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石立宝 , 赤东阳 , 姚良忠 , 倪以信 , Masoud Bazargan
2011, 39(2):1-7,12. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.001
摘要:针对电力系统大停电后的负荷快速恢复问题,提出了一种基于电网分区的负荷恢复智能优化策略。提出了一种大停电事故后系统恢复的最优分区策略,并在所建立的优化模型中考虑了为恢复发电机而引入的架空线路充电无功以及为恢复负荷所引入的线路合闸操作次数等影响因素。在完成对大规模系统优化分区后,对各分区建立了一个统一的并计及网络重构因素的负荷恢复优化模型,实现各分区负荷的并行恢复。针对上述所提出的优化模型,通过结合传统图论理论和遗传算法,实现基于电网分区的负荷恢复优化问题的求解。解算中,对遗传算法进行了改进,并针对应用遗传算法时所产生的大量不可行解问题,提出了随机甩负荷和最短路径修补策略的处理方法,进一步提高了算法的寻优效率和全局优化能力。以IEEE30节点系统为算例进行仿真分析,验证了所提模型与方法的正确性和有效性。
2011, 39(2):8-12. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.002
摘要:金融输电权可以规避由于输电阻塞导致的区域价格风险,但同时也带来了一系列新的纵向市场力问题。介绍了金融输电权理论,重点应用博弈论研究了发电商与负荷地理位置相同和不同两种情况下,金融输电权对发电商市场力的影响度问题。分析了输电容量、输电份额、需求弹性、发电成本等与这种影响度的关系。结果表明:金融输电权可以大幅度降低电力出口区发电商的市场力,略微提高电力进口区发电商的市场力。
2011, 39(2):13-17,22. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.003
摘要:在支路暂态势能函数的基础上,根据暂态能量在网络中的分布与系统稳定性之间的关系给出了仅依赖于网络局部信息的瞬时性故障的最佳重合时刻的整定方法。仿真结果表明该方法能改善系统暂态稳定水平,有效抑制系统振荡。用自适应滤波的时间序列自回归(AR)模型预测算法对此最佳重合时刻进行实时预测。
2011, 39(2):18-22. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.004
摘要:为了精确测量电力系统的非整数次谐波,提出一种基于粒子群与神经网络的混合算法。该算法通过FFT变换得出谐波个数和精度不高的谐波幅值、相位、谐波次数,然后初始化粒子群,再由粒子群优化算法训练神经网络,得出间谐波的各项参数。同时提出一种基于可变参数的神经元激发函数,使得谐波次数和权值一样参与调整,更有利于检测非整数次谐波。仿真实例表明,该算法能将频率相近的非整数次谐波分离,可快速、精确地获得非整数次谐波的各项参数。
2011, 39(2):23-28. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.005
摘要:针对戴维南等值参数的在线跟踪提出了一种基于偏差量修正的迭代算法,并用一致性检验对初值进行选择。推导了估计参数的表达式及参数的修正量,根据实时变化的数据判断修正量的变化方向,并对参数进行迭代修正得出实时估计的参数值。同时计及了戴维南等值电阻的估计,使整个估计都在向量空间进行。算例结果表明,该方法能够快速有效地跟踪估计戴维南等值参数,并只需一个工频周期的采样值就能达到跟踪的效果。
2011, 39(2):29-34. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.006
摘要:为解决节能调度中风能接入造成运行成本增加和可靠性降低的问题,提出了一种基于风蓄协调系统的节能调度方法。通过引入多个整型优化变量与协调周期不平衡量约束,反映抽水蓄能机组发电、抽水、空闲等不同运行状态以及风电机组的出力波动特性,并采用混合整数规划方法求解。算例分析表明,该模型能克服风能的间歇性和波动性缺点,提高系统运行可靠性与风能利用率,降低整体运行成本,能提供抽水蓄能机组适应节能调度需求的新型调度方案,具有显著的经济效益与实用价值。
2011, 39(2):35-39. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.007
摘要:以消除短路电压、电流中的非工频分量对距离保护的影响为目的,利用Matlab/Simulink搭建了输电线路接地距离保护的仿真模型,针对短路后电磁暂态过程对距离保护的影响进行了仿真。仿真结果表明,短路的电磁暂态过程影响距离保护元件的动作行为,导致错误的比相结果,造成距离保护元件的不正确工作。另外,故障类型、故障角、故障位置的不同对距离保护元件的影响程度也不同。滤除短路电压、电流中的非工频分量可有效地减小电磁暂态过程对基于工频量的距离保护的影响,采用FIR数字滤波器进行滤波,基本达到了满意的效果。
2011, 39(2):40-44. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.008
摘要:介绍了一种基于峭度的非高斯极大的动态独立分量分析算法,并将其引入到谐波检测中。该算法在非高斯极大ICA算法的基础上,利用动态的递推关系公式计算得到当前的峭度值,并将峭度的非高斯极大作为独立性判据,从而实现谐波信号的盲分离。为了更好地逼近真实信号,对分离后的信号进行幅值修正,最终完成谐波的检测。仿真实验结果表明了该算法的正确性和可行性。
2011, 39(2):45-49,54. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.009
摘要:针对直流系统中复杂的级差配合问题,对直流系统保护电器的模型与级差配合算法进行了研究,设计了直流系统保护电器状态检测与维护决策系统。根据保护电器的安秒特性,在已有模型的基础上进行了简化与改进。根据某220 kV变电站直流系统的接线方式、实测负荷电流情况、馈线的参数与保护电器的安秒特性,模拟了各种短路故障时的级差配合状况,找出了可能引起越级现象的原因,分析了保护电器选型的合理性。应用直流系统保护电器状态检测与维护决策系统对保护电器提出了合理的维护决策。提出的级差配合分析方法具通用性与良好的可操作性,对直流系统的设计与技改有指导意义。
2011, 39(2):50-54. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.010
摘要:为实现对地区电网自动电压控制(AVC)系统告警信息重要性等级的有效评判,引入了层次模糊综合评判方法,构建了告警信息重要性等级的多层次模糊综合评判模型,阐述了评判的实现过程。对层次模糊综合评判法进行了改进,通过将某些评判指标的可量化影响因素以权重再修正的方式考虑,可减少评判指标数目,简化分层模型,减少计算量。通过实例分析计算,验证了该方法能科学合理地评定各告警信息的重要性等级。
2011, 39(2):55-60,64. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.011
摘要:提出了一种基于HHT的电力系统短期负荷预测模型。针对EMD分解电力负荷时存在模态混叠及对高频IMF预测不准确的问题,采用一阶差分算法对EMD分解进行改进,得到消除模态混叠后的一系列IMF分量及余项。通过对各分量的频谱计算和观察,提取出低频分量,并将其进行重构,各分量选取合适模型进行预测。由于IMF1主要为负荷的随机分量,对其考虑天气、节假日因素,并采用粒子群算法对组合权值进行优化。仿真结果表明此种方法具有较高的预测精度。
2011, 39(2):61-64. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.012
摘要:随着感性负载在工业配电系统中不断增加,无功补偿电容器越来越多的投入到配电网中。详细分析了工业配电网中无功补偿电容器谐波产生的机理及其危害。介绍了ANN测量分析法,ANN算法采用ADALINE模型和LMS学习机制,在谐波测量上有精度高、收敛速度快的优点。基于该测量分析法提出了工业配电网无功补偿电容器的优化布置方案。并且在PSCAD仿真平台上搭建了小型工业配电网仿真模型,通过仿真验证了该方案的可行性和经济性。
2011, 39(2):65-69. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.013
摘要:提出了基于蒙特卡罗随机选线最优潮流的电压崩溃临界点算法。在最优潮流的基础上,融入蒙特卡罗随机选线以及基于负荷预测的负荷正态分布,以系统能够承受的最大负荷为目标函数,对由负荷的不确定性导致的变量随机性建立起相应的机会约束规划,采用非线性规划方法对目标函数进行优化,直接求得满足某一概率约束下的系统最大负荷。以IEEE3机9节点系统为例进行仿真,研究负荷分布和蒙特卡罗随机抽样下的支路切除对电力系统电压崩溃点的影响,计算出不同情况下的电压崩溃临界点,以此检验此模型的有效性。
2011, 39(2):70-74,79. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.014
摘要:针对一类不确定离散时间系统,通过分析趋近律中参数对系统到达稳定状态的影响,结合LS-SVM的建模优势,提出了一种基于LS-SVM趋近律的全局滑模变结构控制方法。分别用两个LS-SVM模型自适应调整趋近律中的参数 和 ,克服了常规变结构控制方法中需要预先设定趋近律中参数的限制。通过在无刷直流电机(BLDC)位置伺服系统变结构控制中的应用,结果表明该方案使系统一开始就处于滑平面上,消除了系统抖振,而且具有良好的跟踪能力和较强的鲁棒性。
2011, 39(2):75-79. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.015
摘要:提出并实现了一种智能化变电站全景数据采集方案。通过一台通信对象服务器接入变电站中异构的各类应用系统,将收到的数据按照IEC61850统一建模后,再对外提供IEC61970 GID及IEC61850 MMS标准接口,满足了智能变电站全景数据采集需求。阐述了通信对象服务平台的系统架构及功能,给出了详细的数据采集实现方法。该数据采集方案已经在江西赣州兴国数字化变电站得以应用。
2011, 39(2):80-82,87. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.016
摘要:从智能电网发展的角度,分析了当前地区继电保护定值整定管理的网络拓扑、参数维护及定值与装置管理等相关问题,提出了智能电网条件下地区级继电保护整定系统总体设计结构。阐述了该智能整定系统的组成,其中包括整定计算、定值管理及保护重构三部分。同时论述了该系统的网络拓扑、供电方案、自动解环、分界拼接、自动整定、供电组合和继保重构等关键技术。该系统的设计思路能够有效地满足地区级智能电网保护整定系统的管理及技术要求。
2011, 39(2):83-87. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.017
摘要:将TRIZ理论引入继电保护领域,用于继电保护装置的创新研究。将继电保护装置分为硬件实体、保护原理及其研究方法两部分,用TRIZ理论的观点,根据提高理想化水平、增加系统集成度再进行化简、增加系统动态性和可控性等TRIZ进化理论的进化模式。对继电保护装置的发展过程进行了分类分析,指出了各进化模式下的进化路线,得出了各进化模式下的进化方向,并对各进化方向进行了总结,结合综合分析得出了可以只保留核心的逻辑部分、通用的保护原理及其配置单元等未来继电保护装置发展的形态特点。
2011, 39(2):88-93,111. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.018
摘要:基于GMDH神经网络和模糊逻辑理论,对风电场风速预测进行了深入研究,提出了一种改进GMDH神经网络方法。该方法在传统网络的基础上将神经元模糊化并引入反馈环,将GMDH网络的低维计算能力和模糊逻辑的高维推理能力结合起来用于预测。在进行网络训练时,采用指数型能量函数作为目标误差函数,提高了网络收敛速度。通过与BP神经网络及传统GMDH网络的预测结果相比较,表明该改进方法能够有效地提高短期风速预测的精度。
2011, 39(2):94-97,118. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.019
摘要:针对含有分布式电源的配网电流保护需要安装方向元件以确保动作的正确性,提出了一种只利用电流信息判断故障方向的方法。分析含有分布式电源的配网发生短路故障时的电流特征,得出无故障支路的电流故障分量模值较小,故障支路的电流故障分量模值最大,由此可以判断出故障的方向。运用PSS/E软件,对IEEE34节点系统对各种故障进行仿真,仿真分析表明,此方法能有效判断出故障的方向,且不受故障类型和故障位置的影响。
2011, 39(2):98-101,124. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.020
摘要:为研究发电机过电压保护设定值在空载误强励灭磁过程中对发电机本体和灭磁系统安全性的影响,分别对采用自并励励磁的300 MW和600 MW汽轮发电机组在不同发电机过电压保护设定值下进行空载误强励灭磁仿真。对比仿真结果可见,过电压保护设定值较低时相应的发电机最高定子电压、灭磁电流、灭磁电阻能耗和灭磁时间也较小,有利于发电机本体和灭磁系统的安全。为论证降低过电压保护定值的可行性,分析说明了该定值降低后并不影响励磁系统V/Hz限制、发电机过激磁保护和发电机正常运行。基于以上结论,提出了减小发电机过电压保护整定值和增设发电机空载专用过电压保护的建议。
2011, 39(2):102-107,130. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.021
摘要:建立了含电感型故障限流器的微电网等效分析模型,通过仿真算例分析了微电网的故障暂态现象,并验证了应用故障限流器抑制微电网故障暂态的方法。针对不同运行模式下发生不同类型、不同地点的故障情况,详细分析了含故障限流器的微电网系统的电压、电流、频率以及功率的故障暂态恢复特性。研究结果表明,安装了电感型故障限流器的微电网系统在发生故障时无论处于何种工况,都能很快地恢复到稳定运行状态,为发展微电网的故障暂态抑制策略提供了一种实际可行的有效方法。
2011, 39(2):108-111. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.022
摘要:针对电能质量监测系统的远程主动和协调控制问题,构建出硬件基于ARM+DSP双系统和软件基于多Agent技术的开放、主动的电能质量监测系统。这种模型符合现阶段电网分布式结构特点和电力市场的发展趋势,满足目前电网电能质量监测系统的需求。该系统应用于湖北电网和浙江电网中,检测暂态电能质量指标和稳态电能质量指标,实现对电网实时监测的功能。应用结果准确反映出电网电能质量的状况,通过本系统可以有针对性地改善电网电能质量并且提高经济效益。
2011, 39(2):112-118. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.023
摘要:利用PSCAD/EMTDC建立输电网仿真模型、继电保护模型以及时序控制模型,完成仿真故障数据的生成和多重复杂故障、保护误动、拒动及信息丢失的模拟,并通过LabWindows/CVI编写软件,将仿真得到的各种故障数据由从机端发送至主机端,在主机端进行波形分析和数据处理。通过该平台,可以准确地模拟输电网发生各种类型故障的整个过程,模拟SCADA和RMS(保护信息管理系统)获得的故障数据。测试表明,开发的输电网故障数据模拟平台能够模拟单一和多重复杂故障、保护误动与拒动、信息丢失等实际情况,且操作简单、参数调节方便、界面直观。
2011, 39(2):119-124. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.024
摘要:针对无源保护检测盲区大的缺点,提出一种载波闭锁式孤岛保护方案。在电压保护和频率保护的基础上,采取载波闭锁措施,提高保护灵敏度和可靠性,减小检测盲区,并针对母线孤岛时保护拒动的情况,提出检测母线孤岛并停发载波信号的措施。在系统可能出现的各种情况下,对载波闭锁式孤岛保护的动作行为进行分析,通过Matlab进行仿真验证,并对该保护方案进行了评价。结果表明,该保护灵敏度高,可靠性好,检测盲区小,且保护动作时间不超过0.6 s。
2011, 39(2):125-130. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.025
摘要:设计开发了一套基于功率因数和电压双控的、分布式的配电网无功优化自动化控制系统,作为控制参数的功率因数通过TCP/IP协议从调度自动化系统开放的服务端口获得,电压参数由下位控制机从现场的电压互感器获得。为保证10 kV干线出口功率因数和下位控制机现场电压合格,提出了补偿器投切的控制策略。详细介绍了上位机控制软件的架构和设计方法,采用多线程技术实现了该软件。上位机和下位控制机之间采用GPRS进行通信,制定了相应的控制协议。实践证明,所设计的10 kV配电网无功优化自动化控制系统使10 kV干线首端功率因数稳定在整定范围之内(0.95~1.00),且系统运行可靠。
刘楠 , 唐晓骏 , 张文朝 , 马世英 , 付红军 , 胡扬宇
2011, 39(2):131-136,141. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.026
摘要:根据特高压豫北站建成后河南电网将面对的500/220 kV母线三相短路电流超标的状况,对其500/220 kV电磁环网解环进行研究。基于目前的分区模式提出解环方案,并验证各方案实施的可行性。解环后河南电网将形成十六片电网分区供电模式,在保证电网安全稳定运行的前提下,降低了系统母线三相短路电流水平,能够最大限度发挥电网的投资效益,促进500/220 kV电网协调发展。通过对河南电网的解环研究,提炼出特高压电网环境下处理500/220 kV电网电磁环网解环的技术原则,可为电网中长期规划及其工程实施提供参考。
2011, 39(2):137-141. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.027
摘要:变电站备自投装置的优化配置对于一个地区电网的供电可靠性的提高作用显著。以韶关电网墨江片一起停电事故为例,应用BPA暂态稳定分析程序,分析了事故前后电网的运行特点及失电原因,研究了提高变电站供电可靠性的优化方案,针对该站的特殊情况设计备自投装置的动作逻辑和控制策略。动态仿真分析结果显示,所提方案使电网在同样事故条件,在不同运行方式下均能有效快速恢复片区供电,电压及频率恢复稳定至正常运行范围内,提高了电网的供电可靠性,方案可行。
2011, 39(2):142-144. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.028
摘要:为解决目前数字化变电站二次设备检修没有统一的规范、范围、方法的问题,研究了在数字化变电站采用电子式互感器后,过程层采用数字采样方式、采样值采用组网方式进行传输对于保护的影响。结合浙江田乐数字化变电站在中国电力科学院动模实验室进行的动模试验结果,设计了新型试验项目,给出了基于IEC61850-9-2数字化变电站二次设备的检修范围、检修项目和方法。
2011, 39(2):145-148. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.029
摘要:记述了某电厂一台300 MW发电机组运行中母线保护动作造成的发电机停机事故。分析了事故起因,确定是误操作和误整定两个因素共同作用导致。进一步阐明了事故中继电保护的动作情况及原理,并对发变组保护功能是否受到影响,为什么母线保护先于发变组保护动作以及厂用电切换方式三个问题进行了说明。提出了纠正继电保护定值设置的具体方案,明确了制定针对运行中更换发电机出口PT一次保险的安全、技术措施的必要性,以避免类似事故的发生。
2011, 39(2):149-151,154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.030
摘要:介绍了宁夏电网红寺堡变一条110 kV出线因鸟害造成的单相接地故障,从而导致该线路末端变电所主变零序过压保护误动作。通过结合实际保护定值对该故障进行了详细的分析,发现是由于电网中实际保护定值的配合失当,保护选择性和灵敏性不足引起的。在事故原因分析清楚后,通过对线路防鸟害、主变保护和线路保护定值校核整定方面提出了改进方案及对策。
2011, 39(2):152-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.02.031
摘要:内桥接线方式下,主变差动保护高压侧电流一般采取进线和分段电流并接求和的方式取得,当主变高压侧发生外部短路或正常运行中发生CT开路时,均可能会导致差动保护误动。误动的原因是进线和分段电流没有在保护装置内部软件求和,导致保护装置感受到的二次电流与主变高压侧电流不一致,当发生外部短路或CT开路时无法正确闭锁保护。提出了采用将进线和分段电流分别接入差动保护的解决方案,并指出了保护运算处理过程中应注意的事项。





