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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2期雜志 文檔列表

電網技術雜志主動配電網關鍵技術研究與示范

基于態勢聯動的主動配電網多源優化調度框架

摘要:分布式電源、儲能、電動汽車規?;尤肱潆娋W,以及電力電子裝置的廣泛使用,對配電網的調度運行帶來了巨大的挑戰。針對主動配電網中新元素運行的不確定性,設計了主動配電網態勢感知框架,實現對主動配電網實時運行狀態及未來運行趨勢的全面掌控;分析了主動配電網態勢感知與優化調度的聯動機理,為主動配電網多源協同優化調度提供數據和模式的支撐;基于態勢感知生成了優化調度周期內的多運行場景,提出了基于多場景的主動配電網優化調度框架,并指出了實現主動配電網多源優化調度需突破的關鍵技術,包括連續時序運行場景集生成技術、典型場景調度策略庫生成與維護技術、自適應目標優化調度技術等,以保障主動配電網的安全、可靠、高效運行。
349-354

考慮光伏接入不確定性的主動配電網有功?無功可控資源優化配置

摘要:為考慮光伏接入的不確定性對主動配電網的影響,并分析建模,首先通過光伏?負荷的連續概率密度函數,將概率性場景進行最優多狀態建模以抽取代表性時序場景;然后面向所抽取的場景集合,基于模糊層次分析法量化考量電壓質量、經濟效益、自治能力3個主動配電網運行規劃性能要素。采用雙層機會約束規劃,構建了針對光伏接入不確定性的有功-無功可控資源優化配置模型。運用嵌入機會約束的混沌粒子群優化算法求解,實現了時序運行與配置方案協同的微型燃氣輪機和電容器組的協調部署。某地實際饋線算例驗證了所提模型與方法的有效性和實用性,同時該方法提高了計算精度。
355-362

主動配電網中分布式電源和微網的運行域

摘要:主動配電網以其較強的控制能力可以接納大量分布式電源(DG),文章在配電系統安全域(distribution system security region,DSSR)的基礎上提出了DG及微網的運行域。首先,考慮DG及微網的接入位置、出力大小以及滲透率等因素對配電網的影響,提出了DG及微網運行域的概念:運行域描述了保證配電網安全前提下的DG及微網出力范圍,能方便地用于對DG及微網的主動調度。其次,提出了DG及微網運行域的數學模型及計算方法,能計算得到滿足電壓、潮流等約束下不同類型DG及微網的運行域。最后,利用IEEE 33節點算例,計算得出PQ型和PV型的DG及微網運行域,并與不含DG和微網的負荷運行域進行對比分析,驗證了所提方法的有效性。DG或微網的加入導致運行域面積增大,拓撲結構更加復雜;相同條件下,PV型微網比PQ型微網運行域面積更大。
363-370

基于網絡流轉移分布因子的主動配電網運行風險評估及預警

摘要:主動配電網運行風險的有效評估和及時預警是保障其安全穩定運行的重要前提。文章基于復雜網絡理論首次提出了網絡流轉移分布因子,從網絡流大小和方向2方面實現了拓撲及參數變化對網絡流影響的有效線性近似??紤]拓撲時變性、參數不確定性和用戶側自發電饋電形式的多樣性,通過制定歸一化的風險指標和線性評估方案實現了基于當前網絡狀態的運行風險的及時有效評估。以概率性序列計算代替蒙特卡洛模擬,在遍歷所有可能的多場景、提高分析準確性的基礎上,也極大地提高了計算速率,有利于對系統當前運行狀態的及時反饋。風險評估結果的序列表現形式也有利于調度進行重點線路監測和風險指標定制,為主動配電網的運行調整決策提供可靠的評估依據。最后,基于改進的IEEE 33節點系統驗證了所提方法的有效性。
371-377

考慮“源-網-荷”三方利益的主動配電網協調規劃

摘要:提出一種考慮配電公司、DG運營商和用戶利益的主動配電網(ADN)三層規劃模型,并分析了各層間的相互關系,用于協調"源"、"網"、"荷"三方的利益以及促進資源的優化利用。其中,"源"層以DG運營商利益最大進行DG的選址定容,"網"層以配電公司建設運行成本最小進行配電網的擴展規劃,"荷"層以用戶參與利益最大進行基于激勵型和價格型DSR項目的用電調整,并采用結合支持向量機回歸(SVR)擬合潮流計算的并行遺傳膜算法(PGMA)求解所建模型。最后,通過54節點系統的算例應用,表明三層規劃模型可以有效協調DG和網架的規劃,合理確定用戶參與DSR的響應方案,實現"源"、"網"、"荷"三方的利益共贏,PGMA算法具有計算速度快和全局搜索能力強等優點。
378-386

自儲能型能量路由器研究

摘要:針對能量路由器儲能需求,提出利用其自身拓撲結構中的橋臂電路充當儲能系統的充放電接口,無需額外增加功率變換電路,靈活實現自儲能。研究了自儲能控制策略,并分析了控制性能。提出的自儲能型能量路由器能實現輸入端功率缺額時能源子網的電壓穩定,并在能源子網離網切換時提供短時的能量供應,而且控制儲能系統充放電的同時不影響橋臂電路對中線電流的控制。仿真研究了輸入端電壓深度跌落和能源子網分布式能源功率波動時的工況,驗證了所提拓撲及控制策略的正確性和有效性。
387-393

基于需求側響應的空調負荷虛擬儲能模型研究

摘要:為降低夏季高溫峰值負荷、減小傳統儲能配置容量,考慮空調-建筑系統具有熱儲備能力,可以等效為一種虛擬儲能裝置參與到需求側響應中?;诖?首先在空調負荷熱力學模型和人體熱舒適度模型的基礎上建立虛擬儲能模型,并推導其額定容量、功率和充放電時間等指標的理論計算公式。其次定量分析環境參數、設定溫度與虛擬儲能評估指標之間的耦合關系,并采用蒙特卡洛模擬方法分析空調負荷群的虛擬儲能聚合模型特性。然后設計了2種用于臨時性削峰場景的虛擬儲能控制策略,最后在理論分析的基礎上,已實際空調建筑作為算例,對空調負荷虛擬儲能的性能,及其在需求側響應中的典型應用進行了驗算和對比分析。
394-401

新書推薦:《智能電網大數據》

摘要:隨著電力、能源及廣義環境的多源、多態及異構數據數量呈指數級增長,可再生能源、電動汽車等新技術的廣泛應用,售電側開放帶來的用戶互動特性日益顯著,過去單一的物理電網正在不斷地向一個信息物理系統轉變。如何對這些數據進行廣域采集、高效存儲、快速處理與分析挖掘成為了業界的關注焦點。
401-401

基于信息熵時段劃分的主動配電網動態重構

摘要:針對風力、光伏等分布式發電(DG)和電動汽車(EV)高滲透率下主動配電網的動態重構問題,提出一種基于信息熵時段劃分的主動配電網動態重構方法。首先采用蒙特卡洛模擬法,結合日負荷曲線、風/光發電曲線、電動汽車充電曲線,形成電源?負荷等效日負荷曲線,提出基于信息熵時段劃分的等效日負荷曲線分段方法;其次建立了以日損失費用最低為目標的動態重構模型,對主動配電網分時段重構;然后在雜草算法的基礎上引入遺傳算法的交叉和變異操作,提出基于十進制編碼的改進雜草混合算法求解該模型。IEEE 33節點算例仿真結果表明,所提方法能夠自動劃分出符合曲線變化趨勢的分段方案,動態重構后日損失費用明顯降低。
402-408

“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)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。
408-408
電網技術雜志低碳電力技術

能源互聯微網系統供需雙側多能協同優化策略及其求解算法

摘要:為提高新能源利用效率,充分考慮了供給側、需求側以及能源轉換之間的影響作用,構建了能源互聯微網系統供需雙側多能協同優化策略模型,提出了求解混合整數非線性規劃模型的帶個體差異蟻群算法與粒子群優化算法相結合的組合算法(particle swarm optimizer-individual variation ant colony optimization,PSO-IVACO)。將所提模型及求解算法應用于我國某典型園區能源互聯微網系統夏季和冬季典型日的實際算例中,并與傳統分布式冷熱電聯供系統相比較,結果表明:PSO-IVACO算法求解此類問題具有可行性,考慮供需雙側的能源互聯微網系統在夏季和冬季均具有顯著經濟和環境效益,促進了新能源并網消納。
409-417

“高比例可再生能源并網”專欄征稿啟事

摘要:大力發展可再生能源,實現能源生產的清潔化轉型,是能源可持續發展的重要途徑。近十年來,我國可再生能源發展迅猛,目前已經成為世界上風電和光伏裝機容量最大的國家。2030-2050年,我國可再生能源的發電量占比達30%以上,"高比例可再生能源并網"將成為未來電力系統的重要特征。
417-417

分布式冷熱電聯供系統優化配置與適用性分析

摘要:為提高冷熱電聯供系統在不同負荷結構下的優化配置水平與綜合運行效益,對計及蓄能裝置的冷熱電三聯供系統的優化配置及運行進行了深入研究?;谝詿岫?、以電定熱和多目標綜合效益最優的3種運行模式,建立了綜合考慮能源、經濟和環境效益的多目標優化模型,利用遺傳算法對系統設備容量和運行模式進行了優化。然后,分析了能源價格與引入蓄能裝置對冷熱電聯供系統綜合效益的影響。最后,基于某建筑負荷不同的冷電比和熱電比對上述內容進行仿真分析,并以分供系統作為參照對象,給出了不同負荷結構下冷熱電聯供系統的最佳配置及最佳運行模式。優化結果表明,在大部分負荷結構下,冷熱電聯供系統采用多目標綜合效益最優運行模式時各方面效益更好。
418-425

用戶側光儲型微電網中央控制器研制

摘要:用戶側光儲型微電網是最大化分布式光伏發電系統就地消納利用水平的有效方式,研究用戶側光儲型微電網的中央控制器,對推動智能微電網建設、電力市場改革和國家新能源政策推廣具有重要意義。為提高微電網控制器集成度及降低設備成本,針對不同用戶的用電需求,基于分層多時間尺度通信方式研制了光儲型微電網中央控制器,集成了黑啟動、無縫切換、功率預測、運行優化控制與能效管理等功能模塊,并通過實驗驗證所提策略的正確性。所研制的中央控制器為用戶側微電網的并網接入提供了低成本高效率的解決方案,對推動用戶側光儲微電網的大規模應用具有重要意義。
426-433

考慮預測誤差的風電場儲能配置優化方法

摘要:利用儲能降低風電預測誤差能夠降低風電出力不確定性,從而減少棄風,儲能的容量和功率配置則直接影響到補償預測誤差的效果和經濟性?;赥 location-scale(TLS)分布建立了風電預測誤差概率分布模型,使用幾何分布描述風電誤差持續性,并利用粒子群算法對模型中的參數進行了極大似然估計。以風電場收益最大為優化目標,將補償風電預測誤差的置信度以機會約束的形式加入儲能配置優化模型,并在模型中考慮了對風電預測出力曲線的修正。仿真計算結果表明,所提方法能夠很好地擬合預測誤差的概率密度函數和誤差持續時間,儲能配置的經濟性優于不考慮誤差持續時間和出力修正的模型,驗證了所提方法能夠提高儲能配置的準確性和經濟性。
434-439

含負荷功率自動分配的獨立直流微電網協調控制

摘要:針對獨立運行直流微電網,提出了含負荷功率自動分配的協調控制策略。孤島運行狀態下,直流微電網需獨自承擔系統電壓穩定,為此采用多組小容量儲能單元平衡分布式電源(DG)和負荷功率從而控制母線電壓穩定。同時,為了避免儲能系統過充和過放以及降低對通訊的依賴程度,根據各儲能單元的荷電狀態(SOC)和最大功率設計自適應下垂控制自動協調不同儲能單元之間的負荷功率分配,可減小電壓波動。當儲能系統充電功率超過其最大允許功率或滿充時,不同DG單元根據各自最大輸出功率由最大功率跟蹤控制(MPPT)切換為帶有電壓前饋補償的下垂控制模式穩定母線電壓和自動分配負荷功率,并考慮各單元的輸出阻抗來提高分配精度。最后利用Matlab/Simulink對所設計的控制策略在不同運行模式下進行仿真驗證,仿真結果表明所提出的控制策略可協調不同模式下獨立直流微電網穩定運行和實現負荷功率自動分配。
440-447

基于相似時刻的光伏出力概率分布估計方法

摘要:針對光伏發電可預測性低的問題,提出了一種綜合使用通徑分析(path analysis,PA)、k近鄰算法(k-Nearest Neighbor,KNN)、神經網絡分位數回歸(quantile regression neural network,QRNN)和核密度估計(kernel density estimator,KDE)的光伏出力概率分布估計方法,構造出未來1 d任意時刻的光伏出力概率密度函數,可以得到比點預測和區間預測更多的有用信息。首先由通徑分析對氣象因素進行約減,在降低模型輸入維數的基礎上減小變量間的耦合作用。然后通過K-means算法按天氣類型對歷史樣本進行聚類,進一步提高相似樣本的篩選效果。最后利用神經網絡分位數回歸和核密度估計對光伏出力的概率分布進行估計。實驗結果表明,相比于核密度估計和傳統的正態分布估計方法,采用所提方法估計出的概率分布的可靠性和銳度更高。
448-454

基于螢火蟲算法-廣義回歸神經網絡的光伏發電功率組合預測

摘要:隨著光伏發電大容量地并入電網,其輸出的隨機性必將對大電網安全穩定運行造成影響,為此建立了一種變權重的光伏短期組合預測模型,首先通過主成分分析法(principal component analysis,PCA)將影響光伏出力的多重線性因素進行壓縮、提取以簡化模型輸入變量的維數,然后將提取的第一主成分結合灰色關聯度來篩選相似日樣本,接著將樣本分別帶入最小二乘支持向量機、改進BP網絡2種單一模型進行2次預測。第1次預測作為相似日預測,用來訓練權重系數,訓練方法是螢火蟲算法優化的廣義回歸神經網絡;第2次預測是待預測日的預測。仿真結果驗證了所提模型的有效性。
455-461

光伏儲能系統恒流充電模式下光伏電池的穩定工作區

摘要:基于接口變換器輸出恒流控制穩定的必要條件,研究揭示了光伏儲能系統恒流充電模式下光伏電池的穩定工作區。以前置電容式Buck變換器為例,建立了基于光伏電池動態電路模型的連續導電模式(continuous conduction mode,CCM)系統小信號模型;分析了恒流充電模式下光伏接口變換器采用不同控制回路構成時系統的閉環傳遞函數,并根據赫爾維茨判據得出輸出恒流控制穩定的必要條件;在此基礎上,得出了恒流充電模式下光伏電池的穩定工作區;最后通過150 W樣機進行了實驗驗證。研究結果表明:恒流充電模式下,光伏電池的穩定工作區是唯一、確定的,且穩定工作區的具體類型取決于接口變換器的控制回路構成。
462-469

一種交直流混合微網變換器

摘要:針對現有交直流混合微電網結構及電網配置模式,提出一種交直流混合微網變換器,該變換器用作交直流混合微網接口,具有結構簡單、控制靈活、直流側多電壓等級、功率不平衡范圍大且便于可再生能源與儲能裝置接入等優點。分析了該新型交直流混合微網變換器的工作原理,推導變換器整流級各H橋直流側電壓恒定情況下,各H橋傳輸的有功功率限制性條件與各H橋直流側傳輸功率恒定情況下,系統穩定運行的直流側電壓范圍。在以上研究基礎上,通過設計仿真與實驗驗證改變功率限制性條件時,各端口傳輸功率將大大增加。同時,仿真與實驗也驗證該微網變換器功率不平衡理論的正確性與其作為交直流微網接口的實用性。
470-477

基于串聯諧振網絡的三端口DC/DC變換器解耦方法

摘要:針對有源橋式隔離型三端口變換器(triple active bridge,TAB)存在的端口功率耦合和控制模型非線性問題,提出一種基于串聯諧振網絡的隔離型三端口變換器解耦方法。首先根據拓撲T/Δ等效變換和諧振工作原理對變換器的功率傳輸模型進行推導,分析了解耦網絡對控制系統非線性特性的抑制作用,為系統控制環路設計和諧振參數的選取提供了依據。其次對單周期內變換器的工作模態和軟開關特性進行了分析,給出功率傳輸電感參與諧振的實際工作過程。此外,對所研究拓撲和未解耦拓撲分別進行仿真,結果表明,該方法能夠有效消除變換器功率控制環路的相互耦合,使拓撲等效為2個獨立的DC/DC變換器,分別控制運行,提高系統的動態響應速度和穩定性。最后,通過試驗樣機在不同工況下進行實驗驗證,結果證明了原理分析的正確性和諧振解耦方法的有效性。
478-485

“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。
485-485
電網技術雜志電力系統

雙饋風電機組與靜止無功發生器交互作用原理及系統振蕩特性研究

摘要:大量基于電力電子設備的非同步電源和無功補償裝置接入形成了新型電力系統,使得集群風電與電網之間以及與鄰近電力電子驅動設備之間的交互作用十分復雜,電力系統的故障運行特性可能發生改變,從而給電網的安全穩定運行帶來多方面的挑戰。通過對系統擾動在雙饋風電機組和靜止無功發生器內傳導過程的理論分析,分別給出了其動態響應特性,推導了雙饋風電機組與靜止無功發生器在系統擾動下相互激勵的表現形式,分析了雙饋風電機組與靜止無功發生器之間交互作用對雙饋風電機組轉子側變流器控制參數和靜止無功發生器控制參數的敏感性,并給出雙饋風電并網系統的振蕩特性。最后,通過時域仿真驗證了上述理論分析的正確性。
486-492

多時空尺度下大型風電基地出力特性研究

摘要:針對大型風電基地出力特性問題,基于甘肅酒泉大型風電基地實測數據,從風電出力日變化、季節變化、波動性、相關性、同時率方面,研究了各特性的計算指標及其時空變化規律,并給出各指標的估算函數或置信區間。另外,還提出了不同空間尺度下功率曲線的差異問題并給出修正方法。研究結果顯示,大型風電基地內部分區域具有不同的風電出力特性,在估算相關參數時要分區域評估。上述研究結果可為調度決策、風場規劃、修正風電功率預測結果等提供重要參考依據。
493-499

基于加權系數動態修正的短期風電功率組合預測方法

摘要:風電功率預測是解決大規模風電并網問題的有效手段之一,預測精度越高,越有利于提高電網運行的安全性和經濟性。為了提高風電功率短期預測精度,通過組合預測方式彌補單一預測模型的局限性,針對各預測結果性能隨預測時間尺度變化的問題,提出了不同時間斷面差異化的組合預測方法,并根據風電功率的波動特性,恰當引入天氣變化的持續信息,優化了15 min-4 h預測時間尺度下的預測精度。同時,針對各集合成員每日更新結果,通過在線建模方式,動態修正各集合單元組合權值,提高預測模型的適應性。實際算例表明,所提方法能夠得到風電功率預測結果,組合系數變化性質符合實際原理,與目前常用的組合預測方法相比,預測精度更優。
500-507

基于電網運行數據集的發電機勵磁系統調差系數優化整定

摘要:提出了基于電網運行數據集的發電機勵磁系統調差系數優化整定方法。通過自組織映射神經網絡對電網運行方式數據進行聚類,利用電網運行數據集得到電網典型運行方式及出現概率,并在此基礎上分析發電機勵磁系統調差系數不同定值方案對電網運行的影響,對發電機勵磁系統調差系數進行優化整定。將所提方法應用于吉林省電網,仿真結果表明,該方法充分考慮了負荷變化特征和可再生能源發電運行特性,能有效降低電網有功損耗,提高電網電壓水平,減小電壓波動。
508-513

含大規模風電場的電網概率無功優化調度

摘要:針對大規模風電場輸出功率隨機波動且無功設備種類繁雜的典型特征引起的無功電壓問題,建立了概率無功優化調度模型,并提出利用無跡變換和自適應聚焦粒子群算法的求解方法。模型中,利用基于無跡變換的概率潮流算法處理風電場及負荷功率的不確定性影響,并將動態無功設備投入容量計入目標函數,以考慮全網中靜態無功設備和風電場處動態無功設備的協調調度。仿真測試結果表明,所提方法可以協調調度多種無功設備,且與蒙特卡洛模擬方法及傳統無功優化調度方法相比,所提方法既可有效處理不確定功率變量的影響,又可廣泛適應不同風電輸出狀態下的調度方案。
514-520

故障后轉子側變流器不間斷控制下的雙饋風機序網等值電路

摘要:為應用方便直觀的電路方法進行雙饋風電并網系統故障分析和短路計算,針對電網故障后轉子側變流器(rotor side converter,RSC)控制方式提出一種雙饋風機(doubly-fed induction generator,DFIG)序網等值電路。故障后RSC不間斷控制的運行方式下,DFIG定子短路電流中含有幅值穩定的工頻正負序分量、2個衰減速度不同且頻率接近工頻的正序分量以及衰減直流分量。分別推導了各交流成分對應的序網等值電路,其中,穩定工頻正序分量對應的等值電路可用等值電勢及正序阻抗來表示;穩定工頻負序分量對應的等值電路用無源的負序阻抗來表示;而衰減交流分量可用受控電流源來描述。利用所提DFIG等值電路,應用傳統序網分析方法即可方便進行短路計算,不需仿真就能獲得雙饋風機并網系統中各處的短路電流。通過PSCAD仿真驗證了所提等值電路和解析算法的有效性。
521-528

基于隨機過程自相關性的風速預測模型分析

摘要:提出一種基于隨機過程自相關性的風速預測模型,在傳統概率模型分析的基礎上引入了隨機過程的概念,將每個時刻的風速均看作是一個隨機變量,利用隨機過程多維分布函數的統計特性描述風速過程。為了表征風速在時間上的自相關特性,引入連續馬爾科夫模型,依據前述隨機過程模型,求解馬爾科夫模型的狀態轉移函數,從而表征風速相鄰時刻間的演化規律,并從理論上證明了該模型具有較好保持自相關特性的能力。仿真表明,利用該模型能夠更好地模擬風速分布,預測風速大小,并且具有良好的置信度。
529-535

基于改進AdaBoost.RT和KELM的風功率預測方法研究

摘要:為了提高風功率預測精度及預測模型的泛化能力,提出基于改進Ada Boost.RT算法的風功率預測方法,可以有效提高弱學習算法的性能。首先建立核極限學習機(kernel extreme learning machine,KELM)模型,并用改進蝙蝠算法對其參數進行優化,通過引入局部搜索和萊維飛行使算法具有更好的搜索能力和跳出局部最優的能力。在此基礎上進一步通過Ada Boost.RT算法生成多個KELM個體(即基學習器),在訓練過程中不斷調整每個基學習器的權重及訓練集中每個樣本的權重。最后用訓練好的基學習器來對測試樣本進行預測,并集成得到最終結果。從不同時間尺度應用不同月份的風電場數據進行仿真測試,同時與前饋(back propagation,BP)神經網絡、支持向量機、極限學習機等預測模型對比,仿真結果表明所提方法具有較好的預測精度及泛化性能。
536-542

基于有限混合Laplace模型的風功率波動特性研究

摘要:風電功率具有波動性,準確描述風電場功率波動規律對于研究風電大規模并網運行具有重要意義。首先基于風功率波動概率分布的重尾特性,提出有限混合Laplace分布(finite Laplace mixture,FLM)的概率分布模型,并求解了模型最優參數集。然后提出評價模型精確度指標體系,并基于大量風電場實測數據,用FLM模型分別與混合高斯模型及單一分布模型作對比,論述并證明了FLM模型能更精確地描述風場功率波動特性。在此基礎上,分析在不同時空尺度下的風功率波動情況,總結了風功率波動在多時空尺度下的規律特征。實驗結果表明,FLM模型相較于其他分布模型,具有更高的擬合精度和更普遍的適用性。
543-550

統一潮流控制器中串聯耦合變壓器特性及仿真模型研究

摘要:根據UPFC系統中串聯耦合變壓器的功能,分析了其特殊的工作方式和特點,并給出了220 k V輸電線路中串聯耦合變壓器的一種殼式結構方案。根據串聯耦合變壓器鐵芯和繞組的空間幾何結構,采用電路與磁路的對偶原理,將磁路模型轉化為電路模型??紤]到硅鋼片的非線性飽和特性,采用復數磁導率計及渦流效應,以非線性電感和電阻來等效硅鋼片,分析了頻率和磁導率對硅鋼片等效參數的影響?;诖怕贩ㄌ崛÷└袇?建立了串聯耦合變壓器的仿真電路模型。在低壓物理樣機上進行空載合閘和三相不對稱直流偏磁的試驗與仿真計算,測量結果與計算結果基本吻合,表明了所建模型適用于串聯耦合變壓器暫態模擬與不對稱直流偏磁特性的分析。
551-557

新型限流式統一潮流控制器限流分析與參數設計

摘要:統一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)在電網系統發生短路故障時,極易受到大電流沖擊而損毀。雖然具有短路限流功能的統一潮流控制器(限流式UPFC)在一定程度上限制了大電流沖擊,但短路電流峰值仍然很大,限流時間較長。為此,提出一種采用RLC串聯諧振電路的限流器二次側拓撲結構,分析了其工作原理和限流動態過程,建立了發生故障時的數學模型。針對限流式UPFC直流側電容電壓在限流過程中不斷上升,極易超出變換器IGBT耐壓水平的缺陷,分析了故障模型中直流側電容電壓上升的原理,設計了用于改變短路電流流通路徑的橋式電容限壓器。仿真結果表明,改進方案能進一步減小短路電流峰值和上升率,使短路電流迅速衰減至零,同時限制直流側電容電壓的不斷增大,確保限流式UPFC安全退出運行。
558-565

融于層次分裂過程的多類型輸電斷面搜索方法

摘要:輸電斷面集中體現了電網的薄弱環節,是系統運行監控的重點。從電力網絡演化發展的局域特征出發,提出了一種融于層次分裂過程的多類型輸電斷面同步搜索方法?;陔娋W局域間聯絡線路拓撲連接弱功能作用強的特點,定義輸電線路的電氣耦合強度指標。通過反復移除電氣耦合強度最大的輸電線路來分裂電網,產生聯絡線簇。組合聯絡線簇搜索出不同類型輸電斷面,并基于電網局域內部連接稠密度的分布特性,提出最小局域用于判別分裂過程是否終止。IEEE39節點系統標準算例和某省網實際算例的結果表明,所提方法不依賴于人工經驗,能夠有效搜索出不同安全主題關注的不同類型輸電斷面。
566-573

基于模糊控制的改進滑模頻率偏移孤島檢測方法

摘要:針對滑模頻率偏移法中擾動量的選取難以兼顧孤島檢測速度和電能質量的問題。提出一種基于模糊控制的改進滑模頻率偏移法。通過對滑模頻率偏移法中擾動量與公共耦合點電壓頻率之間關系的分析,利用泰勒公式得到一種新的擾動量表示方式,再根據公共耦合點電壓頻率的偏移量和偏移變化率對擾動系數進行模糊優化。與傳統滑模頻率偏移法相比,該方法有效減小檢測盲區,加快孤島檢測速度,同時減小分布式發電系統并網運行時對電網的電能質量影響,在多逆變器并網系統中,該方法也有著更好的檢測性能。仿真結果驗證了所提方法的有效性和優越性。
574-580

利用時空電氣量基于灰色關聯度的電網故障診斷

摘要:利用網絡拓撲、SCADA開關量、故障錄波數據等信息,提出了一種基于灰色關聯度計算的電網故障診斷方法。針對停電區域中的每條疑似故障線路,利用故障時刻前后的電流采樣值,計算其3種縱向灰色關聯度;選取一條有源參考線路,針對故障時刻后各疑似線路的電流采樣值,計算它們與參考線路之間3種橫向灰色關聯度。然后對各縱向灰色關聯度和橫向灰色關聯度進行加權融合,得到疑似線路的綜合灰色關聯度,給出故障判據,準確地識別出故障元件。在IEEE 14節點上的仿真實驗,驗證了該方法在不同故障位置、各類故障類型及不同過渡電阻下,均能準確識別出單個故障和雙重復故障元件。
581-587

計及多重開關的電力電子實時仿真算法及其基于PXI平臺的實現

摘要:提出一套電力電子實時仿真的多重開關處理算法,并基于NI的PXI/Lab VIEW軟硬件開發一套電力系統實時仿真原型系統。首先,對實時仿真算法進行研究,重點考慮了多種重新同步化的處理過程與方法,并結合多重開關處理技術,提出一種基于EMTP程序構架、針對電力電子多重開關動作的改進算法,該算法計算效率高、仿真精度高,且滿足實時仿真的要求;然后,綜合考慮實時仿真原型平臺的需求,建立了以PXI計算平臺、外設模塊、外接硬件等為基礎的硬件架構,以Lab VIEW及其附件組件等編程工具的軟件架構,兩者共同搭建了一種可以設計、分析和研究電力系統的實時仿真原型平臺;最后,通過2個具有多重開關的典型系統電路算例,驗證了基于該實時仿真原型平臺的算法有效性與適用性。
588-595

混合級聯式電力電子變壓器拓撲結構及控制策略

摘要:對現有的幾種典型電力電子變壓器(power electronics transformer,PET)拓撲結構及優缺點進行分析,在此基礎上,將諧振變換器及兩電平方波變換器引入到傳統級聯型電力電子變壓器,提出一種適用于中高壓配電網的新型電力電子變壓器拓撲結構。與傳統PET相比,所提拓撲的優勢在于可以顯著減少體積,提高運行效率,并能夠靈活切換于純有功模式及無功補償模式。對所提拓撲結構及工作原理進行了詳細的論述,并建立了系統的交流側及直流側的平均模型;在此基礎上,結合諧振變換器的工作特性提出了一種單級統一控制策略,簡化了PET的控制系統。搭建了10 k V/1.5 MW的PET仿真系統,仿真結果表明了所提拓撲結構及其控制策略的可行性和有效性。
596-603

應用聚類分析與非參數核密度估計的空間負荷分布規律

摘要:空間負荷預測是配電網規劃的前提和基礎。針對現有研究偏重對預測方法的理論創新和精度提升,缺乏對各地各類空間負荷分布規律研究的不足,提出一種基于聚類分析與非參數核密度估計的空間負荷分布規律研究方法。以浙江電網為例,對調研采集的空間負荷按城市發展類型、用地類型進行二級劃分后,利用基于非參數核密度估計方法提取各類樣本負荷密度的典型分布特征,結合實際對浙江11個城市的工業、商業、居住等多類空間負荷的分布規律進行分析研究,為配電網規劃提供可靠支撐。
604-609

模塊化鐵路調節器并聯系統的環流分析及抑制

摘要:提出了一種適用于模塊化鐵路功率調節系統的并聯等效模型與環流抑制策略。首先分析了一種模塊化并聯鐵路功率調節器(railway static power conditioner,RPC)的拓撲結構,此拓撲具有模塊擴展方便的特點,且當單個子模塊由于故障而被切除時仍可運行。而后根據所提的拓撲建立了系統的等效電路圖,分析了系統環流的產生及危害。再由環流數學模型提出了分布式控制方案,并將簡化PWM調制策略引入到模塊化RPC的環流抑制當中。最后以4個并聯的模塊化RPC系統為例搭建了系統仿真,驗證了所提控制方法的可行性。
610-616
電網技術雜志自動化

基于測量波阻抗的高壓直流輸電線路縱聯保護

摘要:針對目前直流輸電線路保護靈敏性和速動性難以兼顧的問題,提出一種基于測量波阻抗的直流線路保護方法。利用S變換提取單頻率的電壓、電流初始行波并計算線路兩端的測量波阻抗。在線路內部故障時,線路兩端測量波阻抗均為測點背側等效阻抗,差異較小;在線路外部故障時,線路兩端測量波阻抗分別為測點背側等效阻抗和線路波阻抗,差異較大,據此可以區分直流線路上的內部和外部故障?;赑SCAD/EMTDC的大量仿真結果表明,該保護方法易于整定,在各種故障情況下均能可靠、快速地識別直流線路內部和外部故障。
617-623

基于報文識別與流量管控的智能變電站保護控制信息安全防護方法

摘要:針對智能變電站保護控制信息安全風險的防范問題,提出了智能變電站保護控制信息安全風險防護的三道防線模型,包括以防入侵風險為核心的第一道防線、以防傳播風險為核心的第二道防線和以防失效風險為核心的第三道防線。進一步,針對第二道防線防傳播風險技術的薄弱環節,提出了基于報文識別與流量管控的保護控制信息傳播風險防護方法以及相應的安全交換模型,并基于OPNET搭建了智能變電站保護控制信息傳播風險防護的仿真平臺。仿真結果表明所提出的保護控制信息傳播風險防護方法在正常運行情況下能夠優化報文處理機制,在異常情況下能夠保障關鍵報文的可靠傳輸,從而有效提升了智能變電站通信網絡的抗風險能力。
624-629

基于相鄰站信息的距離后備段動作時間自適應保護方案

摘要:分析了傳統距離后備段保護整定方法的難點和不足,并分析了以弱化選擇性為方向的整定簡化方法,針對簡化整定后可能出現的問題,提出了距離后備段動作時間自適應保護方案。利用相鄰變電站中的保護信息,構建了邏輯判據,對本地距離Ⅱ段和Ⅲ段的動作時間進行調整。該方案能夠配合簡化整定后的距離后備段保護,使得上下級保護形成自適應的時間階梯,離故障點越近的保護動作時間越短,離故障點越遠的保護動作時間越長,從而保證了在整定簡化中弱化的選擇性,并且具有良好的容錯能力。通過算例對該方案進行了驗證。
630-636

基于語義框架的電網缺陷文本挖掘技術及其應用

摘要:電網企業擁有大量蘊含著重要可靠性信息的設備缺陷文本,依靠人工進行挖掘不僅效率低而且準確性因人而異。以變壓器缺陷文本為研究對象,通過分析文本的特點,建立了基于語義框架的電網缺陷文本挖掘模型,解決了缺陷文本句子成分難以劃分、數字量無法精確提取等問題,為電網領域的非結構化數據挖掘提供了新技術。首先在建立本體詞庫基礎上,對缺陷文本進行分詞、詞匯特征提取等預處理;然后定義了電力語義框架與語義槽,提出了槽填充和語義框架構建流程,并通過詞串合并實現了本體字典自動完善;最后對缺陷文本挖掘結果在可靠性統計中的應用進行了研究。算例表明,所提出的挖掘技術應用于電網缺陷自動分類與統計中,具有可行性和有效性。
637-643

面向輸電線路監測的無線傳感網絡可靠路由方法研究

摘要:針對輸電線路監測系統對于無線傳感器網絡路由部署可靠性要求高的問題,分析了輸電線路監測系統中的無線傳感器網絡拓撲結構,提出了一種面向輸電線路監測的無線傳感器網絡可靠路由方法。方法首先根據輸電線路監測系統中上層網絡的通信質量以及雙向鏈路的鏈路質量,為節點選擇數據上傳的Sink節點;然后通過綜合考慮節點可靠性、節點剩余能量和鄰節點跳數3個因素,實現路由路徑的最優下一跳節點選擇。仿真實驗結果表明,所提方法與長鏈狀蟻群路由算法以及傳統LEACH算法相比,在降低節點能耗前提下能夠降低丟包率,適應于輸電線路監測系統應用場景。
644-650
電網技術雜志高電壓技術

基于傳遞函數的GIS特高頻傳感器性能對比評價方法

摘要:在現有的基于等效脈沖的靈敏度現場校驗方法中,難以獲取標準化的局部放電等效脈沖,且無法使用一致的脈沖注入方式,從而不能量化評價GIS特高頻傳感器的性能及其布置方式的合理性。為此,提出基于傳遞函數的GIS特高頻傳感器性能對比評價方法。通過測量安裝在GIS設備上的相鄰兩特高頻傳感器之間的傳遞函數來評價傳感器及其布局方案的合理性。利用此方法,對安裝在550 k V GIS設備上的內置式傳感器進行了現場校驗,發現了傳感器失效、布局不合理等問題。該方法對于校驗特高頻傳感器的有效性和布局合理性具有明顯的效果,對于保證GIS局部放電檢測有效性具有非常重要的意義。
651-655

一種改進的抗干擾自適應算法及其在變壓器有源噪聲控制中的應用

摘要:在電力變壓器有源降噪系統實際運行時,聲傳感器采集的參考信號和誤差信號可能存在沖擊干擾,當采用傳統的濾波最小均方(filtered-x least mean square,Fx LMS)算法對控制器的參數自適應更新時,控制器易受沖擊性干擾的影響而出現振蕩甚至是發散。為了抑制沖擊性干擾對控制器的影響,提出了歸一化濾波語音壓縮?律變換的最小均方(normalized filtered-x?law mean square,NFx?LMS)算法。該算法采用經語音壓縮?律函數變換后的誤差信號的均方作為代價函數,并對參考信號做歸一化處理以提高算法魯棒性。算法可以根據不同聲場環境的初級噪聲特點選取不同的壓縮系數以提高算法的實用性。仿真顯示,在沖擊性干擾的環境下,論文提出的算法表現出很好的魯棒性和收斂效果。
656-662

基于離子計數法的直流線路空間電荷密度測量

摘要:當特高壓直流輸電線路途經地區的空中懸浮顆粒物較多且空氣干燥時,空間電荷分布的變化導致地面合成電場異常增大。為對該問題進行研究,測量空間電荷分布是一種直接且有效的手段。通過分析基于離子計數法的空間電荷密度測量原理和裝置電流檢測部分的等效電路模型,提出了裝置的設計要求,對基于該原理的電荷密度測量裝置進行了設計,并采用間接校準方法對裝置進行了標定。采用該裝置對直流輸電試驗線段下的空間電荷密度進行了實測,測量結果表明電荷密度的橫向分布規律、隨導線加壓的變化情況與合成電場、離子流密度類似。裝置可以實現輸電線路周圍空間電荷密度的測量。
663-669

基于經驗小波變換的電暈電流降噪方法

摘要:隨著電壓等級升高和輸電距離增加,在特高壓直流輸電線路上因電暈電流引起的電能損失和環境問題更加嚴重。深入分析電暈電流特性,對抑制電暈效應、實現長距離高效輸電具有重要意義。電暈電流的復雜性導致時域和頻域特性分析面臨諸多困難,因此提出了基于經驗小波變換的電暈電流降噪方法。首先,針對超長實測電暈電流數據,提出分段經驗小波變換;其次,根據電暈電流的復雜頻譜特性,提出了改進的頻譜極大值搜索方法;最后,結合分段經驗小波變換的分解結果,重構出了降噪后的電暈電流。實驗結果表明,提出方法可以有效地抑制不同電壓等級下實測電暈電流中的多種噪聲成分,實現超長電暈數據的高效降噪處理,為電暈電流特性研究提供了嶄新方法,為準確計算電能損失、探索電暈放電規律提供理論和技術支撐。
670-676

采用線型因子的油紙絕緣系統老化狀態評估

摘要:針對現有的時域介質響應方法無法直觀診斷變壓器絕緣油和絕緣紙的老化狀態,現從微觀動力學的角度分析線型因子與絕緣油、絕緣紙老化的內在聯系。提出的時域微分解析法將隱含在去極化電流曲線中的不同介質極化過程逐一分解,不但可求得線型因子,而且能直觀地判斷極化支路數。通過對變壓器測試曲線的解析結果表明:極化支路數會隨著絕緣狀態發生改變,當油紙絕緣老化程度加劇時,極化支路數將增加;當絕緣質量提高時,極化支路數將減少。此外,油和紙絕緣介質分別發生劣化時,相對應的線型因子將會增大;隨著絕緣狀態的提高,相應的線型因子將減小。
677-682

特約主編寄語

摘要:隨著分布式清潔能源發電、儲能裝置、電動汽車、柔性負荷的技術革新與接入滲透,配電網在規劃、運行、保護、通信等環節已發生了深刻變化。如何處理大規模分散式資源的接入,在確保配電網安全、可靠運行的條件下促進清潔能源消納,滿足用戶多元化需求,己成為智能電網領域關注的熱點問題。
I0001-I0002

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