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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 2017年1期雜志 文檔列表

電網技術雜志直流輸電與直流電網

高壓直流輸電系統暫態過程的解析解法(一):數學模型

摘要:為清晰、準確地反映高壓直流(HVDC)輸電系統的暫態過程,采用狀態空間法建立了HVDC系統的數學模型。在換流器交流母線三相電壓基波分量作為輸入的情況下,將換流器在不同工況下的拓撲結構表示成統一形式,從而使得HVDC系統主設備模型可用分時段線性微分方程組描述。通過引入輔助變量,將原非齊次線性微分方程組轉化為齊次線性微分方程組,簡化了其解的表達式。進一步,介紹了CIGRE標準測試系統中控制系統的主要結構以及鎖相振蕩器的控制原理,并列寫出相應的微分代數方程。所推導的數學模型將為第二部分詳細闡述算法流程提供基礎。
1-7

高壓直流輸電系統暫態過程的解析解法(二):算法與算例

摘要:對高壓直流(HVDC)輸電系統的暫態過程提出了一種新的精確計算方法。將直流系統主設備與控制系統分開計算,其中將主設備部分描述成分時段的齊次線性微分方程組,采用解析方法進行求解;對包含非線性環節的控制系統采用變步長的數值積分方法,將二者結合即可得到精確時域響應。采用解析解法代替數值積分方法計算HVDC系統主設備中的暫態過程,使得計算過程不再受小的積分步長限制,且不存在截斷誤差與數值穩定性問題。通過一個典型的算例將解析解法的結果與PSCAD/EMTDC仿真結果進行了比較,說明了所提方法的正確性與有效性。
8-13

高壓直流斷路器限流優化控制方法及仿真

摘要:高壓直流斷路器是直流電網的關鍵設備之一?;谥绷鲾嗦菲鞯南蘖骺刂品椒梢允构收想娏鞅3衷趨⒖贾抵車?為系統故障處理的控制策略提供時間,同時可以使保護區域免受故障端影響。首先對限流控制進行了分析,指出在系統參數一定的情況下,限流參考值的大小直接影響避雷器吸收能量多少,而避雷器投入個數的變化頻率則影響很小。隨后提出了一種限流優化控制方法,通過檢測避雷器吸收能量多少來轉換避雷器能量排序的觸發信號頻率。最后,通過PSCAD/EMTDC仿真分析,驗證了該優化控制方法的有效性,能夠在保證避雷器吸收能量平衡的同時,減少避雷器投入次數,延長避雷器使用壽命,增強直流斷路器的可靠性。
14-21

新一代大容量調相機在電網中的應用研究

摘要:研究了新一代調相機在我國特高壓直流送受端的應用。首先結合直流對于調相機的技術需求,研究了調相機模型,提出基于不同時間尺度的次暫態、暫態、穩態3種運行特性。然后,基于酒泉—湖南直流風火打捆送端,從增加系統短路比、降低新能源高壓脫網風險、抑制穩態過電壓等角度研究了調相機在特高壓直流送端的應用效果;基于華東多直流饋入受端電網,從提高直流多饋入短路比、降低多回直流同時換相失敗的風險、提升嚴重故障下的系統電壓穩定水平等角度研究了調相機在特高壓直流受端電網的應用效果。最后,從設備角度提出新一代調相機在運行維護、無功響應特性等方面相較于傳統調相機的技術優勢,旨在為調相機后續投入工程運行提供技術支撐。
22-28
電網技術雜志低碳電力技術

交直流混合微網功率控制技術研究綜述

摘要:微網是解決未來智能電網系統中大規??稍偕茉唇尤雴栴}的重要手段,其中,交直流混合微網兼顧了交流微網和直流微網二者的優點,將成為未來微網發展的主流。微網中通常采用電力電子變換器作為微源進行電能變換的接口,如何實現接口變換器之間功率合理配置是微網控制系統的重要目標。文章從交直流混合微網3個組成部分(交流子微網、直流子微網、交直流互聯變換器)出發,對相應的功率控制技術進行了全面的闡述;總結并歸納出交流、直流子微網功率控制技術的通用之處和各自特點。最后,結合未來智能電網的特點,對交直流混合微網未來關鍵技術進行了討論和展望。
29-39

考慮不平衡度約束的單三相混聯多微網日前經濟優化

摘要:隨著電網單區域內微電網接入數量增多,將形成運行模式及控制方式更加復雜的多微網。針對商業應用價值較高的光儲型多微網,基于單三相混聯拓撲提出了一種考慮不平衡度約束的模糊偏正粒子群日前經濟優化策略。分析了基于分層分級的通信架構及信息傳送方式,以雙層滾動優化為結構,底層將各子微網的經濟性作為優化目標,上層通過平衡底層優化后的各單相子微網聯絡線功率值得出各子微網相應出力。經實例驗證,所提策略可行并有效減少該系統三相不平衡度。
40-47

計及可控負荷的微網自治調度模型

摘要:隨著清潔能源發電滲透率的提高,棄風棄光現象日趨嚴重。對微網運行架構及其內部源荷架構進行分析,針對清潔能源就地消納提出微網自治策略,考慮可控負荷的參與,并建立了電熱聯合魯棒調度模型。在模型中,利用魯棒調度的思想對清潔能源發電及負荷不確定性進行建模,并利用可中斷負荷措施對可控負荷的響應潛力進行發掘。仿真結果表明,可控負荷的參與提高了微網運行的靈活性,所提自治策略可有效消納清潔能源發電,實現微網經濟運行。加入魯棒性控制后,系統調度結果趨于保守,備用和成本增加。
48-54

基于連續狀態變量約束的微網虛擬儲能系統最優平抑控制策略

摘要:針對城市園區微網中存在的"儲-荷"互動特性,對可控空調負荷群進行集群需求響應控制,調節空調負荷曲線形成"虛擬儲能"效應。提出基于連續狀態變量約束的最優控制(continuous state constraints-based optimal control,CSCOC)模型,考慮"虛擬儲能"和儲能電池協同運行特性,構建了平抑微網聯絡線功率波動的策略。最優控制模型包括:1)描述"虛擬儲能"系統物理機理的狀態空間方程;2)構建了以功率為基礎定義的"虛擬儲能"虛擬荷電狀態(virtual state of charge,VSOC),并給出"虛擬儲能"系統、電池儲能運行等式與不等式約束集;3)表示最優控制性能的目標函數。通過最優控制模型,實現微網聯絡線功率與設定目標參考值匹配。最后,通過算例進行靈敏度計算,分析了風電滲透率、電池容量等因素變化對最優控制算法的影響。結果表明,基于最優控制的"虛擬儲能"和電池儲能的優化協調,實現了精確追蹤設定目標參考值的最優儲能響應額度分配,能夠保證電池儲能荷電狀態在合理范圍之內,保證空調負荷運行的舒適性,維持用戶進一步參與需求響應的積極性。
55-63

適應湍流風況變化的風能捕獲量-載荷多目標優化最大功率點跟蹤控制

摘要:大型風力機廣泛應用功率信號反饋(power signalfeedback,PSF)方法實現最大功率點跟蹤(maximum power point tracking,MPPT)控制。而目前該方法的改進大多僅專注風能捕獲量的提升,忽視了由此導致的轉矩劇烈變化對載荷的負面影響。因此,PSF方法的改進有必要在風能捕獲和載荷之間進行權衡。根據對風能捕獲量和載荷相互影響的仿真分析,發現兩者的均衡協調需隨湍流風況而改變?;诖?提出了考慮湍流風況變化的風能捕獲量-載荷多目標優化MPPT控制。該方法基于恒帶寬PSF方法,采用響應面模型離線構建風能捕獲量-載荷均衡的決定參數(即帶寬)的最優值與湍流風速特征指標的非線性函數關系,通過帶寬設定值隨風速特征的在線調整,實現了風能捕獲量-載荷的多目標優化。最后,應用FAST(Fatigue,Aerodynamics,Structures and Turbulence)軟件的仿真結果驗證了該方法的有效性。
64-71

基于風電接納空間電量回歸模型的棄風率快速計算方法

摘要:近年來,風電發展迅速,棄風也日益增多,對電網棄風率做出快速準確評估對指導新能源開發規劃、制訂常規電源年/月發電計劃具有重要意義。提出了一種評估未來電網風電接納能力和棄風情況的新方法。文中以一段時間的接納空間電量來衡量此時間段的電網接納風電能力,經理論分析、回歸修正,得到接納空間電量與備用率、負荷率、負荷電量、常規機組最小出力系數的計算模型。然后,分析棄風率與風電理論電量占接納空間電量比例的關系,經曲線擬合得到棄風率與該比例的分段線性函數。最后,以接納空間電量為橋梁,得到棄風率與備用率、負荷率、負荷電量、常規機組最小技術出力系數、風電理論電量的計算模型。利用該方法,算例中評估了我國北部某3個省份2015年的棄風率,與時序生產模擬的對比驗證了所提方法的有效性。并定義棄風壓力指數作為風電優先調度難度的評估指標。
72-78

基于改進CFD與小波混合神經網絡組合的風電場功率預測方法

摘要:風的間歇性和時變性制約電力系統能量平衡,準確的風電功率預測有助于電網減小旋轉備用、合理制定檢修計劃。為減小預測誤差,提出一種基于多計算流體力學(computational fluid dynamics,CFD)模型的新型風電場組合功率預測方法。首先,利用小波混合神經網絡對數值天氣預報降尺度;其次,提出了考慮多重尾流的風電場物理CFD模型,并建立了根據測風塔風速外推各臺風電機組風速的加速比相關系數;最后,提出了僅考慮自由流場和帶有激盤模型的變權重組合流場模型。實際算例仿真證明,所提出的預測方法更準確地反映了風電場實際運行狀態,有效提高了預測準確性。
79-85

計及風電最優逆魯棒指標的雙層優化調度策略

摘要:引入雙層逆魯棒優化方法來應對風電不確定性影響。同時為提高風電消納能力,對抽蓄電站的抽水-發電工況進行優化,建立含抽水蓄能電站的雙層逆魯棒優化風電調度模型。該模型內層以發電總成本最小為目標,外層根據目標函數的理想擾動約束來引入風電出力的最優逆魯棒指標(optimal inverse robust index,OIRI),以此來分析發電總成本與消納風電量之間的極限制約關系。利用在網格多目標細菌群體趨藥性(grid multi-objective bacterial colony chemotaxis,GMOBCC)算法中加入拓撲映射和二分法來求解該模型。最后應用某地區電網系統數據對模型和求解方法進行模擬,通過對比顯示了所提方法的經濟性和有效性。
86-92

面向不同投資主體的分布式光伏運營策略研究

摘要:為解決不同運營模式的可行性和經濟性問題,提高分布式光伏發電綜合效益,研究了面向不同投資主體的分布式光伏運營策略。首先建立了分布式光伏的全壽命周期成本/效益模型,然后選取用戶和能源投資商兩種典型的投資主體,分別建立了業主運營、委外運營和合作運營3種模式下的經濟性評估模型,重點研究投資主體、用戶和第三方運營公司等利益主體的經濟效益,通過敏感性分析確定分布式光伏的最優運營策略,并給出了最低電價補貼。算例結果表明,分布式光伏在不同運營模式下均有較好的投資回報;能源投資商為投資主體時,分布式光伏整體效益更大,利益相關者更多,最低電價補貼更小。
93-98

電流型降壓橋式偽直流環節微逆變器

摘要:隨著單塊光伏電池輸出功率越來越高,以反激電路為基礎的傳統光伏微逆變器難以達到高效率,因此橋式電路為基礎的微逆變器越來越受到重視。提出一種電流型降壓橋式偽直流環節微逆變器。推導了能量緩沖電感的選擇方法,得到了其中各開關器件的電流應力。對所提微逆變器與傳統反激式微逆變器在開關管的導通損耗、二極管的導通損耗、偽直流環節濾波效果、開關損耗方面做了詳細比較,所提微逆變器綜合新能優于傳統微逆變器。200 W樣機的實驗結果證明所提微逆變器性能優良。
99-105

基于魯棒后悔度的光儲微網優化調度

摘要:提出了一種光儲微網系統的魯棒后悔度優化調度方法,以抑制系統中光伏輸出和負荷需求的不確定性擾動。依據不確定參數的預測值及分時電價,動態非均勻劃分調度時段以降低求解復雜度??紤]到蓄電池循環壽命在不同充放電深度下的損耗,構建光儲微網魯棒后悔度優化調度模型。由于模型求解屬于一類帶有非線性的雙層優化問題,采用拉格朗日兩段松弛和交叉熵混合求解算法獲取魯棒優化調度方案。算例仿真表明,所提求解算法能夠實現最大擾動下的經濟后悔度最小化,并且動態非均勻調度時段劃分能夠加快優化模型求解速度。相對于確定性優化調度,魯棒后悔度優化能夠有效減少不確定性因素對模型的影響,從而驗證了所提優化調度方法的有效性和可行性。
106-111

弱電網下光伏并網逆變器自適應準PRD控制方法

摘要:當光伏并網逆變器接入弱電網時,較高的電網等效阻抗值使逆變器控制系統帶寬減小、控制性能下降。針對此問題,提出自適應準比例諧振微分(PRD)控制方法,該方法首先對傳統PI控制器進行改進,采用準PRD控制器實現零穩態誤差跟蹤并擴大系統帶寬,然后采用雙諧波電流注入法實現對弱電網阻抗的在線檢測,最后將檢測到的電網阻抗值作為控制量在線調整準PRD控制器參數,實現并網逆變器對弱電網阻抗的自適應控制。仿真和實驗結果表明,該方法可實現對參考信號良好的穩態跟蹤特性和動態響應性能,提高系統對時變電網阻抗的自適應性,改善并網電能質量。
112-117

多情景下的電能替代潛力分析

摘要:國家電網公司于2013年提出實施"電能替代"戰略,力求在終端能源消費環節實現用電能替代散燒煤、直燃油等化石燃料,最終實現能源發展方式的根本轉變。為了對未來中長期電能替代發展趨勢及潛力進行預測分析,定義電能替代量來量化電能替代潛力,建立了關于電能替代的環境負荷模型。將基于小波神經網絡的智能修正預測模型嵌套在分析模型中,并通過脫鉤理論模型確定多情景下的多種模型參數,實現對不同情景下終端電能替代量的有效預測。最后,對多種情景下未來中長期終端電能替代潛力進行了預測分析。
118-123
電網技術雜志電力系統

高頻切機措施對失步振蕩中心遷移的影響

摘要:為減小失步振蕩中心遷移對系統解列的影響,基于兩機系統失步振蕩中心遷移的一般規律,研究了高頻切機措施引起的等效電抗及等效電動勢變化,得到了切機后失步振蕩中心遷移的函數表達式。同時提出了切機后失步振蕩中心遷移的臨界曲線和臨界區域,得到了高頻切機措施影響失步振蕩中心遷移的規律。結合實際電網發生多重嚴重故障的案例,在失步振蕩過程中,高頻切機措施會使失步振蕩中心朝被切電源一側遷移,在進行高頻切機時,應盡快切除穩定性較差機組,避免孤立系統出現二次失步現象,有利于孤立系統快速恢復穩定。仿真算例對工程實踐中增加預想故障類型,考慮第三道防線措施相互配合,和布置解列裝置安裝點具有指導意義。
124-129

基于馬爾可夫過程的電力系統連鎖故障解析模型及概率計算方法

摘要:提出一種基于馬爾可夫過程的電力系統連鎖故障解析模型及概率計算方法,該方法區分電力系統不同元件物理特性,結合系統元件所在電力系統狀態信息,分析元件停運概率。在元件停運模型基礎之上,考慮連鎖故障演化過程中故障事件間的相關性,以及故障序列對故障概率、故障后果的影響,通過馬爾可夫過程描述連鎖故障轉移過程,搜索系統在不同初始故障條件下的連鎖故障事件,生成電力系統連鎖故障全系統狀態空間;與此同時,分析系統不同狀態下的轉移過程,通過相關元件停運模型分析系統轉移概率,計算得到不同規模連鎖故障的概率。最后,在RTS79系統中驗證此方法,結果表明該方法可發現系統在不同初始故障下的連鎖故障事件,并計算連鎖故障概率,發現系統中的關鍵元件,以便基于此提出相應的系統改進措施,預防連鎖故障發生,降低系統風險,提高電力系統供電能力。
130-136

考慮輸電元件損壞概率的電力網架時序恢復策略優化

摘要:合理的電力網架恢復策略對大停電后電力系統的快速恢復具有重要意義。采用時序恢復策略進行電力網架恢復,分步進行機組啟動順序優化和路徑恢復順序優化。第一步以網架恢復時間內系統發電能力最大為目標優化機組啟動順序,并計及機組啟動功率、臨界時間等約束條件;第二步優化路徑恢復順序,通過模糊數學中的隸屬度函數對輸電元件潛在損壞概率進行建模,并設計策略優先恢復潛在損壞概率小、重要度高且過電壓風險低的輸電元件。兩個步驟之間通過路徑操作時間相關聯,有效地實現了兩個目標的一致性優化。IEEE 39節點系統算例驗證了所提方法的有效性,并表明所提方法自動避開了潛在損壞概率較高的元件,形成了合理的電力網架恢復時序方案,更加符合電力系統恢復的實際需求。
137-145

“電力市場”專題征稿啟事

摘要:2015年3月面世的《中共中央、國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》(中發[2015]9號)(以下簡稱“新電改9號文”)以及隨后陸續發布的系列配套文件,正式拉開了新時代中國電力改革的序幕。在《電力體制改革方案》(國發[2002]5號1取得階段性成果的基礎上,新電改9號文要求進一步全面深化電力改革,提高運行效率,引進競爭機制,建設電力市場。
145-145

戴維南等值參數辨識方法綜述

摘要:1:隨著新能源在大電網中占比不斷遞增及電網設備的電力電子化,電網安全運行面臨新的挑戰。戴維南等值可有效簡化復雜電力系統,極大提高電網安全穩定分析效率,是電網在線靜態穩定態勢快速評估的重要方法之一。為了有效梳理該領域已有研究成果,進而開展更加深入的探索及有效應用,對現有各種戴維南等值參數辨識方法類別、原理做了系統地歸納、總結和分析,給出了各種方法的優缺點、適用范圍以及關鍵技術。提出了尚需解決的問題,展望了未來研究方向。
146-156

廣域量測信息大數據特征分析及應用策略

摘要:為深入理解廣域量測信息特征,采用類比分析方法探究了廣域量測理論研究成果難以轉換成實際應用的原因。首先,以信息論大數據4V特征為條件,提出一種判斷大數據的邏輯結構。然后,深入分析電網廣域信息暫態數據、動態數據及事件標識數據的產生過程、描述結構及關聯關系,結合某省WAMS系統實例,與大數據判斷條件進行逐一類比分析,論述了廣域量測信息是一種電網特有的大數據,難以滿足多數WAMS理論研究成果對于數據持續性和準確性的要求,是理論成果難以向實用轉換的重要原因。實現WAMS理論成果實用化,必須有效處理廣域信息大數據,由此提出了建立數據可信分級、設計專用數據處理控制器、增添數據分群管理模式等數據應用策略。
157-163

考慮區域無功平衡的主導節點選擇和無功分區的優化方法

摘要:針對區域無功需滿足多負荷水平下的平衡要求,以及二級電壓控制以主導節點為控制中心的特點,提出了考慮區域無功平衡的主導節點選擇和無功分區的優化方法。該優化方法以電源對主導節點的可控性最強,主導節點對本區域負荷節點的可控性最強以及主導節點對其他區域負荷節點的影響最小為目標,以多負荷水平下區域靜態無功平衡為約束,采用基于目標相對占優的遺傳算法進行求解。其中,為表征主導節點對負荷節點的可控性,提出了主導節點的控制空間。該控制空間以主導節點對負荷節點的電壓控制靈敏度為基礎,通過逐次遞歸的方法進行構造。IEEE 39和IEEE 118節點系統的仿真結果論證了該方法的有效性。
164-170

電力市場下含雙饋電機風電場的電力系統無功優化

摘要:在電力市場環境下,為無功制定一個合適的價格有利于調動供應商的積極性。在考慮將含雙饋電機風電場作為連續無功源參與電力系統無功優化的基礎上,分析了同步發電機和雙饋電機風電場的無功計價模型,建立了以有功網損和無功購買費用最小為目標函數,包含各種運行約束條件的含雙饋電機風電場的電力系統無功優化模型,并采用改進粒子群優化算法進行求解。以IEEE-30節點系統為例進行了仿真計算,結果表明所采用的無功優化模型和算法的正確性、適用性和較好的經濟性。
171-177

基于滑模觀測器的孤島風柴混合電力系統SVC滑模補償控制器設計

摘要:針對獨立風柴混合電力系統中風能和無功負荷變化所引起的電壓波動問題,提出了利用靜止無功補償器(static var compensator,SVC)穩定電壓的控制策略。實際SVC存在模型參數不確定及狀態變量不完全可測的問題,故利用滑??刂扑惴?設計基于魯棒觀測器的SVC附加滑模電壓控制器。為此,首先建立孤島情況下包含SVC的風柴混合電力系統的數學模型;然后選擇適當的比例切換面和趨近律到達條件,并基于觀測器估計值來構造SVC魯棒電壓控制器;最后基于Matlab仿真平臺搭建算例模型,對所設計SVC滑模電壓控制器的魯棒性進行驗證。仿真結果表明,所設計的SVC滑模電壓控制器與傳統的SVC控制策略相比,可有效抑制電壓波動。
178-186

基于機會約束目標規劃的風火儲系統滾動調度

摘要:為有效降低風電預測誤差隨機性對電力系統調度的影響,優化含風電電力系統運行的安全性與經濟性,提出了基于機會約束目標規劃的滾動調度模型。首先,研究了誤差分布與預測超前時間的關系,并指出預測遠端可信度下降對電力系統調度的影響。然后,基于機會約束目標規劃建立了可直接利用多時間尺度預測信息的滾動調度模型。其中,調度計劃的制定能夠有效利用全局預測信息,有側重地兼顧運行安全性與經濟性;調度計劃的更新能夠通過分時逐次調節降低系統調節難度,同時調整計劃更具預見性。最后,利用算例對所提滾動調度模型的有效性進行驗證分析。結果表明:模型能夠結合誤差分布變化,利用多時間尺度風電預測信息優化含大規模風電系統運行。
187-193

基于虛擬支路模型與FTIL的多支路開斷潮流轉移搜索新算法

摘要:針對多支路開斷后有功潮流轉移問題,給出了一種基于虛擬支路模型與潮流轉移密集度(FTIL)的多支路開斷潮流轉移搜索新算法。在雙支路開斷的基礎上,給出了多支路開斷潮流轉移的虛擬支路模型:首先將2條開斷支路等效為一條虛擬支路,然后將該虛擬支路與第3條開斷支路組成新的雙支路開斷模型。結合經典的潮流折返過程導出了虛擬支路模型中支路開斷分布因子的計算式,計算過程簡單。引入了FTIL的概念,證明了由FTIL描述的廣義潮流轉移嚴重區包含所有潮流轉移較嚴重的支路,并采用改進的廣度優先搜索(BFS)算法對該區域進行界定,在BFS的終止條件中引入FTIL,使得搜索自動規避FTIL較小的區域,縮小了搜索范圍。最后,由界定區域中受潮流轉移影響較嚴重的支路構成輸電斷面。在新英格蘭39節點系統中驗證了所提方法的有效性。
194-200

大規模中壓配電網可靠性建設改造措施優選模型及求解方法

摘要:我國正處于配電網建設全面推進階段,提升供電可靠性是建設改造的核心目標之一。針對大量候選改造措施,提出一種適用于大規模配電網的措施優選模型并設計了求解算法。首先,對可靠性指標估算算法進行改進,使多種改造措施對系統可靠性的提升能夠通過連續可導的函數表達。在此基礎上,以投資成本與停電損失成本最小為目標,以各區域可靠性指標滿足需求為約束建立優化模型。模型對決策變量分類后采用遺傳算法與分支定界法聯合求解。通過某城市配電網算例驗證了所提求解方法具有較好的求解質量與求解穩定性。此外,模型計及了不同區域、不同改造措施間的相互影響,因而能夠最大化節約改造資金,提升配電網的社會經濟效益。
201-209

基于信息熵和變精度粗糙集優化的支持向量機降溫負荷預測方法

摘要:降溫負荷持續增長已成為中國南方夏季最大負荷屢創新高的重要原因。提出了一種基于信息熵和變精度粗糙集優化的不確定支持向量機方法,用于中長期降溫負荷預測。方法通過挖掘數據中的相互關系去除冗余信息,從輸入屬性變量集中尋找核心變量。該方法利用基于信息熵改進的變精度粗糙集對支持向量機的條件屬性進行約簡,得到最小決策表,并將該最小決策表中對應的變量作為支持向量機預測模型的輸入屬性變量,進行年最大降溫負荷預測。且隨著預測年份的推移,該支持向量機預測模型的輸入屬性變量亦將隨之滾動更新,能夠為電網規劃與運行人員提供不同預測時期降溫負荷預測需重點關注的影響因子。最后,利用廣東省實際數據對廣東電網"十二五"和"十三五"年最大降溫負荷進行預測,結果表明,所提的預測方法預測效果良好,預測精度穩定,對于中長期預測過程中的各種不確定因素的影響具有較好的魯棒性,真正實現了中長期降溫負荷的動態預測。
210-214

配電網用電可靠性指標體系及綜合評估方法

摘要:針對現行供電可靠性指標體系無法準確反映用戶實際用電可靠性的問題,根據用電可靠性概念建立了評價指標體系,并設計一種基于改進熵權法的配電網用電可靠性綜合評估方法。首先,根據用電可靠性概念和評估需求,從用戶側指標和對比指標2個維度建立用電可靠性指標體系。7個用戶側指標從供電持續性及電能可用度2個方面反映用戶實際用電可靠性水平,2個對比指標旨在反映中低壓用戶之間線路的可靠性水平;然后綜合考慮可靠性評價要求及指標特性建立一種綜合評估方法,通過改進熵權法初步獲得指標權重,依據突出不合格指標的"越值懲罰"原則確定最終權重矩陣,加權求和得到評估對象的綜合評價值。最后,通過實例分析驗證該指標體系及綜合評價方法的有效性。
215-221

基于兩機擴展Heffron-Phillips模型的勵磁系統調差系數對系統阻尼特性的影響

摘要:勵磁系統調差系數是勵磁系統控制的重要參數,合理的參數整定有利于系統的安全穩定運行。首先推導了兩機擴展Heffron-Phillips模型,并在此模型的基礎上研究了兩機系統下勵磁系統調差系數對系統阻尼特性的影響。通過對系統進行特征值分析,提出調差靈敏度的概念來表征阻尼與調差系數的相關關系,尋找影響阻尼與調差相關性的關鍵系統參數,對多機系統勵磁系統調差系數的整定配置有一定指導意義。
222-229

單相PWM整流器最大帶載能力分析

摘要:PWM整流器的帶載能力是動態電壓恢復器在不同電壓補償深度下直流側電壓穩定的關鍵。針對PWM整流器帶重載時直流側電壓不穩定的現象,定性分析了直流側電壓穩定與其帶載能力的關系,得出了定參數下最大跟蹤電流值以及直流側電壓與各參數量的關系,揭示了直流側電容電壓隨電路參數變化的原理,并建立了單相PWM整流器帶載能力數學模型;然后通過分析功率平衡與帶載能力的關系得出逆變基波電壓相位滯后電網電壓相位的范圍,利用該方法分析單相PWM整流器帶載能力與基于直流側電壓穩定分析的結果一致;最后探討了直流側電容電壓二次紋波對單相PWM整流器帶載能力的影響,提出了通過調節電壓外環比例系數改善其帶載能力的方法。仿真和實驗結果驗證了上述理論分析的正確性。
230-237

弱電網下基于系統敏感度的逆變器自適應控制

摘要:弱電網下主要呈感性的電網阻抗具有不確定性,且寬范圍變化的阻抗值會嚴重影響系統的控制性能。當控制系統中含有變化的參數時,采用自適應控制是一個有效的解決方案。因此,基于系統敏感度提出了一種自適應控制設計方法,其設計原則是盡可能保持控制系統的閉環傳遞函數不變,該方法可適用于不同的控制系統以及控制器。在LCL型并網逆變控制系統中,采用了并網電流反饋作為外環、濾波電容電流反饋作為內環的雙閉環控制系統,并對其進行了敏感度分析,設計了一種自適應電流控制策略。通過Matlab/Simulink仿真平臺,建立了弱電網下LCL型濾波的逆變器并網模型,仿真驗證了理論分析的正確性和控制策略的有效性。
238-244

改進有限集模型預測控制策略在三相級聯并網逆變器中的應用

摘要:針對三相級聯并網逆變器輸出電流諧波少且可直接用于高電壓大功率場合的特點,提出一種可用于此拓撲結構的改進型有限集模型預測控制(finite control set-model predictive control,FCS-MPC)策略。與傳統的脈沖寬度調制(pulse width modulation,PWM)、載波相移正弦波脈寬調制(carrier phase shifted sinusoidal pulse width modulation,CPS-SPWM)相比,該方案省去了調制器且易實現并網控制;與傳統的模型預測控制算法相比,該方案加入了電流反饋補償環節、計算延時補償環節、電壓電流參考值修正環節,并通過優化被控對象減少運算量。仿真和實驗結果表明,采用改進的有限集模型預測控制方案不僅是可行和有效的,而且具有方法簡單、總諧波畸變率(total harmonics distortion,THD)小等優勢。
245-250

多頻調制下電氣化鐵路電壓波動特性分析及頻率估計

摘要:針對多車整備時電氣化鐵路牽引供電系統電氣量不穩定現象,通過挖掘多車接入牽引網時牽引變電站內部中壓評估點的電壓錄波數據,提取多分量調幅調頻信號的幅值和頻率信息,并對其波動細節進行詳細分析。首先設計高階Butterworth濾波器對信號進行低通濾波。其次基于集成局域均值分解(ensemble local mean decomposition,ELMD)研究了牽引網電壓波動包絡線提取方法,分解出若干個單分量信號。為改善網壓信號的端點效應,基于最小二乘法(least mean square,LMS)自適應濾波器對電壓數據端點處進行波形延拓;隨后使用對稱差分Teager能量算子對調制頻率信號的突變時刻檢測,實現ELMD包絡信號的分段截取;最后對各分段信號進行集成經驗模態分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)從而實現電壓波動的詳細分析和頻率估計。實驗結果表明,該方法能有效地提取牽引供電系統的電壓波動特征,實現電壓波動的調制信號的頻率、幅值的有效估計。
251-257

一種基于二自由度內??刂频臓恳W低頻振蕩抑制方法

摘要:高速鐵路動車組在運行過程中會出現牽引網低頻振蕩現象,目前對其機理研究處于初期階段。針對動車組網側整流器(line-side converter,LSC)采用基于傳統PI控制器的瞬態直接電流控制策略(transient current control strategy,TCCS)在發生牽引網低頻振蕩時通過調節PI控制器參數來抑制振蕩的局限性,文中提出將內??刂茟玫絋CCS中,設計二自由度內??刂破?并用它代替TCCS中的傳統PI控制器。然后,仿真對比不同控制策略下LSC的工作特性。最后,將不同控制策略分別應用于車網系統仿真模型中,結果表明,基于二自由度內??刂破鞯腡CCS擁有更好的跟隨性能和抗干擾性能,并且能夠有效抑制高速鐵路牽引網低頻振蕩。
258-264
電網技術雜志配用電大數據技術

基于大數據技術的配電網運行可靠性分析

摘要:基于主成分分析法與并行關聯規則挖掘技術,提出一種基于大數據技術的配電網運行可靠性分析方法。首先提出了配電網運行可靠性四維指標體系及相關數據來源,再采用主成分分析法,從海量數據中挖掘主要評估指標;針對所得的主要指標,分析相應的影響因素,并采用并行關聯規則模型,挖掘出運行可靠性主要指標與各影響因素間的強關聯規則,從而獲得主要影響因素;最后基于歷史數據和實時數據,將上述主要影響因素作為預測的輸入量、主要評估指標作為輸出量,基于人工神經網絡預測方法預測未來一定時間尺度的運行可靠性指標值。算例表明,采用所提方法可快速有效預測配電網運行可靠性。
265-271

基于大數據的低壓配電網無功運行評價體系

摘要:我國低壓配電網無功運行補償方式多樣,且補償設備相對分散,無功運行的管理工作存在一定難度,低壓配電網的無功運行缺乏有針對性的評價體系,亟需完整科學的方法進行指導。針對上述問題和需求,文章提出了基于電力大數據的包含數據層、指標層和應用層的完整的低壓配電網無功運行評價體系。該體系充分發掘了大數據技術在無功運行評價的應用價值,并通過對評價對象的網格劃分和評價指標的完整構建,最終實現了對低壓配電網格單元的橫向比較,將低壓配電網的無功運行管理工作推向科學化與精細化。將該評價體系應用于某區域低壓配電網算例,驗證了其合理性,并可以結合電力大數據的優勢,為低壓配電網的無功運行管理提供更加有針對性的評價和科學有效的指導。
272-278

面向智能電網的配電變壓器重過載影響因素分析

摘要:根據配變的歷史負荷信息、天氣信息、用電客戶信息等相關資料,統計分析了配變重過載的主要影響因素。首先根據互信息概念及對策理論算法計算所有特征變量對配變重過載情況發生的相對重要性,然后使用貝葉斯和全概率公式計算配變重過載概率與特征變量之間的關系,最后根據重過載概率與特征變量間的關系對配變進行編碼分類。分析結果表明:配變重過載主要因素為行業類別、用電類別、日平均溫度及月平均溫度;配變重過載多發生于采礦、制造等生產行業,鄉村重過載率要高于城鎮重過載率;大部分配變重過載發生于溫度較高和較低時,少量的配變重過載發生在溫度適宜時。配變月重過載天數與配變分類情況相吻合。
279-284
電網技術雜志自動化

基于CT拖尾電流截斷算法的失靈保護延時優化研究

摘要:斷路器失靈保護是電力系統中廣泛的應用的一種后備保護。目前失靈保護動作延時較長,相應地斷路器失靈后的故障切除時間也較長,系統中的部分關鍵節點可能失去穩定。因此,研究失靈保護動作延時優化方法,縮短斷路器失靈后故障持續時間,對提高系統穩定性具有重要意義。提出了基于CT拖尾電流?短路電流判據平面的CT拖尾電流截斷算法,在CT拖尾情況下能夠快速截斷CT拖尾電流,確保CT拖尾的情況下電流元件也能快速可靠返回,從而縮短失靈保護動作延時,無需專門配置P級CT,顯著降低系統運行的風險。
285-290

變壓器就地后備保護及站域后備保護研究

摘要:針對變壓器傳統后備保護整定配合困難、動作延遲長、靈敏性難以保證等困難,提出了變壓器就地后備保護配置及整定新方法。新方法為變壓器各側配置具有正、反方向動作特性的距離保護,阻抗定值均按照實現各自功能的靈敏性要求整定,選擇性則通過固定的時間定值配合實現,從而降低了變壓器就地后備保護整定的復雜性。針對上述配置與整定方法可能存在速動性不足的問題,進一步構建站域后備保護系統,綜合利用本站范圍內的開關量信息,完成故障元件判斷及斷路器跳閘決策,加速站內故障切除。典型故障下的保護動作情況分析表明,站域后備保護系統能有效地與變壓器就地后備保護相配合,做到快速、有選擇性地切除故障元件,并具有良好的容錯能力。
291-297

直流線路行波保護解析整定方法

摘要:直流線路行波暫態過程存在色散衰減、雙極耦合等問題,導致故障量難以解析;保護裝置采樣具有隨機性,進一步增加了判據特征量定量計算的難度,因此行波保護仍缺乏統一、有效的整定方法。從選擇性、靈敏性要求出發分析了行波保護整定需求,針對關鍵故障位置建立了可用于整定計算的故障量解析模型。為消除保護采樣隨機性,提出了保護判據特征量解析計算方法。最后結合保護特征量隨過渡電阻、雷擊擾動幅值變化的特性曲線求取保護定值,該定值具有最優的抗過渡電阻能力和抗雷擊擾動能力。與實際直流線路保護定值及保護邊界的對比分析驗證了所提解析整定方法的有效性。
298-304

低壓電弧故障防護技術研究與發展趨勢

摘要:電弧故障斷路器作為識別和切斷低壓故障電弧的有效裝置,是低壓配電網安全防護系統的重要環節,引起了業界的廣泛關注。概述了低壓故障電弧的固有特征,并從其基本特征的角度出發,分析了電弧故障斷路器的動作特性和保護性能。討論了電弧建模仿真分析、物理特性檢測、時頻特性檢測和智能計算方法等4類低壓電弧故障檢測識別技術,闡述了多層級電弧故障保護策略和直流故障電弧檢測應用于智能電網的最新進展。結合微電網和智能配電網的技術需求,展望了未來低壓電弧故障防護裝置智能化、集成化和信息化的發展趨勢。
305-313

低阻接地故障有源電壓消弧算法性能分析和改進

摘要:諧振接地系統發生單相接地故障時,有源電壓消弧法的滅弧性能缺少分析和論證。在考慮線路壓降的情況下,給出了有源電壓消弧后的故障點電流表達式及變化規律,表明在故障點過渡電阻較大時,有源電壓消弧可以有效補償故障點電流實現可靠消弧,而在過渡電阻較小、負荷電流較大、故障距離較遠時,有源電壓消弧反而會導致故障點電流變大,甚至達上百A,嚴重影響熄弧效果。提出有源電壓消弧算法的改進措施,低阻接地時將故障相電壓控制到一定范圍內,確保故障點電流不會增大,該方法無需測量系統參數,可適應線路結構的動態變化,有利于有源電壓消弧法在現場實際中的應用和完善,仿真驗證了分析及改進算法的正確性。
314-321

P2P透明時鐘駐留時間誤差測試方法及其在時鐘測試儀上的實現

摘要:在采用IEEE 1588協議實現時間同步的智能變電站自動化系統中,交換機的時鐘模型一般選取為P2P(對等)透明時鐘,因此研究P2P透明時鐘駐留時間誤差的測試方法,對于評估交換機作為P2P透明時鐘的性能,具有重要的現實意義。在定義P2P透明時鐘駐留時間誤差的基礎上,提出了P2P透明時鐘駐留時間誤差的測試方法以及此測試方法在時鐘測試儀上的實現,并描述了利用測試儀樣機測試P2P透明時鐘駐留時間誤差的測試步驟。測試結果表明,提出的測試方法是可行的,可以用來測試智能變電站中交換機P2P透明時鐘的性能。
322-327

單管直流變換器的快速故障診斷

摘要:直流變換器廣泛應用于諸如航空、新能源等系統中,其故障的快速診斷可以有效提高整個系統的可靠性。提出一種適用于單管PWM直流變換器(工作在電流連續模式)的實時快速故障診斷方法。該方法僅以直流變換器中磁性元件的電壓為診斷依據,無需引入額外的測量元件。通過對變換器故障發生后磁性元件電壓的分析,提出了基于電壓時序的診斷方法。通過電壓信號和驅動信號的配合,可以在不到一個開關周期的時間內實現變換器的故障診斷。最后,以buck變換器為例進行實驗驗證,結果證明了所提方法的有效性。
328-334

“大規模新能源并網系統振蕩穩定性及安全運行”專題征稿啟事

摘要:我國風電、光伏發展迅猛,已經成為世界上新能源并網規模最大的國家。新能源的快速發展帶來電源結構深刻變化,風電在12個省區成為第二大電源,其中冀北、蒙東、甘肅、新疆、寧夏風電裝機比重均超過25%。與傳統旋轉發電機不同,新能源機組多采用變流器接入電網,其并網規模的快速持續增長,正改變傳統電網的運行特性,使得電力系統的電力電子化特征日趨明顯。
334-334
電網技術雜志高電壓技術

采用區域分解法與高階單元的交直流同塔線路混合電場計算

摘要:交直流線路同塔架設運行是解決電力輸送時部分地區通道緊張問題的一種有效解決方案,電磁環境是其可行性分析中的一項重要問題?;诜€態求解方式,采用區域分解法對整個區域分塊求解。在導線附近的區域利用2階三角單元計算以提高電場求解的精度,在遠離導線附近的廣大區域則采用1階單元,通過D-N交替法實現各子區域的耦合計算。此外,基于導線電暈的U-I特性曲線,提出一種新的導線表面離子密度更新策略,通過電壓而非電場強度修正離子密度,導線表面電場強度直接服從Kaptzov假設。仿真結果與以往結果進行了對比,驗證了算法的合理性和有效性。計算結果表明,采用基于區域分解的穩態求解方式可以用于快速預測交直流同塔線路的地面混合電場直流分量。
335-341

交直流同塔多回輸電線路導線布置方式與走廊寬度研究

摘要:交直流同塔線路混合電場是決定導線對地高度和走廊寬度從而進行線路優化設計的重要因素。由于其地面橫向分布是交流分量和直流分量共同作用的結果,因此其分布特性與兩者的疊加和分布特點有著密切的聯系。以兩回330 k V、750 k V交流線路分別與單回±1100 k V直流線路同塔架設為例,分析了交流線路在不同布置方式與相序排列方式下地面混合電場的分布特性與規律,并據此計算了導線對地最小高度和走廊寬度。結果表明,根據混合電場交、直分量的橫向衰減特性,從走廊中心向外,地面混合電場可分為交流分量占主導的"交流區",交、直流分量比例相當的"混合過渡區"以及直流分量占主導的"直流區",為保證地面交、直流分量"錯峰"布置,兩回交流線路應采用垂直或倒三角排布方式,此時導線最小對地高度按照交流線路單獨運行時的情況設計即可。當交流為750 kV線路時,走廊寬度主要由交流電場控制;交流為330 kV線路時,走廊寬度則由交直流電場分量共同控制。最終推薦采用垂直排布的相序6和倒三角排布的相序4兩種布置方式。
342-348

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

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