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2011, 39(9):1-6. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.001
摘要:暂降域求解方程是关于故障距离的高阶非线性方程,求解时统一考虑敏感设备耐受电压、系统母线正常运行电压等随机因素是难点。针对此问题,提出了基于两点估计法的电压暂降频次评估方法。该方法综合考虑了以上两个随机因素,以各随机变量的高阶矩构造估计点,通过较少的确定计算获得频次的期望值。对IEEE30节点系统仿真分析,并与蒙特卡罗法比较证明,频次的两点估计法在具有较高精度的同时,计算时间成倍减少,体现了精度高、计算量少的优点;相比原有理想确定性模型,评估结果量化了不同随机扰动特征的影响,具有适应性好、符合客观实际的特点,有一定的工程实用价值。
2011, 39(9):7-11. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.002
摘要:两个大电网通过多回交流线路互联,在系统发生故障切除一回线或多回线情况下,被切除线路的负荷转移到剩余的运行联络线上,形成事故过负荷,此时运行线路中的距离Ⅲ段元件可能动作切除过负荷线路,引发大范围的停电事故。提出了一种新的方法,为相间距离保护Ⅲ段元件增加了限制条件,可以有效防止相间距离保护Ⅲ段元件在事故过负荷时误动。通过RTDS搭建了系统模型,验证了该方法既可有效防止过负荷时距离保护Ⅲ段保护误动,又能够保证在故障时可靠开放距离保护Ⅲ段保护。
2011, 39(9):12-16,25. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.003
摘要:提出了一种暂态稳定的发电机有功调度新算法。通过求取暂态稳定约束下的发电机有功输出极限,将暂态稳定约束转化为最优潮流中的发电机有功出力约束,从而将暂态稳定约束下的发电机有功调度问题转化为常规最优潮流问题进行求解。介绍了电力系统角半径的概念,通过仿真计算轨迹灵敏度,在此基础上可得到系统角半径对各发电机有功输出的灵敏度,该灵敏度信息可用于计算发电机有功输出的调整量。算法实现简单,可处理多个预想故障。在10机新英格兰典型电力系统上的算例分析验证了新方法的有效性和合理性。
2011, 39(9):17-20,31. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.004
摘要:针对一端和两端带并联电抗器的超高压同杆双回输电线路,分析故障相并联电抗器电压的测量值与实际计算值以及中性点小电抗电压特性,提出一种基于故障相并联电抗器电压的计算值与实际测量值之差同中性点小电抗器电压的幅值比来实现区分失压可恢复绝缘故障与失压不可恢复绝缘故障的判别原理。利用该方法可以区分失压可恢复绝缘故障与失压不可恢复绝缘故障,具有较高的灵敏度。利用EMTP对瞬时性故障与永久性故障时故障相并联电抗器的电压特性进行了大量的仿真,结果表明该方法能够有效地判别故障的性质,可靠地实现同杆双回输电线路自适应重合闸。
2011, 39(9):21-25. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.005
摘要:提出一种可实时监测次同步谐振的方法,用最容易取得的电流量作为次同步谐振的监测量。通过构造特殊的多层前馈神经网络,建立相应的次同步谐振监测电路, 利用其强大的记忆功能和非线性映射特性,得到与采样电流对应的扭振转矩的表现,通过观察转矩的变化趋势,判断次同步谐振发生与否。给出人工神经网络训练样本的形成方法、训练算法和具体的操作步骤。以IEEE第一标准测试系统模型作为仿真算例,试验结果表明所提出的基于人工神经网络的次同步谐振监测方法的有效性。
2011, 39(9):26-31. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.006
摘要:针对粒子群无功优化中由于随机生成代表控制变量值的粒子,使得在优化迭代过程中易陷入局部最优解,而且后期收敛速度慢等问题,将混沌优化算法融合到粒子群算法中,提出了混沌粒子群算法求解多目标无功优化问题。该算法在初始化粒子即无功优化控制变量值时,采用混沌思想,增加控制变量取值的多样性;通过粒子群无功优化算法计算各个粒子对应的适应值即无功优化目标函数值,并按照其大小择优选取控制变量值进行混沌优化以帮助无功优化控制变量跳出局部极值区域;并根据无功优化目标函数值自适应地调整其惯性权重系数以提高全局与局部搜索能力。通过算例分析表明,采用自适应混沌粒子群算法进行无功优化,能够及时跳出局部最优得到全局最优解,且收敛速度快。
2011, 39(9):32-37. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.007
摘要:针对暂态电能质量的检测分析,分别在强弱两种噪声背景下运用S变换的不同方法对暂态多扰动信号进行定位检测。对于暂态多扰动的分类辨识,运用了基于S变换和分类树相结合的暂态电能质量多扰动分类辨识方法,首先运用S变换对暂态多扰动信号进行时频分析,然后提取扰动信号的特征量,最后生成用于对暂态多扰动信号进行分类的决策树分类辨识方法,以此来实现对暂态多扰动信号的分类辨识。仿真计算结果表明,该方法对暂态多扰动信号能够进行有效的分类辨识,准确度高且抗噪能力强。
2011, 39(9):38-43,64. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.008
摘要:针对在需求侧管理下,如何应用实际电网负荷开展调峰权交易问题展开了研究,提出考虑需求侧管理的调峰权交易方法。该方法通过对实际负荷进行负荷还原,得到电网用户的真实用电需求,从而定量分析各个机组的调峰工作。该方法采用社会效益最优模型,考虑了电网真实用电需求对发电侧机组调峰能力的要求。上海电网实际算例表明该方法可以有效反映出电网调峰成本,指导发电企业之间的调峰权交易。
2011, 39(9):44-51,58. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.009
摘要:针对三相四线制电力系统的结构特点及现有谐波检测方法的不足,提出了一种基于二维线性滤波器和瞬时对称分量计算的不对称三相四线制谐波电流检测新算法。该算法的检测原理是利用二维线性滤波器分别检测出各相不对称基波电流,通过改进瞬时对称分量法得到各相电流基波正序分量,从而检测出各相谐波电流。理论推导和Simulink仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出三相四线制电力系统中的谐波电流及无功电流,具有较好的动静态性能。
2011, 39(9):52-58. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.010
摘要:针对目前部分高压配电网采用少环网运行方式的情况,基于最小割集理论,提出了一种适用于含环网的配电系统可靠性评估方法。基于寻找节点组元件的方法模拟了元件的活动性故障,采用基于补偿法的少环配电网潮流计算方法。考虑了元件的容量约束,并同时计及了元件的计划检修和备用电源的影响。对RBTS-BUS4系统及实际工程系统进行了可靠性评估,结果表明该算法能计算出系统和负荷节点的可靠性指标,识别出系统的薄弱环节。
2011, 39(9):59-64. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.011
摘要:提出了一种计及无功经济价值的配电网电容器优化配置方法。分析了并联电容器接入系统后,对系统网损、容量释放产生的经济价值和其本身具备的能量经济价值,并从经济学角度确定了电容器优化配置的一般原则。根据电路网络基本原理的简化分析,推导出单位无功与系统网损的定量关系,进而得出单位无功降损的线性化表达,并将非线性的无功选址优化问题转化成含整型变量的线性问题。新的优化模型中定量地考虑了无功的安装成本和经济价值。仿真结果表明,相对于其他方法,该方法确定的无功安装位置和容量更经济,效果更加明显。
2011, 39(9):64-71,76. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.012
摘要:根据统一潮流控制器的基本原理,结合双级矩阵变换器的优越电气性能,研究采用双级矩阵变换器实现统一潮流控制器的方案。对统一潮流控制器建立两相同步旋转dq坐标系下的控制动态模型,解决如何利用逆变级变换器注入电网的电压的d、q轴分量控制线路潮流;提出对逆变级变换器采用三环解耦控制,从而提高了系统的动态响应能力和稳定性;分析了双级矩阵变换器的拓扑结构及其双空间矢量控制策略和换流特点。构建了基于双极矩阵变换器的统一潮流控制器的仿真实验系统模型。
2011, 39(9):72-76. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.013
摘要:溪洛渡右岸送电广东直流输电工程采用同塔双回输电方式,双回?500 kV直流系统在整流站和逆变站共用交流场和接地极系统。针对溪右直流输电工程的特点,在PSCAD/EMTDC仿真平台上利用自定义功能块搭建了双回直流系统较完善的控制保护仿真模型,对双回直流系统的极控制策略、同步协调控制策略、无功功率控制策略及直流线路保护策略进行了比较深入的研究。所提出的控制保护策略可对双回直流系统进行有效的运行控制和保护,研究成果对实际工程的实施具有重要意义。
2011, 39(9):77-82. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.014
摘要:基于交直流系统按相同的设计原理设计了附加励磁阻尼控制器(SEDC)和次同步阻尼控制器(SSDC),采用测试信号法比较了两者对于轴系自然扭振频率处电气阻尼的补偿能力,用时域仿真的方法验证了比较的结果。结果表明:SSDC比SEDC在补偿点处能提供更大的电气阻尼,从而更利于抑制SSO。对此结果进行了定性的物理解释。以SEDC为研究对象,分析了其参数对抑制SSO的影响。SEDC放大倍数的电气阻尼补偿具有阻尼转移现象,只有在次同步振荡自然扭振频率不偏移的条件下才能发挥提高放大倍数对于抑制SSO的正面作用。对附加阻尼控制器设置适当的滤波器品质因数和阶数参数才能在固有振荡频率处有明显的正阻尼。
2011, 39(9):83-87,113. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.015
摘要:微网中的风力、光伏发电等微型电源随机性强、输出功率波动大,微型电源功率不足,微网抗扰能力弱,由并网状态转入孤岛运行时需切除大部分负荷甚至全部负荷。采用飞轮储能系统辅助的微网方案,利用飞轮储能系统大功率充放电及充放电次数无限制的特点,设计并网逆变器的定功率控制方法。通过网侧功率测量决定并网逆变器的输出电流,实现了平抑微型电源功率和负荷波动的功能。在主电网故障时,飞轮储能系统向微网短时提供大量功率,维持大部分负荷等待主电网重合闸。通过理论分析及仿真实验表明,在微网中应用飞轮储能系统是可行的、经济的、高效的,可提升微网的抗灾变能力。
李钊年 , 陶凤玲 , 史旺旺 , 姜楠 , 李积花 , 倪三川
2011, 39(9):88-90,96. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.016
摘要:针对支持向量机方法在短系列电力负荷预测中存在空间划分参数的选择受主观因素影响的缺点,提出了谱分析和最小二乘支持向量机相结合的负荷预测方法。该方法采用谱分析预测实际发生最大电力负荷值的周期,根据周期来确定SVM的训练模型。该方法可有效地避免参数选择中的人为因素,提高预测精度。从实际算例可看出,除最后一个点位相对误差为8.67%外,其余点位的相对误差均低于±5%,实测值与预测值的拟合度较好,预测精度较高。
2011, 39(9):91-96. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.017
摘要:数字化变电站关键报文传输要求处理过程简单、时延小和具备一定的差错控制能力。以报文载体数据帧为研究对象,分析了关键报文的传输可靠性要求及其帧结构。依据报文帧的具体字段,分别分析了通过基于地址字段优化报文寻址、基于优先级字段设置减少时延、基于类型字段配置增加报文识别处理速度及基于内容字段的组成技术增加系统效率来保证报文传输可靠性的技术措施,展现了提高报文传输可靠性的途径与方法。结合基于以太网技术搭建的光纤过程层通信网络方案,说明了目前关键报文的传输可靠性满足数字化变电站的技术要求,可以满足实时性要求较高的技术应用。
2011, 39(9):97-101. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.018
摘要:并网逆变器采用LCL滤波器可有效滤除高次谐波,但LCL滤波器是无阻尼三阶系统,易发生谐振。采用无源阻尼方式来抑制谐振,并介绍了其原理及各参数的选取原则。采用并网电流与电容电流的双闭环控制策略,提出了以模糊PID双闭环控制技术控制并网电流,并进行了仿真研究。采用DSP作为控制芯片,设计了完整的主电路系统和驱动电路来进行实验验证。实验结果表明,该方法明显降低了并网电流的总谐波畸变率,避免了进网电流谐振,实现了进网电流的高功率因数。
2011, 39(9):102-107. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.019
摘要:根据电力变压器铁磁谐振电流畸变的特性,提出了一种新型的铁磁谐振检测方法。该方法以电流基频分量小于设定阈值且电流最大值超过设定阈值作为算法的启动,利用尖峰与间隔角占空比的检测来确定尖峰脉冲特性从而判别铁磁谐振的发生,并利用尖峰的时间间隔统计来识别谐振周期并判断谐振模式。分析了铁磁谐振电流与励磁涌流的区别,提出对称间断角检测的方法来排除励磁涌流的干扰。对检测方法进行了算例仿真,准确检测到铁磁谐振发生,并对谐振模式识别正确,验证了该检测方法的正确性。
2011, 39(9):108-113. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.020
摘要:针对煤矿电网并联供电线路发生单相接地故障时保护易误动、拒动,并难以断定是并联线路中的哪一条发生故障,提出了基于相间电流差的选线方法。该方法利用以故障相为基准的故障线路相间电流差等于单相接地电流,而非故障线路的相间电流差为零作为判断依据,通过计算比较选出相间电流差最大的线路,亦即故障线路。PSCAD仿真及动模实验表明,该方法能准确判断出故障线路,且在并联线路某支路发生单相接地故障时也能准确选出,保护差值大,不受故障相接地相位及接地方式影响,抗干扰能力强。
2011, 39(9):114-118,124. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.021
摘要:电炉变压器低压侧的大电流造成常规CT体积过大无法安装,无法采用差动保护作为变压器内部故障的主保护,而传统的高压侧过流保护在变压器内部故障时灵敏度又不满足要求。在分析了电炉变压器内部构造的基础上,基于成熟的光纤通信技术、电子式电流互感器技术及高性能微机保护技术,通过在低压侧装设电子式电流互感器并根据调压分接开关的位置自动调整差动保护平衡系数,实现了基于三侧电流的差动保护方案,解决了电炉变压器由于过载倍数高、调压范围宽造成差动保护原理实施困难的问题。试验结果表明,电炉变压器差动保护能明显提高变压器内部故障时保护装置的灵敏性和可靠性。
2011, 39(9):119-124. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.022
摘要:PSCAD/EMTDC自定义建模功能为建立精确、详细的继电保护模型提供了解决思路。对比分析了自定义元件的实现途径、三种开发语言的运行效率以及自定义元件与Module的差异性,指出基于Matlab的实现方式作为过渡方案可用于研究及评估保护新算法,而算法成熟后应转化为Fortran或C语言方式以提高运行效率。揭示了使用C语言静态变量而导致的自定义元件内存调用冲突问题的机理,提出了采用公用数组实现内存管理的解决方法。以某实际直流输电工程的线路行波保护为原型,应用自定义建模技术搭建了其详细的仿真模型,仿真结果验证了该方法的可行性与有效性。
2011, 39(9):125-130. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.023
摘要:依托国内某±500 kV高压直流输电工程,对直流线路高阻接地故障进行理论建模和PSCAD/EMTDC仿真研究。分析结果表明,在线路低电压保护判据定值固定时,高负荷下的接地阻抗检测范围过小,可能出现保护拒动;低负荷下的接地阻抗检测范围过大,可能出现保护误动。以交流电网的相关规程为参考,提出了改进建议。根据不同负荷状况对线路低电压保护判据定值进行调整,调整的标准是检测出不高于300 Ω的高阻接地故障。仿真结果证明这样的调整是有效的。
2011, 39(9):131-136. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.024
摘要:分析了线路融冰顺序、电源点选择以及短路点选择三个融冰线路问题,根据其解决方法和模拟现场参数利用Matlab搭建仿真模型计算线路融冰电流,并选择性加入谐波抑制电抗控制谐波畸变率。利用VFP开发了一套存储查询线路电气参数以及计算融冰时间的防冻融冰管理系统,并根据其计算结果分析了融冰时间与覆冰厚度、融冰电流、风速、气温之间的关系。在娄底220 kV田上线上,采用移动式直流融冰装置,搭建仿真模型计算融冰电流和分析其谐波影响,并通过管理系统计算融冰时间,计算结果与现场融冰的结果基本吻合。
2011, 39(9):137-139,144. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.025
摘要:就向家坝至上海±800 kV特高压直流工程直流保护功能中的阀闭锁策略做了全面说明和总结。在检测到相关故障的情况下,为了获得更平滑快速或者更安全的停运效果,需要尽快的切除并隔离换流单元,防止故障的进一步扩大,以减轻对设备和电网的冲击。工程中现场试验模拟了各种故障情况,通过移相、暂停、闭锁等手段有效地保护了换流阀等一次设备。根据故障清除动作的不同组合和不同延时,可以把直流保护闭锁分成四种不同的闭锁类型。
2011, 39(9):140-144. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.026
摘要:针对目前电网制定的低频减载方案中忽略了频率静特性而导致的负荷过切现象进行了研究,提出了一种计及频率静特性的改进减载方案。该方案充分考虑了减载后系统频率调节系数增大,自身吸收的功率也下降的特点,将低频减载各级切除的负荷量减少10%。对方案的原理进行了详细的介绍,并采用多机系统进行了时域动态仿真(TDDS)。仿真结果表明该方案可以有效地抑制现有低频减载各级动作后造成的负荷过切现象。
2011, 39(9):145-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2011.09.027
摘要:对交流电机的控制方法进行了科学分类,可分为基于稳态模型的控制方法和基于动态模型的控制方法两大类,其中后者又可分为基本控制方法(也即矢量控制和直接转矩控制)、线性控制方法、非线性控制方法、智能控制四类。全面综述地分析和比较了它们的原理、优点、缺点、适用范围及应用情况。每种控制策略都有各自特点,在电机控制应用中应当根据性能要求,选用与之相应的控制方法,以取得最佳性能。每种控制方法都还存在缺陷,指出了交流电机控制算法的发展趋势。





