• 2018年第46卷第4期文章目次
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    • >理论分析
    • 基于山火时空特征的林区输电通道风险评估

      2018, 46(4):1-9. DOI: 10.7667/PSPC170110

      摘要 (5874) HTML (0) PDF 1.66 M (2584) 评论 (0) 收藏

      摘要:穿过林区的供电线路所处地理环境复杂,输电通道山火灾害频发。为研究山火条件下林区输电通道风险评估问题,对四川省凉山州地区某重要负荷的两条输电通道所经过的多个地区的气象数据按时间顺序进行统计。利用森林火险气象等级计算山火发生概率,利用长空气间隙击穿理论计算山火条件下输电线路故障概率,进而建立了具有时空分布特征的山火条件下输电通道风险评估模型,并用算例验证了所提方法的有效性。还对一条输电通道故障,潮流转移至另一条输电通道后的线路运行情况进行了分析,并根据结果提出了相应的降风险措施。

    • 主动配电网的源-网-荷多层博弈经济调度策略

      2018, 46(4):10-19. DOI: 10.7667/PSPC170102

      摘要 (7106) HTML (0) PDF 739.45 K (2501) 评论 (0) 收藏

      摘要:考虑到主动配电网具有多级管控的特点,提出了一种基于博弈论的源-网-荷多层博弈经济调度方法。为协调微网、配网和负荷的关系,将调度策略划分为三层,分别为微网与配网之间的合作博弈、配网与负荷之间的合作博弈以及负荷之间的非合作博弈。微网与配网的相互备用构成其合作关系,同时最优化可平移负荷使负荷之间的博弈达到纳什均衡,并引入顺序变量描述调度优先级。建立了以发电运行成本最小、网损最小和电压偏移合格率最高为目标的多目标优化调度模型,运用综合定权法将其化为单目标,并采用改进微分进化算法对其求解。算例证明,所提方法能够提高主动配电网对可再生能源的消纳能力,提升系统经济性。

    • 基于弹性负荷分时调度和多电源联合供电的微网经济运行

      2018, 46(4):20-27. DOI: 10.7667/PSPC170174

      摘要 (6648) HTML (0) PDF 594.32 K (2458) 评论 (0) 收藏

      摘要:微网中负荷的供电特性各异,这必将对分布式单元的调度以及微网的运行成本产生影响。提出了一种基于弹性负荷分时调度的微网能量管理策略。首先依据燃气轮机发电成本曲线及电网分时电价,与接入的较大容量储能设备ES2协同供电,减少微网对电网的依赖。其次根据各机组的发电成本函数,建立相应的数学模型,将优化目标转换为二次规划问题,利用内点法优化各机组的功率输出。然后根据用户负荷的不同供电特性,分别在三个调度区间上完成了弹性负荷的调度,并分析了不同比例的两类用户对需求侧负荷管理的影响。最后通过算例仿真,验证了所提控制策略的有效性,提高了微网运行的经济性和可靠性。

    • 一种基于电流自构参考量的电流方向纵联保护

      2018, 46(4):28-34. DOI: 10.7667/PSPC170149

      摘要 (7477) HTML (0) PDF 547.62 K (2332) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于零序方向或者负序方向构成的保护在电力系统继电保护中占重要地位,但当系统经高阻接地或PT断线时,一些测量点的序电压很小,进而影响方向元件的判别。为解决上述问题,提出一种仅利用测量电流本身(如零序电流或者负序电流)自构建零序或者负序的参考量值,基于测量电流与参考量的比较结果转换为状态量,进一步由线路两端方向状态比较构成保护判据。在系统发生不对称故障后,利用故障零/负序电流的微分、反向等数据综合处理,获取送受端方向一致的电流参考量,再基于测量零/负序电流与参考量的比较构建新的方向判据。该方法不需要电压信息,大大降低了保护的通信量,在高阻接地、不同故障初始角等情况下仍正确动作,可应用于广域系统。仿真结果验证了本保护判据的可靠性。

    • 永磁直驱机组叶轮质量不平衡故障建模及仿真研究

      2018, 46(4):35-40. DOI: 10.7667/PSPC170178

      摘要 (5653) HTML (0) PDF 677.69 K (2140) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对风力机叶轮质量不平衡故障对风电机组安全稳定运行的严重影响问题,在对该故障形成机理简要阐述后,理论推导了该故障对永磁同步发电机转速及电磁功率造成的影响。利用Matlab/Simulink建立在该故障状态下包含风力机、传动部件及发电机的风机模型,从定量角度设置不同的仿真算例,分析电机转速和电磁功率信号时域及频谱曲线特征及变化。分析结果显示其包含电机旋转的一倍频分量和二倍频分量,且随着不平衡质量的增大而增大。在湍流风速条件下,电机旋转及电磁功率频谱在低频段呈现连续尖峰。该方法可以应用到直驱风电机组故障诊断系统中质量不平衡故障的判别和不平衡质量的确定。

    • 三相不对称T型输电线路参数测量方法研究

      2018, 46(4):41-49. DOI: 10.7667/PSPC170106

      摘要 (6513) HTML (0) PDF 638.75 K (2486) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的T型输电线路参数测量方法基于线路的三相参数对称,没有考虑线路三相不对称对参数测量的影响,而现有的不对称输电线路参数测量方法不适用于含T型接线的特殊输电线路。提出了三相不对称T型输电线路参数测量方法,应用Levenberg-Marquardt(简称L-M)优化算法求解输电线路非线性参数方程组的参数。通过PSCAD软件对单回不对称线路参数测量方法的仿真,验证了用L-M算法计算非线性方程组参数的可行性。然后对所提出的不对称T型输电线路参数测量方法进行了仿真,验证了所提出的不对称T型输电线路参数测量方法是正确可行的。

    • >应用研究
    • 调相机接入对发电机失磁保护的影响

      2018, 46(4):50-56. DOI: 10.7667/PSPC170081

      摘要 (5702) HTML (0) PDF 819.94 K (2641) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,随着电网“强直弱交”的问题日渐突出,同步调相机重新受到关注,300 Mvar 大型同步调相机即将投入使用。但调相机引入的同时,也会给系统继电保护的正常运行造成一定影响。针对调相机接入对发电机失磁保护的影响进行了分析研究。运用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建单机无穷大系统仿真模型,分别在发电机带不同负荷水平及不同失磁故障类型的条件下进行仿真。仿真结果表明,调相机的接入,会导致发电机失磁保护延时动作甚至拒动,威胁发电机的安全运行。

    • 基于振动信号的双馈异步发电机滑环装置故障诊断方法研究

      2018, 46(4):57-62. DOI: 10.7667/PSPC170189

      摘要 (5905) HTML (0) PDF 1.01 M (2158) 评论 (0) 收藏

      摘要:电枢滑环系统是双馈异步发电机励磁系统的重要组成部分,但运行中时常出现因滑环面损伤而导致的电刷滑环接触不良现象,严重影响电机励磁稳定性。针对这一问题,提出了基于振动信号的滑环面损伤故障诊断新方法。简要分析了电刷滑环系统振动法原理、振动传播途径及故障机理。搭建电刷滑环仿真运行实验平台,实时采集系统故障运行前后的振动信号。应用小波能量谱法进行滑环接触面故障诊断。通过对比分析故障前后振动信号的小波能量谱分布及占比情况,找出发生振动异常的频带,为电枢滑环接触面的故障诊断提供依据。

    • 一种改进的方均根值谐波检测方法的研究

      2018, 46(4):63-69. DOI: 10.7667/PSPC170209

      摘要 (5319) HTML (0) PDF 856.75 K (2420) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统检测方法不能有效应用于电网畸变和频率波动的缺陷,提出了一种改进的无锁相环的方均根值谐波检测方法。该方法采用基波正序提取环节代替锁相环,得到与基波电压正序分量同步的信号,进而检测谐波分量。将其与传统ip-iq检测法相比,该方法响应速度快,且可以有效地工作在电网恶劣的情况下。仿真和实验结果表明,将其应用于APF的谐波检测环节,电网侧谐波的补偿达到了预期的效果。

    • 基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化

      2018, 46(4):70-77. DOI: 10.7667/PSPC170135

      摘要 (6201) HTML (0) PDF 580.92 K (2123) 评论 (0) 收藏

      摘要:与传统配电网不同,接入主动配电网的可控分布式电源能够参与配电网的经济运行。可控分布式电源的出力分配由主动配电网的经济调度策略确定。为实现供电能力最大化,可控分布式电源通常运行在额定状态,这与经济运行的目标相背离。这一矛盾会对最大供电能力计算带来影响。提出一种基于机会约束规划的主动配电网最大供电能力双层优化模型。上层模型用于求解主动配电网的最大供电能力;下层模型在负荷增长的过程中结合主动配电网对可控分布式电源有效管理的特点,对可控分布式电源出力按经济调度原则进行分配。以改进IEEE-33配电系统为例对该模型进行验证,结果表明该模型可获得符合主动配电网经济运行要求的最大供电能力。

    • 适用于海上风电并网的多端柔性直流系统自适应下垂控制研究

      2018, 46(4):78-85. DOI: 10.7667/PSPC170187

      摘要 (7108) HTML (0) PDF 1.28 M (2537) 评论 (0) 收藏

      摘要:多端柔性直流输电技术适用于大规模海上风电场并网,维持直流电压稳定是多端柔性直流输电系统协调控制的主要任务。传统下垂控制采用固定下垂系数,在复杂工况下灵活性较差,为此提出一种自适应下垂控制策略。通过检测换流站的直流电压偏差和功率裕度,采用模糊逻辑推理调整下垂系数。基于PSCAD/EMTDC仿真研究表明:所提自适应下垂控制策略,在换流站功率裕度允许范围内,能够减小传输功率变化造成的直流电压偏差,提高系统运行特性。

    • 基于调峰能力评估的省间调峰互济交易模式

      2018, 46(4):86-91. DOI: 10.7667/PSPC170210

      摘要 (5792) HTML (0) PDF 481.30 K (2108) 评论 (0) 收藏

      摘要:电网负荷峰谷差不断增大和跨区域输电的发展导致负荷低谷时段的调峰问题日益突出。提出一种电网低谷时段调峰能力评估模型,对研究周期内大容量燃煤机组启停次数和最小下调功率裕度进行优化,同时考虑机组运行的各类约束和电网负荷约束,实现电网低谷时段调峰能力的量化评估。基于不同电网间调峰能力的差异性,提出一种省间调峰互济交易机制,分析了低谷交易和峰谷打捆交易两种交易模式,并在调峰能力评估的基础上提出了调峰不足电网的调峰需求量确定方法。算例分析表明,所提出的方法能有效评估电网调峰能力,所提出的省间调峰互济交易模式具有可行性和有效性。

    • 一种用于配电网故障数据自同步的故障时刻检测方法

      2018, 46(4):92-98. DOI: 10.7667/PSPC170142

      摘要 (6686) HTML (0) PDF 947.03 K (2348) 评论 (0) 收藏

      摘要:配电网故障数据自同步算法以故障发生时刻为基准,不依赖于外部对时装置,不受数据通信传输路径与通信信道延时的影响,可以在较低成本的情况下实现故障数据的同步。而精确的故障发生时刻检测是实现故障数据自同步的关键。为此提出了适用于故障数据对时同步的故障时刻精确检测方法。该方法首先利用故障信号构造Hankel矩阵,对故障信号进行分解,得出细节信号,最后结合模极大值法求解故障数据的奇异点,即故障发生时刻。仿真结果表明,该方法可以有效降低因故障检测延时不同导致的同步误差,且具有较高稳定性。

    • 低压电力线载波通信信道衰减特性测量与分析

      2018, 46(4):99-106. DOI: 10.7667/PSPC170182

      摘要 (5495) HTML (0) PDF 1.23 M (2826) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究低压配电网信号传输衰减特性对提高电力线通信系统中物理层信号传输的稳定性和可靠性具有重要意义。通过实测低压电力线横截面积、长度及网络结构对信号传输衰减的影响,精确计量和分析了宽频带范围内信号的幅频衰减特性随电力线基础特性变化的趋势,提出利用近距离和常态T型网络模型研究电力线信道多径传输的频率选择性衰落。通过仿真和实测直观展示了电力线基础特性影响信号传输衰减的统计效果,对深刻理解和把握低压电力线信号传输特性形成的本质原因具有重要借鉴作用,为预测复杂配电网中信号传输特性提供了一种有效分析方式。

    • 一种基于模块化多电平变换器拓扑的柔性母联控制器

      2018, 46(4):107-113. DOI: 10.7667/PSPC170056

      摘要 (5107) HTML (0) PDF 843.83 K (2140) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统母联开关的各种缺陷,提出了一种基于模块化多电平变换器拓扑的柔性母联控制器。它可以连接不同电压等级的网络,实现潮流的优化调节、无功支撑及故障时交流系统之间的快速紧急支援和隔离故障。同时具备直流电压输出端口,可以用于交直流混合的配电网架中。对柔性母联控制器的工作模式进行了分析,设计了直流电压及潮流控制器。通过仿真及实验,验证了该控制器的性能。

    • 一种基于功率方向的智能变电站中低压母线保护方案

      2018, 46(4):114-119. DOI: 10.7667/PSPC170217

      摘要 (5862) HTML (0) PDF 1.19 M (2384) 评论 (0) 收藏

      摘要:长期以来,10 kV(或35 kV)及以下电压等级的中低压母线保护一直没有得到重视,存在保护动作时间长、选择性差的问题。为了改进中低压母线保护,结合中低压系统的特点,给出一种适用于智能变电站的基于功率方向的中低压母线保护方案,包括其构成方式、功能逻辑及网络结构。利用仿真系统,对其中的功率方向元件进行验证及分析。方案原理简单,具有很好的选择性和速动性,且不增加变电站的建设成本,可在智能变电站中推广应用。

    • 同杆双回线路行波故障测距的关键问题研究

      2018, 46(4):120-128. DOI: 10.7667/PSPC170163

      摘要 (5662) HTML (0) PDF 1.30 M (2471) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高同杆双回线路行波故障测距的准确度,针对故障行波选取和行波检测,提出了一种新的故障行波选取方法和行波检测方法。同杆双回线路各相线间耦合复杂,经传统相模变换后的多模分量传播特性差异较大,采用一种新的相模变换,找出多模分量传播规律,解决了故障行波选取困难的问题。当前行波检测方法存在一些技术缺陷,将参数优化的变分模态分解和Teager能量算子相结合应用于行波检测,实现了行波检测方法的自适应性,具有较好的检测效果。采用双端行波测距算法计算故障位置,大量的仿真结果验证了所提方法的可行性和测距结果的准确性。

    • 考虑用户因素的电动汽车有序充放电控制策略

      2018, 46(4):129-137. DOI: 10.7667/PSPC170085

      摘要 (6095) HTML (0) PDF 684.61 K (2357) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着更多的电动汽车入网充电以及售电政策的开放,运营商不仅需要控制充电负荷,还需获取良好的效益。提出了考虑用户因素的电动汽车有序充放电控制策略。用户主动响应参与V2G反向供电并申报供电价格,运营商综合考虑用户的综合指标及所属电动汽车状态,筛选参与反向供电的电动汽车,在满足电网功率限制条件下完成电动汽车的有序充放电计划。基于蒙特卡洛模拟和粒子群算法进行仿真计算,结果表明,在该策略控制下不仅能使充电负荷削峰填谷,还能使运营商获取额外效益,用户充电成本降低。

    • 台风天气下配电网可靠性的新型评估算法

      2018, 46(4):138-143. DOI: 10.7667/PSPC170196

      摘要 (5893) HTML (0) PDF 573.10 K (2272) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于台风的可预测性,考虑到配电网元件电杆的强度随机变量,提出基于风速的配电网元件电杆故障率计算模型。通过该模型可计算出不同风速下配电网元件的故障率,并结合现有的馈线、负荷分块的思想,采用序贯蒙特卡洛模拟法计算出配电系统在台风登陆过程中最高风速段的可靠性水平。模拟过程中考虑了元件的实时故障率以及运行—故障—运行—故障的动态交替特性。该计算结果为以后的配电网工程加固提供了理论基础,对于配电网的差异化规划设计也具有一定的指导意义。最后以IEEE RBTS BUS6 F4馈线为算例,在Matlab上进行了计算,计算结果验证了该方法的正确性与有效性。

    • >设计开发
    • 继电保护装置研发的资源配置技术研究

      2018, 46(4):144-149. DOI: 10.7667/PSPC170144

      摘要 (5863) HTML (0) PDF 788.26 K (2115) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前继电保护资源配置系统界面操作复杂、串行开发效率低和功能不完善等缺点,提供了一种可以人性化操作的界面、软硬件并行的开发方式和完整配置功能的设计方案。该系统提供简单易懂的可视化界面,可以保证使用者可以快速、正确、友好地完成继电保护装置资源文件的配置工作。该系统提供软件特征和硬件特征分离开发的解决方案,能够促进开发效率的提高。该系统支持硬件特征配置、软件特征配置、保护逻辑图配置和各个模块的整体配置等继电保护各个环节的资源配置问题。实践结果表明,该系统将极大提高资源配置文件的开发效率、缩短开发周期、降低开发人力成本和减少资源文件的维护成本。同时该系统适用于对各个级别的电力用户开发和使用继电保护装置资源配置文件。

    • >工程应用
    • 电网调度自动化系统信息品质分析新方法及其应用

      2018, 46(4):150-157. DOI: 10.7667/PSPC170153

      摘要 (6434) HTML (0) PDF 661.37 K (2963) 评论 (0) 收藏

      摘要:电网调度自动化信息交互涵盖变电站过程层、间隔层、站控层、变电站与调控主站之间、主站与主站之间等环节,各环节不同应用间的信息通信标准具有各自的信息品质码。完整地解读了IEC系列标准与国内电力行业标准关于信息品质的规定。从调控数据交互信息品质应用角度考虑,介绍了IEC 62361-2标准内容,梳理了IEC系列标准(IEC61850、IEC60870-5-104、IEC60870-6、IEC61970等)及国内电力行业标准(DL476)关于信息品质码的基本原理。结合智能电网调度控制系统对基础数据的应用,提出了数据交互合成信息品质处理原则,详细分析了调控数据交互过程中不同通信规约之间信息品质映射规则。最后基于信息品质应用创新性地提出了一种基于取代服务的调控信息验收核对方法。

    • 采用差分滤波算法改进最大投影差值故障选线

      2018, 46(4):158-164. DOI: 10.7667/PSPC170139

      摘要 (5143) HTML (0) PDF 818.05 K (2239) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高最大投影差值( )方法在故障选线中的可靠性和运算速度,在分析了最大投影差值方法和差分滤波算法的原理后,提出了采用差分滤波算法改进最大投影差值进行故障选线的新方法。利用差分滤波算法对最大投影差值方法进行优化,优化后算法避免了引入中间参考正弦信号并减少了乘法运算量,可靠性和运算速度都得到了提高。理论分析和大量仿真结果表明,新算法不受故障角、过渡电阻、故障位置和电弧接地等参数的影响,故障选线正确率能达到100%。

    • 基于大数据平台的电网运行指标统一管控方案

      2018, 46(4):165-170. DOI: 10.7667/PSPC170162

      摘要 (5784) HTML (0) PDF 626.88 K (2534) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统电网运行指标管控的不足,提出了一种基于大数据平台的电网运行指标统一管控方案。该方案提出了电网运行和管理指标的统一管控体系,利用大数据平台所提供的海量电网运行与调度管理数据以及高效的数据处理能力与挖掘分析能力,实现了多级调控中心多业务数据的融合与共享。通过指标体系定义工具实现了指标计算公式自定义功能,通过指标计算引擎和任务调度技术实现了指标自动计算功能。该方案已经在电力调控中心试点应用。实践表明,该方案能够解决传统指标管控存在的不足,全面提升电网运行和管理精细化水平。

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