于传统的两电平逆变器,三电平逆变器具有开关损耗小、效率高、谐波含量小以及dv/dt较低的优点。因T型拓扑比NPC结构损耗小、Diode数量少、独立驱动电源少,介绍一种T型两级式三电平拓扑结构,研究了基于dq坐标变换的双闭环控制策略、避免三角函数计算的SVPWM算法及其DSP实现,提出了中点电位不平衡的抑制方法。最后采用该算法研制了一台10 kW样机,试验结果表明了控制算法的有效性。

    • 关键绩效指标在变电站设备在线监测中的应用

      2015, 43(4):63-68. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.010

      摘要 (4451) HTML (0) PDF 727.29 K (2621) 评论 (0) 收藏

      摘要:变电站内设备在线监测传感技术已经相对成熟,但其上送的数据相对专业,且设备状态改变是一个渐变过程,从数值上看这种变化是缓慢的,不易察觉的。如何及时发现这种变化,并通过直观的方法展示出来,成为成功应用在线监测技术的关键。提出了一种方法,通过评价计算程序对多种数据来源,包括实时数据、准实时数据及离线数据,进行分析处理,将变电站内设备状态以关键绩效指标(KPI)形式展现出来。该技术已经应用于多个智能变电站,取得良好效果。

    • 含分布式电源的DEIWO算法配电网无功优化

      2015, 43(4):69-73. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.011

      摘要 (5000) HTML (0) PDF 642.75 K (2611) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对含分布式电源的配电网无功优化的特点,提出一种将入侵杂草算法与差分进化算法相结合的混合求解算法。该算法将一组初始可行解进行繁殖、空间扩散,当达到环境允许的最大值时,通过引入竞争机制,选取适应度较高的部分个体,再通过变异、交叉、选择,最终保留最佳个体。该算法既利用了入侵杂草算法结构简单、参数少和鲁棒性强的优点,又通过结合差分进化算法,克服其易陷入局部最优,精度不高的缺陷。以IEEE33节点系统进行仿真分析,并与传统的入侵杂草优化算法进行比较,结果表明该算法具有较强的全局搜索能力以及较高的收敛精度,能够有效

    • 基于LCC管理的变电站主接线的风险评估

      2015, 43(4):74-80. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.012

      摘要 (3903) HTML (0) PDF 501.85 K (2223) 评论 (0) 收藏

      摘要:全寿命周期成本(life-cycle Cost,LCC)管理是资产全寿命周期管理(life-cycle management,LCM)的基础和技术手段。Petri网具有图形化表达方式,可以对故障树分析、马尔可夫方程等进行改进并补充更多特征和信息,提高了整个风险评估系统的速度和准确性。采用基于LCC管理的风险评估的方法,在变电站主接线运行分析过程中建立四状态模型。讨论了元件发生计划检修事件和断路器拒动现象,提出利用Petri网的基本方程确定系统状态并计算相应概率,定量分析变电站主接线运行的断供成本,寻求最佳

    • 新型多功能固态限流器对0°接线方式的影响及其解决办法

      2015, 43(4):81-86. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.013

      摘要 (4328) HTML (0) PDF 1.05 M (2759) 评论 (0) 收藏

      摘要:固态限流器通过在线路中串入等效阻抗实现限流,这势必对系统距离保护产生不良影响。以新型多功能固态限流器为例,分析了固态限流器接入系统对反映相间短路故障0°接线方式的影响,提出了一种消除等效限流阻抗影响的接线方式。利用PSCAD/EMTDC对比分析了采用所提出接线方式和不采用的两种情况下,系统不同位置发生相间短路故障时距离保护继电器的动作特性。仿真结果表明:所提方法消除了固态限流器对继电器测量阻抗的影响,保证了继电器动作的可靠性。

    • 基于双dq变换软件锁相的动态电压恢复器研究

      2015, 43(4):87-93. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.014

      摘要 (4468) HTML (0) PDF 3.48 M (3835) 评论 (0) 收藏

      摘要:动态电压恢复器是一种新型的电能质量调节装置,它能有效地抑制电网电压波动对敏感负载的影响。针对在电网畸变以及不对称跌落的情况下,动态电压恢复器需要准确地捕获基波电压正序相位。采用了一种双dq变换软件锁相环(DDSRF-PLL),不仅能够快速有效地检测电网电压在对称、不对称、不对称且畸变情况下正序基波电压的相位,为动态电压恢复器提供准确的锁相角,同时也具备较好的动态性能,使动态电压恢复器获得较好的补偿结果。在Matlab/Simulink中建立了带超级电容的动态电压恢复器的仿真模型,仿真结果验证了双dq变换软

    • 基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制

      2015, 43(4):94-101. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.015

      摘要 (3911) HTML (0) PDF 4.57 M (2664) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减小电网中非线性负载带来的谐波电流对电网质量的影响,针对基于H桥的有源滤波器装置中直流电容电压问题,提出一种新的控制方法。将控制模块分成模块均值电压控制器和直流母线电压控制器两个部分,通过调节每个H桥之间的有功功率交换和有源滤波器同电网间有功功率的交换来实现直流电容电压的平衡控制。利用该方法对八个单元H桥级联的并联型有源滤波装置进行Matlab/Simulink仿真,并基于FPGA+DSP实验平台搭建了三单元H桥级联样机。仿真和实验结果表明,基于级联多电平的有源滤波器直流侧电压平衡控制方法是有效和实用

    • 电力系统通用安控策略整定方法的研究

      2015, 43(4):102-107. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.016

      摘要 (5024) HTML (0) PDF 707.03 K (2617) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决当前查表式安控策略存在的严重故障计算量大、整定和维护复杂的问题,提出了一种基于公式计算的通用安控策略整定方法。针对不同网架结构下可能出现的暂态稳定、动态稳定和热稳定问题,研究了不同稳定形式下的所需安控措施量及影响因素,建立了一种可修订参数的反映电网安控量与断面潮流关系的线性模型,并提出了关键参数的整定方法。利用单机等面积定则证明了暂态稳定下断面潮流和安控量呈“凹曲线”的关系,为暂稳下关键参数的取值范围和直线模型提供了依据。实际电网应用案例表明了所提方法较传统方法整定更简便、物理意义更加清晰,具有较好

    • 基于ARIMAX模型的夏季短期电力负荷预测

      2015, 43(4):108-114. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.017

      摘要 (5371) HTML (0) PDF 595.72 K (4121) 评论 (0) 收藏

      摘要:夏季城市的短期电力负荷预测不仅与过去的电力负荷数据有关,并且受温度、风力、降水量等因素影响明显,存在明显的突变结构。为了对夏季城市的短期电力负荷进行预测,根据协整理论采用SAS软件建立起电力负荷序列与输入序列“温度”之间的ARIMAX模型,充分挖掘序列的内部自相关信息以及序列与序列之间的相关关系。采取最小信息量准则“AIC-SBC”进行比较可知,ARIMAX模型比经典时间序列ARMA模型的信息量要小,相对误差更小,拟合结果更为精确,在存在突变结构且具有显著影响因素的短期电力负荷预测领域具有很高的应用价值。

    • 基于最小过热区域的城市配电网灾害风险评估

      2015, 43(4):115-120. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.018

      摘要 (4579) HTML (0) PDF 541.05 K (2746) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前配电网风险评估直接应用于实际预警预案还存在一定困难。研究并提出了一种基于最小过热区域的城市配电网灾害风险评估方法。通过分析各类灾害下相应最小过热区域的停运概率,计算灾害下配网负荷停电风险,并以此为判据进行实时预警预案。考虑了配网自身的自愈控制,克服了传统配电网灾害风险评估中的保守计算。显著提升了计算速度,有能力评估灾害下多条关联馈线段同时成为初始故障源时的风险情况,并量化了灾害下配网负荷的停电损失,可用于比较不同工况下不同灾害的危害程度。最后以实际城市配电网为例验证了所提出方法的实用性、通用性和高效性

    • >设计开发
    • 一种基于阻抗角差对地电容测量方法

      2015, 43(4):121-125. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.019

      摘要 (4516) HTML (0) PDF 526.85 K (2360) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于自动跟踪补偿消弧线圈的控制,主要在于对地电容的准确测量。针对消弧线圈串电阻接地系统,提出了一种根据阻抗角差巧用阻抗三角形的等面积原理,求解系统的对地电容。通过改变消弧线圈的电感值或者改变消弧线圈的串联电阻值,测量调节前、后的零序电流的幅值和相位,据阻抗角差构造等面积三角形,利用求解不平衡电压计算对地参数。使用Matlab建立模型进行计算,表明该方法调节方便、计算简单,满足在线测量的要求。

    • 基于扰动跟踪Terminal滑模与多目标零动态的 协调励磁控制器设计

      2015, 43(4):126-135. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.020

      摘要 (4704) HTML (0) PDF 1.27 M (2687) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电力系统中存在各种扰动和模型不确定性等,为了提高励磁控制的鲁棒性,并考虑机端电压限制,设计了以功角稳定和电压控制为目标的协调励磁控制器。功角稳定控制在Terminal滑模中在线跟踪扰动并进行补偿,构成扰动跟踪Terminal滑模控制,抑制一般扰动和振荡,并能抑制共振型低频振荡;同时设计了多目标零动态滑模控制,在机端电压过限或突变时投入,具有控制功角和提高机端电压性能的功能。稳定控制和电压控制协调切换完成励磁控制。仿真结果表明控制器能在各种扰动时快速稳定功角,并能抑制共振型低频振荡,同时能有效控制机端电

    • 多电平变换器补偿不平衡负载的应用分析

      2015, 43(4):136-142. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.021

      摘要 (5343) HTML (0) PDF 1.54 M (2687) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确分析级联H桥星型接法变换器、级联H桥角型接法变换器和模块化多电平变换器在电网故障情况补偿不平衡负载的能力,根据功率平衡原理分别建立了这三种多电平变换器的数学模型进行对比分析,并得出结论:基于级联H桥星型接法的STATCOM不适合补偿不平衡负载。基于级联H桥角型接法变换器的STATCOM在电网电压正常时能很好地补偿不平衡负载,但是当电网电压发生故障时补偿不平衡负载的性能迅速降低。基于模块化多电平变换器的STATCOM无论是在电网电压正常还是故障不对称的情况下都能很好地补偿无功电流和负序电流。最后,基

    • >工程应用
    • 在配电网中发生单相接地故障时不借助电压互感器计算 残余电压角度的方法

      2015, 43(4):143-149. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.022

      摘要 (4608) HTML (0) PDF 969.75 K (2865) 评论 (0) 收藏

      摘要:在配电网中发生单相接地故障时,为了判定故障的方向,仅仅利用电流判据经常是不够的。如果能够得到残余电压的角度信息,再配合电流判据一起使用,就能够得到比较准确的结果。鉴于安装电压互感器的额外成本,配电网线路中往往只安装电流互感器。于是,基于带电指示器的低成本和可以获得电压角度的特性,提出了一种利用带电指示器来估算残余电压角度的方法。首先针对各种中性点接地的配电网进行归类,然后提出各自的计算方法。经过EMTP/ATP和Matlab协同仿真验证表明,获得的残余电压角度用于单相接地故障定位有良好的精度。值得一提的是

    • 基于全站同步时钟扩展装置的智能变电站同步整组 试验方法的研究

      2015, 43(4):150-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.04.023

      摘要 (4510) HTML (0) PDF 698.85 K (2552) 评论 (0) 收藏

      摘要:论述了智能变电站模拟量分布式采样和数据同步的方式及带来的同步整组试验问题,对比分析了两种常规的同步整组试验方法的优缺点和适应性,提出了一种基于全站同步时钟系统扩展信号的同步整组试验方法。该方法巧妙地利用了布置在变电站就地各个间隔汇控柜内的同步信号作为测试输出的基准,具有接线简单、同步精度高的优点,实验室及现场测试的结果表明该方法具有良好的适应性。

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