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2017, 45(11):1-7. DOI: 10.7667/PSPC160899
摘要:提出一种多标签随机森林(Multi-label Random Forest, ML-RF)分类算法,并将其应用于电能质量复合扰动分类。ML-RF是基于多标签决策树(Multi-label Decision Tree, ML-DT)的集成学习算法,利用子决策树的组合来增强分类器的整体性能。首先对电能质量扰动信号进行平稳小波变换,计算各层分解系数的小波能量熵作为分类特征向量。然后使用Bootstrap自助法和子空间采样构造不同的训练集训练子决策树。最后组合子决策树得到ML-RF分类器,并对复合电能质量扰动进行分类。仿真结果表明,在不同噪声情况下,该方法均能有效进行复合扰动的分类,具有较好的噪声鲁棒性,是复合电能质量扰动分类的一种可行方法。
2017, 45(11):8-14. DOI: 10.7667/PSPC160892
摘要:在三相孤岛微网系统中,负载的不平衡将会导致负序电流和电压的产生。线路参数的差异会造成各微源之间负序电流的无序分配,低压电网中较大的线路阻抗将会进一步增大微网的不平衡性,进而影响负荷的正常工作。针对这些问题提出了一种基于PR控制器的孤岛微网不平衡负荷下控制策略。该策略通过两相静止坐标系下的正负序独立控制,实现了负序虚拟负阻抗的设计,减小了微源传输阻抗,实现了微源之间负序环流的抑制,并减小了PCC点的电压不平衡度,保证了微源以及微网的正常工作。通过Matlab/Simulink的仿真验证了所提出的控制策略的正确性和有效性。
2017, 45(11):21-27. DOI: 10.7667/PSPC160808
摘要:为了增强含风电电力系统的安全性和稳定性,提出一种计及运行风险及备用成本的含风电电力系统环境经济调度新模型。在目标函数中加入了系统运行风险指标和正、负旋转备用成本;增加了系统可靠性约束条件,确保了较低的系统运行风险,并同时获取正、负旋转备用量。采用一种新型高效的场景生成技术来描述风电功率的随机性。基于花授粉算法及差分进化算法提出一种具有时变模糊选择机制的多目标优化算法。将所提模型及求解方法在具有一个并网风电场的4机组系统中进行仿真。分析了各参数变化对系统运行的影响,并与其他两种启发式智能算法进行比较,验证了所提模型及算法的可行性和有效性。
2017, 45(11):28-34. DOI: 10.7667/PSPC160870
摘要:随着分布式发电技术的推广,交直流混合微网以其灵活性正得到越来越广泛的研究和应用,而接口变流器是其核心部件。提出了一种接口变换器虚拟同步发电机控制策略。该策略不仅能使交直流子网有功功率分配更加均匀,还能使系统在大容量负荷投切过程中响应更加平滑,降低交直流子网快速功率波动的耦合影响。Matlab/Simulink仿真算例的验证结果表明,提出的接口变换器虚拟同步发电机控制方法能够降低交直流子网功率传导影响,有利于提高交直流微电网的运行稳定性。
文东山 , 暴英凯 , 章禹 , 郭创新 , 付红军 , 王景钢
2017, 45(11):35-42. DOI: 10.7667/PSPC160779
摘要:人为因素是影响电力系统操作可靠性的重要因素,并受到越来越多的重视,但人因数据的缺乏成了阻碍电力系统人因可靠性分析(HRA)领域发展的重要原因。在总结分析电力系统人因可靠性研究现状的基础上,提出了电力系统操作相关的扩展认知模型及行为影响因子(PIFs)分类体系,并设计开发了针对电力系统领域的人因数据库系统。所设计的数据库系统除了具有人因数据采集和管理等基本功能外,还具有人因失误率(HEP)统计计算功能和数据共享机制。结果证明,该数据库系统可以为验证已有人因可靠性分析方法对电力系统操作的适用性及发展新的人因可靠性分析方法提供数据支持。
2017, 45(11):43-48. DOI: 10.7667/PSPC160782
摘要:风电机组行星齿轮箱振动信号是一种典型的非平稳、非线性信号,传统故障检测方法对于此类信号处理能力有限。为了克服传统方法的不足,提高故障诊断能力,提出了一种基于多重分形谱和支持向量机相结合的故障检测方法。首先通过多重分形定义求取信号的多重分形谱。然后在多重分形谱中提取八个特征量。最后将特征量作为支持向量机的输入向量,实现了在不同转速情况下对正常信号和四种太阳轮故障信号的分类与识别。实验结果证实了所提方法对行星齿轮箱信号特征进行提取是有效的,在不同转速情况下均提高了故障识别率。
2017, 45(11):49-58. DOI: 10.7667/PSPC160797
摘要:光伏-燃料电池-蓄电池(Photovoltaic-Fuel Cell-Battery System, PV-FC-BS)混合系统因能有效解决光伏输出功率间歇性、波动性问题而得到广泛关注,克服各构成单元利用局限性同时实现各单元间的能量高效管理成为PV-FC-BS应用推广的关键。针对传统能量管理策略分别在BS开、关模式下建立不同预测模型,工作模式转换使系统在预测模型切换过程中稳定性难以保证的问题,提出新型BS充放电约束条件,构建全状态多输入多输出动态功率交换预测模型。通过将能量管理问题转化为控制优化问题,减小算法复杂度且避免模式切换影响,设计动态预测模型滚动寻优方法,实现PV-FC-BS混合系统能量最优分配。同时考虑BS使用寿命和充放电效率,提出BS参数自适应估计算法,提高能量调度准确性。在Matlab环境下对PV-FC-BS混合系统全状态模型预测能量管理优化策略进行仿真验证,结果表明:所提出的策略优化计算量小,能量分配准确,不同应用情形适应性强。
2017, 45(11):59-64. DOI: 10.7667/PSPC160845
摘要:我国北方地区有丰富的风光可再生资源,冬季热电联产机组为满足热负荷需求而限制了其调峰能力,在一定程度上造成了风光与热电的结构性矛盾。针对上述问题,提出以多个机组共同满足热负荷为前提,通过构建考虑电网调峰的热电机组群热负荷动态调度模型,实现对不同热电性能机组的调峰潜力挖掘。仿真算例表明,如果机组群内存在较为明显的热电关系个体差异,热负荷动态调度可以较为明显地提升机组群的整体调峰性能,有效增加风光清洁能源消纳。
2017, 45(11):65-72. DOI: 10.7667/PSPC160806
摘要:为了构建电网故障情况下高可信度的光伏电源暂态等效模型,为含光伏电源的电网故障特性分析和继电保护研究奠定基础,提出了一种面向故障暂态建模的光伏并网逆变器的控制器参数辨识方法。该参数辨识方法以差分进化算法为基础,不仅可以辨识出PI调节器参数,也能准确辨识出限幅环节参数,以弥补现有控制器参数辨识方法的不足,从而确保光伏电源故障暂态建模的准确性。建立了PI调节器参数和限幅环节参数的分阶段辨识流程,并采用理论计算方法确定了初始种群中各解向量的初始值,以加快待辨识参数收敛到真实值的速度,提高控制器参数的辨识效率。
2017, 45(11):73-80. DOI: 10.7667/PSPC161742
摘要:以三电平DC/DC电源转换为研究对象,分析对比拓扑结构。从模块化的工程应用角度,采用改进半桥型方案开发出三电平DC/DC标准功率模块,介绍其结构及屏柜组装方式,以满足功率组合即插即用,并适应分布式光伏发电、储能、电动汽车等多应用场景。分析目前技术规范和标准现状。基于交直流混合微电网的试验系统,阐述DC/DC模块在不同应用场景下的功能,并进行了试验验证。
2017, 45(11):81-88. DOI: 10.7667/PSPC160823
摘要:新《调规》着重强调了负荷对于电网的重要性,因此在评估和选择变电站主接线时,有必要从电网层面评估不同变电站主接线形式的失负荷风险。针对变电站主接线评价过程中的不确定性信息,提出一种基于集对分析和风险理论的变电站主接线综合评价方法。该方法首先从电网层面对变电站主接线进行风险评估,将评估结果作为变电站主接线的可靠性评价指标。然后利用改进熵权法得到各评价指标的权重系数,通过集对分析法对评价方案进行不确定性分析。最后综合一次、二次排序的结果选出最优方案。算例验证表明,集对分析方法决策过程简单直观,用于变电站主接线综合评价具有良好的不确定性信息处理能力,从而为工作人员在评估变电站主接线时提供一定的参考和依据。
2017, 45(11):89-94. DOI: 10.7667/PSPC160859
摘要:当断路器跳开后,电流互感器(CT)二次侧产生的拖尾电流延长了失灵电流元件的返回时间,有可能造成断路器失灵保护误动作。目前工程上多采用增加失灵保护动作延时来躲避拖尾电流影响,但这会增加断路器真正失灵时失灵保护的动作时间,偏离了继电保护的快速性特点。基于拖尾电流和非拖尾电流在波形特点上的差异性,对拖尾电流进行快速有效的识别。一经识别出拖尾电流,立即闭锁失灵保护,消除拖尾电流对失灵保护产生的不利影响。利用实时数字仿真系统(RTDS)对基于拖尾电流闭锁的失灵保护进行仿真实验。实验结果表明,基于拖尾电流闭锁的失灵保护能准确识别断路器跳开后的拖尾电流,在故障电流条件下不拒动,在拖尾电流条件下不误动,动作行为可靠。
2017, 45(11):95-101. DOI: 10.7667/PSPC160835
摘要:为分析地市电力骨干通信网在特定阶段的发展态势,确定制约发展的关键因素,现需要对通信网络整体的发展水平进行全面诊断。分别从电网阶段发展水平、骨干通信网阶段发展水平、骨干通信网拓扑状态三个角度建立一种分层、多目标融合的地市电力骨干通信网全景诊断指标模型,利用多级可拓算法,最终以等级的形式给出通信网发展水平的诊断结果。根据已建立的诊断指标模型,以三个典型地市骨干网为研究对象,综合诊断不同地区电力骨干通信网“十二五”期间的发展水平,并给出了今后的发展重点及投资建议。诊断模型的建立为研究面向规划发展的地市电力骨干通信网建设状况提供了解决方法和思路。
2017, 45(11):102-107. DOI: 10.7667/PSPC160855
摘要:中压电力线信道特性复杂,其中阻抗失配会对通信质量产生重要的影响。分析了电容型相地耦合装置中耦合电容器和耦合变量器非理想参数引起的插入损耗。建立了匹配电路的模型,采用转移功率增益描述阻抗匹配的效果。以经典无源带通滤波器的结构为基础,保留耦合装置中非理想元件,基于非线性优化算法调整匹配网络的元件值,使得在50~500 kHz范围转移功率增益的平均值达到最大。相关算例表明,该方法有效提高了整个频带的转移功率增益,达到了较好的匹配效果。所设计匹配电路结构简单,易于实现。
2017, 45(11):108-114. DOI: 10.7667/PSPC160976
摘要:为了满足微电网能量调度要求,根据储能系统在不同运行模式下的功能定位,提出了一种基于储能SOC状态的微电网能量优化调度策略。在调度响应方面,利用该策略可实现微电网与配电网功率交换遵循调度计划,保证调度计划的有效性。在经济运行方面,利用该策略可实现公共连接点配电变压器的最佳运行,降低电力系统损耗。该策略充分考虑了电力公司通过改变用电电价鼓励用户参与需求侧管理的需求,结合实时电价调整储能SOC状态实现用电成本最低。利用该策略可实现微电网离网时稳定运行,提高可再生能源利用率,保证重要负荷的供电,防止蓄电池的过充及过放等。
田庆生 , 刘二勇 , 梁仕斌 , 许伯强 , 陈柯豪 , 丁心志
2017, 45(11):115-120. DOI: 10.7667/PSPC160803
摘要:针对目前几种电能质量干扰发生装置的模型存在的不足之处,提出了一种基于电力电子技术的电能质量干扰源设计方案。采用DSP控制器、三相PWM有源可控整流和可控逆变控制技术,结合不对称与高谐波条件下的MRF补偿算法,以15 kVA 容量为例对加入干扰源的配电网动模系统进行了仿真分析。仿真结果表明,加入干扰源的动模系统可以模拟多种电能质量干扰环境,并且可用于大功率场合,运行经济,效益较好,较好地满足了对电能质量控制治理设备测试的有效性和实用性要求。
2017, 45(11):121-125. DOI: 10.7667/PSPC160802
摘要:根据智能变电站及间隔层智能保护装置发展特点和现状,为了提高装置测试效率及自动化水平,提出一种关于智能变电站间隔层保护装置自动化测试系统。针对自动测试系统的技术要求,依次提出测试系统构架、实现方式和整个测试系统的测试流程。采用模板技术分别建立测试模板、故障模板及校验模板确定测试方案的方法,测试完成后,能根据测试模板生成标准格式的测试报告。该测试系统能够实现对不同测试装置的兼容性以及不同厂家不同功能装置的测试的自动化、智能化。
2017, 45(11):126-132. DOI: 10.7667/PSPC160825
摘要:针对智能变电站SCD文件结构复杂和操作繁琐的问题,设计了智能变电站二次系统在C#中的模型。该模型包含负责SCD文件操作的SCDDocument类、负责IED信息提取的IED类以及负责子网信息获取的SubNetwork类,给出了各类的属性和方法设计。通过实际智能变电站的SCD文件数据,利用C#编写的验证程序,验证了设计的可行性。利用该模型可方便地读取SCD文件中的数据,以面向对象的方式管理SCD文件中的数据,并为相关应用软件开发过程中的SCD文件操作提供解决方案。
2017, 45(11):133-140. DOI: 10.7667/PSPC160829
摘要:动车组辅助变流器运行在谐波含量较高的线路时频繁出现启动失败故障,线路试验结果表明牵引网高次谐波含量与启动失败存在相关性。为研究牵引网谐波电压对交直交型辅助变流器启动过程的影响,首先建立了车载单相变压器谐波模型,分析了牵引网谐波对车载牵引变压器辅助绕组的渗透特性。建立辅助变流器滤波电路谐波模型,对其串联谐振进行理论分析。建立单相不控桥式整流电路的数学模型,理论分析了交流侧谐波对不控整流电路的影响。对发生辅助变流器启动故障的CRH某型动车组的进行测试,对电压进行了谐波分析。根据实测数据对交直交型辅助变流器预充电过程进行仿真分析,与理论分析结果进行了对比。研究结果表明,牵引网谐波会明显渗透到车载牵引变压器辅助绕组,当滤波电路参数与牵引网谐波不匹配时,将激发滤波电路串联谐振,使滤波电容电压严重畸变,会使变流器不控整流阶段的直流侧电压升高,导致辅助变流器出现预充电启动失败故障。对深入研究谐波环境下动车组辅助变流器特性及滤波电路元件参数选取具有一定的指导意义。
2017, 45(11):141-146. DOI: 10.7667/PSPC161480
摘要:智能变电站在扩建、改建以及检修时,如何高效可靠地隔离相关的二次设备是个急需解决的问题。提出了二次设备安全隔离的方法和原则,利用安措防误系统解决二次设备的安全隔离问题。首先,在分析了二次设备安措信息流和安措防误需求之后,重新设计安措业务流程,提出了包含安措开票、整定防误、安措监视、安措执行等四个功能模块的防误系统。之后,对安措隔离关键技术的技术路线、分析原则、分析规范等方面进行了重点阐述。工程应用表明所提出的实现方案是安全可行的。
2017, 45(11):147-153. DOI: 10.7667/PSPC160864
摘要:合理配置串联电抗器可有效抑制系统短路电流,但同时也会对短路电流特性产生一定影响。结合电网接线和运行状态,研究了串抗配置对电力系统短路电流周期分量、直流分量、冲击电流以及短路电流零偏的影响,分析评估了串抗后断路器的开断及关合能力校核标准。研究结果表明:串抗值越大,短路电流越小,且其对串抗的灵敏度也越小。当母联串抗增大到一定值时,将可能产生零偏现象。安装串抗抑制短路电流时,建议考虑短路电流中直流分量的影响,采用短路全电流有效值作为校核对断路器开断能力的指标。





