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基于模糊比例?微分控制的永磁直驅風電機組頻率調節

電網技術雜志|姚駿 趙磊 劉奧林 周特 曾欣 輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室(重慶大學) 重慶市沙坪壩區400044 中國電力工程顧問集團西南電力設計院 四川省成都市610021
【摘 要】

在分析系統不同等效慣量和阻尼對電網頻率影響的基礎上,提出了基于模糊比例-微分(proportional differential,PD)控制的含飛輪儲能單元的永磁直驅風電機組頻率調節控制策略,以動態調節電網等效慣量和阻尼。建立了系統小信號穩定性模型,以確定模糊PD控制器的輸出論域,并通過相應仿真驗證了理論分析的正確性。通過對1臺含飛輪儲能單元的2MW永磁直驅風電系統進行仿真研究表明,所提控制策略能輔助電網頻率調節,減小電網受擾動后的頻率波動,有助于增強電網的頻率穩定性。

電網技術 文檔目錄

電網技術雜志特約專稿

具備應對過負荷能力的距離保護原理

摘要:針對大停電事故中距離保護因過負荷誤動的問題,通過比較電壓平面和阻抗平面上的過負荷特征,提出了基于電壓平面的距離保護應對過負荷策略。本策略分2部分:基于Ucosφ的過負荷與相間故障識別方法,過負荷時Ucosφ較大,相間故障時Ucosφ較小;基于正序補償電壓和相補償電壓相位特征的過負荷與單相接地故障識別方法,單相經過渡電阻接地故障時,正序補償電壓超前相補償電壓相位,線路過負荷時,正序補償電壓與相補償電壓相位一致。根據上述特征實現了過負荷與故障的區分,避免了距離保護因過負荷誤動。
2943-2947
電網技術雜志電力市場

考慮電動汽車的電力市場均衡分析

摘要:大規模電動汽車接入電網將影響電力市場的競爭結果。首先,探討了電動汽車參與電力市場的模式。然后,通過電動汽車運營商來統一管理電動汽車群,并參與電力市場競爭,建立了計及電動汽車的電力市場古諾均衡模型。其中考慮電動汽車群作為價格接受者和價格影響者參與電力市場的情況。最后,給出的算例分析驗證了上述模型方法的有效性,并表明:電動汽車群的充放電套利行為對電力市場價格具有明顯的"削峰填谷"效果,能增加社會福利。當電動汽車群作為價格影響者參與電力市場時,其會持留部分充放電套利容量,因而其對市場價格的"削峰填谷"和社會福利改善效果會減弱。
2993-2998
電網技術雜志新能源與分布式發電

采用串聯網側變換器的雙饋風電系統高電壓穿越控制策略

摘要:針對采用串聯網側變換器的雙饋風電系統電機定子端電壓靈活可控的特點,提出了適用于該系統的對稱高電壓穿越控制策略。該策略通過控制串聯網側變換器,實現電網電壓對稱驟升時發電機定子電壓保持不變,從而抑制定子磁鏈的暫態直流分量,使得電機轉子過電壓及過電流得到有效抑制,且可有效減小發電機電磁轉矩及功率的波動。在變流器電流容量的約束下,故障期間通過控制轉子側變換器與并聯網側變換器吸收無功功率,可實現該系統對電網的故障暫態無功支持。仿真結果表明,所提控制策略既能保證在電網發生對稱驟升故障期間雙饋風電系統不脫網運行,又可使該系統為電網電壓的恢復提供無功支持。
3037-3044
電網技術雜志直流輸電與直流電網

風電場直流并網的拓撲結構研究

摘要:直流并網結構可以有效避免傳統交流并網結構中能量轉換效率低、靈活性差的缺點。通過對各類典型直流并網風電場的拓撲結構進行分析,從能耗、建設成本和適用性等方面,概述了應用變流器作為電能轉換環節的各直流并網風電場特性,重點分析了直流升壓型的并網拓撲結構,并將各直流并網結構相互對比,剖析了不同結構的優缺點。與傳統結構相比,風電場直流并網的結構易實現單位功率因數控制,擁有良好的長遠距離輸電能力,具有很強的可控性和穩定性。
3065-3070
電網技術雜志電力系統

基于模糊比例?微分控制的永磁直驅風電機組頻率調節

摘要:在分析系統不同等效慣量和阻尼對電網頻率影響的基礎上,提出了基于模糊比例-微分(proportional differential,PD)控制的含飛輪儲能單元的永磁直驅風電機組頻率調節控制策略,以動態調節電網等效慣量和阻尼。建立了系統小信號穩定性模型,以確定模糊PD控制器的輸出論域,并通過相應仿真驗證了理論分析的正確性。通過對1臺含飛輪儲能單元的2MW永磁直驅風電系統進行仿真研究表明,所提控制策略能輔助電網頻率調節,減小電網受擾動后的頻率波動,有助于增強電網的頻率穩定性。
3095-3102

并聯型三相PWM變換器雙載波SPWM環流抑制策略

摘要:三相PWM變換器并聯以及載波移相的使用能夠顯著增大變流器的容量并提高交流側的電能質量,但直接并聯會使系統內部產生環流,從而導致變換器損耗增加甚至系統崩潰。通過分析模塊并聯系統零序環流產生的原理,得出環流大小與零序開關狀態相關,從而提出了一種雙載波正弦脈寬調制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制方法,通過對開關狀態的調整來實現抑制環流。該方法不需要增加額外的硬件,具有動態響應快、環流抑制效果好等優點。仿真和實驗結果驗證了所提控制策略的有效性。
3121-3127
電網技術雜志電能質量

影響電容式電壓互感器諧波傳遞特性的關鍵參數

摘要:電容式電壓互感器(capacitor voltage transformer,CVT)已廣泛應用在電力系統中,但由于其結構中含有電容和非線性電感等,無法對諧波進行準確測量。綜合考慮CVT制造參數和雜散電容等因素,建立CVT諧波阻抗模型并推導其完整的傳遞函數,并通過模型仿真結果與實測CVT諧波試驗結果的對比,驗證了模型的準確性;在此基礎上仿真分析了CVT的關鍵參數對其諧波傳遞特性的影響。對CVT準確測量諧波和CVT設計、生產制造以及工藝優化提供一定的參考借鑒。
3153-3159
電網技術雜志自動化

調度自動化系統新型人機界面關鍵技術研究

摘要:為使調控人員能更加便捷地利用觸摸屏幕調閱電網監控所需的各類畫面,使平面矢量圖形畫面、GUI控件畫面、虛擬現實三維畫面等調度自動化相關圖形畫面能夠一體化地協同展示,提出了基于觸摸操作方式的新型三維人機交互界面的設計思路及軟件架構,并對其運行時所依賴的硬件環境進行了說明。對三維空間中畫中畫顯示技術、通用GUI圖形控件界面的觸摸操作技術、立體翻頁效果優化技術以及虛擬現實三維空間圖像嵌入及操作等關鍵技術進行了論述。研究成果為今后開發完整的基于觸摸操作方式的調度自動化人機界面做了技術儲備,同時也為調控中心大屏幕顯示內容的隨需快速切換提供了新的技術支撐手段。
3193-3198

基于快速相量提取算法的距離保護方案

摘要:傅立葉算法和最小二乘法在傳統距離保護中得到了廣泛應用,但2種算法均存在原理上的固有缺陷,提出了一種新的快速相量算法。該算法基于最小二乘矩陣束的原理,對補償矩陣進行降階處理,縮減了計算量,提高了計算效率。該方案首先利用快速相量算法提取工頻分量,然后基于輸電線路RL模型,利用工頻測距方程,進行區內、外故障位置的判別。該方案采用的是單端電氣量計算,大大提高了保護動作的靈敏性。理論分析和仿真結果均表明,該保護方案具有計算量小,精度高、受數據窗影響小等特點,具有一定的實用價值。
3211-3216
電網技術雜志高電壓技術

變電站三維電場計算簡化模型及誤差分析

摘要:變電站作為電力系統中一次設備和二次設備最集中的場所,其電磁環境受到了越來越多的關注,變電站工頻電場評估日益重要。對變電站元件進行三維建模,以導線、絕緣子和均壓環等元件為研究對象,對其幾何形狀進行合理簡化,以降低剖分難度,減少剖分數量,提高計算速度,并采用有限元法對1.5m高度的路徑進行電場計算。以一個500 k V變電站間隔作為算例,將簡化模型與實際模型的電場數值進行對比,結果表明距離模型邊緣8m之內時,相對誤差在-7%-11%;距離模型邊緣大于8m時,相對誤差在-3%-5%之間;大于15m時,誤差小于5V/m。簡化模型的計算量為原模型的1/4,簡化效果較好。
3242-3248
電網技術雜志輸配電技術

超高壓輸電線路融冰絕緣地線單相短路電流分析

摘要:對于重覆冰架空線路,地線直流融冰采用了全線絕緣化設計,而地線絕緣化設計將影響短路電流在桿塔和地線中的分配。地線短路電流的準確計算對分析跨步電壓和地網安全有重要意義。以實際全線絕緣地線為研究對象,詳述融冰絕緣地線架設方式,利用ATP-EMTP仿真軟件建立全線絕緣地線輸電線路模型。研究了超高壓融冰地線接線系統在不同單相短路狀況下的短路電流分布特征,并與未絕緣化地線相比較。研究結果表明:單相短路地線感應電壓將引起融冰絕緣地線間隙擊穿,融冰絕緣地線架設改變了短路電流通道回路;絕緣架設后流回變電站地網短路電流變化不大,不會對地網安全造成影響;在短路點桿塔入地電流值升高最大,需特別考慮其跨步電壓問題。
3266-3270
電網技術雜志直流電網基礎理論及關鍵技術

用于直流電網的大容量DC/DC變換器研究綜述

摘要:發展高壓直流電網是解決電能大容量遠距離傳輸及大規??稍偕茉磪R集的有效手段,高壓大容量DC/DC變換器是實現不同電壓等級的直流電網線路之間互聯的關鍵設備,也是制約直流電網推廣的主要技術瓶頸之一。然而已發表的研究工作主要集中于DC/DC變換器在中低壓小功率應用,其在高壓大容量場合的應用研究較少。為此,首先分析了高壓直流電網對大容量DC/DC變換器的技術需求,然后系統回顧了高壓大容量高增益DC/DC變換器拓撲的國內外研究現狀,并總結了各類DC/DC變換器的特點及其在未來高壓直流電網中的應用前景。在此基礎上指出了高壓直流電網用的大容量DC/DC變換器亟待研究的關鍵問題。所述內容為未來高壓直流電網技術的研究和工程化應用提供了一定的技術參考。
670-677

適用于直流配電網的測距式保護

摘要:提出了一種測距式保護,以保障基于電壓源換流器的直流配電網安全可靠運行。在概述直流配電網拓撲結構的基礎上,分析了雙極短路故障各階段電氣量特征,重點探討了R-L模型算法用于直流線路測距時在變量獲取方法和數值穩定性兩方面存在的局限性,并相應提出了新型變量獲取方法以及提高算法數值穩定性的辦法。仿真結果驗證了所提保護算法的可行性,保護動作時間在20 ms以內,在40 d B白噪聲情況下,測距誤差仍保持在1%以內,區外故障時可靠不動作。所提保護利用常規采樣頻率即可較好地滿足直流配電網對保護速動性與選擇性的需求。
719-724

基于運行模式與運行指標綜合評價的直流微電網優化配置

摘要:以低壓直流微電網為對象,研究了其容量優化配置方法。針對直流微電網需要采用并網變換器與電網連接的特點,考慮并網變換器容量限制和上網電價等因素,以系統投資費用、運行和維護費用最低為運行目標,同時設置蓄電池荷電狀態、負載失電率、系統能量過剩率以及可再生能源利用率等約束條件,利用粒子群優化算法對系統的最優配置進行求解。在分析直流微電網運行方案的基礎上,提出基于系統離網運行、并網運行及離并網切換運行3種情形的優化配置方法??疾觳煌撦d失電率和可再生能源利用率下的系統等年投資與維護費用變化趨勢,同時利用優化配置結果對系統運行模式進行驗證。最后對不同運行模式與不同運行指標下的優化配置結果進行對比和分析。
741-748
電網技術雜志配用電大數據技術

基于智能配電網大數據分析的狀態監測與故障處理方法

摘要:針對當前智能配電網傳統保護方法存在的整定復雜、配合困難以及適應性差等問題,提出一種基于智能配電網大數據分析的狀態監測與故障處理方法。首先,根據網絡關聯矩陣以及區域差分規則,對各節點測控一體化終端采集的電流、功率數據進行預處理;然后,將預處理結果在時間以及空間上進行數據融合,并生成高維時空狀態監測矩陣;此后,將此矩陣進行多維尺度降維以及局部異常因子檢測,以計算出各節點的局部異常因子(local outlier factor,LOF);最后,根據各節點LOF值的大小以及節點關聯關系,實現故障的檢測與定位。文中不僅給出了配電網線路故障的判據,還提出了傳感器故障場景下的防誤動判據。RTDS半實物閉環測試驗證了所提方法的有效性。
774-780

基于負荷分解的用電數據云架構方案及應用場景

摘要:從負荷分解與監測(load disaggregation and monitoring,LDM)技術所能引發的大數據源革新這一角度出發,開展了用電大數據應用技術方案與用例的分析和討論。首先介紹了負荷分解與監測技術,闡述了其在采集負荷用電信息細節和借以建立用電大數據源方面的優勢。從其未來應用和實施的視角,給出了概念性的基于LDM的智能用電數據云解決方案和系統架構,進而著重討論了基于LDM所能實現的4個典型智能用電高級應用場景和相關用例,展現了LDM技術對于電力公司、電力用戶在革新電力大數據分析與應用等方面所具有的巨大潛力。
791-796
電網技術雜志低碳電力技術

基于DFIG頻率模型的風電功率爬坡事件預測方法

摘要:隨著風力發電的快速發展,風電出力的隨機波動性引起的風電功率爬坡事件將威脅電網的穩定運行,因此需要研究能夠有效預測風電功率爬坡事件的方法。首先介紹了傳統的爬坡事件定義,提出了一種基于頻率變化判斷爬坡事件的方法。然后建立了計及頻率偏差的雙饋異步風機(doubly-fed induction generators,DFIG)模型,采用狀態估計技術解決含DFIG的頻率估計問題,并根據利用狀態估計方法計算出的頻率偏差,生成相應指標,對風電功率爬坡事件進行預測。最后對含DFIG的IEEE 14、IEEE 30和IEEE 118改進系統進行仿真分析,結果表明,所提方法可成功預測風電功率爬坡事件的發生,并且提高了預測精度。
840-846
電網技術雜志電力系統

雙饋型風電集中接入對暫態功角穩定的影響分析

摘要:大規模雙饋型風電集中接入對電網中傳統同步機組暫態功角穩定有重要影響。以含雙饋型風電集中接入的單機無窮大系統為對象,分析了風電對暫態功角穩定的影響。首先根據三相短路故障下具備低電壓穿越能力的雙饋風電機組暫態特性,得到了其阻抗等效模型。其次,推導了雙饋型風電直接接入與等容量替換同步機時的系統同步機功角特性方程,并分析了風電接入比例與傳輸線電抗對功角特性方程的影響,以及兩種風電接入方式對系統加減速面積、不穩定平衡點、穩定裕度的影響特性。然后,利用等面積準則分析了雙饋風電接入對暫態功角穩定的影響。研究結果表明,雙饋風電直接接入時,同步機暫態功角穩定性降低;等容量替換同步機時,同步機暫態功角穩定性提高。最后,通過仿真驗證了理論分析的正確性。
875-881

電壓不平衡時交直流雙向功率變換器的控制策略

摘要:基于傳統雙環控制的三相AC/DC變換器因其能實現功率雙向流動、交流側單位功率因數運行而在交直流混合微電網中擔當鏈接橋梁的作用。當混合微電網交流側電壓不平衡時,三相AC/DC變換器的直流電壓將產生2倍于基波頻率的脈動,并導致交流電流產生大量的3次諧波分量,嚴重影響微電網的運行。在同步旋轉坐標下建立交流側電壓不平衡條件下的三相AC/DC變換器的數學模型,分析了系統在不平衡條件下的功率傳輸特性,改進了三相AC/DC變換器功率控制策略,同時利用超級電容快速充放電特性在直流母線接入一小容量的超級電容來平衡直流側功率的二次波動。仿真和實驗結果驗證了所提策略的可行性。
925-930
電網技術雜志自動化

三種頻率偏移孤島檢測方法的性能比較

摘要:采用滑模頻率偏移(slide-mode frequency shift,SMS)法、Sandia頻率偏移(sandiafrequency shift,SFS)法檢測孤島時,并網逆變器存在相位檢測延時,會對孤島檢測盲區的精度產生一定的影響。為克服這一問題,在前期工作的基礎上改變下垂鎖相環的擾動參數,進而提出改進的頻率偏移孤島檢測方法(islanding detection method,IDM)。推導了3種孤島檢測方法在電網頻率突變、電網頻率偏離額定值2種情況下逆變器并網基準電流的表達式,分析了各自的諧波含量,在具有相同孤島檢測盲區的情況下所提IDM性能最優。仿真結果驗證了理論分析的正確性。
964-971

輸變電工程研究所

摘要:輸變電工程研究所是中國電力行業內從事輸變電工程機械力學領域科研、技術服務和試驗檢測的專業研究機構。是全國架空線路標準化技術委員會、中國電機工程學會輸電專業委員會、中國鋼結構協會塔桅鋼結構分會的掛靠單位。
F0004-F0004
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

基于模糊序優化的風功率概率模型非參數核密度估計方法

摘要:風功率概率分布模型的研究對于風電場規劃以及運行都具有重要意義。提出了一種基于模糊序優化的風功率概率密度模型非參數核密度估計方法。該方法利用風電運行數據樣本構建風功率概率密度的非參數核密度估計模型;然后建立用于模型帶寬選擇的多目標優化模型;最后利用模糊序優化對帶寬優化模型進行求解。實際算例結果表明,所提建模方法完全由樣本數據驅動,不需要對概率密度模型進行先驗主觀假設,因而具有更高的建模精度和更強的適用性。
335-340

基于頻譜分析的微網混合儲能容量優化配置

摘要:為含多種分布式電源的微網系統配置適當容量的儲能,可有效提高微網供電的可靠性和靈活性。針對風光互補獨立微網系統,考慮儲能設備的運行特性對其循環使用壽命的影響,對微網儲能容量優化配置進行了研究。在對微網凈負荷功率進行頻譜分析的基礎上,提出了協調蓄電池與超級電容器運行的微網系統功率分配策略。通過分析儲能系統的成本結構,建立了以儲能系統年綜合最小成本為目標函數,同時考慮儲能充放電功率、剩余電量等約束條件的微網混合儲能容量優化模型。實例驗證了所提方法的技術合理性和經濟實用性,為微網儲能規劃設計提供了理論依據和技術支持。
376-381
電網技術雜志低碳電力技術

計及碳排放的含風電場電力系統隨機可用輸電能力協調決策

摘要:新能源的大規模并網對電力系統的低碳減排具有重要意義,但電能的遠距離輸送也給電力系統安全穩定帶來了挑戰,其中可用輸電能力(available transfer capability,ATC)是評價系統安全裕度的重要指標。在低碳減排背景下,如何協調決策ATC與碳排放之間的關系具有現實意義。建立了一種基于機會約束規劃并計及碳排放約束的隨機ATC協調決策模型。通過多目標規劃優化決策ATC與碳排放,采用法線邊界交叉法求解該多目標優化問題。針對風電出力的不確定性,構造隨機ATC的機會約束規劃模型,采用基于半不變量法和原對偶內點法的啟發式算法進行求解。最后采用IEEE 30節點系統及某地區實際電網驗證所提模型的有效性和實用性。結果表明,所提模型協調了電力系統安全性與環保性之間的關系,對運行調度人員具有指導意義。
405-411

國內微電網項目建設及發展趨勢研究

摘要:微電網作為堅強智能電網的重要組成部分,能夠高效地集成各種分布式能源,提高可再生能源的滲透率,彌補大電網供電集中的缺陷,因此近年來備受關注和發展。由于我國微電網研究起步晚,技術、標準和推廣性尚不成熟,仍處于實驗和摸索階段。因此根據現有的文獻資料,首先簡要說明微電網的定義、分類、用途及結構,然后分析了中國微電網試點項目建設情況及特點,最后結合我國現有微電網特點及科研現狀總結了我國微電網的發展趨勢。
451-458
電網技術雜志電力系統

中日韓電網關鍵技術發展及趨勢分析

摘要:在能源互聯網及智能電網發展趨勢下,能源生產和能源消費正發生深刻變革,能源技術與電網技術也面臨巨大的機遇和挑戰。中(含臺灣地區)日韓三國作為亞洲主要經濟體,其電網發展和相適應的關鍵技術有其各自內在的需求與驅動力。通過研究中日韓三國電網發展現狀,對各自電網關鍵技術進行對比分析,包括特高壓、大電網仿真及運行控制、高級量測、用電與能效、信息通信技術等,基于三國電網技術特征、差異和優劣勢,提出未來電網關鍵技術發展方向,并提出泛東亞電網互聯的設想,為全球能源互聯網和公司國際化戰略提供技術支撐。
491-499

電力負荷無跡卡爾曼閾值多頻級WNN區間預估

摘要:針對傳統小波神經網絡(wavelet neural network,WNN)應用于電力負荷預測時,存在網絡組件無法對小波高頻信號分量進行有效處理的問題,提出一種針對電力負荷高頻信號的無跡卡爾曼濾波(unscented kalman filter,UKF)多頻級WNN區間預測算法。首先,給定高頻分量信號閾值,對三通道濾波器獲取的中頻信號分量進行深度劃分,并利用UKF算法的無跡變換,獲取電力信號高頻小波分量均值產生的sigma特征點,將其作為神經網絡輸入進行訓練和預測;其次,針對WNN輸出低頻信號分量方差的預測輸出增量變換問題,利用區間預測估計算法實現高、低頻方差預測輸出融合,并作為網絡輸出評價指標;最后,通過實驗對所提算法進行有效性驗證,并給出高頻信號分量閾值選取實驗結果,為高頻閾值選取提供依據。
527-533

三相四線制有源電力濾波器開路故障診斷

摘要:為提高四線制有源電力濾波器系統(active power filter,APF)運行可靠性,提出一種適用于三相四線制三橋臂三電平并聯型APF的故障診斷算法。通過分析APF交流側輸出電壓的數學模型,建立APF各相交流側輸出電壓與相應IGBT導通占空比間的對應關系;通過正常狀態和故障狀態下輸出電壓與對應IGBT導通占空比間對應關系的不同診斷出開路故障,并根據故障狀態下的電流路徑進一步定位故障位置。該方法能夠適用于單管及多管的開路故障診斷,具有很好的快速性和較高的可靠性,且適用于系統的動態響應過程。仿真和實驗結果驗證了所提算法的有效性。
571-578
電網技術雜志高電壓技術

復合絕緣子護套受潮對端部異常溫升的影響

摘要:以南方高濕度地區某500 k V交流線路復合絕緣子大面積發熱事故為背景,選取7支絕緣子樣品,測量表面灰密(non-soluble material deposit density,NSDD)/鹽密(equivalent salt deposit density,ESDD)、憎水性;在高壓試驗大廳懸掛絕緣子進行加壓試驗,利用紫外儀和紅外儀進行觀察,研究絕緣子的發熱特性;解剖絕緣子,結合X射線光電子能譜(X ray electron energy spectrum,XPS)分析材料的理化特性,排除局部放電造成端部異常溫升的可能性;做硅橡膠和芯棒樣品吸水性試驗,分析老化絕緣子的受潮特性;測量受潮硅橡膠的介電常數和電阻率;基于有限元分析軟件Ansoft對硅橡膠受潮后的絕緣子進行仿真,研究硅橡膠受潮對電場分布的影響。得出結論:運行一段時間后,交界面良好的絕緣子在硅橡膠受潮后電場分布改變,導致護套端部電場強度升高,從而導致局部的極化損耗增加,出現局部溫升。增大的電場也會影響材料的微觀結構,使得材料老化加速。最后,針對復合絕緣子受潮后溫升,提出防范措施。
608-613

溫度和水分對大型發電機主絕緣FDS特性影響的試驗研究

摘要:為實現將頻域介電譜技術用于發電機主絕緣狀態的無損診斷,在實驗室條件下系統的研究了測試溫度對20 k V定子線棒絕緣在10-3~103 Hz范圍內頻域譜變化規律的影響因素,運用電介質極化理論對頻域介電現象進行機理分析,建立Debye模型并基于過渡態理論提出求取定子線棒絕緣活化能DG1和活化熵DS1的新方法。此外,由于定子線棒運行存在吸濕情況,簡要分析了不同水分含量線棒絕緣的介電特性。結果表明:隨溫度和水分含量的升高,介損和復介電常數虛部呈規律性增大且弛豫峰向高頻區域移動;建立的3支路Debye弛豫模型擬合值與實驗測量值相符,弛豫參數電阻值隨溫度升高而減小,電容值基本不受影響;選取特征參數活化能和活化熵可表征主絕緣隨溫度變化的特性,界面極化弛豫時間常數t1與絕對溫度T滿足Arrhenius方程,利用Debye模型擬合參數t1求解出的活化能DG10(30℃)為74.26 kJ/mol,運用過渡態理論能夠闡釋發電機主絕緣頻譜介電性能的溫度依存性;采用"頻溫平移因子"可實現將已知溫度下的頻域介電特征量折算到未知溫度,消除測試溫度對頻域介電譜的影響。
626-633
電網技術雜志基于MMC的柔性輸電技術

模塊化多電平換流器的拓撲和工業應用綜述

摘要:模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)在高壓大功率系統領域已展現出極其重要的工程應用前景。首先介紹了典型MMC的電路拓撲和工作原理,然后分別從子模塊級拓撲和系統級拓撲2個方面,系統回顧了MMC拓撲的國內外最近研究進展,總結了MMC在柔性直流輸電、電力傳動、高壓直流功率變換、電能質量問題治理等工業領域的工程應用現狀。在此基礎上指出MMC今后亟待研究的關鍵問題。相關研究結果表明,MMC在電力系統中具有廣泛的應用前景,是未來中高壓大功率系統的重要發展方向之一。
1-10

MMC-HVDC系統直流側故障暫態特性分析

摘要:近年來,國內外對模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)的研究主要集中于系統建模仿真、控制系統設計等方面。對基于模塊化多電平換流器的高壓直流輸電系統(modular multilevel converter based high voltagedirect current system,MMC-HVDC)直流線路故障的研究也僅是在簡單的故障定性仿真分析上。為了比較精確地定量分析MMC-HVDC系統直流側故障瞬間電氣應力的暫態特性、短路故障狀態下的等值電路模型,分析了系統直流側故障的機理,給出了故障電壓、電流的數學表達式?;赗T-LAB軟件搭建了雙端MMC-HVDC仿真模型,驗證了故障暫態特性分析的結果,單極接地故障使得直流非故障極的對地電壓與換流站交流側的相電壓增大;雙極短路故障會引起換流站的橋臂產生嚴重的過電流現象;單極斷線故障會導致整流站很大的直流電壓變化率,引起嚴重直流過電壓。針對上述問題,文章結合分析結果給出了相應的故障保護要求和策略。
40-46

適用于直流電網的組合式高壓直流斷路器

摘要:模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)在直流電網中具有較大的應用潛力。當前各類MMC拓撲中,半橋型MMC具有最佳的經濟效益,但缺乏直流故障清除能力。目前主要有兩種直流故障清除方法:一種是采用具有直流故障清除能力的子模塊,但會引入額外的功率損耗,同時,需要通過閉鎖MMC來達到清除直流故障的目的;另一種是采用混合式高壓直流斷路器,它具有快速隔離直流故障的能力,但投資費用較大。為有效解決上述弊端,提出一種組合式高壓直流斷路器,并對其控制時序進行了研究。組合式直流斷路器以混合式直流斷路器為設計背景,對其主要設備進行重新配置并加以改進,更加適用于多端柔性直流輸電系統及直流電網。在保證同等直流故障處理能力的前提下,相比混合式高壓直流斷路器,其投資成本大幅度降低。為驗證組合式直流斷路器的有效性,在PSCAD/EMTDC內建立了一個三端單極直流網絡模型。仿真結果驗證了組合式直流斷路器在隔離直流線路故障方面的可行性和有效性。
70-77
電網技術雜志特約專稿

特高壓同步電網安全性論證

摘要:根據《電力系統安全穩定導則》,從短路電流、靜態安全性、暫態穩定性、動態穩定性等方面,校核了特高壓同步電網方案的安全穩定性;根據《電力安全事故應急處置和調查處理條例》要求,校核了可能發生的自然災害導致的電網嚴重故障下,特高壓同步電網的承受能力及可采取的措施;根據第3道防線的設置原則和要求,分析了由低頻減載、低壓減載和解列控制構成的第3道防線在特高壓同步電網的適應性。結果表明,特高壓同步電網安全性滿足《電力系統安全穩定導則》的要求,承受嚴重故障能力強,第3道防線可有效控制事故范圍,避免出現大停電;采用基于廣域同步量測信息的自適應解列、交直流協調控制等技術可以進一步提高系統的安全性。
97-104
電網技術雜志能源互聯網

風電功率預測的新型互聯網運營模式設計

摘要:目前我國大型并網風電場廣泛開展了風電功率預測業務,但實際運營中反映出預測精度不穩定、預測系統運行/開發人員間交互性差、運維成本高等問題,現行運營模式與實際工程應用需求存在顯著的差距。設計了一套風電功率預測新型互聯網運營模式,對其理論基礎、基本概念、核心功能進行了論述。新型運營模式一方面依托大數據技術建立新風電功率預測系統,提升風電場預測精度;另一方面建立預測服務商、風電場用戶多方溝通交流的自服務平臺,為專業服務平臺提供用戶側反饋,促進功率預測結果的可用性。最后基于在吉林風電場群的實際應用證明了該模式在拓寬預測數據視野、提高預測精度等方面具有積極作用。
125-131

計及規?;照{熱平衡慣性的電力負荷日前削峰策略

摘要:目前,城市空調負荷的集中使用已成為我國夏季電網負荷峰谷差增大的重要原因。因此,挖掘用電高峰時段大規??照{負荷的調峰潛力,并采用合理的調控方式削減空調負荷高峰用電,對改善我國夏季電網負荷特性和實現電網安全、穩定、經濟的運行具有重要意義。提出了規?;矘怯钪醒肟照{負荷統一參與電網日前削峰的組合調控模型。首次建立了公共樓宇中央空調系統的等效熱參數模型,并分別闡述了考慮制冷機運行效率的公共樓宇非蓄冷式和蓄冷式中央空調系統降負荷控制策略。對南京市某綜合區內的16棟公共樓宇中央空調系統進行了算例研究。仿真結果表明:在調峰時段內,公共樓宇中央空調系統總負荷能夠很好地跟隨電網調度指令,同時區域電網負荷得到了有效削減。
156-163
電網技術雜志電力系統

中壓饋線理論線損率標桿值的優化設計方法及應用

摘要:當前配電網饋線的理論線損率標桿值主要靠歷史完成值或管理經驗等因素設置,缺乏理論依據,科學性不強,為此提出一種基于模糊聚類?基態修正的中壓配電網饋線理論線損率標桿值的優化設計方法。首先,從線損貢獻率和數據獲取性2個角度出發,設計一套中壓配電網饋線的線損率三維指標體系;然后,利用模糊聚類原理對饋線進行有效性模糊聚類,確定各類的基態饋線,并采用等值電阻法和統計計算法,分類對非基態饋線的理論線損率進行修正計算;最后,建立求解理論線損率標桿值的優化模型,模型以各類饋線降損空間最大為目標,以饋線運維管理水平、設備構架條件和概率分布為約束。以廣東省某市供電企業的中壓配電網饋線為實例驗證方法的有效性和適用性。
199-206

配電網中分布式風電可調魯棒優化規劃

摘要:隨著分布式風力發電接入配電網的比例不斷提高,考慮風電出力隨機性的分布式風電規劃成為了配電網規劃中的重要研究內容。提出了一個計及風速不確定性的魯棒優化規劃方法,為了簡化配電網中魯棒優化的計算,首先對配電網的潮流計算進行了線性化處理,然后又利用線性優化強對偶理論將魯棒優化模型轉變成了一個混合整型線性規劃(mixed integer linear program,MILP)問題。接著又引入了可調魯棒優化規劃模型,通過不確定度彌補魯棒優化偏于保守的不足。最后通過商業軟件CPLEX對上述問題進行求解計算,算例分析表明,使用所提的魯棒優化模型可以快速有效的計算出規劃結果,可調魯棒優化模型可以提高系統的性能魯棒性。
227-233

平衡監管區區域控制偏差限制標準剖析

摘要:探索BAAL(balancing authority ACE limits)標準的內涵,明確其在評價和規范區域控制行為上的本質,理解其在頻率控制方面的作用,可為構建我國新一代評價標準提供參考。為此,通過對BAAL標準考核指標和越限等級的深入剖析,揭示了其本質是保證頻差連續越限的時間不超過30 min;理清了BAAL與CPS1標準之間的關系,即CPS1可約束系統頻差幅值的大小分布特性,而BAAL可對頻差幅值在時間尺度上的連續分布做出限制;通過對BAAL標準設計原理的分析,明確了其評價過程及具有的5個特點。分析表明:BAAL標準主要關注于電網的運行可靠性;從頻率約束角度看,BAAL與CPS1標準相互配合,可對頻差大小及其在時間軸上的分布做出約束;但BAAL只限于數十分鐘及以上時間尺度的頻差幅值約束,對秒至分鐘級的短時頻差約束還未涉及。
256-262
電網技術雜志自動化

高壓直流縱差保護動作特性分析及改進

摘要:直流線路保護中,行波保護和微分欠壓保護難以檢測到高阻接地故障,作為后備保護的縱差保護也因為特殊閉鎖邏輯的存在使保護動作延時加長,導致極控保護動作,將故障極閉鎖。結合事故實例,基于實際的控制保護模型與參數的PSCAD/EMTDC仿真平臺,采用實際故障錄波分析和仿真分析相結合的手段,系統的分析了直流線路縱差保護拒動原因,并從邏輯上引入交流電壓UAC輔助判據,從原理上解決了保護拒動的問題。實際高壓直流輸電工程的仿真分析驗證了該輔助判據的有效性。
283-289

基于流固耦合方法的強風區復合絕緣子結構研究

摘要:為了研究防止復合絕緣子傘裙在強風內產生疲勞斷裂的應對策略和技術措施,基于流固耦合方法,研究了等徑對稱傘型、非對稱傘型和大小大傘型周圍的流場分布、風壓分布以及傘裙形變。研究結果表明:流固耦合仿真計算結果與現場事故現象及風洞試驗結果的契合度很高;大小大傘型的抗風性能較差,等徑對稱傘型的抗風性能最佳;復合絕緣子的傘伸出、傘傾角及傘邊沿厚度與抗風性能之間存在最強的聯系,三者的推薦閾值分別為85 mm、3.5°和4 mm,其最不利迎風角在50°到60°之間。根據推薦閾值設計了2種型號的抗風型復合絕緣子,均通過了風洞試驗檢驗。
316-321

期刊名稱:電網技術

期刊級別:CSCD核心期刊

期刊人氣:5008

雜志介紹:
主管單位:國家電網公司
主辦單位:國家電網公司
出版地方:北京
快捷分類:工業
國際刊號:1000-3673
國內刊號:11-2410/TM
郵發代號:82-604
創刊時間:1957年
發行周期:月刊
期刊開本:A4
下單時間:1-3個月
復合影響因子:2.821
綜合影響因子:2.389
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