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2015, 43(5):1-7. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.001
摘要:利用电池储能系统平滑间歇式电源的输出功率波动可以提高该类电源输出功率的稳定性。提出一种基于滑动最小二乘算法和电池荷电状态的电池储能系统实时控制策略。通过滑动最小二乘拟合算法确定储能系统的功率输出量,并辅助以荷电状态和最大波动功率限制调节,从而有效降低平滑控制过程中电池的充放电深度。实验结果显示,与传统基于滤波算法的控制策略相比,在获得相同平滑效果的情况下,新的控制策略具有更小的荷电状态波动量,可以较大程度降低所需电池容量,并延长电池的寿命。
周玮 , 姜汀 , 胡姝博 , 孙辉 , 闫德武 , 林涛 , 从宇
2015, 43(5):8-13. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.002
摘要:传统的交直流系统电压稳定分析大多是建立在确定性方法上的,没有考虑系统中各种随机因素的影响,不利于交直流系统运行的经济性和合理性。为了弥补确定性方法的不足,提出了一种基于两点估计法的交直流混合系统电压稳定分析方法。该方法考虑负荷水平和负荷增长系数的随机性,建立了交直流混合系统的负荷裕度模型。通过少量确定性计算求出负荷裕度和临界点处节点电压的前3阶矩,从而得到待求变量的近似概率分布,确定某一负荷水平下交直流系统电压失稳的概率。与蒙特卡罗法进行比较,计算精度满足要求,并且大大地缩短了计算时间。
2015, 43(5):14-20. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.003
摘要:交流电网故障引发线路换相换流器高压直流(Line Commutated Converter High Voltage Direct Current, LCC-HVDC)换相失败,改变了原有交流电网工频变化量方向保护动作特性。针对这一问题,建立了由电压源换流器高压直流(Voltage Source Converter HVDC, VSC-HVDC)系统与LCC-HVDC系统组成的混合多馈入直流(bybrid multi-infeed HVDC,HMIDC)输电系统模型,并与馈入同一交流电网的单条LCC-HV
2015, 43(5):21-26. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.004
摘要:为完善串联谐振型故障限流器的系统侧应用技术,提出了一种考虑运行损耗的故障限流器布点优化和容量选择方法。初步构建了一个以全网损耗增量和限流电抗值总和最小为目标函数,以母线短路电流、母线电压、限流器阻抗及其安装候选位置为约束条件的数学模型。借助PSS/E和Matlab粒子群算法工具包,实现了该优化问题的求解。案例研究在一个修改的IEEE-39节点系统中展开,不同台数优化安装方案的比较结果表明,该方法是有效的。其模型引入了网损变量,完善了传统目标函数中的经济性指标。
2015, 43(5):27-34. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.005
摘要:基于聚类分析的故障诊断方法能够按照故障样本之间的相似性无监督地将同类故障聚为一簇,当前已成为一类有效的故障诊断策略。为解决传统聚类算法受初始聚类中心的影响,易陷入局部最优解的问题,提出一种最小最大核K均值聚类方法。该方法在聚类过程中为簇内方差赋以与其大小成正比的自动修正的权重,并引入核函数技术以处理低维输入空间的线性不可分问题,大大提高了聚类的精确性。在标准数据上将所提方法与标准K-means及K-means++比较,显示了所提算法的有效性和优越性。基于这一聚类方法提出了一种具有自学习能力的故障诊断模型。
2015, 43(5):35-42. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.006
摘要:电网综合风险评估能有效提高电网安全运行水平,为电力系统可靠运行提供安全保障。提出了一种基于云预测模型的电网综合风险评估方法。将云理论应用于输变电设备故障不确定推理预测,构建基于条件云发生器的云语言预测规则,在此基础上提出了基于云推理的输变电设备故障率预测模型。同时,基于效用理论构建了一套包括电压越限、极限输送功率、潜在连锁故障和系统稳定指数的电网综合风险评估指标体系。该方法能够科学合理地对电网进行综合风险评估,扫描电网运行薄弱环节。结合某地区电网运行实际数据进行了计算分析,计算结果表明该方法有效且实用。
2015, 43(5):43-50. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.007
摘要:停电事故后电力系统恢复过程主要包括网架修复和负荷恢复,合理的黑启动方案对加快电力系统的恢复有重要作用。当电网由于故障全停之后,孤岛运行的电动汽车充放储一体化电站作为电网中的一种分布式电源可以参与黑启动。介绍了一体化电站的结构和功率特性,分析了一体化电站作为黑启动电源与传统黑启动方式相比的优越性。基于黑启动的基本原理,建立了一体化电站满足潮流约束和系统安全约束的黑启动模型,制定了一体化电站参与黑启动的具体方案。将建立的模型应用于含有16座一体化电站的区域电网,采用遍历算法对问题进行求解,得到了区域电网的恢复
2015, 43(5):51-56. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.008
摘要:当前风电场规模日益扩大,连锁故障频发。一般风电场配置完善的保护装置,其中自动重合闸系统在永久性故障时使系统电压两次跌落,从而引发相邻风电场连锁脱网,对风电场的安全稳定运行造成巨大威胁。基于这一现象,以双馈风机为例,研究110 kV的风电场联络线发生故障时,两次故障跌落时刻其相邻风电场定子磁链初值大小不同,分析了自动重合闸重合永久性故障时系统电压两次跌落造成风电场连锁脱网的机理。在此基础上,提出了使用改变重合闸功能配置以及延长重合时间等方法解决这一问题,并仿真验证了两种方法的有效性。
2015, 43(5):57-62. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.009
摘要:随着分布式能源在电网中比重加大,合理地选择其安装地点对提高电力系统电压稳定性有重要意义。针对传统的失稳模式参与因子对极限诱导分岔失效的缺陷,提出了一种基于节点注入功率空间的电压稳定极限曲面法向量指标用于分布式电源选址。通过理论分析证明了该指标指导选址的合理性。在IEEE39节点系统测试结果验证了其正确性。与传统方法相比,法向量指标可以较好地处理鞍节点分岔和极限诱导分岔两种主要的失稳模式,具有更大的适用范围。
2015, 43(5):63-68. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.010
摘要:若能发现继电器触点初始接触电阻与寿命的关系,就可以根据初始接触电阻值预测出单个产品的寿命,而不需要对试品进行完全寿命试验来获得试品的寿命,还可避免用批产品寿命代表样本个体寿命的缺点。所以,对寿命试验中的初始接触电阻与寿命的关系进行了研究。在按照寿命大小对继电器进行分类的基础上,比较分析了各类继电器的接触电阻的规律。分析结果表明:继电器的寿命与初始接触电阻值的大小有关。当初始接触电阻连续出现较大值时,即使在运行一段时间后,接触电阻回到正常值,继电器仍会发生早期失效,寿命较短;当继电器的接触电阻在运行初期正常
2015, 43(5):69-74. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.011
摘要:结合光伏并网系统与有源电力滤波器在控制结构和控制策略上的相似性,研究了一种既能实现光伏并网发电又能实现电能质量调节的统一控制系统。对传统的光伏电池最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)方法进行了改进,给出了流程图。针对统一控制系统特点,在PI控制基础上,提出了准PIR控制策略,从理论上分析了其优势,并给出了各参数的计算方法。在Matlab环境下,搭建了系统的仿真模型,仿真结果证明了该系统结构和控制策略的有效性。
2015, 43(5):75-80. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.012
摘要:在高压直流输电工程中,采用高精度锁相环跟踪电网相位,并在设定角度产生点火脉冲触发换流阀,瞬时电网频率跟踪速度和精度对锁相环至关重要,传统的频率测量方法无法同时满足速度和精度的要求。提出了一种电网瞬时频率跟踪算法。该算法将三相电压瞬时值进行Clarke变换,经有限冲激相应滤波器(FIR)滤除谐波和负序分量后,计算电网实时相位,采用相差法实现了对电网瞬时频率的跟踪。通过仿真和实验验证,该算法可准确、快速地跟踪各种电力信号的瞬时频率,有效地滤除谐波和噪声,电网瞬时频率的测量精度高达±0.005 Hz。
2015, 43(5):81-87. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.013
摘要:为揭示配电系统元件在其寿命周期内实际工作过程及对配电系统可靠性的影响,将浴盆形故障率函数的概念应用于配电系统元件可靠性建模中。使用改进威布尔分布和对数正态分布分别模拟元件寿命周期和修复时间,更加符合工程实际;利用序列运算理论来计算配电系统可靠性指标的分布和期望,克服了传统配电系统可靠性评估解析法不能应用于非指数系统中的缺陷,为配电网可靠性评估提供了一种新的思路。通过对RBTS-BUS6测试系统的算例分析,验证了所述方法的可行性。
2015, 43(5):88-93. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.014
摘要:由于基于瞬时无功理论的ip-iq谐波检测算法在非理想电网电压下不能准确地检测无功电流,介绍一种解耦控制与预测谐波电流控制相结合的控制算法。为克服解耦控制回路和预测谐波电流回路受电感参数变化的影响,提出一种基于合成矢量的无电感参数的解耦控制器,对解耦控制和预测控制回路进行改进,引入参数可自动调节的PI控制器,使控制回路适应电感参数的变化,增强控制系统的抗干扰性。最后,在Matlab/Simulink环境下,对其分别进行了仿真分析并进行比较,证明了改进之后控制算法的正确性与可行性。
2015, 43(5):94-100. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.015
摘要:考虑风电出力的预测误差和负荷功率的预测误差具有随预测时间尺度的缩短而减小的特点,以及电力系统旋转备用容量的配置离不开机组组合,建立了多时间尺度下协调机组组合的含并网风电电力系统旋转备用预留容量的优化模型。对该模型的求解,先采用优先顺序法求取各机组的启停机顺序,再通过粒子群算法滚动计算求解得出不同等效旋转备用容量水平下所对应的系统最经济调度计划。通过利用不断更新的风电出力预测和负荷预测结果信息来调整调度计划,在保障系统可靠性达到要求的前提下,减少含风电电力系统旋转备用容量的配置,从而提高风电并网后电力系统运
2015, 43(5):101-106. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.016
摘要:针对电网中采用无源网络进行滤波后仍然存在的谐波及无功问题,采用LCL-APF系统在变配电所侧对电网中的谐波及无功分量进行集中补偿。该LCL-APF系统采用直接功率控制的策略,省去了复杂的谐波检测及计算环节,改善了网侧电流的失真情况,将电网电流的谐波畸变率从26.86%降到了3.78%。通过机理建模及波特图分析,在功率控制环内加入有源阻尼环节,有效抑制了三相LCL系统引起的谐振问题,提升了LCL-APF系统的动态性能。仿真结果证明了该控制方法的正确性与可行性。
2015, 43(5):107-111. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.017
摘要:HVDC解决了长距离输电中电压降低、线损加大、无功补偿等问题,却又给系统带来了次同步振荡的危险。SVC在补偿HVDC无功功率需求的同时也可以通过增加附加控制来抑制可能产生的次同步振荡。为了使SVC的补偿精确,SVC附加控制的输入信号取易于获得的电压电流信号且有明显的抑制效果,将采用基于瞬时无功理论的方法来设计SVC的控制,消除不对称分量和其他频率下谐波分量的影响,使得控制效果更精准。以向上直流降功率25%单极孤岛运行方式为例,验证了基于瞬时无功理论设计的SVC控制对次同步振荡抑制的有效性。
2015, 43(5):112-122. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.018
摘要:从功能配置、系统结构、内部数据的交互方式、与外部系统的协同模式、通信组网方案等多个角度进行研究,提出了包含站域层、区域电网层、广域电网层的多层次广域保护控制体系架构。针对不同层级电网关注的问题,提出了不同层级电网的保护控制功能配置方案。按照数据分类、分层处理的原则,给出了广域保护控制系统内各设备之间的数据交互方式,提出了广域保护控制系统与调度监控系统之间的交互模式。结合广域保护控制系统结构,给出了包括区域保护控制通信网络、广域保护控制通信网络的两层组网方案。所述广域保护控制体系架构中的区域保护控制系统已经
2015, 43(5):123-129. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.019
摘要:阐述了实时数字仿真的现状,分析了数字实时仿真器RTDS的优缺点,提出了一套线路保护设备实时仿真自动测试方法。利用实时数字仿真器、VB语言和数据库,设计开发了一个实时仿真自动测试平台。利用仿真平台的专业性、VB语言的兼容性以及数据库信息存储的准确性和规范性,考虑可靠性约束,建立了简明的人机界面,实现了线路保护设备测试流程自动化实现方法。通过线路保护设备测试验证了该系统的准确性、可靠性及实用性,具有推广价值。
王忠 , 张晓莉 , 李忠安 , 刘奎 , 胡习 , 赵青春
2015, 43(5):130-135. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.020
摘要:分析了继电保护装置自动测试的现状和优势,针对继电保护装置研发过程中性能测试的要求和特点,介绍了一种通用的继电保护装置自动测试系统。该系统采用分布式体系结构和模块化设计思想,利用Python语言构造实时测试脚本,可实现保护装置的闭环自动测试和回归测试。通过改变配置,可以实现对常规站保护装置和数字化站保护装置的自动测试。对自动测试系统各模块的设计进行了详细说明,重点介绍了测试用例的实现方法。实际应用表明,该系统可提高研发过程中的测试质量及效率。
2015, 43(5):136-143. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.021
摘要:近年来,输电线路屡次发生风偏放电事故,已严重影响到电力系统的安全可靠运行。由于防风偏措施代价昂贵、实施困难等因素,导致风偏放电事故难以避免。因此从运行角度出发提出一种基于气象信息的耐张塔风偏放电的在线预警方法。针对较常见、易发生风偏放电的干字型耐张塔,结合精细化气象预报信息,计算悬垂绝缘子串的风偏角,然后通过引入杆塔的二维笛卡尔坐标系得到中相跳线以及边相跳线与杆塔最小间隙的解析计算式,再与规程规定的允许最小间隙进行比较,得到预警结果。考虑到降雨会使间隙放电电压降低,引入降雨影响系数来修正规定的允许最小间隙
2015, 43(5):144-149. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.022
摘要:电容器组是电网中的重要设备,常有内部轻微故障的发生,若无法及时发现,将逐步发展为严重故障,导致电容器组的损坏。为解决此问题,根据电容器组早期单个元件损坏的理论特征分析,提出了针对电容器组早期内部元件故障的一个全新的预警方法:LC振荡频率变化量法。该方法通过采集放电PT电压和母线电压,计算出串联电抗器与电容器形成的LC回路的振荡频率,记录该频率初始值。再通过电容器运行过程中该频率的变化量进行预警判断。该方法的优点是判别精度高,且能判断出故障相别,可以躲过系统电压的波动。根据预警方法的需求,设计了专用的电容器
2015, 43(5):150-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2015.05.023
摘要:继电器接触器的工作时间不尽相同,很有可能会引发竞争冒险现象,导致控制线路不能正常工作,由此介绍了一种实用的继电控制线路功能仿真与检测方法。用KEIL及PROTEUS软件建立了继电器模型,提出了继电器动作时四个不同的延时时间。根据一个现场实例建立了继电控制线路模型,提出了接近实际线路工作状况的算法。进行了功能仿真,证明利用所建立的模型可以仿真控制线路功能并检测到竞争冒险现象。该方法简单,效果明显直观,可用于基于继电器动作的电气控制回路动作性能分析。





