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2012, 40(9):1-7. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.001
摘要:风/柴/储混合系统中,储能设备是关键装置之一,直接关系到系统的可靠运行,但受运行策略和运行特性的影响。针对储能设备这一特点,计及储能设备运行策略和运行特性,建立储能设备的充放电模型;并计及储能设备充放电循环次数、容量和功率成本等,建立储能设备的成本效益模型。通过对风/柴/储混合系统进行可靠性评估,比较不同的运行策略对系统可靠性和储能设备经济性的影响。算例结果表明,储能设备运行策略对系统可靠性和储能设备的成本效益有较大影响。
2012, 40(9):8-12,17. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.002
摘要:针对利用希尔伯特-黄变换(HHT)分解所得IMF分量的瞬时频率可能导致波头检测不准确或检测失败的缺陷,提出了基于EMD-TEO的输电线路行波故障定位方法。首先对行波线模分量进行EMD分解,然后利用Teager能量算子(TEO)计算出分解所得IMF1分量的瞬时能量谱,根据首个能量突变点确定出故障初始行波的到达时刻。最后,根据双端行波定位原理计算出故障距离。从对不同故障情况的仿真结果看,所提EMD-TEO法具有更好的波头检测效果,且用于故障定位具有较高的定位精度。
2012, 40(9):13-17. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.003
摘要:机组组合是一个大规模混合整数规划问题,具有高维、离散、非线性等特点,在数学上被称为NP-hard问题。国内外研究表明蚁群算法在解决组合问题时有其特有的优越性。提出的多种群混沌蚁群算法在基本蚁群算法的基础上,把蚁群分为搜索蚁、侦察蚁和工蚁,并引入了混沌量。一方面继承了蚁群算法在解决组合问题上的优越性;另一方面最大限度地克服蚁群算法本身的运算速度慢、易陷入局部最优等缺点。最后用修正后的IEEE30节点系统对算法可行性作了验证,并对算法的合理性和有效性进行了分析。结果表明,所提出的多种群蚁群算法是合理有效的。
2012, 40(9):18-23,29. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.004
摘要:提出了一种基于改进灰色Verhulst模型的受扰轨迹拟合外推预测方法。发电机角度的受扰轨迹在每一个摇摆过程中,呈现S形走势,与灰色Verhulst模型变化规律相符。采用无偏模型来消除灰色模型的自身误差,并通过采集最新的两个数据补偿误差,进一步提高预测精度。该方法易于实现,所需要量测数据少,计算简单,对于多摆过程中波峰与波谷的预测有很高的精度。应用该方法对IEEE39节点系统与中国南方电网实际系统的不同故障情形进行了仿真计算,结果表明,该方法具有好的预测效果。
2012, 40(9):24-29. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.005
摘要:研究基于计划孤岛划分的配电网故障恢复策略,分析了含DG配电网的故障恢复流程。通过对现有计划孤岛划分算法的比较和研究,针对复杂配电网闭环设计、开环运行的特点,详细研究了计划孤岛划分的目标、原则和算法。根据在线划分思想提出了基于最小生成树和动态规划算法的分布式电源孤岛划分方法,该方法能够处理含环网结构的复杂配电网,保证计划孤岛的稳定运行以及和上层电网的快速并网。最后讨论了该算法的数据结构、参数设定以及数学变化等问题,并通过实例验证了该方法的可行性。
夏经德 , 索南加乐 , 高淑萍 , 何世恩 , 刘凯 , 王莉
2012, 40(9):30-37. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.006
摘要:在系统分析基于单电源及双电源下输电线路纵联阻抗阻值差异并完整保留原有纵联阻抗推导结论的基础上,合理修改了纵联阻抗电气数据的关联相量关系,并准确地调整了输电线路纵联保护故障甄别的动作门槛以能够扩展并能够适应基于单电源下输电线路的运行环境。该计算方法采用工频故障分量为纵联阻抗的计算电气量,在得到工频线路电容补偿的条件下,当计算得到的阻抗幅值小于设定数值时可断定发生了区内故障;反之可以断定在被保护区内没有发生故障。该算法能有效改进单电源下输电线路纵联保护的性能。在EMTP仿真中,建立了一条1000 kV 500
2012, 40(9):38-42. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.007
摘要:直接法和迭代法是求解线性方程组的两类常见方法,比较了多波前算法(MA)、GMRES算法、FGMRES算法在大规模电力系统潮流计算中的求解效率。经IEEE 118节点、300节点和Poland共7个算例仿真测试表明,基于ILU分解法预条件子的FGMRES算法的内迭代次数较GMRES算法明显减少,但整体求解时间较GMRES算法长;多波前算法的求解速度较二者快。基于PQ分解法预条件子,提出一种GMRES-MA混合算法,在GMRES算法每步迭代过程生成 Krylov 子空间后,利用多波前算法(MA)直接求解辅助预
2012, 40(9):43-48. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.008
摘要:针对雷击输电线路产生的暂态信号对行波保护的干扰,提出了一种雷击干扰与短路故障的积分识别方法。在详细分析雷击线路未造成故障、雷击造成故障和短路故障的暂态波形特征的基础上,构建综合识别判据。利用线路扰动后较短的时间内非故障雷击的波形对称性和故障时的波形单调性,分别对时间轴上方和下方的暂态电流波形进行积分运算。其一,根据二者的相对比值大小构成识别故障与非故障性雷击的主判据;其二,利用两个积分值的差构建辅助判据,以提高故障性雷击和非故障性雷击识别的可靠性。EMTDC仿真结果验证了所提积分识别判据的有效性和正确性。
2012, 40(9):49-53. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.009
摘要:输电线路监测系统是电网监控的重要组成部分,需要在各种复杂环境下可靠运行。Ad Hoc网络作为坚强的自组织网络,其所具有的自愈性、抗毁性等特性非常适合应用在输电线路监测系统中。该网络MAC层所采用的IEEE 802.11 DCF机制对整个网络的性能有着重要影响。根据输电线路线性拓扑结构的特点,基于退避过程Markov模型的分析,提出了最小竞争窗口优化策略。该策略能根据各节点所处竞争环境的不同,设置相应的最优竞争窗口。仿真结果表明,该优化策略可显著提高系统吞吐量,系统时延也有一定改善,这对输电线路监测网络的性
2012, 40(9):54-61. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.010
摘要:根据高压配电网的分层结构特点,建立了三层多代理故障恢复模型,并将故障恢复过程分成四个阶段,即变电站内恢复、配电网内恢复、全网恢复和远程恢复。各层代理按照预定的步骤,逐步生成各阶段的故障恢复方案。分阶段的故障恢复优先考虑用最近的电源恢复最多的停电负荷,减小了故障影响范围。详细阐述了各层代理的作用和行为,给出三层多代理模型实现故障恢复的协调过程,介绍了基于JADE的故障恢复多代理系统设计和实现方法,并以某实际配电网络的故障恢复结果验证了方法的有效性。
2012, 40(9):62-68. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.011
摘要:针对目前配电网单相接地故障定位结果不够准确的问题,提出了基于Zigbee无线技术和零序电流增量法的配电网单相接地故障定位方法。分析了Zigbee无线传感器网络技术以及利用其采集线路零序电流的优势,设计了基于无线传感器网络的单相接地故障定位系统结构,采用了精确时钟协议(PTP)的时间同步算法解决了时间同步性问题, 完成了用于构建无线Zigbee网络的协调器节点和传感器节点的软硬件设计。在实验室环境下,对电流传感器的幅频特性和无线传感器网络实测的线路零序电流进行了实验分析,结果表明,提出的采集分布式线路零序电
2012, 40(9):69-74,81. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.012
摘要:多馈入直流系统强非线性、强耦合特征使评估交直流系统之间相对强弱关系变得异常复杂。基于2008年CIGRE直流工作组提出的多馈入直流短路比(MISCR)定义,分析了MISCR构成元素及影响其大小的因素和内在机理,详细论证了直流落点间联络阻抗、系统等值阻抗、直流功率等元素之间相互关系对MISCR的影响及其变化特征,给出了临界条件和拐点解析解;并进一步研究了含有直流系统的两区域联网对MISCR的影响,推导得出联网前后SCR到MISCR的变化规律;最后,指出了MISCR后续改进研究应考虑的问题。所得结论可用于指导
魏丽芳 , 张睿 , 邱健 , 陈兴雷 , 于之虹 , 刘宇星 , 康建东
2012, 40(9):75-81. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.013
摘要:随着配电侧负荷的日益多样化及风电的大规模并网,地区电网电压稳定问题逐渐凸显,传统的离线分析无法实时跟踪系统的状态,在线分析只见于省、网层面的应用。应用灵敏度分析法及连续潮流法,开发了基于能量管理系统的地区电网在线静态电压稳定预警系统。系统对电网内5座牵引站及2座风电场进行了建模及等值,在整合多数据源的基础上,实时给出地区电网电压稳定性指标值及预警信息,自动报告电网电压稳定薄弱区域。该系统已在河南信阳电网投入运行,得到运行调度人员的认可。
2012, 40(9):82-86. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.014
摘要:针对含分布式电源的配电网络,建立了发电费用最小、污染物处理费用最小和系统有功网损最小等三种目标函数的最优潮流模型。采用前推回代法进行含分布式电源的配电网络潮流计算,利用改进的Tabu搜索算法求解最优潮流。在搜索过程中,引入了自适应步长来提高解的精度。通过对IEEE33节点算例系统进行求解,验证了所建立的模型和算法的正确性。研究表明对接入分布式电源的配电网潮流进行最优控制能够实现降低成本、网损和环境污染的目的。
2012, 40(9):87-92. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.015
摘要:为了精确检测同步电机参数,提出了一种小波变换和矩阵束相结合的新算法。该方法运用小波变换对短路电流进行消噪处理,提高其信噪比。运用矩阵束算法提取预处理后的短路电流各分量的频率和阻尼,然后对短路电流各分量的幅值和相位使用最小二乘法进行估计,进而实现同电机参数的辨识。针对在不同信噪比下的短路电流采样数据,分别运用TLS-ESPRIT算法和该方法进行同步电机参数辨识,仿真结果表明,与TLS-ESPRIT算法相比,该方法采用的数据样本数较少。在信噪比大于30 dB时,该方法具有更高的计算精度;在信噪比低于30 dB
2012, 40(9):93-96. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.016
摘要:电力系统的连锁过载跳闸往往发生于故障支路所在的并行输电断面上。通过分析,确定了一种并行输电断面内支路过载跳闸的风险评估指标,并将相关支路归为一个集合——高风险支路集,利用指标数值比较可达到判别发生连锁过载跳闸并缩小系统安全性分析对象范围的目的。该评估指标有效计及了前后故障之间的相互影响和累积效应,克服了采用传统N-1系统安全准则及N-m安全准则的事故筛选机制的不足。采用中国电科院CEPRI 36节点系统进行了仿真计算,结果表明了该方法的有效性和可行性。
2012, 40(9):97-101,107. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.017
摘要:为满足电网投资效益评价支持系统的中短期决策分析应用的需要,通过对系统数据集成特点的分析与研究,采用操作型数据存储(ODS)技术提供面向主题的、集成的、可变的、实时的、细粒度的数据。针对电网企业数据中心ODS层的现状,提出一种数据中心深入应用的系统体系结构,结合IEC 61970/61968标准规范建立ODS数据模型,并且给出了数据存储及更新策略,数据质量控制等关键问题解决方案。目前系统已在实际应用中取得了良好的效果,证明了该方法的实用价值。
2012, 40(9):102-107. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.018
摘要:设计一套可视化的变压器事故分析系统。该系统通过利用故障录波器和微机保护装置提供的两种录波数据,增加了事故分析的信息冗余。该系统利用Visual C++编程实现,不仅具有计算变压器特征矢量,绘制特征量波形,进行故障特性分析等功能,还建立了变压器励磁涌流识别算法库和变压器事故分析算法库,能详细、准确、直观地分析每一次变压器事故。分析的结果最终形成故障简报,便于查询和上传。该系统弥补了现有的变压器故障录波后台分析软件和变电站事故分析系统中变压器分析功能不强,可靠性低等缺点,具有较强的实用价值。
2012, 40(9):108-113. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.019
摘要:在高精度数字DC-DC变换器设计中,必须建立变换器功率级的精确模型。通过分析现有功率级离散模型与连续模型的拟合度,建立了拟合程度更高的修正离散功率级模型。为简化数字控制器设计,针对修正离散功率级模型,提出了一种含单一设计参数的数字补偿器设计方法,并分析了该补偿器对系统稳态和瞬态性能的影响。基于Altera Cyclone III FPGA开发板,实现了数字Buck变换器,测试结果表明:1.8 V输出电压下,电压纹波率小于1%;0.4 A负载电流跳变时,过渡时间为0.22 ms,实验结果证明了修正离散功率级
2012, 40(9):114-117. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.020
摘要:装置内置故障录波是一个新概念,它用于完成对控制保护装置重要过程变量的录波,更有利于系统事故发生后原因的追查。根据直流控制保护应用需求,提出内置故障录波设计的总原则:录波通道灵活配置、录波频率和应用需求相吻合、录波功能不能影响装置主体功能、主要录波对象为装置过程变量等。同时结合HCM3000平台的特性,提出了多CPU集中故障录波管理、功能块任务划分、专用或通用以太网数据传送的实现方式。其概念和设计方法可以为其他同类产品提供参考。
2012, 40(9):118-122. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.021
摘要:目前国内电力自动化设备采用众多通信规约标准,导致电力信息采集系统需要同时支持多种通信规约,单独为每种规约编写解析代码不仅工作量巨大、容易出错,而且重用性差、系统维护困难。针对该问题,提出了一种通用型动态通信规约解析系统,基于面向对象和模板技术,通过采用配置脚本方式来定义规约的数据格式,同时将规约解析模块和规约定义模块两者解耦合,构建了通用型规约解析引擎。该系统适用于目前电力行业绝大多数主流通信规约,规约接口维护过程相对简单,同时能够满足对解析速度的要求。基于该设计的电能量采集系统已经在广东、湖南、山西、海
2012, 40(9):123-127. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.022
摘要:电气化铁路牵引供电系统对故障数据的记录仍然局限于故障局部分析,无法实现高层次的系统分析。分析了传统录波系统存在的不足,提出了异地同步启动触发录波的主要原理,以及详细的录波启动判据。给出了故障录波系统的构成方式、系统性能及主要功能说明。最后,给出了在北京西客站开闭所和衙门口牵引变电所装设的故障录波系统的运行实例。
2012, 40(9):128-132,145. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.023
摘要:为保证电网电压安全、优质、经济运行,提出一种火电厂自动电压控制系统设计方案,将母线电压调节在现有的厂级负荷优化分配系统平台上扩展实施,提高设备利用率。通过动态辨识系统阻抗,进行电压和无功的在线转换,修正自适应调节器参数,实现无差、快速调节。采用基于分配策略的全厂无功同操分配算法,进行机组间无功协调控制,实现母线电压自动调节。针对实际情况,对系统进行软硬件设计,并详细阐述参数采集、励磁修改、运行模式、闭锁保护等方面的技术问题。此系统设计新颖,建设节约,功能强大,稳定可靠,具有很好的借鉴和推广价值。
2012, 40(9):133-136. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.024
摘要:为了得到太阳能电池板的最佳工作效率,需要求出单体太阳能电池各参数的数值。通过理论分析和仿真研究发现,串联电阻Rs有使太阳能电池的I-U特性曲线左移的特性;并联电阻Rsh有使太阳能电池的I-U特性曲线下移的特性。在此特性的基础上,根据太阳能电池的电流方程,提出了一种估算串联电阻Rs、并联电阻Rsh的新方法。在相同温度条件下,通过测量不同光照条件下的开路电压和短路电流的实验值,经过曲线拟合发现二极管品质因子n不受光照强度的影响,可以认为是常数。该算法能够较方便地得到太阳能电池的四个重要参数Io,n,Rs,Rs
2012, 40(9):137-145. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.025
摘要:由于光伏并网系统出力的间歇性、不确定性等特点导致其利用率低,同时,现今电力系统对电能质量的要求越来越高,因此,有关提高光伏并网系统的利用率、改善电能质量的研究倍受关注。概述了光伏并网发电系统中电能质量调节功能的发展背景与研究意义,总结了光伏并网系统对电网电能质量的影响。以控制方法及结构的不同为依据,归纳了系统抑制谐波问题与电压质量的方法,结合仿真实例分析了不同方法的特点及适用范围,提出改善电能质量时需要统筹考虑天气环境、负载情况、实际容量、调节对象、系统类型、经济成本等各种因素。最后,指出了具有电能质量调
韦延方 , 卫志农 , 张友强 , 孙国强 , 王成亮 , 孙永辉
2012, 40(9):146-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2012.09.026
摘要:发电机进相运行是解决系统低谷运行时枢纽点电压偏高的有效手段。针对发电机进相运行问题进行综述,对其国内外发展现状做了概括和分析。从发电机进相运行的机理出发,阐述发电机进相运行能力的约束因素和稳定监测,探讨发电机进相能力的建模问题;概括进相运行所带来的特殊影响,并总结归纳发电机进相运行在黑启动、抽水蓄能、风电场等不同工程背景中的应用。展望了发电机进相运行在进相管理数据库、多机进相运行等方面未来的研究方向,进一步探讨多机进相运行的调压能力和对系统稳定的影响。最后指出多机进相运行中的关键问题,具体给出开展多机进相





