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2018, 46(21):1-10. DOI: 10.7667/PSPC171519
摘要:微网容量优化是微网建设中的重要环节。针对目前住宅区微网经济性、稳定性、气象匹配性较差的问题,提出了一种多目标的优化方法。首先,给出了优化对象的目标函数和约束条件,提出了一种负载分类方法,设计了一种用于气象跟踪的风光互补组合系数,并分三个层次建立优化的数学模型。其次,利用杂交粒子群算法和风光互补组合系数改进万有引力搜索算法,分析网内负载的使用情况,求得微网内风/光/柴/储的最优配置组合。最后,从经济性、气象跟随性、网内能源结构和负载波动承受能力方面对比分析四种算例。算例验证了模型的可靠性。
2018, 46(21):18-24. DOI: 10.7667/PSPC171534
摘要:随着风电渗透率的增加,在考虑风电出力随机性和间歇性对配电网影响的同时,风电场间风速的相关性应予以考虑。将Rosenblatt变换与Copula函数相结合以处理风电场间复杂的非线性关系,提出一种基于Copula函数及Rosenblatt变换的概率潮流半不变量算法。所提方法能准确捕捉到输入变量间的非线性相关关系,且具备半不变量法计算效率高的优点。以IEEE33节点网络接入风电场对所提方法进行测试。结果证明了所提方法的有效性、准确性和实用性,所提方法计算结果较考虑线性相关性算法的计算结果更接近实际运行情况。
胡顺威 , 周晖 , 从黎 , 张祥龙 , 刘颖 , 肖智宏 , 刘海军 , 曹天植
2018, 46(21):25-31. DOI: 10.7667/PSPC171625
摘要:电力电子变电站较常规变电站,除能实现变压外,还具有功率控制及灵活的AC、DC接口等功能,在配电网中得以示范应用,其供电可靠性水平如何是重点关注的问题。为此,在清楚电力电子变电站中电力电子变压器工作原理、电力电子变电站的组成、主接线的基础上,分析配电网中电力电子变电站的运行方式,采用故障树分析方法,构建了含电力电子变电站配电网的可靠性分析模型。并通过最小割集的计算,得到了该网的年故障率、年停电时间等可靠性指标。最后运用示范电力电子变电站工程项目数据分析计算,发现含电力电子变电站的配电网可靠性指标略低于常规站的配电网。
2018, 46(21):32-37. DOI: 10.7667/PSPC171445
摘要:针对光伏发电过程中功率输出随机性的问题,提出一种基于超螺旋(Super-Twisting)二阶滑模控制的MPPT实现方法。此方法基于Boost升压电路,通过选取合适的滑模面将离散控制率转移到高阶,使控制量在时间上连续,从而设计了一种无抖颤滑模变换器,以实现光伏输出最大功率跟踪,并消除抖振的影响。为了验证算法的优越性,在Matlab/Simulink中搭建光伏发电系统模型进行仿真实验。结果表明:在光照强度和温度变化的条件下,相比于传统的控制算法,二阶滑模控制算法能快速实现最大功率跟踪,具有很强的鲁棒性。
2018, 46(21):38-44. DOI: 10.7667/PSPC171603
摘要:准确评估电力变压器的状态既是合理制定检修策略的基础,同时也对智能电网的发展具有重大意义。针对变压器故障机理复杂,难以客观评估的问题,提出了基于古林法和层次可拓的变压器状态评估方法,将变压器多参数综合评估转化为单目标决策。首先建立层次型指标体系,划分状态等级。利用古林法计算指标权重,通过层次可拓法确定综合评价等级,并与模糊层次分析法(FAHP)计算结果进行对比分析。经实例研究,验证了该方法应用于变压器状态评估的可行性,为变压器绝缘状态检修提供了一种新评估策略。
2018, 46(21):45-54. DOI: 10.7667/PSPC171659
摘要:传统多相逆变器输出电压幅值普遍低于输入电压。当负载过大,需要的直流母线电压会更高,相对应的滤波电容体积会更大,成本更高。在多相逆变器的传统控制中,死区设置的复杂性影响着输出波形的质量。针对这些缺点,将准Z源网络引入六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)中,在分析传统六桥臂逆变器空间矢量调制策略的基础上提出了一种新的带直通控制的双电压空间矢量调制策略。首先,分析准Z源六桥臂电压源逆变器(QZS-SL-VSI)升压工作原理;接着,分析准Z源六桥臂电压源逆变器的电压矢量分布。在此基础上,详细阐述了所提出的带直通控制的双电压空间矢量调制策略以及两种基于直通零矢量作用时间分配的开关模式。最后,基于Matlab/Simulink进行仿真验证并设计了一台小功率样机进行实验验证。通过分析仿真与实验波形,充分验证准Z源六相逆变器及控制策略的正确性和可行性。
2018, 46(21):55-62. DOI: 10.7667/PSPC171189
摘要:随着近年来能源危机的日益加重以及部分地区供电紧张、能源分布不合理问题,光伏电站经VSC-HVDC(voltage source converter-high voltage direct current)并网已经成为一种迫切的需求。首先研究得出并网系统的整个启动控制过程,并提出了定交流母线电压控制与定直流电压-功率斜率控制相结合的启动控制策略,缓解并网系统启动时电流电压的大幅度波动对自身和电网带来的冲击。仿真结果显示,该启动控制过程与控制策略的结合能够实现系统无冲击启动并正常进入额定工况稳定运行。随后根据光照强度随机性的特点,提出混合粒子群算法对并网系统的控制器进行优化,平抑光伏电站并网时的功率波动。仿真结果显示,该算法优于单一的粒子群算法,平抑光伏电站输出功率波动的效果更加显著。
李响 , 白首华 , 付金光 , 范建业 , 胡天彤 , 宋祺鹏
2018, 46(21):63-68. DOI: 10.7667/PSPC171737
摘要:10 kV中压接线模式的选择受负荷密度、投资、可靠性等因素影响,是配电网规划与改造的关键。在不同负荷密度条件下,根据接线单元的供电能力确定所需数量。考虑多种因素对接线模式的投资成本和可靠性影响,结合用户停电损失综合函数,将可靠性与经济性进行属性转化。为了得到Pareto最优解,以影响接线模式的经济性、可靠性的线路参数建立初始种群,采用遗传算法(GA),以供电总成本最低为目标,获得任意负荷密度下的Pareto最优解集,从而建立中压接线模式的GA-Pareto优选模型。该理论已应用于中部某城市,为该市配电网建设提供理论依据。
2018, 46(21):69-85. DOI: 10.7667/PSPC171437
摘要:为解决含分布式电源的中低压配电网中三相不平衡的状态估计问题,提出一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法。在包含分布式电源的中低压配电网中引入变压器等值模型,以节点注入电流方程为基础,建立了可同时处理三相三线制和三相四线制量测量的量测方程,扩大了其实用范围并提高了对系统的估计精度。其次,将直角坐标下线性零注入约束作为等式约束条件加入中低压配网状态估计模型中,使节点注入功率严格为零,并使计算过程得到简化。最后,采用细菌群体趋药性算法(BCC)对该模型进行状态估计。IEEE13节点修正系统算例的仿真结果验证了所提方法的有效性,且表明该方法具有良好的估计精度和收敛性。
2018, 46(21):86-95. DOI: 10.7667/PSPC171589
摘要:传统的低压配网三相不平衡负荷在人工调整时,存在受瞬时检测电流波动影响大等问题。提出了一种基于台区历史功率数据和用户用电量信息的台区三相不平衡负荷调整方法,建立了不平衡负荷调整的数学模型。分析了在存在销户和新用户接入情况下的负荷调整模型修正问题。最后,对某一台区历史功率样本数据进行测试,结果表明应用该模型进行台区负荷调整可以有效降低配电台区的三相总体不平衡度。
胡邦权 , 王先培 , 简子倪 , 陈敬佳 , 范勇锋 , 向辉 , 朱国威 , 罗智
2018, 46(21):96-102. DOI: 10.7667/PSPC171539
摘要:针对网络中瞬间涌现的大量并发数据流导致网络拥塞的问题,提出了一种改进的拥塞感知路由算法。该算法可实时根据节点和邻居节点到目的节点的路径长度及拥塞状况选择路径,以自动交换光网络(Automatically Switched Optical Network, ASON)网数据包拥塞指标为链路代价值,根据网络实际的信息包传输状况,对各节点链路进行加权计算。该算法能够动态感知网络拥塞状态,是一种可自适应调节的路由算法。仿真实验表明,相比传统最短路径路由算法,所提算法能够有效提高ASON网动态选路的合理性及传输网数据的传输效率,优化网络资源利用率。
2018, 46(21):103-110. DOI: 10.7667/PSPC171573
摘要:针对现有时频分析方法处理非线性、非稳态信号自适应性的不足,提出了一种自适应互补集总经验模态分解(ACEEMD)方法。该方法通过对加噪辅助分解方法噪声准则的研究,引入相关均方根误差与信噪比两个参数作为加噪评价指标,自适应确定最优加噪幅值和集总分解次数。且加入的噪声以正负成对的形式加到目标信号中,克服了原始分解方法存在的模态混叠问题、端点效应以及残余噪声大的缺点。最后将改进的方法与Hilbert变换相结合运用在电能质量扰动检测中,通过仿真实验验证所提方法既可以有效提取扰动的频率、幅值等特征参数,也可以准确定位扰动的时间,为电能质量检测与分析提供了一种新思路。
2018, 46(21):111-117. DOI: 10.7667/PSPC180320
摘要:为了解决没有考虑重构过程诱发的电压稳定问题,针对舰船电网快速故障恢复,引入电网线路静态电压稳定指标SVSI。将故障恢复后电网所有线路SVSI指标的最大值作为目标函数,以表征此时系统静态电压稳定的整体水平,建立一种考虑静态电压稳定的舰船电网多目标故障恢复重构模型。采用基于局部搜索技术的多目标网格进化算法MGEA对该模型进行求解,算法保留了故障恢复问题的多目标本质,以网格为载体,在邻域范围内做选择、交叉和变异,减缓了基因传播速度。对一舰船电网实际算例进行故障恢复重构测试,结果表明,该决策方法在实现舰船电网故障恢复的同时,可有效提高整个系统的静态电压稳定性。
2018, 46(21):118-124. DOI: 10.7667/PSPC171595
摘要:短期光伏发电功率预测对维护电网安全稳定和协调资源利用具有重要的意义。提出了一种基于K均值算法(Kmeans)和支持向量机(SVM)的短期光伏发电功率预测方法。根据短期光伏发电特性和光伏发电季节特性,组织预测模型的训练样本集。通过K均值算法对训练样本集进行聚类分析,在聚类得到的各类别数据上分别训练支持向量机。预测时根据预测样本的类别使用相应的支持向量机进行发电功率预测。经实验表明所提出的方法相较于传统的BP、SVM模型精度有了明显的提升,具有较好的工程应用潜力。
陈庆涛 , 田宇 , 丁国成 , 吴兴旺 , 刘勇 , 吴伟丽
2018, 46(21):125-130. DOI: 10.7667/PSPC171452
摘要:为了最大程度避免直流输电工程单极大地运行方式造成的变压器直流偏磁问题,提出了一种直流输电接地极的优化选址方法。研究了直流接地极选址时需要考虑的大地电性参数、电力规划需求、周边交流电网的结构与参数等因素,建立了直流接地极位置与变压器直流偏磁风险之间的关联度模型。对此模型进行了灵敏度分析,并以此为依据,提出了高压直流输电接地极选址优化方法。以一个交直流混联电网为例研究了优化选址的效果。优化方法对避免交流电网变压器直流偏磁风险有理论参考作用。
2018, 46(21):138-144. DOI: 10.7667/PSPC171554
摘要:提出一种含微服务的调度自动化系统分布式实时数据库总体构架,解决了传统调度自动化系统中实时数据库数据处理慢、灵活性差和不易扩展等问题。根据实时数据库对数据时效性的要求,定义了遥测类、遥信类的简化数据模型,规避了复杂数据关系的搜索,并运用数据分片技术对数据进行有效划分。采用微服务架构模式,将数据读写过程虚拟化为细粒度的数据服务,以云计算技术为核心,实现对微服务、分布式技术的深度整合。利用该构架实现的分布式实时数据库管理系统已在某实际电网中得到应用。实际运行效果表明,该构架下的实时数据库具有实时性高、扩展性强、运行稳定可靠等优点,为坚强智能电网的建设和发展提供技术支撑。
2018, 46(21):145-151. DOI: 10.7667/PSPC171498
摘要:IEC61850标准在智能水电厂的应用可以提高通信效率、实现数据共享。分析了智能变电站和智能水电厂中GOOSE应用的差异。提出了一种基于FPGA的智能水电厂IED的GOOSE通信实现设计。详细介绍了整体构架和报文收发软件设计。针对智能水电厂中交互信息类型多、数据量大等特点,设计了GOOSE报文硬件解码模块。利用FPGA的并行运算机制,在接收报文的同时完成解码与校验,进一步提升通信效率。仿真结果表明,该硬件解码模块满足智能水电厂GOOSE通信时效性和可靠性的要求。
田春筝 , 殷奕恒 , 关朝杰 , 李秋燕 , 杨卓 , 胡钋 , 杨丰阁
2018, 46(21):152-159. DOI: 10.7667/PSPC171537
摘要:传统的配电网规划综合评价方法缺乏对配电网不同区域特点的考虑,基于供电分区并结合中高压配电网规划特点建立了一套综合评估指标体系。在指标优化方面,根据传统灰色关联方法提出了通过核心指标来简化灰色关联度的计算过程,同时考虑到单独使用灰色关联理论会不利于指标间的相互独立性。因而综合应用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)与灰色关联分析方法进行指标筛选,实现了指标优化与去冗余。引入层次分析法对熵权法的权重计算方法进行修改,使其权重更加合理。此外以最小距离和来设计目标函数,并利用拉格朗日函数从由 种方法计算得到的权重中得到最优权重。以河南省某市2015年和2016年配电网规划的历史数据为例进行综合评估,表明该评价体系与方法能够合理地评估配电网整体发展水平,并找出薄弱环节,为配电网的规划、建设提供参考依据。
王兴念 , 张维 , 许光 , 郭上华 , 张全忠 , 许冲冲
2018, 46(21):160-167. DOI: 10.7667/PSPC171585
摘要:为满足大量配电终端、故障指示器接入配电自动化主站,提出基于单相接地故障录波暂态量故障特征提取方法和融合故障录波故障特征量和故障事件信息的单相接地故障区段定位策略。设计基于配电自动化主站的单相接地故障在线定位系统。为满足工程应用,给出现场设备混装、通信延时、启动条件缺失条件下的解决方案以及融合单相接地、短路接地故障信息的统一处理策略。工程现场应用结果表明,基于配电自动化主站的单相接地故障定位系统能满足各种接线方式下、复杂环境的应用需要。
陈晓彬 , 孙玉彤 , 孙旭 , 倪苗升 , 陈伟钦 , 吴永峰 , 徐皇清
2018, 46(21):168-174. DOI: 10.7667/PSPC171596
摘要:通过和电流回路误动的案例,深挖误动根源,发现所有的误碰都发生在端子上,而传统端子没有任何防误措施。从而提出新型防误端子的概念并研发出新型和电流、母差、联跳等系列端子并应用。以和电流回路隐患为例,提出通过改进现有和电流回路试验端子的结构,实现端子操作顺序的唯一性。通过端子固有的机械结构实现闭锁,彻底杜绝在和电流回路上工作出现误动事故。新防误端子杜绝跳项操作,巧妙遮住能误碰的地方,颠覆了传统端子的概念。改变了以前单纯靠二次措施技术措施单作为单一技术管理手段导致事故屡次发生的现状,有力地推动了继保二次技术的发展,开创了利用新防误端子解决回路误动的新思路。同时新端子可以应用到计量、自动化等回路中,应用范围广。
2018, 46(21):175-181. DOI: 10.7667/PSPC171502
摘要:目前,随着能源互联网的不断发展,行波测距装置省级互联为实现网络化测距提供了良好的数据平台。在重点分析网络行波的特征上,提出一种基于极值域均值模式分解(EMMD)的局域波自适应行波故障定位方法。该方法有效抑制了EMD分解过程中产生的过冲和欠冲现象。在模式混叠方面,在EEMD方法基础上提出了一种加入互补噪声的方法(CEEMD)。最后通过一组现场实际故障数据进行算例分析,验证了该方法的有效性。
潘佳锋 , 朱和剑 , 高捷 , 林中森 , 林江 , 蔡会会
2018, 46(21):182-186. DOI: 10.7667/PSPC171417
摘要:电网设备调度操作的准确性和快速性是保障电力系统可靠、安全、稳定运行的基础。作为电力系统的重要组成部分,开发一套调度一二次智能成票系统是促进安全调度的关键。在继电保护整定系统中,引入信息融合技术,融合因电网运行方式改变而变化的多源信息,准确判定需切换保护值的相关设备,明确提示本保护对下级线路的保护范围,以及投重合闸、备自投等信息。并以自动生成整定通知单的形式,为调度人员提供辅助工作,极大地提高工作效率,同时为调度及运维人员在事故处理中提供有效的技术支撑。
