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2018, 46(8):1-9. DOI: 10.7667/PSPC170551
摘要:电动汽车的入网会影响到电网的经济性和安全性,而配电网重构是电网优化运行的有效措施。根据主动配电网(ADN)的特点,提出了含分布式电源(DG)和电动汽车充电的优化重构模型。通过有功网损灵敏度确定DG的安装位置和容量,构造出DG出力和EV充电的多时段概率模型。建立有功网损、电压偏移指标(VSI)和开关操作次数的多目标优化数学模型以确定系统的最佳重构方案,并在IEEE33节点标准配电系统中,采用引入小生境技术的改进多目标粒子群算法(IMPSO)进行计算,提高了算法的全局寻优能力。考虑了电动汽车无序充电和智能充电两种模式,对比不同场景下得出的结果,验证了该方法的实用性和有效性。
2018, 46(8):10-16. DOI: 10.7667/PSPC170529
摘要:随着分布式光伏的大量并网,电压越限成为限制其大量接入的重要因素。针对光伏接入引起电压越限的情况,研究了多种调压措施对配电网光伏接纳能力的影响。首先,从电压不越限、潮流不过载等约束条件出发,建立了分布式光伏消纳模型。其次,分析了加入调压措施对分布式光伏消纳能力的影响。最后,采用试探法求解了不加调压措施前和加入调压措施后光伏的最大准入容量。以IEEE33节点配电系统为仿真算例,分析了限制各个节点光伏容量增加的原因。仿真结果表明,考虑调压措施可以有效地提高分布式光伏的消纳能力,避免电压越限的发生。
2018, 46(8):17-23. DOI: 10.7667/PSPC170466
摘要:为了提高传统全网遍历限流方案的求解效率,面对大规模电力系统,给出一种基于改进REI等值法的网架调整限流策略。将网络等值技术与500 kV网架调整限流机理相结合,根据支路限流灵敏度指标对原系统进行一次预处理,将其划分为研究系统和若干外部子系统。再利用改进的动态REI等值法对各子系统进行化简,以等值过程中各发电机在虚拟支路上的功率传输因子来确定等值发电机的参数。通过在两个算例上的仿真验证,结果表明改进后的REI等值法能够较好地保留原系统的动态特性,同时迅速筛选出最优限流开断线路方案。
2018, 46(8):24-30. DOI: 10.7667/PSPC170490
摘要:在直流微电网中,下垂控制是解决负荷功率分配问题的基本控制方法之一。传统的下垂控制方法是基于负荷电流I的U-I下垂控制,这种方法虽然可靠性和经济性较好,但是在实际直流微电网运行中由于各微电源之间线路阻抗不一致或者本地负荷不平衡,各分布式电源发出的有功功率会出现分配不均进而产生系统环流。为此,提出一种电压增量式 下垂控制方法。该方法引入了电压变化率 ,并且利用平均负荷 来校正每台变化器的输出功率,从而达到输出有功功率一致、减小系统环流的目的。对该控制方法分别在连线阻抗不一致和本地负荷不平衡的工况下进行了仿真验证,其结果验证了该控制方法的有效性。
2018, 46(8):31-36. DOI: 10.7667/PSPC170424
摘要:针对某些情况下故障性质判别灵敏度不足的问题,提出了三相不对称输电线路单相自适应重合闸故障性质判别方法。建立了三相不对称输电线路等效电路,推导了断开相恢复电压的计算公式,分析了不同故障性质情况下影响恢复电压幅值大小的因素。研究表明恢复电压幅值受故障性质、潮流方向和大小、故障相别及故障位置的影响。据此提出了新的故障性质判别方法,不同情况下采用相应的判别门槛值。EMTP仿真结果验证了该方法的正确性和有效性,能够提高重合闸成功率。
2018, 46(8):37-42. DOI: 10.7667/PSPC170435
摘要:WAMS在电力系统中的应用越来越广,使得电力系统次同步振荡模态参数在线辨识成为可能。但系统中存在大量电力电子设备,造成了WAMS采样信号中存在较强的噪声干扰,影响了振荡模态参数辨识的准确性。鉴于快速独立分量分析可以实现噪声信号与原始信号的有效分离,提出首先通过快速独立分量分析对采样信号进行预处理,然后将滤噪后的信号通过矩阵束算法进行辨识得到振荡模态参数。通过此方法可以进一步提高矩阵束的辨识准确度。通过理想仿真算例和国内某特高压直流输电系统作为实际仿真算例进行分析。仿真结果表明,快速独立分量分析可有效分离噪声信号,提高了矩阵束辨识准确性,为后续阻尼控制器的设计奠定了基础。
2018, 46(8):43-49. DOI: 10.7667/PSPC170462
摘要:为了评估新能源的出力波动性、间歇性以及分布特点对配电网的影响,提出两类对新能源特性进行量化评估的指标和方法。新能源并网特性类指标包括出力波动性、分散度、线路(主变)N-1校验贡献率,对新能源发电的并网品质、布局、形式进行了评估。配电网接纳能力类指标包括有效渗透率和电力平衡贡献度,对新能源发电的并网规模和调峰作用进行了评估。为了确定适用的隶属度函数和对应的归一化值,基于模糊综合评价法中专家打分法的思想,提出了“隶属度函数模型+评分表”的归一化方法。通过在随州配电网中的应用验证说明了所提指标及其归一化,可以用来评价新能源发电接入方案对配电网的影响,具有一定的工程实用价值。
2018, 46(8):50-57. DOI: 10.7667/PSPC170573
摘要:在区域互联电网网络化自动发电控制(Automatic Generation Control, AGC)过程中,信息传输在双通道(如控制器到执行器(C-A)、传感器到控制器(S-C))均存在时延问题。基于模型预测控制(MPC)技术,拟利用其预测特征,通过控制过程中信息的存储与处理,消除双通道随机时延对控制效果的负面影响。首先,在考虑双通道时延的前提下,构建互联电网AGC系统模型,并就时延的存在对控制效果的影响进行了分析。然后,针对互联电网AGC系统的控制模式对集中式MPC(CMPC)的实现方法进行了讨论,分析了在CMPC框架下双通道时延的处理方法。在此基础上,分别以阶跃与随机负荷曲线为扰动变量,获取互联电网频率及区域控制偏差曲线。仿真结果表明在考虑互联电网AGC系统双通道随机时延的情况下,所提方法能够保证系统良好的动态响应性能,从而验证了其可行性和有效性。
杨洋 , 王瑶 , 李浩涛 , 罗恩博 , 贾轩涛 , 郝俊芳 , 严兵 , 孔令凯 , 张群
2018, 46(8):58-64. DOI: 10.7667/PSPC170479
摘要:为了充分发挥电网换相换流器(LCC)和模块化多电平换流器(MMC)各自的优势,并使MMC具有直流故障穿越能力,研究了一种新型LCC-MMC混合直流输电系统。该系统主要特点是整流侧采用传统LCC,逆变侧采用由半桥子模块、全桥子模块和箝位双子模块构成的混合型MMC,具有可过调制运行和直流故障穿越的功能。重点分析了此种混合直流输电系统的启动过程,并给出了LCC和MMC的启动控制策略。最后,在物理动模混合直流输电试验系统上进行了验证,结果表明了该启动策略的可行性和有效性。
罗剑波 , 董希建 , 崔晓丹 , 李德胜 , 李惠军 , 李雪明 , 王娟
2018, 46(8):65-72. DOI: 10.7667/PSPC170595
摘要:特高压交直流电网建设过渡期,交直流交互影响加剧,送受端耦合紧密,电网安全稳定运行对于安全稳定控制系统(简称“稳控系统”)的依赖性大大加强。稳控系统近年来呈现出大型化、广域化和复杂化趋势,对其可靠性的研究和设计显得尤为迫切。在分析稳控系统的构成原理及工作方式基础上,提炼出其可靠性研究的特点和难点,指出稳控系统整体可靠性的主要影响因素。针对当前稳控系统可靠性研究中缺乏系统性及关键环节把握不准等弊端,从设备跳闸判据、控制模式、通信通道、运行模式和总体架构等方面,提出了可靠性研究问题的重点及思路,从而形成了稳控系统可靠性研究的总体框架,对于稳控系统以及其他电力二次控制系统的可靠性优化设计具有重要的指导意义。
2018, 46(8):73-79. DOI: 10.7667/PSPC170594
摘要:随着中国分布式光伏渗透率不断提高,其对配电网谐波的影响也越发严重。通过研究系统中谐波监测点的最佳配置,并以对谐波监测点处谐波影响最小为目标提出了多节点的分布式光伏配置方法,从而降低分布式光伏对配电网谐波影响。首先根据单节点接入分布式光伏发电(Distributed Photovoltaic Generation, DG)达到极限时全网其余各节点是否可观测到该节点产生的谐波,定义了谐波监测范围,进而利用敏感因子法以监测点数量少和监测范围全覆盖为目标,计算了谐波监测点的最佳配置方案。此后,以监测点谐波含量最少及系统光伏最大消纳为目标,使用粒子群算法计算得到了分布式光伏配置方案。通过上海某配电系统算例,验证了方案的有效性。
俞伟 , 陈运 , 胡晓哲 , 甄国栋 , 张宝强 , 肖峻
2018, 46(8):80-87. DOI: 10.7667/PSPC170572
摘要:基于配电网最大供电能力理论(Total Supply Capability, TSC)提出了一种新的馈线接入用户容量计算方法。首先,介绍了TSC理论的基本知识,给出了其数学模型和求解方法。其次,根据TSC计算结果进一步得到馈线10 kV侧的可接入容量以及不合理馈线段的调整方案。然后,对已知负荷分布及其0.4 kV侧变压器容量进行分析,计算得到10 kV侧负荷大小到0.4 kV侧配变容量的折算系数,并基于折算系数得到各馈线用户侧的接入配变容量。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。基于TSC理论确定馈线接入用户容量,能够在保证N-1安全准则前提下充分利用配电网最大供电能力,为供电企业科学开展业扩工作提供了理论依据和辅助参考。
尹立敏 , 齐敏 , 雷钢 , 吕莉莉 , 孙笑天 , 杨镇达
2018, 46(8):88-94. DOI: 10.7667/PSPC170524
摘要:针对应用压缩感知原理进行电能质量数据重构时,采用普通函数形成的正交基进行稀疏表示不能自适应地获得最佳稀疏表示这一问题,首次将K-奇异值分解字典学习引用到电能质量数据重构中。首先,对电能质量信号进行一二维转换,利用K-奇异值分解字典学习算法,建立了适合电能质量数据的超完备字典;并选取高斯随机矩阵作为测量矩阵,对电能质量扰动信号进行压缩采样。同时,利用压缩感知匹配追踪算法进行信号二维重构,并将其转换成一维信号。最后,利用所提出的新算法对几类常见电能质量信号进行了仿真验证。结果表明:在压缩比为25%时,利用新算法能够完成重构信号,其信噪均大于44.2 dB,能够满足实际应用时的分析要求。
2018, 46(8):95-102. DOI: 10.7667/PSPC170533
摘要:为了提高电网电压不平衡及畸变条件下永磁直驱同步风电机组的运行性能,提出了一种基于重复控制与准比例谐振控制复合的直驱风机网侧变流器控制策略。该控制策略根据电网电压不平衡条件下变流器控制目标得到电流指令值,在两相静止坐标系下利用复合控制,实现对基频电流的无静差跟踪,并抑制交流电网谐波的干扰。在提出控制系统详细框图的基础上,对各个控制环节的设计方法进行了研究,并评估了控制效果。仿真结果表明,该控制策略在电网电压不平衡及畸变的工况下,能有效抑制有功功率波动,降低电流谐波畸变率,验证了策略的正确性。
2018, 46(8):103-109. DOI: 10.7667/PSPC170591
摘要:提出了一种基于潮流计算的直流配电网单极接地故障定位算法。通过分析流过接地故障点的电流特征,发现故障暂态过程结束后,故障点对地电压近似为零。利用潮流计算得到负荷电流分布,配合故障点对地电压近似为零的条件,计算每个节点故障时各个测量点对地残余电压的分布情况。将其与故障时各测量点残余电压分布情况进行比较,一致性最高的即为距实际故障点最近的节点。进一步利用阻抗法确定故障点的准确位置。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果验证了该算法的有效性。
谷凯凯 , 胡文山 , 赵坤 , 周正钦 , 傅晨钊 , 蔡炜
2018, 46(8):110-116. DOI: 10.7667/PSPC170550
摘要:介绍了一种基于移动平台的手持式一体化电力数据采集分析装置,即智能运检盒子。智能运检盒子作为运检工作现场侧与电网公司中心侧的桥梁,实现现场侧和中心侧的数据和资源共享。一方面可以规范现场操作、规范数据采集和实时上传运维试验数据。另一方面,运维人员可以在现场随时呼叫电网中心侧的资源,为现场运维提供技术指导。智能运检盒子的应用,对提高现场运维的专业化和智能化水平、提升运检工作效率和设备状态管控能力、强化状态检修和辅助决策及推动智能电网建设具有重要意义。
2018, 46(8):124-129. DOI: 10.7667/PSPC170592
摘要:当前智能变电站过程层采用双网架构,IED设备的处理器同时处理双网数据,存在处理器负荷高的问题。SV采用光纤直连传输方式、存在布线复杂、IED设备光口多、成本高、装置发热量大、信息共享困难及链路无法监视等各种问题。同时GOOSE采用网络传输方式,过程层网络与光纤直连方式并存,结构不清晰问题。针对高可靠性无缝冗余协议(High Reliablity Seamless Redundant Protocol, HSR)和并行冗余协议(Parallel Redundant Protocol, PRP)的智能变电站过程层组网进行了研究,并基于该组网基础上进行了HSR和PRP的延时累加技术研究及测试。该研究为将来在国内智能变电站进行推广应用此技术提供了坚实的理论分析和测试结果参考数据。
刘健 , 芮骏 , 张志华 , 吴飞成 , 张小庆 , 余银刚
2018, 46(8):130-134. DOI: 10.7667/PSPC170495
摘要:为了发挥中性点非有效接地配电网供电可靠性高的优越性,提出了一种通过在变电站配置智能接地装置并在馈线配置具有零序保护功能的配电终端和故障指示器,将配电网升级为智能接地配电系统的方法。发生单相接地时,智能接地装置可以迅速将故障相短暂金属性接地从而可靠熄灭电弧。若为永久性接地故障,随后控制中性点短暂投入中电阻以显著增大接地点上游的零序电流并基于配电终端和故障指示器处配置的零序电流保护可靠地实现单相接地选线、定位和隔离。论述了智能接地配电系统的组成和关键技术,重点论述了通过电阻分级开关应对选相错误并抑制开关操作引起的系统暂态过程的方法。结合实例论证了所建议的方法的可行性和有效性。
许家源 , 华争祥 , 朱苛娄 , 方春恩 , 李伟 , 肖杨 , 张彼德
2018, 46(8):135-141. DOI: 10.7667/PSPC170537
摘要:针对随机关合空载变压器产生励磁涌流的问题,采用选相关合技术来抑制励磁涌流。在分析选相关合空载变压器原理的基础上,研究了同时合闸策略、快速合闸策略和延时合闸策略下铁芯磁通的变化规律,并对比分析三种合闸策略的适用条件。最后搭建选相投切10 kV空载变压器实验平台,对有无剩磁时不同关合相位下的励磁涌流进行分析。实验结果表明:变压器铁芯无剩磁时,在电压峰值处合闸可以有效抑制励磁涌流;铁芯存在剩磁时,在电压峰值处合闸仍会产生励磁涌流。因此,有必要预测铁芯剩磁以确定最佳合闸相位,实现空投变压器的无冲击平滑过渡。
2018, 46(8):142-147. DOI: 10.7667/PSPC170583
摘要:为解决当前常见的两种不同低励限制整定原则存在的问题,提出根据不同低励限制动作特性,以动作值接近机组实测进相能力的低励限制整定原则。该整定原则以实测的机组进相能力为依据,解决了基于静稳极限低励限制整定原则中低励限制与失磁保护因误差配合困难的问题,还解决了进相能力范围内整定低励限制原则中低励限制提前机组进相能力不利于机组进相能力发挥的问题。最后以当前常见的励磁调节器为例,设计优化的低励限制整定方法,使得整定后低励限制动作值尽可能接近机组实测的进相能力,充分发挥机组进相能力并确保机组运行安全。
徐在德 , 范瑞祥 , 潘建兵 , 曹蓓 , 邓才波 , 李升健
2018, 46(8):148-155. DOI: 10.7667/PSPC170581
摘要:为了提高火电厂低压辅机变频器低电压穿越水平,有效解决传统多绕组变压器切换结构的电压跌落装置控制跌落时间不精确、合闸过程励磁涌流大等诸多问题,研制了容量为30 kW的火电厂低压辅机变频器低穿测试装置。设计了三相四桥臂背靠背电力电子拓扑结构,采用自适应模糊PI控制算法,准确设置电压跌落幅值及时间,通过上位机控制实现自动循环周期测试。装置在江西某火电厂开展低压辅机变频器改造前后低电压穿越现场实验,证明电力电子式电压跌落装置动态响应速度小于5 ms,逆变输出电压谐波含有量小于0.5%,操作便捷、保护策略完备可靠。
范心明 , 陈锦荣 , 吴树鸿 , 伍肇龙 , 郭为斌 , 蔡广林
2018, 46(8):156-163. DOI: 10.7667/PSPC170463
摘要:灵活的网架重构作为主动配电网的重要特征,利于高效消纳分布式能源。传统的数学规划方法难以求解非凸的含分布式电源的配电网重构问题。为此,提出了一种离散学习优化算法(DLOA),并将其应用于有源配电网重构问题。所提方法主要包括三个模块:学习优化算法、离散策略以及拓扑结构分析技术。其中,学习优化算法作为程序优化的核心,离散策略用于确定配电网线路的开闭状态,拓扑结构分析技术则用于分析配电网的网架结构。通过33节点测试系统验证离散学习优化算法的有效性,算例分析表明,所提方法能够有效求解高度非凸的含分布式电源的配电网重构问题。





