• 2016年第44卷第5期文章目次
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    • >专家论坛
    • 基于广域响应的电力系统暂态稳定控制技术评述

      2016, 44(5):1-9. DOI: 10.7667/PSPC152200

      摘要 (5955) HTML (0) PDF 455.71 K (3224) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力系统暂态稳定控制技术是维持电网安全稳定运行的核心问题之一。随着PMU/WAMS的广泛应用,基于广域响应的暂态稳定控制技术已成为重要发展方向。从受扰轨迹快速预测、暂态失稳实时判别、暂态稳定紧急控制三个方面,以理论和应用相结合的观点,对广域量测在电力系统暂态稳定控制研究中的应用进行了评述。最后,进一步探讨了现有控制技术所亟待解决的问题。

    • >理论分析
    • 新形势下电力市场营销模式与新型电价体系

      2016, 44(5):10-16. DOI: 10.7667/PSPC201501

      摘要 (5691) HTML (0) PDF 454.75 K (2541) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力市场环境的建立将为电力营销带来前所未有的机遇和挑战。传统的电力营销模式已不能适应新环境的需求,需要进行全方位的变革。提出了市场环境下电网公司以创新服务方式引导电力资源优化配置的营销战略。从电力销售服务和电力营销增值服务两个方面,提出了电力市场环境下电力营销发展的新模式。同时,提出了以菜单电价为核心的新型电价体系。阐述了菜单电价的经济学原理、合同形式、制定方法等。该研究能够为我国电网公司制定适应市场化变革的电力营销策略提供重要参考。

    • 考虑网络传输约束的并网光伏发电消纳容量计算

      2016, 44(5):17-23. DOI: 10.7667/PSPC150809

      摘要 (5433) HTML (0) PDF 1.76 M (2428) 评论 (0) 收藏

      摘要:光伏发电出力具有间隙性和不确定性,其并网接入给电力系统运行带来了巨大的挑战。针对大规模并网光电消纳容量计算问题,构建了一种考虑网络传输约束的消纳分析模型。该模型以最大化光伏电站接入总容量为优化目标,以光伏电站容量及常规机组的启停状态和出力为决策变量,考虑网络传输约束和抽水蓄能电站的特定约束,其本质属于一个混合整数线性规划问题,可采用CPLEX解法器高效求解。并将所提方法应用于某省级电网光伏发电消纳容量计算,验证了其合理性,且光伏电站消纳能力还受其接入位置和出力系数的影响。

    • PMSG风力发电系统转速估计算法的研究

      2016, 44(5):24-29. DOI: 10.7667/PSPC150739

      摘要 (5424) HTML (0) PDF 4.69 M (2837) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种无传感器直驱式永磁同步风力发电机控制系统的转子速度估算法。该算法可由简单的定子磁通方程推导,且只需检测定子电压和电流。定子磁通估算通过基于定子电压模型的可编程低通滤波器而设计,建立了基于递归最小二乘法的电机转速辨识模型,并将实时辨识的电机转速用于转子位置观测和转子磁场定向矢量控制。仿真结果表明,实现了最大功率跟踪控制,验证了控制算法的有效性和可行性。

    • 并网逆变器死区效应消去补偿方法研究

      2016, 44(5):30-35. DOI: 10.7667/PSPC150870

      摘要 (4834) HTML (0) PDF 1.47 M (2363) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对并网逆变器死区效应问题,在充分分析并网逆变器工作特点及零电流箝位现象的基础上,提出了一种新颖的逆变器死区效应消去补偿方法。该方法在非过零区域依据并网电流的方向选择有效开关管,屏蔽无效开关,在过零区域根据并网电流的大小进行前馈补偿。与传统死区消去和补偿方法相比,该方法充分考虑了零电流箝位现象,能够更好地抑制电流过零处逆变器输出电压波形畸变,有效消除了死区效应的影响,降低输出电压谐波含量,从而改善并网电流质量。利用Matlab/Simulink仿真软件进行了仿真验证,仿真结果证明了逆变器死区效应消去补偿方法的有效性和正确性。

    • 变压器多侧励磁涌流产生机理及对差动快速动作区影响研究

      2016, 44(5):36-41. DOI: 10.7667/PSPC150874

      摘要 (4830) HTML (0) PDF 1.20 M (2212) 评论 (0) 收藏

      摘要:多侧励磁涌流特征类似区内故障,容易造成变压器差动保护快速动作区误动作。研究了两种多侧励磁涌流产生的机理并分析了其对不同类型差动保护快速动作区的影响。第一,变压器高压侧空投致铁芯饱和时高压侧和低压绕组中均产生励磁涌流的机理及其对分相差快速动作区的影响;第二,自耦变区外故障切除致铁心饱和时高、中压侧及低压绕组均出现励磁涌流的机理及其对纵差快速动作区的影响。基于对两种励磁涌流产生机理及特征的分析,提出分相差不宜配置快速动作区,而纵差快速动作区判据也应采取防误措施,并提出了具体防误方案。经多次实验验证,该方案可有效防止纵差快速动作区误动作。

    • >应用研究
    • 基于改进增益型自适应LMS算法的谐波检测方法

      2016, 44(5):42-46. DOI: 10.7667/PSPC150795

      摘要 (5420) HTML (0) PDF 629.24 K (2075) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于自适应噪声对消原理的谐波电流检测方法相对其他检测方法来说,具有实现简单、鲁棒性强等特点。该方法利用信号处理中的自适应干扰对消原理,将电网电压信号作为参考输入,负载电流作为原始输入,从负载中实时消除与电压波形相同的基波有功电流分量(或基波电流),从而得到负载电流中所有谐波与基波电流无功分量之和。再配合有源电力滤波器(APF),由补偿装置注入一个与谐波和基波电流无功分量之和大小相等极性相反的补偿电流,达到抑制谐波与基波电流无功分量的目的。提出了一种基于改进增益型自适应谐波电流的检测方法,该方法采用的反馈量不同于以往方法中的误差信号,而是将误差信号经过数学转换,使其转换成一个能真正反映系统跟踪误差的信号,并将其作为自适应滤波器权系数迭代的反馈量。通过Matlab证明该方法能够在保持较小的稳态失调的情况下也具有较快的动态响应速度。

    • 双馈集群汇集站主变及送出线路继电保护研究

      2016, 44(5):47-54. DOI: 10.7667/PSPC150724

      摘要 (4692) HTML (0) PDF 2.78 M (2600) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统风电场主变、送出线路保护配置多从系统角度考虑,存在保护动作的选择性、灵敏性问题。尤其是风电集群汇集站主变、送出线路保护适应性问题亟待于进一步研究。为此,结合新疆实际电网结构,考虑双馈风电场故障电流、电压特征,理论分析故障电流频率偏移对差动保护的影响。仿真分析双馈集群风电场接入对汇集站主变相量值差动、采样值差动保护及送出线路不同类型保护的影响。依此提出双馈集群汇集站主变、送出线路保护的相应完善措施,为解决当前电网面临的实际问题提供参考。

    • 基于GSIG的分布式电源信息采集模型

      2016, 44(5):55-59. DOI: 10.7667/PSPC150922

      摘要 (4958) HTML (0) PDF 1.16 M (2224) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着能源互联网的提出,分布式电源将成为电网的重要组成部分,大量处于疏管状态的分布式电源将会给电网造成不可估量的影响。结合地理空间信息网格对分布式电源信息采集进行了研究。利用现有电力基础设施以降低开发成本为前提,给出了基于地理空间信息网格的分布式电源信息采集服务模型,分析了各层功能。解决了分布式电源信息采集面临的多源异构与互操作问题。并与现有方案进行对比,分析了模型的优越性。最后,在搭建的实验平台上进行状态信息统计、发电能力预测功能实验,并对该模型数据处理能力做出分析与测试。

    • 一种电力通信网最大不相交双路由配置方法

      2016, 44(5):60-68. DOI: 10.7667/PSPC150818

      摘要 (5162) HTML (0) PDF 1.74 M (2464) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有电力通信网路由算法不能为业务分配双路由的问题,提出一种最可靠环路策略下的最大不相交双路由算法(the maximally disjoint routing algorithm under the most reliable loop strategy, MRMLS)。研究了公共通信网中三种类型的双路由算法,考虑了双路由算法可能面临的网络结构,阐述了采用最大不相交双路由算法的必要性。分析了最大不相交双路由的可靠性,并采用最可靠环路策略完成最大不相交双路由的分配工作。改进了原有最大不相交双路由算法,使所提算法充分考虑节点与链路的可靠性。仿真实验将MRMLS与其他两种方法进行对比,验证了MRMLS的可行性与有效性。

    • 基于遗传算法的有源电力滤波器滑模控制

      2016, 44(5):69-74. DOI: 10.7667/PSPC150764

      摘要 (4329) HTML (0) PDF 1.34 M (2251) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善滑模控制方式有源电力滤波器在高频处抖动的缺陷,提出用遗传算法对控制器参数进行优化,提高了控制器性能。简要说明了三相三线有源电力滤波器的工作原理,根据补偿电流和指令电流的误差构建滑模变结构控制器。详细给出了用遗传算法对控制器参数的优化过程,得到了控制器参数的确切值。通过对传统PI控制方式和优化后滑模控制方式进行仿真实验,结果表明,所提出的滑模控制方式响应速度快,算法简单,较好地抑制抖动,鲁棒性强,达到了优化的目的。

    • 夏季日最大降温负荷的估算和预测方法

      2016, 44(5):75-81. DOI: 10.7667/PSPC150822

      摘要 (5137) HTML (0) PDF 1.70 M (3740) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着空调等降温设备的大量使用,降温负荷对电力系统安全经济运行的影响越来越显著。以广州市的历史负荷和气温数据为基础,分析了广州市夏季降温负荷与气温之间相关性。首先,考虑到夏季基准负荷逐日的增长量,提出利用灰色系统GM(1,1)模型预测出电网夏季的日基准负荷曲线,进而准确剥离出夏季的日降温负荷曲线,并分析了日降温负荷曲线的“W”型变化特征。其次,基于日最大降温负荷与日最高温度的相关性分析,建立了日最大降温负荷与日最高温度之间关系的分段回归模型,并对日最大降温负荷进行预测。最后考虑温度累积效应的影响,对分段回归模型进行了修正,进一步提高了预测精度,从而为准确预测电网夏季日高峰负荷提供依据。

    • PSS/E的自定义建模及其仿真研究

      2016, 44(5):82-87. DOI: 10.7667/PSPC150826

      摘要 (6577) HTML (0) PDF 1.59 M (4080) 评论 (0) 收藏

      摘要:深入研究了PSS/E的自定义功能。详细介绍了PSS/E自定义的环境要求、格式要求、调用要求、基于等效电流注入的用户自定义建模的原理。分析了在PSS/E中利用协调调用模式来实现该类模型的方法和步骤。以静止无功补偿器(SVC)的自定义建模为例进行了建模研究,并在自定义SVC模型中通过引入辅助信号以改善其性能。仿真结果充分表明了PSS/E自定义建模的可行性与可扩展性,也验证了所建SVC模型的有效性,为其他电力系统复杂设备在PSS/E中的自定义建模提供指导。

    • 智能变电站站控层测试技术研究与应用

      2016, 44(5):88-94. DOI: 10.7667/PSPC150767

      摘要 (4673) HTML (0) PDF 1.26 M (2572) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据智能变电站一体化监控系统功能及应用情况,设计了智能变电站站控层测试系统架构,对测试系统架构各功能模块及信息交互过程进行了分析。然后对智能变电站站控层测试技术进行了深入研究,分别围绕站控层数据交互测试技术、监控主机测试技术及远动功能测试技术进行研究,创新性地提出了测试策略可配置、通信报文可订制、交互行为可控的站控层数据交互测试方法,监控主机信息闭环测试方法,基于取代服务的电力远动装置测试方法。为了验证提出的测试技术方案可行性,通过软件技术实现了具有上述技术特征的测试系统,含保护测控信息仿真系统及调控主站仿真系统。最后经工程应用实践,智能变电站站控层测试技术提高了测试效率,并保证了测试结果的可靠性。

    • 基于改进模糊AHP的电磁环网解环方案评估

      2016, 44(5):95-101. DOI: 10.7667/PSPC150787

      摘要 (4292) HTML (0) PDF 1003.74 K (1996) 评论 (0) 收藏

      摘要:电磁环网解环方案评估能够辅助运行人员确定最优解环方案,为电网的规划与建设提供重要的决策参考。介绍了模糊层次分析法的基本原理,在构建一组反映解环方案优劣的指标集的基础上,提出了一种基于改进模糊层次分析法的电磁环网解环方案评估方法。所提方法改进了模糊判断矩阵的一致性,综合了模糊理论和层次分析法二者的优点,既能将定性与定量分析有效结合,又考虑了专家决策的模糊性质,从而较为全面、客观、科学地评价解环方案的优劣。以鞍山电网实际系统为例,验证了所提方法的有效性。

    • 基于EPON网络的智能变电站继电保护技术研究

      2016, 44(5):102-107. DOI: 10.7667/PSPC150768

      摘要 (5021) HTML (0) PDF 761.06 K (2317) 评论 (0) 收藏

      摘要:相比传统电力通信网络,EPON网络能够更好地满足智能变电站通信系统要求,但是智能变电站过程层网络采用EPON技术也存在安全性、可靠性、实时性的问题,导致继电保护存在拒动的风险。针对上述问题提出了改进措施,并进行了基于EPON网络下继电保护功能的适应性研究。通过搭建基于EPON网络的智能变电站过程层继电保护动模测试平台,重点选取220 kV智能变电站的母线保护、变压器保护、线路保护为研究及测试对象,进行动模试验。试验结果表明,各类保护装置、合并单元及智能终端可通过EPON过程层通信网络实现设备间采样报文及跳闸报文的信号传输,保护装置动作性能未受影响。

    • >设计开发
    • 基于J2EE架构的线损理论计算与诊断分析系统开发与应用

      2016, 44(5):108-116. DOI: 10.7667/PSPC150800

      摘要 (4487) HTML (0) PDF 3.08 M (3144) 评论 (0) 收藏

      摘要:为加强电网线损精细化管理水平和提高电力企业经济效益,建立了高压直流输电系统电网元件电能损耗计算、线损诊断分析及降损潜力分析模型,研发了基于J2EE架构的线损理论计算与诊断分析系统。该系统通过与EMS系统、SCADA系统、生产管理系统、计量自动化系统、营销管理系统、配网自动化系统以及营配数据集中管理系统的开放性接口设计,不仅实现了线损数据的自动抽取和高效合成,还实现了线损理论在线计算和线损诊断分析及降损潜力分析功能。该系统安全性高,可移植性强,为电网线损理论计算及精细化管理、电网经济运行、电网规划与节能改造提供科学决策工具,具有广阔的应用前景。

    • 一种变权重风电功率最优组合预测模型

      2016, 44(5):117-121. DOI: 10.7667/PSPC150831

      摘要 (4592) HTML (0) PDF 847.17 K (2363) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对单项预测方法的局限性,利用改进的基于灰色关联度的IOWGA算子组合预测模型,建立了一种风电功率最优组合预测模型,并通过改进多种群遗传算法(MPGA)对该模型进行优化。采用RBF神经网络法、相似日法和支持向量机(SVM)法对预测日和预测日前一日的风电功率分别进行预测,通过提出的最优组合预测模型及优化算法对预测日的24 h风电功率进行组合预测。根据云南某风电场的实测数据,进行了实例分析。结果表明,风电功率最优组合预测模型能够有效提高风电功率预测精度,具有较强的实用性。

    • >工程应用
    • 基于模糊逻辑的可控串补线路故障分类

      2016, 44(5):122-127. DOI: 10.7667/PSPC150810

      摘要 (4770) HTML (0) PDF 755.19 K (2185) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于模糊逻辑的可控串补线路故障分类方法。采集故障后半个周期的三相电流数据,选取db4小波作为小波基,使用离散小波变换(DWT)分解电流暂态信号,将小波分解系数划分为三个频带,计算每个频带的小波奇异熵,获得能反映不同故障的故障特征量。将特征量作为模糊逻辑的输入,构建模糊故障分类系统。在Matlab环境下建立电力系统模型,选择500 kV、300 km超高压输电线路进行故障仿真。仿真结果表明,不同的TCSC触发角下,该算法不受故障阻抗、故障初始角、故障类型、故障位置的影响,可以准确检测故障,完成故障分类。

    • 数字量输入式合并单元的白噪声处理

      2016, 44(5):128-133. DOI: 10.7667/PSPC150812

      摘要 (4547) HTML (0) PDF 2.29 M (2489) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高数字化采样的可靠性及精确度,白噪声问题一直是工业界和学术界的研究热点。首先,结合智能变电站的应用实例,给出了电子式互感器的输出波形,并对白噪声分量进行频谱分析。进而,考虑滤波效果、算法稳定性、延时时间等因素,设计了相应的数字滤波器,并给出了滤波参数及处理结果。最后,结合非周期分量衰减时间常数、最大峰值瞬时误差等指标,分析和评估了滤波算法对暂态性能的影响。分析结果表明,数字滤波算法可以使白噪声削弱一半以上,且不会影响暂态性能。

    • 基于变压器马尔可夫状态评估模型和熵权模糊评价方法的风险评估技术研究

      2016, 44(5):134-140. DOI: 10.7667/PSPC151240

      摘要 (6671) HTML (0) PDF 4.42 M (3156) 评论 (0) 收藏

      摘要:为建立有效的电力变压器设备风险评估方法,针对变压器故障机理的复杂性和不确定性特征,提出了基于状态检修和马尔可夫过程的变压器全态状态评估模型。利用分指标研究变压器缺陷严重度,结合变压器分部位故障频率计算模型,采用熵权模糊计算量化变压器设备风险等级,构建设备风险评估矩阵,给出了一种新的变压器运行风险评估方法。仿真程序实例计算结果表明,所提方法能够准确计算变压器各组成部分的风险值,并获得针对性的维修策略,变压器风险评估结论是准确、有效的。

    • 小型直驱式永磁同步风力发电机快速最大功率追踪仿真研究

      2016, 44(5):141-145. DOI: 10.7667/PSPC150723

      摘要 (4955) HTML (0) PDF 951.36 K (2479) 评论 (0) 收藏

      摘要:直驱式永磁同步发电系统的功率输出直接受发电机转速的影响。为了提高小型直驱式永磁同步发电系统的输出功率,通过分析风力机的工作特性以及最大功率追踪原理,指出经典爬山法的缺点,并提出一种新的变步长爬山法。根据前一次转速扰动和功率变化的梯度关系来决定下一次的扰动步长,可以提高系统的动态响应,扰动方向与经典爬山法一致。在最大功率点附近,功率波动小于一定值时,停止搜索,来实现最大功率追踪的快速性和稳定性。用仿真结果验证了该方法的可行性。

    • >综述
    • 电力系统灵活性评价研究综述

      2016, 44(5):146-154. DOI: 10.7667/PSPC150806

      摘要 (7478) HTML (0) PDF 2.40 M (3438) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大规模风电场、光伏电站等间歇性电源接入后电力系统的灵活性问题,从电力系统灵活性的定义、量化指标、评价方法三方面系统地总结了当前国内外电力系统灵活性评价研究的成果与进展。并在此基础上就广义的电力系统灵活性定义和内涵,电力系统设备、网络、子系统等不同组成部分和层级的灵活性量化指标,电源扩展规划、机组组合和经济调度等应用场景下的灵活性评价方法等问题进行阐述与讨论。最后,对电力系统灵活性的研究进行了展望,阐述了电力系统灵活性评价下一步研究中需要关注的问题和重点方向。

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