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電網技術雜志社
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《電網技術》由國家電網公司主辦,北大核心期刊、CSCD核心期刊、統計源核心期刊、綜合影響因子2.389。電網技術已成為系統內技術門類最廣泛的資深學術技術期刊,在國內外享有相當的知名度。
  • 主管單位:國家電網公司
  • 主辦單位:國家電網公司
  • 國際刊號:1000-3673
  • 國內刊號:11-2410/TM
  • 出版地方:北京
  • 郵發代號:82-604
  • 創刊時間:1957年
  • 發行周期:月刊
  • 期刊開本:A4
  • 復合影響因子:2.821
  • 綜合影響因子:2.389
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電網技術 2015年5期雜志 文檔列表

電網技術雜志低碳電力技術

面向低碳目標的電力系統節能與經濟運行評價系統

摘要:在復雜電源電網環境下對電力系統規劃方案以及運行方式進行論證與優化,對于提高電力系統的節能經濟性,降低系統的碳排放強度具有重要意義。提出了面向低碳目標的電力系統節能與經濟運行分析評價技術并研發了軟件系統。節能與經濟運行評價系統以電力系統運行模擬技術為核心,基于時序負荷曲線,通過考慮多類型電源相協調的安全約束機組組合,實現對電網全年逐日的精細化運行模擬,在此基礎上構建了系統運行成本、能耗、排放與電網效率等多維度評價指標,實現對電力系統節能與經濟運行的多維度評估。設計了軟件系統的構架、數據結構、功能子模塊以及評價結果展示界面。根據南方電網的規劃數據,對南方五省新能源并網前后系統經濟性與節能性進行了實證分析。
1179-1185

局部陰影下光伏陣列非機理建模

摘要:現有的陰影條件下的光伏陣列機理模型多為分段函數形式,較為復雜。提出采用傅里葉函數并使用曲線擬合的方法對陰影條件下光伏陣列進行非機理建模。改進了局部陰影條件下的光伏陣列的機理模型,獲取光伏陣列的輸出數據并進行線性插值。選取不同階數的傅里葉函數對單陰影和多陰影條件下的光伏陣列的輸出進行曲線擬合。該非機理模型具有統一的數學表達式,不需要分段描述,能對不同功率等級、不同精度要求的光伏陣列進行建模,簡化了模型。
1186-1191

分時電價機制下含蓄電池微網的優化調度

摘要:為解決分時電價機制下含蓄電池微網的優化調度問題,提出一種實用的啟發式微網實時優化調度策略。該策略根據分時電價機制的特點,考慮蓄電池荷電狀態對其折舊費用和最大充、放電速率的影響,對蓄電池按照事先制定的規則進行充、放電,采用量子粒子群算法優化微電源出力及微網與大電網間的功率交互,引導微網對大電網削峰填谷,實現微網與大電網互利共贏。啟發式規則的引入有助于科學使用蓄電池,顯著提高程序的運行速度,更好地滿足實時調度要求。最后以一個典型微網系統的日調度安排為例,驗證了策略和模型的合理性。
1192-1197

基于參數辨識的光伏組件故障診斷模型

摘要:為了對光伏組件運行狀況進行準確判斷,提出了一種基于參數辨識的組件故障診斷模型。分析了任意工況下的光伏組件輸出特性曲線,借助于改進人工魚群算法對數學模型中各參數進行了辨識。通過分析各模型參數隨光照和溫度的變化關系來獲取多組工況下的模型參數值,結合光伏組件各種故障數據建立了以光生電流、二極管反向飽和電流、二極管理想品質因素和等效串并聯電阻為輸入層向量,以組件正常、組件短路、等效串聯電阻異常老化和等效并聯電阻異常老化為輸出層向量的徑向基函數(radical basis function,RBF)神經網絡故障診斷仿真模型,仿真結果驗證了上述光伏組件故障規律的正確性。搭建了基于可編程電子負載的光伏組件戶外實驗平臺,進行了組件故障診斷的實驗研究,實驗結果驗證了所提方法的有效性和準確性。
1198-1204
電網技術雜志清潔能源并網規劃與仿真專題

電力系統均勻性評價方法與指標綜述

摘要:隨著新型電源和負荷的大規模接入,現代電力系統面臨比以往更多的不確定性,傳統的以經濟性、安全性和可靠性為主導的電力系統評價體系亟需補充與完善。首先,分析了電力系統均勻性問題產生的原因及研究的必要性,并對均勻性、安全性和可靠性之間的區別與聯系進行了闡述。其次,分別從電網規劃、運行和管理3個方面,歸納和總結了電力系統均勻性分析與優化方法。然后,介紹了現有的電網運行均勻性評價指標,并對其優缺點進行了分析。最后,介紹了我國電網的均勻性需求與實踐,并闡述電力系統均勻性分析領域有待進一步研究和解決的關鍵問題。
1205-1212

基于粒子群優化算法的并網光伏發電單元建模

摘要:以狀態空間平均法為基礎,建立了單級式并網發電系統單元的模型,主要包括3個部分:光伏陣列、逆變器及控制器、并網側LC濾波器和線路等環節的等效阻抗,利用粒子群優化算法分步辨識內環和外環模型參數。首先在d軸內環控制器的參考電流上施加階躍擾動,辨識內環控制模型的參數;然后簡化等效內環控制器模型為一階慣性環節,辨識其模型參數;最后在光伏陣列最大功率點輸出側的直流電壓上施加階躍擾動,以等效內環控制模型為基礎,辨識外環控制模型的參數。在Matlab中分別建立光伏并網發電單元系統的詳細模型和所提的傳遞函數模型,結果驗證了所提模型的合理性。
1213-1218

考慮風火聯合外送的互聯系統隨機生產模擬

摘要:西北地區可再生能源資源與電力需求不平衡的現狀,使得發展風火聯合外送成為促進新能源消納的重要舉措。而風電出力的不確定性給風火聯合外送的經濟性、可靠性效益評估造成了困難。針對該問題,文章采用風電多狀態模型,引入機組剩余容量的概念,提出了聯合外送概率模型以模擬送端電網對受端電網的電力支援過程。結合各類型電源特點,設計了考慮風火聯合外送的互聯系統隨機生產模擬算法框架。通過EPRI 36算例驗證了所提方法的有效性,并且通過對酒泉—湖南±800 k V直流輸電工程進行隨機生產模擬,研究了酒泉直流對受端電網充裕度的改善、酒泉直流的環保效益以及直流輸電利用小時數對酒泉直流經濟性的影響。
1219-1225
電網技術雜志直流輸電與直流電網

基于大規模子模塊群的MMC建模與快速仿真算法

摘要:對高壓大容量模塊化多電平變流器(modular multilevel converter,MMC)和基于MMC的直流輸電系統進行仿真時,子模塊數目眾多,導致了仿真速度緩慢。針對該問題,分析了MMC橋臂的電氣行為,建立了在閉鎖狀態和解閉鎖狀態時橋臂的數學模型。對該數學模型進行簡化后,建立了橋臂的等效電路和等效電氣關系,使之能夠模擬橋臂的閉鎖狀態和解閉鎖狀態。為驗證橋臂的等效電路和等效電氣關系的準確性,設計了一個柔性直流輸電系統,并在仿真軟件中搭建了基于詳細MMC模型和簡化MMC模型的直流輸電系統,對MMC的啟動、解閉鎖、穩態過程和直流故障過程進行了仿真。仿真結果表明,2種仿真模型的電氣行為基本保持一致,驗證了簡化MMC模型的準確性。
1226-1232

UHVDC系統故障樹分析誤差及靈敏度分析

摘要:采用故障樹(fault tree analysis,FTA)法分析UHVDC系統可靠性及靈敏度??紤]多狀態元件同站雙極互為備用邏輯關系,建立所有故障方式的故障樹?;诖?、并聯結構,分別建立FTA和狀態空間(state space,SS)可靠性分析模型。發現FTA誤差,源于對串聯系統不當引入多個元件同時故障狀態。分別采用FTA和SS法計算UHVDC系統狀態概率和靈敏度,量化前者誤差。結果證實FTA得到的不可用率確實較SS法偏高,誤差與元件個數及元件可用度有關。發現系統故障概率對同一元件修復率和安裝率的絕對靈敏度之比,為其安裝率和修復率之比的平方,同一元件所有參數相對靈敏度之和為0,據此可大幅降低靈敏度分析計算量。
1233-1239

高嶺背靠背直流工程安全穩定控制策略

摘要:高嶺背靠背直流工程輸送容量達3 000 MW,而華北側交流網架薄弱,是典型的強直弱交系統,系統運行在正常方式及各元件檢修方式下存在一定的安全穩定問題,而且其穩定控制策略的制定具有以電壓穩定為主導的特殊性。通過對比、綜合PSD-BPA準穩態模型和PSCAD電磁暫態模型的仿真結果,計算得到了高嶺直流及其近區華北電網的系統穩定運行極限和嚴重故障后的安全控制措施量,并以此制定了高嶺交直流互聯系統華北側穩定控制策略。同時,為適應強直弱交系統電壓穩定問題的特殊性,在穩定控制策略實施過程中提出了利用直流功率調制配合交流濾波器快速投切抑制過電壓的綜合措施來提高系統暫態穩定性的方案。所制定的安全穩定控制策略已在高嶺背靠背工程中得到實際應用并取得了良好的效果。
1240-1245

適用于現場可編程門陣列的MMC電容電壓平衡控制方法

摘要:模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)在HVDC輸電中得到了廣泛的應用,文中針對MMC存在的電容電壓均衡問題,從工程角度出發,提出了一種適用于現場可編程邏輯門陣列(field programmable gate array,FPGA)的電容電壓均衡控制算法。該算法采用動態分組排序,可有效降低排序的運算量和提高排序速度;同時算法中又遵循了避免不必要的開關動作的原則,可降低器件的開關頻率和減小開關損耗。最后,基于RT-LAB實時仿真系統構建了一個基于MMC-HVDC的雙端風電場并網系統硬件在環半實物仿真平臺,在該平臺上驗證了所提排序算法的可行性,同時在穩態和暫態工況下,驗證了基于MMC-HVDC的風電場并網系統的控制效果。
1246-1253

直流逆變站動態無功軌跡及優化措施

摘要:大擾動沖擊后,直流逆變站的動態行為對受端電網電壓穩定性將產生顯著影響。研究了逆變站交流母線電壓大幅波動過程中,直流逆變站各主要電氣量及其與交流電網交換的動態無功的非線性軌跡;系統地分析了低壓限流(voltage dependent current order limiter,VDCOL)啟動點參數、直流控制方式、電壓測量時間常數等對逆變站動態無功軌跡的影響;在此基礎上,識別了關鍵影響因素,并提出優化方案。呼盟—豫西±800 kV/8 000 MW特高壓直流受端電網大擾動時域仿真結果,表明了正確設置控制器仿真參數對客觀反映電網受擾行為的重要意義,并驗證了控制器參數優化改善受端電網電壓穩定性的有效性。
1254-1260

考慮直流電流變化及交流故障發生時刻影響的HVDC換相失敗分析方法

摘要:研究了交流系統三相對稱故障造成的直流電流變化及故障時刻對HVDC換相失敗的影響,由關斷角減小到換相失敗臨界值,推出換相電壓值的計算方法。該方法在經典計算方法的基礎上,考慮了故障后直流電流的變化,推導了換相電壓值與關斷角的關系式;在此基礎上進一步研究了故障時刻對臨界換相電壓值的影響,推導了故障時刻與臨界換相電壓值的關系式。對雙極直流系統算例進行了相應的計算分析,并通過時域仿真驗證了該分析結果的正確性。研究得出,計算臨界換相電壓值在計及故障造成的直流電流的變化和故障時刻的影響是不同的,該方法可有效提高理論分析臨界換相電壓值的計算精度,進一步說明故障后是否發生換相失敗,與是否有足夠的關斷角或相應的反向換相電壓時間面積相關。
1261-1267

電容換相換流器串聯電容補償度優化研究

摘要:為了探究電容換相換流器中串聯電容的取值問題,建立了電容換相換流器(capacitor commutated converter,CCC)的穩態模型,并利用Matlab軟件進行數學分析,探討了串聯電容補償度與串聯電容電壓、閥電壓、閥峰值電壓、直流電流、換相重疊角、觸發角、視在熄弧角和實際熄弧角之間的關系,最終給出合適的串聯電容補償度的取值范圍并進行仿真驗證。研究結果表明:補償度的取值上、下限分別由閥峰值電壓和實際熄弧角決定,其中閥峰值電壓為主要限定因素;補償度的可選范圍涵蓋欠補償、全補償和過補償3種狀態,且全補償狀態下CCC系統不會發生串聯諧振;得出強受端系統下補償度的可選范圍為[0.92,1.4],而弱受端系統補償度的可選范圍為[0,1.08]。
1268-1274
電網技術雜志新能源與分布式發電

風資源超短期預估中的多數據源降維預處理方法研究

摘要:準確預估自然狀態下的風資源是進行風電優化調度的基礎。為了充分利用多數據源實現有用信息的篩選和提取來提高預估精度,同時有效控制數據規模和復雜性,在風資源超短期預估中引入數據預處理環節是必要的。因此提出了基于復相關系數的數據篩選方法及基于典型相關分析的序列降維方法,構建了多維到1維序列映射模型用于多數據源的質量提升和降維簡化,作為前置數據處理環節納入到基于遺傳算法和反向傳播(back propagation,BP)神經網絡的風資源超短期預估方法中。最后通過實際算例證明了該數據預處理方法在提高預估精度方面具有顯著的效果。
1275-1280

基于低電壓穿越控制策略的風電場等值方法

摘要:風電場通常包括多臺同類型的風電機組,在大電網仿真計算中需要將風電場等值,以減小仿真規模并保證仿真的準確性。提出了基于風電機組低電壓穿越特性的風電機組倍乘等值臺數確定方法,該方法主要考慮了實際風電場中各風電機組出力不同對風電場等值的影響,基于雙饋、全變流類型風電機組在低電壓穿越期間的有功、無功控制策略,確定比較合理的等值機組臺數,最后將風電場等值為多臺出力相同的風電機組。通過對實際風電場的仿真分析表明,在不同控制方式下,綜合考慮不同電壓跌落水平的有功、無功最佳等值臺數是一個范圍,進而可以綜合確定一個等值臺數,以兼顧準確性和保守性。一般情況下,離線仿真可選擇最小可能臺數,在線仿真可選擇有功最佳臺數范圍內的最小臺數。
1281-1286

含分布式電源的配電網日前兩階段優化調度模型

摘要:在電力市場環境下,供電公司通過對接入配電網的分布式電源(distributed generation,DG)的優化調度,能夠有效地降低其運行成本,規避市場競爭環境下的風險。提出了一種電力市場環境下供電公司日前優化調度的2階段模型:第1階段為DG優化調度階段,根據市場電價、DG運行成本、簽訂可中斷負荷(interruptable load,IL)合同的價格來確定DG的機組組合、從大電網的購電量及IL削減量;第2階段為無功優化階段,在第1階段的基礎上,考慮DG的無功出力特性,通過優化DG和無功補償裝置的出力調節電壓使其在規定的范圍內且配電網的網損最小。通過基于修改的IEEE 33節點系統的仿真計算,表明所提出的日前2階段優化調度模型能夠有效降低供電公司的運行成本。
1294-1300

考慮風力發電波動引起頻率偏差的電力系統狀態估計

摘要:隨著大規模風電接入電網,風電出力的波動性不僅會改變電網原有的潮流分布,還會對電網頻率產生顯著影響,傳統的狀態估計模型已不再適用?;诖?介紹了同步發電機準穩態模型、負荷準穩態模型和異步風機簡化RX模型,將頻率偏差作為新的狀態量引入到狀態估計過程中。同時,還考慮了發電機和負荷自身頻率特性對電壓的影響,對相應節點構造了新的零注入功率量測,最終建立了計及頻率變化的含風力發電的電力系統狀態估計模型。算例仿真結果表明,該模型可有效計及系統的頻率偏差,計算量較小且提高了狀態估計結果的精度。
1301-1306

基于譜聚類和優化極端學習機的超短期風速預測

摘要:較高精度的超短期風速預測是并網運行風電場風電功率預測預報系統建立和運行的必要前提及保證。由于風速影響因素眾多,具有較大的波動性和隨機性,并具有高度的自相關性,給傳統的風速預測方法帶來了極大的挑戰。提出一種基于譜聚類和極端學習機的超短期風速預測方法。該方法首先利用小波變換和主成分分析對風速數據進行去噪和降維處理,剔除數據的不規則波動,有效降低數據維度;然后分別應用譜聚類對小波變換后的各分解序列進行聚類分析,減少訓練樣本空間,提高樣本有效性,降低計算復雜度;再應用極端學習機對各分解序列分別進行訓練,同時通過遺傳算法對極端學習機輸入權值、偏置等參數進行優化,確保各分解序列輸出最佳預測模型;最后將各分解序列預測結果相加得到最終預測結果。以某風電場實際數據進行的建模結果表明該模型有效實現了對風速的超短期、多步預測,采用的方法合理有效。
1307-1314

含風電場的多目標動態環境經濟調度

摘要:為應對風電并網給電力經濟調度帶來的影響,構建了含風電場的多目標動態環境經濟調度模型。該模型能同時兼顧燃料費用目標及污染排放目標,并計及閥點效應、網絡損耗以及由風電不確定性引起的旋轉備用需求。為求解該模型,達到為決策者提供最優調度方案集的目的,將基于分解的多目標進化算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,MOEA/D)應用于動態調度領域。針對模型的復雜約束,在算法中加入對機組出力的實時調整及對約束違反量的適當懲罰,并利用歸一化操作,避免算法向某一目標過度進化。經過對算例的仿真及對不同調度方案的對比分析,驗證了所提調度模型的合理性以及改進MOEA/D算法解決此類問題的有效性。
1315-1322
電網技術雜志電力系統

衛星同步授時偏差對PMU量測的影響

摘要:同步相量測量單元(phasor measurement unit,PMU)的本質特征是同步量測,因此衛星同步授時信息的準確程度將直接影響PMU量測的精度和可靠性,從而進一步影響電力系統動態過程監測等基于PMU量測的各類應用功能的發揮。文章針對我國安裝于變電站和發電廠的2類PMU分別展開討論,重點推導了電力系統動態情況下考慮授時偏差的變電站PMU量測相量計算公式,分析了授時偏差對相量幅值與相角量測的影響規律;此外,根據發電廠PMU量測發電機轉子角原理,分析了電力系統穩態及動態情況下發電廠PMU實測發電機轉子角與授時偏差的關系。最后,通過搭建的物理實驗平臺,進行了穩態和動態實驗,驗證了理論分析的正確性。
1323-1328

基于哈密爾頓系統與辛算法的暫態穩定約束最優潮流

摘要:提出了一種暫態穩定約束最優潮流的哈密爾頓模型,采用哈密爾頓系統的辛算法(symplectic algorithm)進行求解。將發電機轉子運動方程轉換為哈密爾頓系統的正則方程,用四階辛Gauss-Legendre Runge-Kutta(GLRK)方法對其離散化,實現了大規模系統暫態穩定約束最優潮流的快速求解。辛GLRK方法具有很好的數值穩定性和保結構特性,相同精度時,計算步長可達隱式梯形法的6倍;大步長計算時仍具有較高的數值精度。某省3301節點,236機等5個系統的仿真結果表明:所提模型在高階離散辛框架下具有很高的數值穩定性,即便采用大步長也可保持較高的數值精度,能提高計算速度10倍以上,具有很好的應用前景。
1329-1336

計及多機平衡策略的半不變量法在線概率潮流

摘要:為提高半不變量概率潮流算法的實用性,提出了一種多機平衡概率潮流計算方法。在傳統半不變量概率潮流算法的基礎上,該方法通過修正待求變量對節點注入功率的靈敏度矩陣,實現了計及系統常規調頻特性及常規能源與間歇式能源互補策略對系統潮流分布的影響。算例分析部分通過IEEE標準節點系統與實際省級電網模型的仿真分析驗證了所提算法的準確性與實用性。
1337-1342

故障限流與電能質量復合控制系統及其運行機理

摘要:為了解決傳統限流器長期閑置,利用率低下的問題,提出了一種具有電壓波動抑制、電網諧波治理等電能質量控制功能的故障限流與電能質量復合控制系統。該新型拓撲結構在統一電能質量控制器的輸入、輸出端分別接入反并聯雙向晶閘管,當電網發生短路故障時,觸發反并聯晶閘管導通,故障相對應的輸入端和輸出端濾波電抗器分別串聯和并聯接入電網,從而實現對故障電流的限制。分析了故障限流與電能質量復合控制系統的工作原理,并建立了限流模式時的數學模型,詳細闡述了主限流支路和分流限流支路相配合實現合理限流的機理。PSCAD/EMTDC仿真結果驗證了提出的故障限流與電能質量復合控制系統的可行性。
1351-1357

比例積分型二級電壓控制器的多目標參數優化

摘要:為通過參數優化提升現有二級電壓控制器的控制效果,以先導節點電壓偏差平方的積分和發電機無功出力改變量平方的積分最小為目標,基于電力系統準穩態模型,建立了比例積分型二級電壓控制器多目標參數動態優化模型。先用隱式梯形法將該模型轉化為多目標非線性規劃模型,再由規格化法平面約束法將該模型轉化為一系列單目標非線性規劃模型。借助通用代數建模系統(general algebraic modeling system,GAMS)框架下的CONOPT求解器對其進行求解,從而獲得帕累托最優解集。采用模糊隸屬度函數方法確定最優折中解實施控制。以新英格蘭39節點系統和包含138臺發電機、968節點、27個控制分區的某省級電力系統為例,通過與傳統PI型二級電壓控制器和協調二級電壓控制器進行對比分析,證實了所提方法的有效性。
1365-1371

應用TRIZ理論的電力系統可靠性評估算法改進

摘要:實際大系統工程中,可靠性評估軟件計算耗時長,難以滿足快速且精確的評估要求。為此,該文將TRIZ理論引入電力系統可靠性評估算法的改進中。首先根據TRIZ理論,應用矛盾矩陣找出序貫仿真算法計算時間與精度之間矛盾的解決方案,再根據矛盾解決原則篩選出塔存儲技術及拉丁超立方采樣(Latin hypercube sampling,LHS)技術改進基于蒙特卡洛模擬的傳統算法。改進后的算法在縮短故障狀態搜索時間的同時能更全面覆蓋系統元件狀態持續時間的概率分布。在IEEE-RTS 79測試系統上進行的算例分析結果表明,改進后的算法收斂更快,能在較短的計算時間內獲得高精度的解,且具有良好的穩定性。
1372-1378

兼顧分布式發電商利益的有源配電網規劃

摘要:分布式電源并網容量增長快速,配電網的規劃工作面臨巨大挑戰,如何兼顧好配電公司及分布式發電商的利益,促進整體效益的提升,是亟待解決的問題。為此在保障分布式發電商利益的前提下,以配電公司收益最大化為目標,綜合考慮了系統安全約束、DG出力及電價限制等約束條件,構建了分布式發電接入后有源配電網的綜合投資規劃模型;利用啟發式人工魚群算法,通過改進的IEEE37節點配電網測試系統對所構建的規劃模型進行模擬仿真。結果表明,較低的燃料價格以及無雙邊合同的情景可有效促進分布式發電商的積極性,并能夠引導配電公司接收更多分布式電能。
1379-1383

計及負荷增長風險的配電變壓器選型方法

摘要:為解決配電變壓器選型問題,提高農村電網配電變壓器經濟運行水平,提出了配電臺區用電結構劃分及多重負荷特性指標方法,構建了配電變壓器優化配置技術框架。結合多種配電變壓器選型方案,采用決策樹法量化分析了最大負荷增長率的變化帶來的風險成本,建立了計及負荷增長風險的配電變壓器全壽命周期成本模型,模型考慮了配電變壓器過載運行引起的故障成本和負荷中斷成本?;谵r村電網負荷特性指標計算分析了多種類型和容量的配電變壓器全壽命周期成本,提供了配電變壓器優化選型配置方法。研究成果有助于提高農村電網配電變壓器運行的經濟性和可靠性。
1384-1389

基于現場可編程門陣列的非理想電網快速同步檢測技術

摘要:為提高非理想電網同步檢測的快速性和準確性,提出了基于多復數濾波器的鎖頻環同步檢測方法。分析了該方法及其各內部模塊的工作原理及特性,并對影響系統性能的關鍵參數進行了優化設計。為進一步加快檢測速度,利用現場可編程門陣列(field programmable gate array,FPGA)并行處理優勢,提出了基于FPGA的同步檢測實現方法。針對FPGA算數運算能力弱的問題,優化各模塊實現結構,減少乘法等環節。對所提方法進行了實驗驗證,結果驗證了其有效性。
1390-1397
電網技術雜志電能質量

統一電能質量調節器串聯側濾波器設計與有源阻尼控制策略

摘要:首先分析了工業級10 k V/1 MVA等級統一電能質量調節器(unified power quality conditioner,UPQC)串聯側濾波器設計方法,分析了RLC濾波器與LCL濾波器的性能優劣,并最終選擇RLC濾波器作為UPQC串聯側濾波器。其次從振蕩諧波源的產生、濾波器傳輸系統的放大過程以及控制環節的反饋3個方面分析了RLC濾波器引起逆變器諧振甚至失穩現象的機理,并基于該分析結果從反饋控制角度提出了有源阻尼控制策略。最后在UPQC的實際物理控制器中增加有源阻尼控制環節,并基于實時數字仿真儀(real time digital simulator,RTDS)進行閉環測試,實驗結果驗證了所提策略的有效性。
1405-1411

采用改進多分辨率快速S變換的電能質量擾動識別

摘要:噪聲干擾是影響電能質量暫態擾動識別準確率的最重要因素。經過S變換后獲得的擾動信號的模時–頻矩陣具有灰度圖像特點。因此,可通過二維數學形態學方法,濾除噪聲干擾,獲得更高的識別準確率。首先,針對擾動信號時–頻分布特點,設計具有不同時–頻分辨率的多分辨率快速S變換方法以降低運算量、提高特征表現能力;之后,在閾值濾波基礎上,根據信號時–頻分布特點,選擇線段型、零角度結構元進行灰度級形態學開運算,進一步濾除高頻頻域噪聲;最后,從原始信號、信號傅里葉譜、多分辨率快速S變換模矩陣中提取5種特征建立決策樹分類器,識別含噪聲信號與6種復合擾動信號在內的12種電能質量信號。通過仿真對比實驗發現,新方法具有更好的抗噪能力,更加適用于低信噪比環境下的電能質量信號識別。
1412-1418

無源性控制策略在諧波/間諧波統一補償的單相有源電力濾波器中的應用

摘要:對諧波/間諧波統一補償的單相有源電力濾波器(active power filter,APF)系統進行了瞬時功率分析,研究了電網側、APF主電路、負載側之間的功率流動,證明了在不考慮APF主電路損耗的情況下,其直流側功率波動具有周期性。推導了統一補償的單相并聯型APF的無源性控制策略方程,并針對其欠激勵特性及直流側功率波動的周期性設計了直流側電壓的間接控制。然后,針對其啟動中遇到的問題,從功率平衡角度進行了分析并提出了解決方法。Matlab仿真實驗結果驗證了理論分析的正確性。
1419-1424
電網技術雜志自動化

軟件定義電力廣域網通信業務資源公平分配技術研究

摘要:在應對海量電力業務與激增的數據流量時,剛性而封閉的電力廣域網通信架構已不能完全適應。傳統的流量工程技術可以改善資源利用率,但隨著電力業務端到端服務質量(quality of service,Qo S)要求的不斷提升,已不能從根本上解決問題。為此提出一種通過集中控制每條業務流量來重配置網絡數據平面,從而適應當前流量需求的業務資源公平分配技術。通過設計資源分配函數、吞吐量最大化函數、公平分配函數和多業務流函數,搭建業務資源公平分配算法框架,從而以軟件的方式實現分布式集中架構下的電力業務資源公平分配。仿真結果驗證了該技術可以在資源公平分配的前提下保障電力業務的QoS。
1425-1431

基于SVM的小樣本條件下繼電保護可靠性參數估計

摘要:智能變電站繼電保護系統因其高可靠性而失效樣本數據過少,從而影響了對其可靠性參數的估計。為此提出一種基于支持向量機(support vector machine,SVM)的繼電保護系統可靠性參數估計方法。首先介紹了繼電保護裝置失效時間服從的分布模型;然后,針對失效數據的小樣本問題,先利用SVM對原始樣本進行回歸訓練并預測得到貼近原始樣本數據規律的擴大樣本,并采用網格搜索和交叉驗證方法對SVM回歸模型進行參數尋優;最后,根據擴大后的樣本,采用最小二乘擬合方法進行可靠性參數估計。與現有的方法相比,新方法無需先驗知識,更容易實現。對比分析表明,新方法有效提高了小樣本條件下繼電保護系統可靠性參數估計的精度和穩定性,并具有較好的抗野值能力。
1432-1437

考慮線路長度變化的T型線路行波測距

摘要:針對現有的T型行波故障測距算法不能適應線路長度變化的問題,提出一種新的T型線路行波故障測距算法。該算法在T型線路故障測距方法的基礎上,利用三端計算故障發生的絕對時刻或者波速的大小關系來判斷故障是否發生在某一支路上,進而計算故障點的距離??紤]到線路長度變化的影響,給出了T節點附近故障時可能造成誤判的距離范圍。分支判別判據與測距表達式都充分用到了三端測量數據,并在一定程度上消除了弧垂和線路長度變化對其帶來的誤差。EMTP仿真結果表明,該方法正確,且克服了線路長度變化的影響。
1438-1443

零序電壓產生機理及過渡電阻測量和選相方法

摘要:不對稱電網高阻接地故障相的選擇和過渡電阻的測量較為困難。文章從新的角度闡述電網零序電壓的產生機理和物理意義:不對稱電網將自適應的產生零序電壓,零序電壓在零序阻抗上產生的電流完全補償電網的"零序不對稱電流"。根據零序電壓產生的機理,解釋中性點不接地系統不存在零序電流的原因,給出中性點經阻抗接地電網零序電壓的等效運算電路圖,實現接地故障電流的預測。通過比較各相電壓與故障電流的相位可判別出故障相,然后根據故障相電壓和故障電流的幅值計算過渡電阻。理論分析及仿真驗證表明所述方法不受電網不對稱和負荷電流變化的影響,精度高,應用方便。
1444-1449
電網技術雜志高電壓技術

基于復合積分羅氏線圈的過電壓監測方法

摘要:基于套管末屏間接式過電壓監測方法的思路,提出一種基于復合積分羅氏線圈的過電壓監測方法。該方法通過測量電容式套管末屏抽頭電流并積分以求得待測電壓。在分析工頻過電壓、操作過電壓以及雷電過電壓作用下套管末屏抽頭電流幅值及頻率特性基礎上,針對現有羅氏線圈電流傳感器的不足,設計了復合積分環節。該復合積分環節由有源積分環節、無源積分環節、高通濾波環節以及羅氏線圈高頻自積分環節組成,通過各環節頻率特性的相互配合而達到了擴頻目的。在此基礎上,研制了復合積分羅氏線圈電流傳感器,其測量頻帶范圍為30 Hz到3.23 MHz,靈敏度達到100 mV/A,滿足過電壓下套管末屏電流測量需求?,F場測試結果表明,運用該方法可對常見過電壓進行準確檢測,波形還原效果較好。
1450-1455

基于場路耦合有限元的三相共箱氣體絕緣母線暫態電動力分析

摘要:基于瞬態場路耦合有限元理論建立了外部電壓源激勵下的三相共箱氣體絕緣母線電路-電磁-結構場數值計算模型。采用順序耦合方法將電磁場分析得到的節點電磁力作為載荷施加到結構場有限元模型中計算外殼的振動特性。通過將計算結果與鏡像電流法和外殼振動測試結果進行對比驗證該計算模型的有效性?;谠撃P头治鲇嬎懔斯ゎl穩態和不同短路故障條件下三相共箱氣體絕緣母線電動力空間分布特性和時變特性,計算結果表明由于三相導體位于同一金屬殼體內,短路故障類型將直接影響導體和外殼上電動力的分布特性。單相短路故障條件下氣體絕緣母線導體短路電動力在幅值上要大于相間短路和三相短路且在時間上要早于相間短路和三相短路。計算模型和分析結果可用于三相共箱氣體絕緣母線結構優化設計和短路故障監測。
1456-1462

直流電壓下環氧絕緣材料電氣性能對電荷積聚的影響

摘要:為研究環氧絕緣材料電荷積聚過程的影響因素,減少材料表面電荷積聚效應,采用高阻計對直流電壓下環氧絕緣材料不同時間點的體積電阻率和表面電阻率等關鍵電氣性能進行測量,并采用直流試驗裝置,借助電容探頭法進行直流高壓下的表面電荷測量。通過相關理論研究,獲得了環氧絕緣材料電阻率隨直流電壓作用時間的關系,建立了環氧絕緣材料電氣性能與電荷積聚的關系,并明確了環氧絕緣材料電氣性能的改進措施,對于減少直流電壓下,環氧絕緣材料的表面電荷積聚,提高輸變電設備直流絕緣子運行可靠性具有實際意義。
1463-1468

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