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姚玉海 , 王增平 , 张首魁 , 郭昆亚 , 金鹏 , 齐郑
2016, 44(4):1-8. DOI: 10.7667/PSPC150651
摘要:针对传统故障恢复在处理电源侧问题上的不足,基于变电站主变在实际运行时要尽量满足N-1准则的要求,提出了变压器越限个数和变压器平均负载率两个目标函数。在求解故障恢复的算法上,针对基于传统占优机制的经典多目标智能算法在迭代过程中没有考虑决策者的偏好知识,从而导致算法收敛缓慢和无法得到最优解的问题,将g占优机制和TOPSIS方法引入多目标智能算法。g占优机制中的参考点可以根据故障恢复问题的特殊要求进行灵活设计,TOPSIS方法可将决策者的偏好知识融入算法的迭代过程中。这些措施可以有效地提高解的质量和算法的收敛性能。最后,通过算例验证了该算法的可行性和有效性。
2016, 44(4):9-15. DOI: 10.7667/PSPC150358
摘要:为确保船舶电力系统故障发生时主电力推进动力系统不失去供电,对电力推进船舶区域配电系统的拓扑结构重构方法进行了深入研究。依托智能体理论,设计了一种环境智能感知、信念产生、目标控制、粒子群最优决策的全智能体重构方法,实施船舶区域配电系统故障的拓扑重构。重构策略以保证全船的不间断供电、负荷损失最小、继电保护效率最高等为目标。对某电力推进船舶区域配电系统电网发生三相短路工况的仿真实验表明,所设计的全智能体方法相比粒子群算法、遗传算法的电力系统重构更能保证船舶电力系统的安全运行,且具有电力系统故障时重构功率损耗更小、开关效率更高的优点;进一步提高了船舶电力系统的安全可靠性。
2016, 44(4):16-21. DOI: 10.7667/PSPC151113
摘要:微电网中,采用下垂控制的微电源,线路阻抗差异、输出电压幅值不等以及微电网复杂结构等因素均会导致微电源输出无功功率不能达到均分的效果,使微电源间出现无功环流。为解决这一问题,提出了一种改进的下垂控制策略。即在传统无功下垂控制中加入线路压降和微电源接入点电压幅值反馈量作为无功下垂控制的补偿量,有效跟踪微电网电压变化,改善输出电压幅值不等的状况。在Matlab/Simlink中搭建微电网仿真模型。仿真结果表明,改善的下垂控制能够大大提高无功均分的分配精度,提高微电网的系统稳定性。
2016, 44(4):22-28. DOI: 10.7667/PSPC150698
摘要:配电网重构是一个复杂的非线性组合优化问题。为了克服基本优化算法易陷入局部最优解的问题,提出了一种改进的二进制量子粒子群算法(BQPSO),对含分布式电源(DG)的配电网重构模型进行求解。通过引入遗传算法的交叉操作和变异操作来避免早熟来提高算法的全局搜索能力,改进了算法的性能。并且选择了适当的不可行解处理方式来提高了算法的计算效率。最后通过对IEEE33节点配电系统进行仿真,验证所提算法在求解重构问题时得到的解更好,收敛速度和全局寻优能力都有提升。
2016, 44(4):29-35. DOI: 10.7667/PSPC150690
摘要:为了对交直流互联系统含有的低频振荡和次同步振荡同时进行抑制,给出了一种改进的射影控制方法。通过总体最小二乘-旋转不变算法辨识出交直流输电系统送端孤岛运行方式下的振荡模态和降阶后的模型,运用带通滤波器将不同振荡频率的模态分解为多个通道,根据射影控制理论并做出改进,设计出多通道直流附加阻尼控制器。该控制器能够降低各种振荡模式间的相互影响,兼顾了控制器的阶数和鲁棒性。考虑到广域信号采集和传输过程中存在时滞问题,根据辨识结果并设计出了系统的相位补偿器。利用该方法对PSCAD/EMTDC中的某直流孤岛运行下的模型进行建模仿真,并与无附加阻尼控制下的系统进行比较分析。结果表明多通道射影控制器可以同时抑制低频振荡和次同步振荡,具有较好的鲁棒性;同时设计出的相位补偿器可以有效地解决系统的时滞问题。
刘敏 , 周晓霞 , 陈慧春 , 谢维兵 , 敬勇 , 王佳佳 , 魏能峤 , 周念成
2016, 44(4):36-43. DOI: 10.7667/PSPC150755
摘要:电动汽车充电站并联有源滤波器工作时,可能引起流过充电站集电母线的充电电流谐波出现放大效应。针对谐波污染最严重的三相不可控整流充电机,研究充电站各次谐波电流与谐波电压的耦合关系,定义电动汽车充电站总谐波电流放大系数,提出一种充电站集电母线电流谐波放大程度的量化方法。该方法实现了电流谐波放大效应的解析计算且具有较高精度。在此基础上,探讨谐波放大系数随充电机台数、有源滤波补偿率及相位差等因素的变化规律,为有源滤波器容量配置与控制设计提供依据。
2016, 44(4):44-50. DOI: 10.7667/PSPC150667
摘要:以崇明岛智能电网为例,提出了风燃协调等效电厂(wind-gas coordinating equivalent power plant, WGPP)的概念。通过风力发电系统与燃气-蒸汽联合循环机组(CCPP)的互补运行,实现提高并网功率的可控和可调性,以及风燃联合发电作为一个等效电厂参与系统的调度运行等目标。针对WGPP的调度目标以及接入系统规模的不同,提出了两种不同的WGPP调度模式:跟踪调度曲线模式和CPS控制模式。为了充分利用WGPP中CCPP机组出力调节速度快的特点,对基于传统比例积分原理的自动发电控制算法进行了改进。最后,分别以现场实测数据以及四种风电功率事件为例,RTDS仿真验证了两种WGPP调度模式的可行性。
2016, 44(4):51-56. DOI: 10.7667/PSPC150696
摘要:研究了具备低电压穿越(Low Voltage Ride-Through,LVRT)能力的光伏并网发电系统,送出线部分发生三相短路故障时,LVRT控制过程中发出的无功电流对传统比率制动式和新型标积制动式差动保护灵敏度的影响。理论分析表明故障期间无功补偿会导致两种差动保护的灵敏度下降,并通过Simulink搭建光伏并网发电系统仿真模型验证了这一结论。在此基础上,进一步对比得出发生金属性短路故障时,标积制动式差动保护的灵敏度受无功补偿影响较小,作为光伏电站送出线部分的保护效果更佳。最后通过差动特性曲线的整定方式,对如何提升差动保护灵敏度的问题提出改进建议。
2016, 44(4):57-63. DOI: 10.7667/PSPC150775
摘要:电力市场电价的剧烈波动存在巨大的风险。准确的电价预测有助于市场参与者管理风险并达到自身利益的最大化。用ARMA—GARCH族模型对美国PJM电力市场和北欧电力市场的日前小时电价序列进行建模和预测。在模型估计时假设残差分别服从正态分布和学生t分布,进而比较不同模型对不同电力市场日前电价的预测精度。通过比较得出,非对称的GARCH模型预测效果较好。但ARMA—GARCH族模型不适用于波动异常剧烈、电价序列间相关性较弱的电力市场,并以澳大利亚电力市场电价数据为例进行了分析。
2016, 44(4):64-68. DOI: 10.7667/PSPC150731
摘要:为减少开关频率引起的电流谐波和实现电气隔离,采用带T型滤波器和工频隔离变压器的并网逆变器拓扑。针对传统电流SPWM控制响应速度慢和单纯采用电流PI控制不能消除电网扰动对并网电流影响的缺点,提出了电流PI和电网电压前馈相结合的SPWM电流瞬时值跟踪控制。通过对光伏并网逆变器控制原理的理论分析,设计了并网逆变器控制模型,并推导出各个控制环节的传递函数模型,最后进行了电流环PI调节器的设计。通过对Matlab仿真结果分析,表明该种控制策略是可行的。
2016, 44(4):69-75. DOI: 10.7667/PSPC150779
摘要:对当前架空输电线路雷击风险评估常用的雷害分布图法和雷击定量计算法进行了研究。针对这两种方法的不足,提出了“杆塔-杆塔区段-线路”差异化、多层次的雷击风险评估模型。以地闪密度为评估指标,同时充分考虑线路本身耐雷水平、周边地形地貌情况以及历史雷击跳闸事故等情况,计算并划分各基杆塔风险等级,确定杆塔易闪区段。同时利用层次分析法,评估各风险区段对整条输电线路的影响系数,逐层实现了整条线路雷击风险的综合评估。最后,通过实际案例验证了该评估模型的可行性。
2016, 44(4):76-83. DOI: 10.7667/PSPC150692
摘要:发电机准同期并列的关键在于对并列双方电压参数的快速准确测量。但由于并列双方电压频率不同,很难同时对双方电压做到同步采样,传统的基于快速傅里叶变换(Fast Flourier Transform,FFT)的准同期并列参数测量结果因频谱泄露产生较大误差。为抑制泄露,提高参数测量精度,引入了全相位频谱分析技术,并分析了全相位FFT与常规卷积窗FFT的区别与联系。在此基础上提出了基于全相位FFT的发电机准同期参数测量方法,并对全相位FFT相位差法进行了改进,提出了简洁的基波频率及幅值计算方法,使其更好地满足准同期并列的需要。通过仿真计算验证了所提方法性能优良,能有效克服频率波动、谐波、噪声及电压非稳态变化等不同情况的影响,实现并列双方电压参数的快速准确测量。
2016, 44(4):84-90. DOI: 10.7667/PSPC150794
摘要:近年来国内外研究串补电容对线路保护的影响的很多,但是在研究电网中距离保护受串联补偿电容影响的区域的很少。在分析串联补偿电容对距离保护的影响的基础上,提出一种基于短路电流确定距离保护受串联补偿电容影响的电网区域的仿真方法。通过对比分析部分站点测量阻抗的理论分析结果和仿真计算结果应证了仿真方法的正确性。同时以一具体工程实例采用仿真方法计算出距离保护受串补电容影响的电网区域。
2016, 44(4):91-96. DOI: 10.7667/PSPC150704
摘要:计算电网的计划潮流是安全约束经济调度的重要内容。针对计划潮流中外网等值粗糙、结果偏差较大的问题,提出了一种改进的安全约束经济调度中有功潮流调整方法。首先获取计划数据和网络模型,进行无网络约束计划编制,然后结合准稳态灵敏度、联络线自适应等值和有功平衡等方法计算计划潮流,如果潮流越限则增加网络安全约束重新编制计划。该方法简单易行,能提高计划潮流精度,为计划编制提供可信的潮流信息。通过实际工程算例测试表明,该方法能满足实用要求,具有良好的可靠性和实用性。
2016, 44(4):97-102. DOI: 10.7667/PSPC150728
摘要:建立了Kinetic电池充放电限制模型,较为准确地反映出在微电网调度中储能电池的充放电能力。在充分考虑微电网运行的可靠性和经济性的前提下,将Kinetic电池模型与微电网的调度相结合,提出了基于经济调度的蓄电池容量优化模型。并且提出了利用Kenetic电池模型解决微电网中储能电池调度的方法。以Surrette公司的4KS25P的储能电池为例,对微电网中储能电池的调度进行了仿真。仿真结果表明所提出的基于Kenetic电池模型的调度方法具有较高的精度,能够提高微电网的经济性,符合实际需求。
2016, 44(4):103-110. DOI: 10.7667/PSPC150711
摘要:针对配电网负荷失电后的复电问题,基于多代理技术和JADE开发平台,设计了一个配电网主动复电系统,其中主要包含代表实际配电网支线的支线代理和代表配电网负荷的负荷代理。当配电网支线上发生故障时,失电的负荷代理向其所在的支线代理发送故障报告,请求为其恢复供电。故障支线的代理通过与网络中其他支线的协调,通过负荷开关将失电负荷转供到邻近正常支线上,从而恢复故障负荷的供电。在Matlab/Simulink仿真环境下搭建了一个简单配电网络模型,将所设计的多代理系统用于解决该配电网的负荷复电问题,验证了该多代理系统的可行性和有效性。
2016, 44(4):111-117. DOI: 10.7667/PSPC150685
摘要:针对电网规划所面临的多部门、多层级的低效收资,设计并编程实现了基于CIM的电网规划管理决策辅助系统。该系统以基于CIM模型的数据库设计为底层基础,构建的数据库定期由GIS系统、EMS系统和外部导入进行更新,实现数据共享。功能层面主要分为评估分析模块、规划研究模块以及数据发布模块。评估分析模块主要支持对现状电网供电能力和运行水平的评估工作;规划研究模块主要支持规划设计中的辅助决策工作和规划评价工作;数据发布模块主要支持上述两个模块中数据的发布查询功能。以某地区局部电网为例,验证了该系统的高效实用性以及对电网规划工作良好的指导意义。
2016, 44(4):118-122. DOI: 10.7667/PSPC150673
摘要:针对分布式光伏电站中组串逆变器数量较多、布置分散给电站功率调节带来的问题,提出了一种区域智能调控系统。采用分层控制的调节方式,将光伏监控主站的功率调节任务按照一定的分配算法分配给多个区域智能调控单元,各智能调控单元同时调节完成整个光伏电站的功率调节任务并实时上送至监控主站。该系统在减轻监控主站调节负担的同时可大大提高调节速度及调节精度,具有广泛的工程应用价值。
2016, 44(4):123-128. DOI: 10.7667/PSPC150693
摘要:时变失效率是继电保护装置状态评估的重要指标之一。随着在线监测技术的发展,特别是新一代智能变电站的建设使得继电保护装置的温度参数成为可观测指标。从继电保护装置的温度指标入手,对继电保护装置的时变失效率进行研究。首先将Arrhenius模型与Weibull分布模型相结合,建立了继电保护装置内部主要功能模块在考虑运行温度下的时变老化失效率。然后利用串联模型将各模块的老化失效率和偶然失效率融合,得到了继电保护装置整体的时变失效率模型。随后在算例中建立了某省网继电保护装置的时变失效率模型,并以某台保护装置为例,简要分析了运行温度差异以及装置内部模块更换对失效率的影响。结果表明,运行温度对保护装置的失效率影响显著,且温度差异的影响会随着运行时间的推移逐渐扩大。最后针对实际情况提出了改善运行温度的相关建议。
2016, 44(4):129-136. DOI: 10.7667/PSPC150705
摘要:为了方便、快捷、准确地计算出低压配电网的无功补偿配置方案,评估补偿方案的效益,协助电网运行管理人员选择经济适用的无功补偿方案,采用Access关系型数据库管理系统、Visual Basic 6.0可视化开发工具,开发了一个低压配电网无功补偿及效益评估系统。该系统具有直观、友好的人机交互界面,提供了多种配电网潮流计算方法和无功补偿优化配置计算方法,以及对不同补偿方案进行成本和效益的评估计算。系统还提供了直观的图形接口由电网运行人员输入新规划建设的低压配电网台区信息,并计算出该台区的无功分散补偿优化配置方案。应用该系统于广州市南沙区实际低压配电网台区,表明了系统使用方便,能够可靠获得台区的实用无功分散补偿优化配置方案。
2016, 44(4):137-142. DOI: 10.7667/PSPC150732
摘要:为保障电动汽车充电站大规模接入情况下的配电网可靠稳定运行, 基于IEC61850标准展开电动汽车充电站与配电调度控制中心的远动通信建模研究? 依据典型电动汽车充电站的一次系统架构及通信系统构成, 提出了符合IEC61850标准的远动通信架构? 在分析总结电动汽车充电站远动通信需求的基础上,通过IEC61850-7-4以及IEC61850-7-420所定义逻辑节点构建远动通信模型? 搭建远动通信仿真平台进行测试,结果证明了该远动通信架构以及通信建模方案的有效性?
2016, 44(4):143-148. DOI: 10.7667/PSPC150734
摘要:为了更深入开展同相供电系统的研究,提出了一种由新型YNvd平衡牵引变压器、模拟负载以及综合潮流控制器(IPFC)构成的同相供电试验系统方案。分别介绍了YNvd平衡变压器、IPFC和模拟负载的结构和工作原理,通过对IPFC与模拟负载制定相应的控制策略,以实现对同相供电系统的仿真模拟。研究结果表明,该试验系统能够模拟牵引负荷特性,实现能量循环利用,模拟同相供电系统,消除了系统负序电流,实现了谐波和无功的动态补偿,验证了同相供电系统的可行性。
2016, 44(4):149-154. DOI: 10.7667/PSPC150709
摘要:电压暂降是目前电力系统最重要的电能质量问题之一,日益受到社会的关注。针对传统算法运算复杂、精度较差的缺陷,提出了一种基于复阻抗的电压暂降定位方法。该方法首先对检测到的电压和电流信号分别进行Hilbert变换构造其解析信号,然后计算对应的复阻抗,利用电压暂降发生时阻抗和相位突变的特性,结合超限判别,准确定位电压暂降的发生时刻,检测出其持续时间,最后通过实验验证所提方法的有效性。实验结果表明,该方法检测精度高、易于判别,具有广泛的推广价值。





