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张国松 , 刘俊勇 , 魏震波 , 张建明 , 龚薇 , 邓继宇
2011, 39(17):1-6. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.001
摘要:对电力系统恢复过程中目标骨架网络的重构问题进行了研究。利用复杂网络中节点介数相关理论,提出了一种兼顾拓扑优先与路径电气影响的网络重构方法。该方法计及了线路充电电容对网络节点重要性的影响,从而实现对加权输电网络的重构,提出的重构效率指标综合考虑节点重要性和送电线路优化对重构网络的影响,实现了重构骨架网络的整体优化。利用遗传算法易于处理离散变量且具有全局收敛性的特点,对该优化问题进行求解。最后以IEEE30节点和IEEE39节点系统为例,验证所提方法的有效性。
2011, 39(17):7-11. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.002
摘要:提出了一种基于改进的快速独立分量分析(FastICA)算法的电压闪变检测方法。将闪变信号乘以一个与基波电压同相位同频率的同步电压得到一个乘积信号并将其变换为包络信号和中心频率为100 Hz的双边带调幅信号的线性组合;依据负熵极大的独立性准则和改进的FastICA算法实现了电压闪变信号的盲分离。为了更好地逼近真实信号,对分离得到的包络信号进行幅值修正,最终完成电压闪变信号的检测。仿真结果表明了该算法的正确性和可行性。
2011, 39(17):12-16. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.003
摘要:提出利用空间磁场感应原理获取中性点非有效接地系统架空线路单相接地故障暂态零模电流分量。详细分析了单相接地故障时架空线路周围故障磁场的特征,分析发现,架空线路下方磁场与零模电流基本成线性关系,通过感应该处的磁场变化就可以获取单相接地故障暂态零模电流分量。提出利用霍尔传感器感应架空线路周围空间磁场,并阐述了实际应用中诸多关键技术问题的解决办法。最后通过仿真及实验验证了上述方法可行有效。
2011, 39(17):17-21,59. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.004
摘要:负荷模型的准确性对电力系统稳定性分析和控制有重要影响。由于电力系统负荷的时变性,常规的负荷模型难以准确描述真实负荷的动态特性。基于成都某变电站故障录波仪的实测数据,采用时变自适应的负荷模型(TVA负荷模型),对成都某大区负荷进行了建模。根据仿真结果,对TVA负荷模型结构做了改进,在模型结构中增加了动态补偿环节。根据实测的数据,改进的负荷模型仿真结果明显更接近于真实的负荷,验证了动态补偿环节的有效性。
2011, 39(17):22-25,32. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.005
摘要:将大电网分解成若干个相互之间无电磁联系的子系统。在子系统整定计算中引入联络线注入电流用以考虑子系统之间相互影响;采用补偿法引入补偿电流模拟网络操作;通过在故障点注入电流来模拟短路故障,建立起分区整定的通用计算模型。并且导出系统内故障节点电压表达式,论述了表达式中未知量的详细求解过程。在此基础上,推导出短路电流与发生短路故障点的关系式,通过解方程,得出电流保护的范围,简化了计算过程。通过实际算例验证该方法的正确性和有效性。
2011, 39(17):26-32. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.006
摘要:针对网架重构阶段网络结构不断变化的特点,深入研究机组启动与负荷恢复的交叉影响,综合考虑负荷恢复代价、负荷性质、负荷重要性及负荷恢复对后续网架重构的影响,提出一种针对网架重构阶段负荷恢复的优化方法。该方法采用分时步的恢复策略,根据前一时步系统的实际恢复情况,首先对待恢复负荷进行预选,再采用层次分析法确定各备选恢复负荷的权重,最后利用贪婪算法进行求解,得到当前时步恢复的负荷及线路。IEEE-30节点系统算例证明,对网架重构阶段的负荷恢复进行优化,可充分利用已并网机组提供的发电功率恢复尽可能多的重要负荷并保证网
2011, 39(17):33-39. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.007
摘要:环境和资源矛盾日益突出,节能减排发电调度是一种必然。针对风电场出力的随机性与波动性,系统考虑向上向下旋转备用及风电加入后附加备用,建立了节能减排下含风电场的多目标机组组合模型。通过对多个目标进行无量纲化处理,提出了基于节能减排的含风电场机组组合的决策模型。该模型通过调节各目标之间的权重,能够平衡系统的能耗与污染气体的排放,并采用自适应的合作协同进化算法求解。算例表明该模型能有效利用风电,并兼顾节能与减排目标,最终实现含风电场机组组合的安全、经济与环保。
2011, 39(17):40-44,69. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.008
摘要:针对含有静止无功补偿器(SVC)的单机系统中的各种不确定性因素,讨论了SVC的自适应鲁棒控制问题。将L2增益设计方法与Backstepping方法相结合,同时引入参数估计思想,通过递归地构造整个系统的能量存储函数获得闭环反馈控制律,保证系统对干扰输入具有L2性能,对未知参数具有自适应性。仿真结果表明,所设计控制器在系统受扰时可以使系统较快稳定,暂态过程中有效维持SVC接入点电压,系统对外部干扰具有较强的鲁棒性。
2011, 39(17):45-49. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.009
摘要:鉴于传统的配电网供电恢复算法都没考虑分布式发电孤岛运行产生的影响,提出考虑DG孤岛运行方式下的智能配电网供电恢复算法。当配电网发生严重故障引起大面积停电时,对DG进行孤岛划分,DG按孤岛划分方案转入孤岛运行模式维持对孤岛内重要负荷供电。采用基于二进制粒子群优化算法的供电恢复算法对孤岛外非故障停电区域进行供电恢复,在维持孤岛内重要负荷供电的前提下最大限度地对孤岛外停电区域恢复供电。最后将该算法应用到33节点测试系统,仿真结果验证了该算法的有效性。
王辉 , 郑文栋 , 黄成军 , 李胜国 , 钱勇 , 江秀臣
2011, 39(17):50-54. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.010
摘要:为了分析不同绝缘缺陷所激发的局部放电类型,在GIS内模拟了四种典型缺陷模型,根据局放信号与相位之间的关系,提取脉冲序列、幅值和相位信息,得到Hqmax~Phi、Hqmean~Phi及Hn~Phi等二维相位分布,然后利用统计参数偏斜度Sk、陡峭度Ku、峰值数量Pe及互相关因数CC等获取二维分布正负半周期的特征指纹。介绍一种新型Gustafson-Kessel (GK)模糊分类方法,根据特征指纹对四种缺陷进行分类,最后根据聚类有效性分析,验证了GK分类算法与模糊C-均值(FCM)分类方法都可达到较好的分类效果
2011, 39(17):55-59. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.011
摘要:由多种复合式能源构成的微电网发电系统,由于新能源出力的随机性与不可控性,蓄电池作为储能装置是保证系统安全稳定运行的重要组成。对于不同的能源配置系统,需要不同容量的蓄电池与之匹配。从微电网的经济调度出发,以保证系统的可靠运行为前提,以整体费用最优为目标,提出了基于经济调度的蓄电池容量优化模型。采用混合整数规划法对模型进行求解,仿真计算了多种能源配置下的容量优化问题。仿真结果表明,所提模型与算法能在理想的机组启停策略与出力前提下最优化蓄电池容量,确保调度的安全性与经济性。
2011, 39(17):60-63. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.012
摘要:为进一步适应输配电业务,IEC61970/61968标准对CIM模型做了扩展和调整。在介绍CIM概念基础上,描述了电力系统内几种电网结构及对应的两种拓扑抽象方法。结合GIS、PMS、DMS等业务特点,就不同系统电网资源模型做了差异化分析。指明了集成方向和数据范围,对厂站设备和输配电线路设备进行统一抽象和表达。通过数据实例说明具体的交换方式和机制,为实现电网数据一体化提供了技术手段。
2011, 39(17):64-69. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.013
摘要:目前国内的风电调度管理技术尚不成熟,研究风电并网的在线预警系统对含大规模风电并网的电力系统安全稳定运行具有重要的现实意义。基于风电并网的功率预测、潮流计算、无功优化等关键问题研究,提出了风电并网在线预警系统的设计构想,并以DIgSILENT/PowerFactory软件为计算核心,完成该系统的研制与开发。所开发的的风电并网预警系统能预测风电并网区域主要监测节点电压以及线路潮流趋势并作安全评估,如果线路潮流越限,系统预警并进行风电场有功调节计算;如果节点电压越限,系统预警并进行风电场无功优化计算。算例分析以
2011, 39(17):70-73. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.014
摘要:风力发电机的低电压穿越现场实际实验较难实现,为了准确地分析双馈型风力发电机低电压穿越的特性,有必要通过仿真的方式进行分析研究。针对风力发电系统中双馈型风力发电机的基本原理,构建了机组的动态数学模型,利用Matlab/Simulink的仿真平台,建立了双馈感应发电机以及控制系统的仿真模型,对其在电压跌落50%的故障下开展了仿真和研究,分析了电网跌落时对双馈风力发电机的影响。研究结果表明:电网电压跌落时和电压恢复时风力发电机会受到电网电压故障的强烈影响。
2011, 39(17):74-79,86. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.015
摘要:为了解决在电网电压出现频率偏移时,传统锁相环响应速度慢、锁相精度差的问题,提出一种基于坐标变换理论的新型模拟信号锁相环,并建立了基于模拟信号锁相环的三相电压型PWM整流器模型。该整流器采用空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)。在对所提PWM整流器的基本拓扑进行分析的基础上,给出了控制策略框图,并分析了新型锁相环的电路结构和工作原理。通过Matlab对所建模型进行了仿真。仿真结果表明:模拟信号锁相环能够快速跟踪系统频率的变化,实现锁相功能。同
2011, 39(17):80-86. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.016
摘要:随着当前电力系统中同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)的广泛应用,使得借助于刷新频率高的PMU信息来提高电力系统网络拓扑分析快速性成为可能。在分析厂站内母线相连与否情况下的支路电流和母线电压的不同特征的基础上,提出基于同步相量测量的厂站内拓扑分析新方法。新方法综合运用PMU获取的开关状态和电流电压同步相量信息,根据进出线的电流相量是否满足基尔霍夫电流定律以及两母线的电压相量是否相等来实现厂站内母线的划分,从而避开了传统算法仅依靠搜索闭合开关来实现母线划分的不足。算例表
2011, 39(17):87-92. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.017
摘要:满足电网调度要求的实时分配方法是火电厂负荷优化分配得到推广应用的关键,综合考虑了燃料成本及污染物排放成本对传统数学模型进行改进。根据BP网络算法中误差函数、权值、阈值的计算公式推导出一种能够真正达到自适应的学习率对算法进行了改进,引入多变异位自适应遗传算法计算样本数据对BP网络进行训练。分析了实时煤耗特性曲线的获取,并探讨了基于BP网络的实时负荷优化分配方法的实现。实例计算结果:10组样本测试结果的平均相对误差仅为0.185%,且平均耗时仅为0.011s,表明了该方法在降低发电成本的同时,可有效地缩短优化
2011, 39(17):93-97,102. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.018
摘要:结合某500 kV变电站#2主变替换可行性研究的工程实例,从理论分析和基于PSCAD/EMTDC仿真计算两个方面研究用原#1主变A相变压器临时替代存在故障的#2主变B相后,正常方式及变压器重载方式下因三相绕组短路电压百分比不一致引起的相间环流、电压电流不平衡情况及谐波电流问题,并进行替换前后的对比。初步认为可以使用#1主变A相临时替换#2主变B相运行,同时也说明变压器运行时其三相绕组的短路电压百分比允许一定程度的不对称性,为进一步研究三相变压器单相置换的适用性及可行性提供了新的思路和想法。
2011, 39(17):98-102. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.019
摘要:提出一种基于模糊自适应形态学滤波器与S变换结合的暂态电能质量扰动检测方法。该方法根据数学形态学理论和模糊控制原理构造一种模糊自适应形态学滤波器,对扰动波形进行预处理,以滤除信号中的随机、脉冲等多种噪声,可较好地保留信号的基本特征,对于滤波后的信号波形,利用S变换幅值包络线对暂态电能质量扰动起止时间进行检测。最后通过对噪声背景下含电压骤升、电压中断和电压骤降电磁暂态现象的电压信号进行仿真验证,结果表明该方法具有计算简单、快速和准确的特性和优点。
2011, 39(17):103-108,113. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.020
摘要:针对传统被动式孤岛检测方法盲区较大的缺点,提出了一种新的被动式孤岛检测方法。该方法采用希尔伯特-黄变换(HHT)检测公共耦合点(Point of common coupling,PCC)处电压(Vpcc)波形的频谱特征和奇异点出现的时刻,当奇异点出现后,经一个延迟再启动BP网络,BP网络通过识别当前Vpcc频谱所属类别的方式来判断是否出现孤岛现象。在考虑负荷变动、电网电压波动等多种扰动对孤岛检测的影响的基础上做了仿真实验。结果表明:该方法的检测盲区很小,且检测时间符合IEEE Std. 2000-929标
2011, 39(17):109-113. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.021
摘要:分析了中压配网发生单相接地故障后接地阻抗对暂态电气量和接地选线的影响,提出了根据接地阻抗的大小自适应选取不同选线判据的选线新思路。介绍了小波特征频段选取方法与基于小波特征频段信号的暂态无功选线判据,以及利用故障相暂态对地电压的暂态有功能量选线判据计算方法。最后利用ATP电磁暂态仿真软件搭建了单相接地故障的仿真模型,仿真结果表明,自适应选线技术在不同接地阻抗的情况下能够有效、可靠地选择出故障线路,解决了目前选线技术无法有效地适应不同接地阻抗的技术瓶颈。
2011, 39(17):114-119. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.022
摘要:为克服基于开关量的传统故障诊断方法的不足,提出了一种基于故障录波时序信息的高压输电线路故障诊断方法。采用动作时区划分的方法并在边界处引入模糊化,用模糊Petri网针对输电线的运行状态构建了故障诊断模型,结合小波技术提取录波信息中的故障特征量以得到Petri网的点火序列,经过矩阵运算得到故障诊断结果并可以对保护、断路器动作行为进行评价,最后形成故障简报上传主站。通过上海220 kV子网故障诊断仿真,验证了该方法的有效性。
2011, 39(17):120-125,129. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.023
摘要:将多步预测自校正控制(Multi-step Predictive Self-Tuning Control)理论用于同步发电机励磁控制中来,选取多个状态量偏差的组合做为输出,用渐消记忆递推最小二乘法在线辨识同步发电机三阶非线性方程经线性化和离散化后的模型参数,并采用一种简单有效的方法离线确定b0(b0是前面提到的模型参数之一)。针对单机无穷大系统,设计出多步预测自校正励磁调节器(Multi-step Predictive Self-Tuning Excitation Regulator,MPSTER)。数字
2011, 39(17):126-129. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.024
摘要:设计了继电保护专用收发信机监控组件。监控组件采用了Samsung公司的ARM9系列芯片S3C2410作为核心处理器,操作系统采用实时可裁剪嵌入式操作系统WinCE.NET,满足现场运行的实时性和可靠性要求。该监控组件通过RS232串口与收发信机的DSP组件通信,可完成对收发信机的工作参数的配置,时钟的读写,及故障事件记录的读取等功能,可实时监测收发信机的工作状态,如:发信电平、收信电平等。同时也给出了监控组件具体的硬件设计、软件设计方法和系统的应用。
2011, 39(17):130-133,138. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.025
摘要:介绍了一种适用于电力电缆光纤传感监测系统的多波长光源设计方案。方案采用光谱切割方法,利用受脉冲信号调制的超辐射二极管(SLED)作宽谱光源,选用法布里-珀罗滤波器(FP标准具)作波长选择器件,并采用带通滤波器选择波长范围,可实现波长间隔为200 GHz,单波长输出功率不小于0 dBm的稳定多波长输出。方案结构简单,性能稳定,性价比高,为光纤传感技术在电力电缆状态监测中的大规模应用提供了有力条件。
2011, 39(17):134-138. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.026
摘要:实现变电站系统与调度中心系统的信息交互,关键是实现系统模型的互操作。IEC61970、IEC61968的CIM模型和IEC61850的SCL模型在结构和内容上具有差异性,在详细讨论两种模型差异的基础上,基于XML,设计构造了文档转换器,实现XML文档和CIM XML文档之间的转换。基于CIM模型和SCL模型的对应关系,通过对两种模型的类、属性、关系的协调,整合变电站模型,实现变电站系统模型与其它电力系统模型的互操作,保证数据的一致性。通过软件设计,经实验室模拟仿真,结果表明能够实现CIM模型和SCL模型在
2011, 39(17):139-143. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.027
摘要:大型机组启动备用变断路器发生非全相时,产生负序电流,依据产生负序电流的大小对接于其上的负载造成不同程度损伤、同时对系统产生影响,必须及时切除。分析了变压器非全相运行时的相序电流和相序电压与故障前负载电流的关系。启动备用变在轻载时,负序电流非常小,传统电流保护不易判断,提出了负序电流比例增量保护思路,设计出采用负序电流比例增量判据的非全相保护逻辑图。结合实例分析了现行启动备用变非全相保护存在的问题,给出详细配置方案以及在不同情况下的启失灵方案。
2011, 39(17):144-148. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.028
摘要:介绍了基于RBF神经网络的电力系统短期负荷预测方法的相关概念,论述其具体实现途径。通过类比分析的方法对该类预测方法改进的过程进行回顾,指出其在实践中取得的进步。阐述了一些比较成熟的基于RBF神经网络预测模型的基本原理和技术特点,并对它们进行了评价。根据电力系统运行的实际特点和面临的新情况,从算法改进、原始负荷数据筛选和如何结合实际负荷特点等三方面对该方法进行分析。探讨了该领域持续改进的发展空间,指出了该领域进一步发展的技术趋势。
2011, 39(17):149-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.17.029
摘要:为了更好地实现“经济性”的要求,减少电力建设投资浪费,介绍了LCC技术的相关原理,分析了国内外研究现状,分别研究了LCC技术在电力设备中、在电网规划中以及在电力系统资产管理中的应用。建立了考虑LCC的多目标输电网络灵活规划模型,考虑了负荷变化的不确定因素。提出了电力系统的二维LCC模型,包括系统级、设备级以及外部环境成本,考虑了以可靠性为中心的维护(RCM)技术的影响。指出了未来应重点研究的关键问题,展望了LCC技术在智能电网中的应用前景,并提出相应建议。





