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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10期雜志 文檔列表

電網技術雜志智能用電技術

基于雙層離散粒子群優化的智能小區車輛與家庭互動調度策略

摘要:綜合考慮電動汽車的行駛特性、電池特性等約束條件,建立了計及峰谷差、日負荷率、負荷均方差和用戶電費的多目標智能小區車輛與家庭互動(vehicle to home,V2H)調度策略。為求解該策略,提出雙層離散粒子群算法優化V2H調度模型,以解決智能優化算法難以求解含等式約束方程的問題。第1層優化通過離散粒子群算法求解滿足所有約束條件的單輛電動汽車充放電計劃可行解,第2層優化采用基本粒子群算法迭代優化V2H調度模型。對無序充電、有序充電調度、V2H調度模式以及不同用戶響應度的V2H調度策略進行仿真分析,結果表明:V2H調度在減小峰谷差、負荷波動、提升日負荷率方面的作用最顯著,與無序充電相比用戶電費下降1/3以上;隨著用戶對V2H調度策略響應度提高,負荷特性改善越明顯,但是V2H調度的車均電費會增加。
2690-2696

考慮運行策略及投資主體利益的主動配電系統儲能優化配置

摘要:開放電力市場環境下,以配電網公司的凈收益最大為目標,建立了考慮運行策略及投資主體利益的電池儲能系統(battery energy storage system,BESS)優化配置模型。配電網公司的凈收益由在大量用戶自建分布式電源的主動配電網中投資建設BESS的經濟效益以及計入考慮循環壽命的BESS全壽命周期成本決定。其中,經濟收益分為正常狀態下的收益和系統故障過程的收益。同時通過設定追蹤價格的上下限和最小的電池荷電狀態,提出一種新的確定BESS運行策略的方法。優選智能單粒子群算法對該模型進行求解。以改進IEEE-33節點配電系統為例進行仿真驗證,結果表明與固定的BESS運行策略相比,采用所提策略可獲得更優的經濟性,DG的類型與滲透率的大小對BESS的最優配置結果及經濟收益有較大影響。
2697-2704

主動配電網規劃研究綜述

摘要:從主動管理、規劃模型、規劃方法、求解算法等方面對主動配電網(active distribution network,ADN)規劃研究進行了綜述。首先,介紹了主動管理的概念,總結了ADN與傳統配電網(traditional distribution network,TDN)的不同技術特點。然后,總結并深入分析了ADN規劃模型、不確定性規劃、多階段規劃、求解算法等方面的研究成果,探討了ADN規劃涉及的相關問題(如負荷預測、信息與通信技術、方案評估),指出:由于考慮分布式電源(distributed generation,DG)、電動汽車、柔性負荷的接入,同時需考慮主動管理策略,ADN規劃的優化目標變得更加多元,需要綜合考慮系統的可靠性、經濟性及DG的接入能力;ADN的利益主體包括配電公司、DG獨立投資商、需求側管理參與方等,這使得ADN規劃問題需要協調各投資主體利益;再者,ADN增加了優化過程中的決策變量及約束條件,不確定性的疊加,使得運行狀態更加復雜,極大地影響了規劃方案尋優的可行解空間;ADN規劃主動地采用管理措施來降低規劃方案未來可能的運行風險,其規劃結果除了網絡解(即規劃建設方案),還包括非網絡解(即運行控制策略)。最后對ADN規劃未來的研究重點進行了展望。
2705-2711

配電網差異化節能規劃方法及其應用

摘要:由于缺乏系統性的節能規劃指導,基層供電企業對于上級節能指標及資金落實存在一定程度的盲目性。通過調研電網節能工作存在的困難,提出了一種配電網差異化節能規劃思路??紤]基層配網運行數據收集的完善程度不同,在此基礎上提出了節能潛力分析指標體系,并分別建立了基于前推回代潮流計算法和灰色關聯度預測法的節能潛力模型。建立了基于設備層面及配網層面的雙視角差異化節能規劃模型,并給出了求解步驟。最后,以江西電網某市級供電公司的某個配網為例,通過對其節能規劃方案的制定驗證了所提方法有效性。
2712-2718
電網技術雜志低碳電力技術

適應低碳電源發展的低碳電網規劃模型

摘要:實施面向低碳目標的電力規劃可以緩解碳鎖定效應,有效促進電力行業的低碳化發展。為充分挖掘電網環節的低碳潛力,提出適應低碳電源發展的電網規劃模型與方法。建模過程全面考慮了電網環節的低碳相關要素,包括促進新能源并網與消納、電網環節全生命周期碳排放的分析與管理以及降低電網損耗等。在此基礎上,建立了適應低碳電源發展的低碳電網規劃模型。模型基于多場景建模技術,可以精細化模擬電網規劃方案下的系統運行。進一步,基于分離不等式法和約束成本變量法,將原模型轉化為大規?;旌险麛稻€性規劃模型,以簡化模型求解。最后,基于江蘇電網實際數據開展算例分析,驗證了模型的有效性。
2725-2730
電網技術雜志聲明

“直流電網基礎理論及關鍵技術”專題征稿啟事

摘要:為深入探討直流電網發展現狀及未來技術路線,促進先進技術理念、科研創新成果和實施應用技術的推廣與交流,2015年7月6日至7日,中國電力科學研究院2015年第二屆“二零八”科學會議在北京召開。此次會議主題為“直流電網基礎理論、關鍵技術及應用”,涉及直流電網需求分析及應用場景、直流電網形態格局及拓撲結構展望、直流電網關鍵設備的研究展望、直流電網電氣可靠性研究、新能源發電直流匯集輸送及協調控制技術、直流配電網關鍵技術與裝備、直流供用電應用前景及關鍵技術等七個議題。
2738-2738
電網技術雜志低碳電力技術

帶超級電容的光伏發電微網系統混合儲能控制策略

摘要:為保證微電網系統穩定運行、各發電單元之間功率平衡以及輸出電能質量良好,采用混合儲能裝置作為含光伏發電微電網系統的儲能部分。提出了含光伏發電單元的微電網系統并網運行時各儲能單元和直流母線電壓的控制策略。當光伏發電并網系統的能量管理采用功率分配型控制策略時,直流母線電壓幅值的穩定受發電單元側控制,通過控制微電源與三相逆變器輸送給電網能量之間的平衡來保持直流母線電壓穩定;當新能源或本地負載功率發生突變時,由于蓄電池和超級電容儲能裝置具有較好的能量互補特點,通過控制蓄電池吸收或釋放低頻功率,超級電容吸收或釋放高頻功率,可以抑制負載突變對直流母線造成的沖擊。仿真和實驗結果表明,上述控制策略能有效、快速地調節系統有功、無功功率輸出,抑制微電網系統負荷突變引起的功率波動,改善系統輸出電能質量,提高系統的可靠性和穩定性。
2739-2745
電網技術雜志聲明

“能源互聯網”專題征稿啟事

摘要:可再生能源、分布式發電、智能電網、能源路由器、直流輸電、儲能、電動汽車等新能源技術與物聯網、云計算、大數據、移動互聯網等新興信息技術的不斷進步,為第三次工業革命奠定了堅實的基礎。能源互聯網是互聯網和能源系統深度融合的產物,是涵蓋發電、供電、供熱、供冷、供氣、電氣化交通等多個復雜系統的交互式綜合能源網絡,將推動能源綠色化和用能高效化,促進能源系統的開放互聯和市場化。未來的能源互聯網將可能給傳統能源行業的供需模式、運營結構、市場環境、商業模式、技術體系與管理體制帶來重大改變,對于全世界工業而言都是重大挑戰。
2745-2745
電網技術雜志低碳電力技術

超級電容與電解電容并聯儲能系統的特性研究

摘要:超級電容作為一種儲能設備,能夠在短時間內完成能量存儲和釋放。然而,由于超級電容的固有時間常數相對較長,在1 s左右,這使其在毫秒級能量傳遞時效率降低。所研究的超級電容與電解電容并聯儲能系統,相比于傳統的單純超級電容儲能系統,在效率、響應速度、體積和成本等方面均有優勢?;诓⒙摮夒娙菖c電解電容所組成的儲能系統,以簡單的結構實現了儲能系統效率、功率和響應時間的提高?;诤懔鞣烹姅祵W模型分析了系統各項參數與并聯電容儲能系統性能之間的關系,并通過實驗驗證了并聯電容儲能系統的相關特性。實驗結果證明,與單純超級電容系統相比,并聯系統在能量傳輸效率上提高了10%以上。同時,通過改變并聯系統的相關參數,也可以提高系統的能量傳輸效率。
2751-2757

采用橫縱向誤差平移插值修正的風電預測精度改善方法

摘要:目前風電預測功率精度偏低,評估指標常用縱向誤差,很少針對橫向誤差(延遲或超前時間)進行統計。提出了基于橫、縱向誤差平移修正的風電預測精度改善方法,給出用于風電功率預測的不變趨勢功率持續時間的概念,并將風電場日前功率預測曲線和實際功率曲線劃分為不變趨勢功率增加段、降低段和保持段3種模式。建立了各不變趨勢持續時間的計算模型,采用概率統計法獲得預測時間值與實際時間值之間的偏差值及滯后或超前方向,利用平移法和插值法聯合橫縱向誤差修正日前功率預測誤差。應用上述方法對新疆某地區風電功率預測曲線進行仿真計算,結果如下:該地區風電功率預測橫向誤差為3.78 h,方向為超前,縱向絕對誤差值為40.05 MW;采用平移插值修正后,橫向誤差值為2.56 h,降低了32.34%,縱向誤差值為32.58 MW,降低了18.65%。從而表明該方法可以有效提高風電短期預測功率精度。
2758-2765

非迭代與分時段最優的風電功率短期預測

摘要:風電功率短期預測模型多數以數值天氣預報信息(numerical weather prediction,NWP)為輸入,然而NWP數據存在一定的局限性。且以歷史統計數據為輸入時,誤差會隨預測提前時間的增大而急劇增加,因此常應用于超短期預測。為此提出了一種非迭代–分時段最優預測模型,首先以歷史數據為輸入,采用非迭代方式預測未來24 h的風電功率。然后找出分別使各個預測時段誤差最小的最優輸入個數,并求得基于歷史風速數據和歷史功率數據2種模型的分時段最優權重。實驗證明,非迭代-分時段最優模型有效地消除了累積誤差增大了預測范圍,大大提高了各個時段的預測精度。與其他預測模型相比,該模型數據來源方便、結構簡單、預測精度高。
2766-2771

雙饋風電機組低電壓穿越參考功率優化整定

摘要:在綜合雙饋風電機組已有低電壓穿越方法的基礎上,提出一種雙饋風電機組低電壓穿越參考功率優化整定方法。在詳細分析電壓跌落引發crowbar保護動作后的雙饋風電機組機電暫態過程的基礎上,根據轉子運動方程,推導了電壓跌落持續期間雙饋感應發電機不發生超速脫網的條件,給出了雙饋感應發電機參考功率的整定計算公式?;赑SCAD/EMTDC V4.2.0仿真軟件,搭建了某型號1.5 MW雙饋風電機組的低電壓穿越仿真模型。仿真結果表明,在電壓跌落持續期間,所提出的參考功率整定方法既能減輕雙饋感應發電機轉速增加程度,又能使雙饋感應發電機向電網發出一定無功功率,進而驗證了所提方法的有效性。
2772-2779

計及暫態電壓安全性的風電場無功電壓協調控制

摘要:針對風電場并網電壓調控問題,提出一種計及雙饋風電場暫態電壓安全性的無功電壓控制策略。在分析典型的放射式集電系統電壓分布特點的基礎上,對其穩態運行狀態設計了相應的無功電壓協調控制方案。穩態運行時的電壓協調控制以均衡風電機組機端電壓裕度、提高無功補償設備動態儲備容量和提高系統電壓穩定性為目標,從而在電網電壓擾動或電網故障期間有效地預防風電機組連鎖脫網,提高風電場運行的安全性,起到預防控制的效果。最后通過實際算例仿真驗證了本文所提控制方法的有效性和可行性。
2780-2786
電網技術雜志聲明

“配用電大數據技術”專題征稿啟事

摘要:大數據技術是當前國際信息科技前沿熱點,已引起世界范圍內的廣泛關注。目前電力公司在配電系統規劃、調度自動化、配電自動化、電能質量監測、電能信息采集、95598客戶服務、電能服務管理等配用電專業信息系統中積累了大量數據資源;營配數據貫通及與電力公司外部的社會公共數據集成,豐富了配用電數據資源;配用電數據呈現數據量大、數據類型多、價值密度低、增長速度快的特點,為開展大數據分析奠定了堅實的數據基礎。
2786-2786
電網技術雜志低碳電力技術

基于風電機組輸出時間序列數據分群的風電場動態等值

摘要:為了在保證精度的前提下降低含風電場仿真系統模型的復雜度,以風電場并網點輸出特性一致為目標,提出一種風電場動態等值方法。利用風電機組輸出時間序列數據,應用幾何模板匹配算法刻畫該時間序列曲線特征,使用屬性閾值聚類算法來實現風電機組分群,適用于所選時間序列的時間段內的所有時刻。在各群內,按照風電機組功率輸出特性不變的原則對風電機組參數進行等值,以電壓差不變為原則對集電線路進行等值。最后,以寧夏某實際風電場為例,分別選擇不同時刻的風電機組狀態為初值進行仿真,并比較風電場詳細模型和等值模型的輸出特性。結果表明,等值前后風電場并網點輸出特性均保持一致,分群方法可以反映風電機組在該時間段內各時刻的運行特性,等值方法合理有效,具有一定的工程應用價值。
2787-2793
電網技術雜志直流輸電與直流電網

±1100kV特高壓直流系統試驗方案研究

摘要:分析了準東—皖南±1100 k V特高壓直流示范工程的特點以及哈鄭和溪浙±800 k V直流工程現場系統試驗發現的主要技術問題。重點對受端高低端換流器分層接入500 k V/1000 k V交流電網控制保護性能、附加功率控制以及安穩裝置的接口問題進行了分析?;谏鲜龇治鼋Y果,結合±1100 k V特高壓直流系統仿真計算分析結果,提出了系統試驗項目,內容包括:基本的控制保護、監控、設備性能試驗項目、換流站輔助系統試驗、換流器控制與閥基電子接口試驗、分層接入試驗、換流變產氣驗證試驗、融冰方式試驗和直流偏磁測試試驗等。這些研究成果為編制系統試驗方案奠定了技術基礎。
2815-2821

基于多饋入功率恢復因子的南方電網多回直流分層協調控制策略

摘要:為提升多饋入直流輸電系統的暫態穩定性,設計了針對多回直流的分層協調控制策略。首先,分析了直流低壓限流單元控制對系統恢復特性的影響,提出了相應的優化措施;然后,分析了影響多回直流協調恢復性能的因素,并在此基礎上提出了以多饋入功率恢復因子為評價指標的多回直流協調恢復措施;最后,在南方電網的仿真模型中驗證了所提出的分層協調控制策略的有效性。研究結果表明:所提控制策略能夠有效提升多饋入直流輸電系統的暫態穩定性。
2822-2829

特高壓直流輸電線路雷擊暫態過程與行波保護響應特性分析

摘要:針對實際工程中特高壓直流輸電線路雷擊事件,采用電磁暫態仿真軟件PSCAD/EMTDC實現雷擊特高壓線路的小步長仿真,解決了目前仿真方法未能與保護分析工作相適應的問題。主要分析了發生非故障性繞擊、故障性繞擊以及反擊時保護安裝處電壓、電流的暫態過程,描述各電氣暫態量在雷擊極與非雷擊極的主要特征及區別。結合實際行波保護模型的動作情況,對比非故障性繞擊、故障性繞擊以及反擊下d U/dt判據、DU判據、DI判據在雷擊極與非雷擊極的響應結果,梳理雷擊特高壓直流輸電線路行波保護判據的響應特性,指出在故障性繞擊、反擊場景下非雷擊極行波保護誤動情況是由于線路耦合導致在雷電流波頭上升階段出現非雷擊極保護的DU、DI判據滿足整定值造成的。最后給出了提高特高壓直流系統行波保護雷擊可靠性的優化思路。
2830-2835

直流換流站換流閥火災監視系統及自動滅火方案

摘要:目前我國已成為世界上直流輸電工程最多的國家,換流閥作為直流輸電工程中最重要的核心設備之一,價格昂貴且安裝在相對封閉的閥廳內,換流閥組件中晶閘管、電容、電阻、觸發板等元件多且運行在高壓、高場強環境中,換流閥因放電、過熱等原因發生火災的情況時有發生。為此,提出了換流閥火災監視方案,采用吸氣式空氣采樣煙霧探測報警系統和紫外探測2種不同的火災判斷方式,優化傳感器布置、軟件邏輯、信號傳輸回路等方面設計,提高了閥廳火災監視系統可靠性并在實際工程中進行了應用??紤]到換流閥起火時,運行人員因燃燒物揮發有毒氣體無法實施主動滅火措施,提出了一種閥廳火災自動滅火系統的實施方案,該方案采用清潔、無二次污染的新型新一代哈龍替代品3M?Novec?1230滅火劑作為滅火介質,采用在換流閥中與換流閥冷卻水管同路徑預鋪設滅火管道的方式,在換流閥發生火情時,火源的熱量軟化附近的滅火管道,滅火劑從軟化點噴出并噴向火源,實現了自動滅火,避免火情擴大,降低了火災損失。
2836-2841

基于波參數的直流線路諧波阻抗解析方法

摘要:為深入研究直流線路的諧振特性,提出一種長線路模型的解析方法,并依托某在運±800 k V特高壓直流輸電工程進行了理論計算與仿真分析的對比研究。首先,推導出線路單位長度等效參數,并引入波參數對直流線路四端口網絡進行求解,計算出各頻率點的等值阻抗;其次,通過將EMTDC程序中的相域頻變線路模型與計算結果進行對比分析,驗證了仿真模型與所提解析方法的正確性與精度;最后,對直流系統200 Hz頻段以內進行阻抗解析,并仿真分析了直流線路在各類典型故障下的過電壓與過電流。結果表明:系統在50 Hz與100 Hz附近存在諧振風險,需要采取一定的諧振抑制措施。
2842-2847
電網技術雜志電力系統

統一潮流控制器多時間尺度混合實時數字仿真

摘要:結合上海220 k V電網統一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)示范工程,針對UPFC控制系統閉環測試,提出了UPFC裝置多時間尺度混合的實時數字仿真試驗方法,并在RTDS實驗平臺上進行了UPFC裝置ns級開關暫態、ms級電磁暫態混合實時仿真。RTDS試驗結果表明該UPFC裝置具備良好的無功穩定輸出能力,母線電壓控制能力,并能獨立控制線路有功和無功潮流,其階躍響應時間小于30 ms。從而表明該UPFC控制系統具有良好的穩態控制及動態響應特性,驗證了控制系統功能和性能的有效性。
2848-2855

考慮離散馬爾可夫模型的多工況電力系統自適應控制策略

摘要:針對連鎖故障導致電力系統運行工況變化較大的問題,提出一種考慮離散馬爾可夫模型(Markov)的多工況電力系統自適應控制策略。首先,建立考慮電力系統多工況因素的離散Markov系統模型,構造含該模型的Lyapunov泛函,并利用迭代法推導滿足干擾衰減度的魯棒隨機穩定判據。在此基礎上,利用Schur補引理,獲取滿足H?范數界的線性矩陣不等式(linear matrix inequality,LMI),并結合系統各子工況最小方差約束,設計滿足最小方差約束的魯棒隨機穩定控制器。然后,利用線性目標函數的最小化問題求解各子工況匹配控制器,利用隨機梯度在線辨識方法確定子工況對應加權系數,實現自適應加權控制。時域仿真結果表明該策略具有良好的控制效果,有效解決了固定故障集無法與當前工況合理匹配的難題。
2856-2861

考慮參數不確定性的電力系統區間線性狀態估計

摘要:由于網絡模型參數的近似理論和量測誤差的存在,電力系統狀態估計的結果具有不確定性。利用區間分析方法處理狀態估計中電網參數及量測的不確定性,可得到系統狀態量的上下界限。綜合已有的數據采集與監控(supervisory control and data acquisition,SCADA)系統及相量測量單元(phasor measurement unit,PMU)實時混合量測數據,以傳統高斯消去法(interval Gauss elimination,IGE)的結果作為初值,利用Krawczyk算子對量測方程進行求解,得到更接近解集真實值的區間向量。最后,對IEEE標準系統及某實際省網進行測試,與IGE和蒙特卡洛法進行比較,結果表明所提方法在收斂性、估計精度均具有明顯的優勢。
2862-2868

電力系統拓撲分析的LU矩陣分解算法

摘要:電力系統拓撲分析是電力系統仿真與狀態估計的基礎。傳統的電力系統拓撲分析算法需要進行大量的圖搜索與邏輯運算,計算效率較低,無法適應現代大規模復雜電力系統的拓撲分析需要。為實現大規模復雜電力系統的實時拓撲分析,基于電力系統網絡支路—節點關聯矩陣的LU分解,提出了一種新型拓撲分析算法。該算法不僅具有簡化節點間鄰接信息處理的性能優勢,而且具有以算術運算取代邏輯運算、低運算量、適用于矩陣計算加速技術的效率優勢。針對波蘭3375-節點測試系統進行拓撲分析,該算法與幾種傳統算法相比耗時更少。算例分析結果驗證了該算法的正確性與良好的實時性。
2869-2874

電力系統在線安全穩定分析應用模式

摘要:電力系統在線安全穩定分析實現了電網運行的在線監測和預警。分析基于實時數據進行在線安全穩定分析的局限性,提出在線安全穩定分析的實時分析、研究分析和趨勢分析3種應用模式,分別闡述不同應用模式的研究目的、數據來源和業務流程。介紹在線安全穩定分析的整體工作流程,分析3種應用模式協調運行能夠避免基于實時數據分析的局限性。實踐結果證明了在線安全穩定分析3種應用模式協調運行能夠為大電網運行安全穩定提供有效保障。
2875-2881

考慮電量可實現性和啟停功率軌跡的火電機組組合混合整數線性規劃模型

摘要:為解決傳統模型過于簡化以致調度計劃存在電量不可交付、產生系統頻率偏差的問題,提出一種考慮電量可實現性和啟停功率軌跡的火電機組組合混合整數線性規劃(mixed-integer linear programming,MILP)模型,該模型引入一類0-1變量表示燃煤機組的運行狀態,便于在其加熱、升負荷、調度和降負荷4個階段的邏輯判斷和發電量計算;根據燃氣燃油機組啟停迅速的特點,對其運行狀態重新建模;并支持冷、溫、熱等多種啟動類型和1 h、15 min等多種調度時段長度。10~1 000機24時段系統的計算結果表明:所提模型更符合實際運行情況,可很好地解決電量不可交付問題,且具有較高的求解效率。
2882-2888

基于廣域信息的同調機群聚類識別方法

摘要:針對目前基于廣域測量系統(wide area measurement system,WAMS)的發電機同調分群聚類方法僅僅以功角曲線之間的距離作為聚類指標,忽略了軌跡的局部特征及變化規律,導致軌跡分析不全面的問題,提出了一種基于軌跡結構差異度的同調機群聚類算法。首次將通信領域的軌跡特征提取方法應用到電力系統中,較全面、綜合地考慮了發電機功角曲線之間的距離、變化方向、波動程度和變化速度的差異,利用變異系數法進行特征權重計算,以曲線之間的結構差異度為聚類指標實現了多機系統的同調分群。通過EPRI-36節點系統仿真算例驗證了方法的有效性,結果表明:算法可以根據電力系統的具體運行情況確定合適的權重值對發電機之間的特征差異進行評價。與已有的基于功角軌跡的分群方法相比,軌跡分析更全面,分群結果更具有實際意義。
2889-2893

基于修正功率因數評估的配電網低壓電容器協同控制

摘要:饋線無功補償分布不均會造成大量無功在線路上流動,導致電壓越限、有功損耗嚴重,而目前的無功優化往往需要全面建模且無法適應拓撲變化。針對此現狀,基于10 k V配電線路的有功損耗和電壓降落機理,提出一種新型的配電網低壓電容器協同控制方法——修正功率因數評估法。該方法通過饋線的修正功率因數來評估線路的無功平衡情況,以修正功率因數到平衡區間的數值距離的最小值為目標函數,并基于負反饋調節的機理采用定向尋優的方式對低壓電容器進行協同控制,使修正功率因數維持在平衡區間范圍內。以某實際配電線路為例,采用某一運行日全天的負荷數據進行連續潮流仿真,結果驗證了所提方法的有效性,并表明修正功率因數評估法在節能降損、提高電壓合格率和避免無功補償設備頻繁投切等方面具有優越性。
2894-2900

基于兩相式模塊化多電平變流器的電氣化鐵路不斷電過分相裝置拓撲研究

摘要:提出一種基于模塊化多電平結構的電氣化鐵路不斷電過分相裝置拓撲,該拓撲無需變壓器,可直接接入27.5 k V等級的牽引供電系統。拓撲采用兩相式結構,兩個交流輸出端子分別接于中性段與一條牽引供電臂,直流支撐電容支路的中點接在鋼軌上。建立了所提出拓撲的數學模型,并與應用于直流輸電領域的三相式模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)拓撲進行了比較,兩相式MMC拓撲的公共直流電容電壓中不僅包含直流分量,還包含工頻基波分量?;ǚ至康拇笮∨c兩相輸出電流之和成正比,與電容容值成反比。設計了裝置級控制策略,提出對上下橋臂電流都采用直接電流反饋的閉環控制方式,保證裝置交流輸出電流具有較好的波形。利用PSCAD仿真和樣機實驗驗證了所提拓撲及控制策略的正確性和有效性。
2901-2906
電網技術雜志高電壓技術

特殊污穢條件下電流互感器復合絕緣外套電蝕損缺陷機理分析

摘要:寧夏福祥變220 k V電流互感器因絕緣外套嚴重電蝕損缺陷而退運。福祥變地區氣候干燥,降雨少,霧日少,互感器外套的電蝕損現象無法用常規污閃理論模型解釋。從污穢分析、材料分析、電磁場計算3個方面,對互感器復合外套電蝕損缺陷進行了分析,并且在實驗室中模擬出了材料表面放電及蝕損現象,驗證了原因分析的結論:福祥變地區積污嚴重,污穢中含可導電顆粒;互感器絕緣外套硅橡膠材料憎水性良好,主要元素含量未發生明顯變化;互感器護套低壓端傘裙設計存在缺陷,低壓端法蘭與護套傘裙直接相連導致連接處液體硅橡膠材料運行場強過高誘發放電。特殊污穢條件以及傘裙設計缺陷是互感器外套缺陷的主要原因。
2915-2922

哈鄭線河南段帶電絕緣子污穢成分及懸掛高度對積污的影響

摘要:為研究特高壓線路絕緣子的自然積污狀況及不同呼稱高度桿塔上絕緣子的積污水平差異,在河南省鄭州市境內的±800 k V哈鄭直流線路的一基桿塔上,對1片懸掛在負極導線端的絕緣子和4串懸掛于不同高度處的不帶電絕緣子進行了半年的自然積污試驗。試驗結果表明:帶電絕緣子表面污穢中的陽離子主要為2aC+和4NH+,陰離子主要為24SO-和3NO-;不可溶成分中2Si O約占80%,也含有少量2 3Al O、2 3Fe O等。工廠煙塵、汽車尾氣中的2SO和氮氧化物是絕緣子污穢中24SO-和3NO-的重要來源。利用富集因子法計算得出了污穢中各金屬元素的富集程度,發現Ca、Zn、Fe、Mg和Al等元素均受到不同程度的人為污染,其中Ca和Zn元素達到了嚴重污染的程度?;S廢液中的2nZ+會通過污染周邊土壤間接地影響絕緣子積污。絕緣子表面污穢顆粒粒度集中在10μm左右。同一地區,絕緣子表面自然積污程度隨著懸掛高度的增加而逐漸降低。
2923-2928

±800kV特高壓直流工程網側750kV換流站區域空氣間隙優化

摘要:換流變網側接入750 k V交流系統時,網側間隙距離對閥廳設計將起控制作用。為確定±800 k V靈州換流站750 k V換流變網側最小相間距離值,結合換流站的具體情況,對A2值的選取方法和優化取值進行了研究。首先,基于理論分析和原有試驗曲線,導體為二分裂導線或管母時對應的最小相間距離分別為7.0 m和6.5 m;其次,針對750 k V網側帶電導體形狀即二分裂導線-管母進行了真型試驗,得到其50%操作沖擊放電電壓試驗曲線,并根據試驗曲線得出最小相間距離可取為6.5 m?;?50 k V網側過電壓水平和避雷器性能改進,最小相間距離可以從6.5 m進一步優化至5.9 m或5.8 m,甚至更低。
2935-2940

分裂導線阻抗調節防冰及融冰方法

摘要:目前廣泛應用的輸電線路交、直流融冰方法已不能滿足當前電網安全性、可靠性的要求以及智能電網的發展。使用分裂導線的阻抗調節來實現其自身的防冰或者融冰,具有實時性和不斷電作業等優點,是一種非常有前景的輸電線路覆冰防御方法。即對阻抗調節應用于輸電線路防冰、融冰的具體方法進行了研究。根據分裂導線阻抗調節的功能和特點,首先對使用該方法進行線路防冰、融冰的基本原理和要求進行了論述,同時也引出了需要計算的關鍵參數:對于防冰方法主要是解決最大間隔時間和最小負荷電流的計算問題,對于融冰方法主要是進行融冰時間的簡化計算;然后在此基礎之上,推導得出使用阻抗調節進行防冰、融冰的具體方法,包括子導線導通數目的選擇及其導通時間的確定。在多功能人工氣候室內進行了防冰和融冰的模擬試驗,試驗結果表明對防冰、融冰方法的計算是合理的。為分裂導線阻抗調節方法在防冰、融冰方面的應用提供了一種借鑒方案。
2941-2946

多場耦合對直流環氧絕緣材料機械性能和熱性能的影響

摘要:為研究直流電場、溫度場、力場等多場耦合條件下,環氧絕緣材料機械性能和熱性能的變化規律,采用直流試驗裝置對多場耦合條件下環氧絕緣材料的彎曲強度值,以及玻璃化轉變溫度分布進行了測量,并采用電容探頭法,測量其表面電荷分布情況。通過相關理論研究,發現多場耦合條件下環氧絕緣材料彎曲強度隨時間對數呈現二次關系并迅速降低,表面電荷的存在加速了環氧絕緣材料的老化作用。研究結論為評價環氧絕緣材料在多場耦合條件下的長期運行特性提供了依據。
2947-2951
電網技術雜志自動化

適用于弱饋系統的零序方向元件防誤動方法

摘要:線間零序互感作用會引起健全線的零序方向元件誤動。分析了健全線和故障線的電流突變量特征,得出了健全線的三相電流突變量相等,而故障線的三相電流突變量相差較大的結論。弱饋系統中,故障線弱饋側的三相電流突變量近似相等,使得僅利用電流突變量特征的健全線識別方法不再適用。針對此問題,具體分析了弱饋方式下健全線和故障線的故障特征,構造了含電流和電壓誤差系數的綜合誤差系數判據。PSCAD仿真結果表明,綜合判據在弱饋和非弱饋方式下均能可靠進行線路識別,從而可靠閉鎖健全線的零序方向元件和開放故障線的零序方向元件。文中提出的防誤動方法僅利用本線的單端電氣量,且能夠自動識別線路所處的電磁環境,具有一定的實用價值。
2952-2958

適用于雙饋風電場的改進電流突變量選相元件

摘要:應用于雙饋風電場的電流突變量選相元件受風電場特殊的暫態特性影響,其動作性能受到了嚴峻的挑戰。從雙饋風電場故障前后等效電勢和阻抗的變化特點出發,分析了電流突變量選相元件受風電場影響的詳細機理;提出了一種基于正序故障電流補償的改進電流突變量選相方案,該方案能夠消除風電場暫態特性的變化對選相結果造成的影響;仿真實驗結果表明所提方案顯著改善了傳統電流突變量選相元件的性能。
2959-2964

實現GIS故障精準辨識切除及自動恢復供電的母線保護新原理

摘要:為實現GIS故障精準辨識切除及自動恢復供電,提出一種母線保護新原理?;谀妇€大范圍、小范圍及各支路間隔復式比率差動原理,精準辨識隔離GIS設備故障點,線路側CT與斷路器之間故障時,僅跳開故障間隔斷路器實現故障隔離;斷路器與母線側CT間故障時,自動/手動拉開單間隔刀閘隔離故障,母線上運行的所有非故障健全元件保持繼續運行;母聯斷路器與I(II)母線側CT之間故障時,跳開母聯斷路器及I(II)母線,II(I)母線正常運行;發生無法隔離的母線故障時,由母線保護正確動作跳開所有聯接元件。該原理有效解決了GIS設備單間隔、母聯死區故障時母線保護無選擇性動作從而擴大停電范圍的難題,配合母線自動重合閘,可實現最小范圍快速切除故障和自動重合以快速恢復供電。理論分析和實際應用案例驗證了新原理的有效性和可行性。
2965-2971

雙端非同步數據精確線搜索比相的故障定位

摘要:針對輸電線路故障定位問題,提出一種雙端非同步數據精確線搜索比相的故障定位新方法。首先,研究故障相電壓電流沿線路分布情況,推導出故障電流分布系數的計算方法,分析故障相電壓幅值相位單調性變化規律。然后,采用對稱分量法處理故障前后線路兩端的數據,計算出非同步相角差和故障電流分布系數。最后,利用線路電壓序分量和電流序分量相位關系,采用全局精確線搜索法進行定位。EMTDC/PSCAD仿真數據的計算結果表明,該方法具有較高的定位精度,且不受故障類型、過渡電阻等因素的影響。
2972-2978

有源配電網跳閘閉合域的確定方法

摘要:針對有源配電網保護的要求,提出一種基于智能終端單元(smart terminal unit,STU)的保護架構。介紹了故障識別以及斷路器跳閘的具體流程,研究了跳閘閉合域的確定方法。采用保護與斷路器分開配置的方法,以同時滿足故障判別的準確性以及設備配置的經濟性。跳閘閉合域用來表示識別出故障后需要跳開的斷路器集合,采用保護關聯矩陣來描述跳閘閉合域內各節點的連接關系。文章對保護關聯矩陣的形成進行了詳細說明,通過拓撲搜索得到主保護關聯矩陣,對其進行處理可得到后備保護關聯矩陣,分別用于主保護以及斷路器拒動情況下的后備保護。當配電網的拓撲結構變化時,對不同情況下STU的處理方法進行了討論。最后結合實例分析,說明了保護動作和斷路器跳閘的過程,驗證了其有效性。
2979-2985
電網技術雜志電能質量

V2G模式下城市電網電壓質量概率評估方法

摘要:傳統基于確定性潮流和靜態概率潮流的電壓質量評估方法無法考慮到城市電網中不確定因素的時變性,因此將動態概率潮流應用于電動汽車與電網雙向能量傳輸(vehicle to grid,V2G)模式下的城市電網電壓質量評估。建立城市電網中基礎負荷和電動汽車功率的動態概率模型,運用基于半不變量法的動態概率潮流算法求得城市電網節點電壓概率分布,進而得到1 d中城市電網電壓合格率,最終評估V2G模式下城市電網的電壓質量。仿真結果表明:電動汽車以V2G模式接入會造成城市電網電壓質量下降,但相比于無序充電方式,V2G模式下城市電網電壓質量較高,評估結果對未來V2G控制策略的制定以及城市電網規劃都具有重要的參考價值。
2986-2992

基于多繞組調節模式的變壓器式可控電抗器諧波電流優化

摘要:變壓器式可控電抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)目前的調節模式僅限于單繞組調節模式,此時CRT的諧波電流含量無法滿足要求更高的應用場合。為進一步改善CRT的諧波性能,提出了多繞組調節模式的基本概念;采用分段線性化的方法,推出CRT工作繞組瞬時電流的計算通式;利用傅里葉級數分析方法求得工作繞組電流基波及各次諧波分量有效值與各觸發角之間的函數關系式。將CRT整個容量范圍進行離散,依次以各離散容量點為等式約束,以CRT向電網注入的諧波電流含量為目標函數,建立非線性優化模型,并調用Matlab中的求解非線性約束最小化問題的函數(Fmincon)逐點求解,從而實現了CRT的諧波優化調節模式。算例分析顯示諧波優化調節模式的諧波性能明顯優于目前公認的諧波性能最好的固定單支路調節模式。最后借助CRT等值電路仿真模型指出文中提出的諧波優化方法的本質是基于諧波對消原理,在相控方式下,“對消”原理比已有的“稀釋”原理能夠更顯著地減小CRT注入電網的諧波含量。
2993-2999

鄰近直流輸電落點的城市電網諧波傳導特性分析

摘要:根據交直流互聯電網出現的直流落點諧波從高電壓級向低電壓級的傳導過程和低電壓級非線性負荷諧波向高電壓級的擴散過程的不同,提出了一種基于等效注入電流的城市電網諧波傳導特性分析方法,將兩種情況下的諧波電流在諧波國標框架下統一,得出一致行為評價。注意到城市電網電纜大量使用帶來的高次諧波放大,提出潮流諧波比作為輸送單位基波潮流的諧波含量評價指標,用以評價由電網參數變化以及電纜使用帶來的諧波變化。應用所提方法計算了在某直流落點從500 k V變電站到10 k V母線諧波傳導過程,并與實測數據相比較,揭示了諧波從高電壓級向低電壓級的傳導規律和分析了城市電網電纜使用引起的諧波放大,驗證了方法的有效性。
3000-3004

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