• 2017年第45卷第6期文章目次
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    • >理论分析
    • 基于动态权值相似日选取算法的短期负荷预测

      2017, 45(6):1-8. DOI: 10.7667/PSPC160412

      摘要 (6103) HTML (0) PDF 1.21 M (2516) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于动态权值优化的相似日选取算法和灰色GRNN串联组合模型的短期负荷预测方法。采用动态权值相似日选取算法,在考虑不同地区和季节对短期负荷的影响时,引入改进的果蝇优化算法(MFOA),动态调整各因子的权值,增强了相似日选取算法的适应性和有效性。选取出相似日后,采用灰色模型和广义回归神经网络(GRNN)串联组合的短期负荷预测方法,并通过改进的布谷鸟(MCS)算法对GRNN平滑因子进行优化,组合模型改善了单一模型预测精度的稳定性。实例预测结果验证了该方法的有效性。

    • 一种新的谐振接地系统单相接地故障选线方法

      2017, 45(6):9-15. DOI: 10.7667/PSPC160467

      摘要 (5519) HTML (0) PDF 429.30 K (2313) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决谐振接地系统单相接地故障在小故障合闸角情况下选线准确率不高的问题,利用集合经验模态分解(EEMD)和希尔伯特变换在频带分析方面的优势,提出了一种新的谐振接地系统故障选线方法。通过分析单相接地故障时暂态零序电流的分布特征,比较系统暂态电容电流与衰减直流分量的能量大小,自适应将能量较大的信号用于故障选线。暂态电容电流能量大时通过比较暂态电容电流的极性确定故障线路;衰减直流分量能量大时通过比较消弧线圈与初选线路衰减直流分量的能量确定故障线路。分别对不同故障合闸角,不同过渡电阻的单相接地故障进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法选线准确率高,在小故障合闸角情况下亦能准确选线,具有一定的应用价值。

    • 基于BOTDR测温技术的架空线路动态增容方法

      2017, 45(6):16-21. DOI: 10.7667/PSPC160491

      摘要 (5354) HTML (0) PDF 342.27 K (2365) 评论 (0) 收藏

      摘要:架空导线的载流量一般是在输电线路周围环境为恒定的假设下计算得到的,是比较保守的定额。为了充分利用现有架空输电线路的输电能力,提出一种基于BOTDR测温技术的在线动态增容新方法。利用 OPGW上的 BOTDR测温技术对架空线路周围环境温度进行分布式测量,通过牛顿迭代推导出导线温度,将导线实时温度瓶颈点代入新的热平衡公式,从而计算出实时载流量。计算证明,该方法能够有效地提高线路载流量,对线路载流量设计优化有理论指导作用。

    • 一种综合潮流追踪和链接分析的电力系统关键节点识别方法

      2017, 45(6):22-29. DOI: 10.7667/PSPC160434

      摘要 (5935) HTML (0) PDF 737.03 K (2495) 评论 (0) 收藏

      摘要:将一种基于链接分析的思路应用于电力系统安全评估,结合潮流追踪技术提出一种考虑系统运行状态的关键节点识别方法。基于潮流追踪结果定义了系统节点链接强度以及负荷重要性评价的新指标,并利用系统链接强度同时考虑系统实际潮流方向建立了电网的加权有向图。借鉴基于链接分析的PageRank算法思路,建立了基于电网加权有向图链接强度的节点重要度计算评价模型,实现了关键节点的有效识别。所提出的识别方法可基于系统当前实际网络结构和潮流分布,从电网全局能量传输的角度,识别出对系统安全运行起关键作用的重要节点。利用IEEE39节点系统作为算例对所提出的关键节点识别方法进行了验证,并通过与已有的关键节点识别方法进行比较,表明该方法所得到辨识结果更加符合电力系统的运行实际。

    • 基于电热系统联合规划的城市商住混合区能源站优化配置

      2017, 45(6):30-36. DOI: 10.7667/PSPC160433

      摘要 (5089) HTML (0) PDF 446.90 K (2209) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对城市能源需求日益增大、分布式光伏发电具有不确定性、商住混合区供热供电独立规划导致能源综合效率不高的问题,基于电热系统联合规划研究城市商住混合区能源站优化配置。首先,考虑光伏出力的不确定性,建立了典型日各时段光伏出力的多状态模型。其次,分别以一定置信度下的年费用和运行费用最小作为上、下层目标函数,提出了嵌入机会约束规划的城市商住混合区能源站接入区域电网、热网的二层规划模型。该模型基于电-热网络综合潮流,考虑了可控分布式综合能源单元的优化调度,因而仿真模拟更符合系统的实际运行,结果更准确。最后,采用分段二进制编码和精英保留策略遗传算法对所提出模型进行求解。北方某城市商住混合区算例结果表明:与电热分产相比,区域电-热系统联合规划能够有效地减少运行费用和污染物排放;随着系统供能可靠性的提升其经济性将有所下降,所以规划时应结合成本增加灵敏度和系统实际要求来权衡经济性和可靠性。

    • 双馈风电短路电流特性对距离保护的影响分析

      2017, 45(6):37-47. DOI: 10.7667/PSPC160332

      摘要 (5077) HTML (0) PDF 2.98 M (2366) 评论 (0) 收藏

      摘要:双馈风电机组短路电流特性不同于传统同步电机,给继电保护算法和原理带来新的问题。解析推导了转速频率分量使全周傅里叶算法产生计算偏差的表达式,进一步分析了双馈型风电机组短路电流对全周傅里叶算法的影响,并通过仿真论证了理论解析的正确性。同时考虑到风电场一般具有较强的弱馈性,以距离保护为例,考虑不同类型接地故障并计及过渡电阻,对风电场侧送出线距离保护测量阻抗进行了机理分析,并辅以DIgSILENT仿真验证,分析了双馈风电短路电流中的转速频率分量以及风电场弱馈特性对送出线距离保护的影响,揭示了转速频率分量对于距离保护测量阻抗的影响规律。所得结论可为风电接入系统的保护与配置提供参考。

    • 基于故障关联系数的广域后备保护新方法

      2017, 45(6):48-54. DOI: 10.7667/PSPC160403

      摘要 (5073) HTML (0) PDF 628.94 K (2125) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了降低广域后备保护通信量,提高故障识别的容错性,提出了基于故障关联系数的广域后备保护新方法。在故障发生后,主站对子站上传的母线各序电压比例系数进行排序以确定候选故障线路。然后,主站向相关子站索取候选故障线路及其相邻线路的保护和方向元件的动作信息,用于计算线路的故障关联系数。最后,主站通过融合线路的故障关联系数并且和设定的门槛值进行比较来实现故障线路的识别。仿真算例表明,新算法广域通信量小,并且具有较高的容错性,可提高广域后备保护的性能。

    • >应用研究
    • 基于FPGA的变电站实时仿真培训系统

      2017, 45(6):55-61. DOI: 10.7667/PSPC160441

      摘要 (5942) HTML (0) PDF 1.15 M (2214) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低变电站仿真培训系统的建设成本,提高变电站实时数字仿真的质量,提出了一种基于FPGA的变电站实时仿真培训系统。采用最小度最大独立集法安排节点消去和电压计算的顺序,较好地兼顾了运算量和运算并行度。采用多输入多输出的指令流运算器实现细粒度的并行计算,提高了FPGA资源利用率。利用状态字和影响字间接完成仿真参数的修改,减少了仿真计算时间和节约了数据存储空间。实例表明,采用最小度最大独立集法、指令流运算器及仿真参数间接修改方法,一个具有542节点的仿真变电站能以40 ms仿真步长在一块EP4CGX150芯片上正常运行。

    • 提高直驱永磁风机低电压穿越能力的控制策略

      2017, 45(6):62-67. DOI: 10.7667/PSPC160432

      摘要 (6360) HTML (0) PDF 1.39 M (2830) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高直驱风电机组低电压穿越能力和改善故障穿越后风电机组的稳定运行能力,提出了一种基于变阻值和变功率因数无功控制的直驱风电机组低电压穿越综合控制策略(the comprehensive control strategy, CCS)。在直流侧采用IGBT与变阻值卸荷电阻串联构成变阻值卸荷电路,且在长时故障时引入磁控型动态无功补偿装置进行无功补偿,根据实际电压值与预设电压阈值的比较结果动态投切卸荷电路。在网侧根据电压跌落程度所处的阶梯范围,动态调整直驱风电机组发出的无功功率。在PSCAD/EMTDC中搭建了直驱风电场的仿真模型,应用某实际运行的1.5 MW直驱风机参数,在卸荷电阻值、无功功率因数分别不同时仿真验证了该控制策略的有效性。结果表明:该控制策略不仅能够提升机组的LVRT能力,而且可以改善故障穿越结束后机组的稳定运行特性。

    • 基于2级3阶单对角隐式Runge-Kutta法的电磁暂态计算方法

      2017, 45(6):68-73. DOI: 10.7667/PSPC160440

      摘要 (5737) HTML (0) PDF 1.06 M (2453) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电力系统电磁暂态计算中,由于各种突变情况的发生,将导致数值计算中存在数值振荡。为有效解决电力系统电磁暂态计算中的数值振荡问题,将一种2级3阶单对角隐式Runge-Kutta法运用于电磁暂态数值计算中。由理论分析可知,该数值积分方法具有非线性B-稳定性,即具有能量耗散性或非线性阻尼特性。算例结果表明,与现有的方法相比较,使用该方法进行电磁暂态计算,能够在不增加计算量的情况下,有效避免因突变情况导致的数值振荡。

    • 基于动态等效电路的含DG电力系统电压稳定性分析

      2017, 45(6):74-79. DOI: 10.7667/PSPC160416

      摘要 (5537) HTML (0) PDF 519.41 K (2197) 评论 (0) 收藏

      摘要:分布式电源(Distributed generation, DG)接入电网对电力系统电压稳定有一定影响。首先对DG接入节点内部系统进行综合动态等效,将动态等效电路的分析方法应用于含DG的电力系统。然后将DG视为“负”的负荷,提出DG接入后评价系统静态电压稳定性的广义阻抗模裕度指标。基于广义阻抗模裕度指标,具体分析了DG不同接入方式、出力大小对系统电压稳定性的影响和优化无功补偿的效果。最后通过仿真验证了所提方法是研究含DG电力系统静态电压稳定性的一种实用和方便的方法。

    • 阻感性负载下单相离网逆变器稳定性分析与控制

      2017, 45(6):80-86. DOI: 10.7667/PSPC160427

      摘要 (5891) HTML (0) PDF 1.49 M (2896) 评论 (0) 收藏

      摘要:独立运行的单相全桥逆变器通常工作于电压源模式,将直流源侧能量传送至交流负载侧。由于负载的多样性,系统具有复杂的动态特性。阻感性负载(如电机、空调等)连接至逆变器交流输出时,系统出现振荡失稳现象。首先,建立单相逆变器系统数学模型,并结合比例-谐振(PR)控制器特征对模型进行线性化处理,得出了单相逆变器系统的输出阻抗表达。其次,采用阻抗比判据方法,绘制阻抗比的奈奎斯特曲线,确定了系统不稳定运行的拒绝域,从而解析性地得到了感性负载、控制系数、滤波电容等对拒绝域的影响。结果表明,在实际运行参数范围内,随逆变器的比例系数、滤波电感的减小,或者滤波电容、滤波电感串联电阻的增大,阻感性负载下的单相逆变器趋于稳定,可得到稳定的输出电压波形。

    • 基于序关系-熵权法的低压配网台区健康状态评估

      2017, 45(6):87-93. DOI: 10.7667/PSPC160430

      摘要 (6115) HTML (0) PDF 373.74 K (2391) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了从众多低压配网台区中高效筛选出健康状态差的台区进行优化改造,提出基于序关系-熵权法的低压配网台区健康状态评估方法。首先从低压配网台区的6个状态指标建立评估指标体系。其次对指标进行一致化处理,并用极值处理法对指标进行无量纲处理。然后用序关系分析法加入专家经验求得各指标的主观权重,同时用熵权法求得各指标的客观权重。最后利用拉格朗日最优乘子法求得各指标的综合权重,得到低压配网台区健康状态的评估函数,根据评估函数值对低压配网台区健康状态做出评估。通过对某地的若干个低压配网台区进行实例分析,验证了该评估方法的可行性和高效性。

    • 基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联特性研究

      2017, 45(6):94-100. DOI: 10.7667/PSPC160447

      摘要 (5003) HTML (0) PDF 1.24 M (2372) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对低压微网中采用传统下垂控制的并联逆变器功率均分效果差以及母线电压和频率偏移问题,分析了并联逆变器的环流和功率输出特性,提出一种基于可控等效输出阻抗的微网逆变器并联控制策略。该策略实现了逆变器等效输出阻抗的精确可控,且具有虚拟同步发电机的基本特性,逆变器等效电压源的频率和相位能够实现自同步功能,在不需要功率环的情况下间接实现了并联逆变器功率均分且具有环流抑制能力。通过设计电压二次调节控制,消除了微网母线电压和频率的偏移问题。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

    • 基于两步分群法的双馈机组风电场等值建模

      2017, 45(6):108-114. DOI: 10.7667/PSPC160431

      摘要 (6169) HTML (0) PDF 1.43 M (2559) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在保证风机等值精度的基础上降低风电场仿真模型的复杂度,考虑到实际风电场内尾流效应及风机控制方式不同的情况,借鉴层次分析法的思想提出了两步分群法。该方法综合考虑了风机初始运行点以及动态特性。首先考虑风电机组间尾流效应计算输入风速,根据机组桨距角动作情况进行初次分群,通过转子电流受扰曲线识别动态特性相近的风机实现再次分群。然后在保证风电机组功率输出特性和电压差恒定的基础上,进行风机和集电线路参数等值,得到风电场多机等值模型。最后通过仿真验证了所述方法的合理性。

    • 基于不同用户需求的移动应急电源优化配置

      2017, 45(6):115-119. DOI: 10.7667/PSPC160382

      摘要 (5037) HTML (0) PDF 315.77 K (2018) 评论 (0) 收藏

      摘要:在智能电网建设的大环境下,以用户需求指导供电将成为主流。首先建立电力用户的需求指标模型,提出应急事态下跟用户紧密相关的安全性需求、经济性需求和优质性需求三个需求指标,以及不同指标的衡量方法。然后建立用户需求满意度最大的移动应急电源优化配置模型。最后以某供电公司的历史数据得到各分区用户的安全性、经济性和优质性等级,根据所提出的用户需求满意度最大化模型利用混合整数线性规划算法得到移动应急电源的分配方案,验证了所提模型的可行性、优越性和其指导意义。

    • 分布式电源接入配网对其静态电压稳定性影响多角度研究

      2017, 45(6):120-125. DOI: 10.7667/PSPC160452

      摘要 (5064) HTML (0) PDF 624.27 K (2231) 评论 (0) 收藏

      摘要:分布式电源(Distributed Generation, DG)接入配网后,将对配网静态电压稳定性造成影响。基于IEEE33节点配电网络和Matlab仿真测试软件平台,考虑分布式电源的接入数量、接入位置、接入容量和功率因数4个影响因素。应用电压稳定性判定指标L,对比单个DG接入单分支线路和多个DG接入多条分支线路两种情况,得出各自对配网电压分布和电压稳定性造成的影响。对比测试所得L指标,结果表明多DG接入的方式更有利于配网电压稳定。该研究对配网中多DG的布局和规划具有积极的指导意义。

    • >工程应用
    • 省地两级电网紧急控制装置协同监控系统设计

      2017, 45(6):126-132. DOI: 10.7667/PSPC160456

      摘要 (5094) HTML (0) PDF 795.98 K (2412) 评论 (0) 收藏

      摘要:在大电网新型运行管理模式下,为满足省级、地级调度机构对紧急控制装置集中监控的需求,充分借鉴了调控一体化系统建设已经取得的成果,按照装置调管范围分层接入的原则提出了建设省地两级电网紧急控制装置协同监控系统的总体思路和基本框架。然后结合紧急控制装置特点和专业需求阐述了系统中数据采集、装置运行数据及状态监视、实时告警、运行管理、远方操作、数据纵向交互6个应用功能模块和实现方案。最后介绍了该系统在黑龙江和大庆两级电网中的实际应用情况。

    • 主变带负荷相量测试软件的编制

      2017, 45(6):133-136. DOI: 10.7667/PSPC160423

      摘要 (5438) HTML (0) PDF 443.73 K (2327) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前电力行业在主变带负荷相量测试普遍采用手工绘制相量图,存在着绘图效率低、准确性差、作图不规范等缺点,提出了一种利用Visual C++语言编制可视化界面相量测试软件的新方法。具体阐述了该方法的实施步骤,包括模态对话框建立、测试方式选择界面、原始测试数据输入界面、相量图绘制界面,主变三相差动电流计算。该方法能够快速绘制出相量图、准确计算出主变差动保护差动电流,并实现了原始测试数据的保存及测试报告单的打印功能,满足主变相量测试工作需要。

    • 基于EMS的分布式地县电网AVC控制策略

      2017, 45(6):137-141. DOI: 10.7667/PSPC160444

      摘要 (4911) HTML (0) PDF 645.27 K (2952) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对地、县电网垂直耦合紧密,县网规模较小,提出一种新型分布式地县电网AVC控制策略。该策略基于EMS地县一体化自动化系统,首先在地调、县调自动化系统中分别部署AVC应用,地调和县调的AVC可运行在联调、解列两种模式下。其次建立分布式AVC系统优化控制模型,并对优化目标函数引入计算因子,使得该模型同时适用于地调AVC和县调AVC,简化了计算算法。最后现场运行效果表明,该策略可实现从整个地区电网的角度进行区域电网无功优化,进一步提高地调、县调电压合格率。

    • 一种新型电动汽车充电桩技术方案探讨

      2017, 45(6):142-147. DOI: 10.7667/PSPC160406

      摘要 (7826) HTML (0) PDF 1.32 M (3862) 评论 (0) 收藏

      摘要:在“互联网+”的背景下提出新型电动汽车充电桩的技术方案。方案从充电桩架构的角度入手,分析充电桩的现状与存在的问题。定义充电桩的功能需求,设计新型电动汽车充电桩架构,同时也规划了新型架构下需要支持的标准体系。通过架构设计、功能定义、标准体系、业务流程及应用案例的对比分析完成充电桩的技术方案探讨。结果表明,该技术方案在兼顾扩展和安全的前提下,利于充电桩产品的标准化,可以有效提高电动汽车充电桩充电服务能力,降低充电桩运营成本。

    • >综述
    • 高压电网死区保护研究综述

      2017, 45(6):148-154. DOI: 10.7667/PSPC160411

      摘要 (6755) HTML (0) PDF 261.55 K (2809) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力系统内部存在着各种形式的死区故障,准确、快速地切除死区故障直接关系到电力系统的安全稳定运行。详细介绍了主要几种常见的死区故障及其产生的原因,分析了典型死区保护逻辑的不足:即保护动作时间长且扩大了事故范围。综述了各类死区故障研究的现状,并对各种切除死区故障保护方案的优缺点作出评述。最后在现有研究的基础上,提出了死区保护研究的几点建议与设想,为后续开展研究提供借鉴与参考。

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