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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 2018年2期雜志 文檔列表

電網技術雜志特約專稿

超高次諧波問題及其研究現狀與趨勢

摘要:超高次諧波是電力系統電力電子化過程中產生的電能質量問題。從超高次諧波的產生機理、傳播機制、交互影響、危害、發射水平、測量與標準化等角度進行剖析。分析了電動汽車充電裝置、光伏逆變器、照明裝置等常見超高次諧波源及其發射特點;從諧振放大和設備異常兩層面分析了超高次諧波對系統、設備和電力載波通信的影響;將超高次諧波劃分為原生發射和次生發射,提出幾種估計超高次諧波貢獻度的思路;并對現有超高次諧波測量、分析方法和標準等進行了比較,指出未來的研究方向。
353-365
電網技術雜志±1100kV特高壓直流輸電技術

考慮地面傾角下±1100kV重要輸電通道內鄰近線路間雷電屏蔽效應仿真計算

摘要:特高壓重要輸電通道內兩線路間距離較近,±1100 kV線路與鄰近線路的雷擊屏蔽特性與單條線路運行存在很大區別。同時,特高壓輸電傳輸距離遠、途經地形復雜、±1100 kV線路電壓極性產生影響等,均會對雷電屏蔽效應產生影響?;陔姎鈳缀文P突驹?建立存在地面傾角下考慮鄰近并行線路間雷電屏蔽效應的電氣幾何模型,研究地面傾角、鄰近線路距離以及±1100 kV電壓極性因素對±1100 kV線路雷電屏蔽特性的影響,仿真計算各種因素影響下各相導線繞擊次數,并利用雷電屏蔽因子來定量描述鄰近線路的雷電屏蔽效應。仿真結果表明,相同情況下,地面傾角增大時,輸電線路繞擊次數增加明顯;鄰近線路距離越近,雷電屏蔽效應越強。綜合分析表明,在地面傾斜角大于15°時,推薦負極性導線位于±1100 kV下坡極,鄰近線路布置在±1100 kV下坡方位,并盡量減少兩線路間距離,±1100 kV線路繞擊概率明顯降低,對重要輸電通道的線路防雷具有指導意義。
366-372

±1100kV換流站管母線選型及地面合成電場研究

摘要:直流地面合成電場是衡量換流站電磁環境水平的重要指標,需要控制在合理范圍內。換流站內產生合成電場的主要設備是管母線,這使得換流站內地面合成電場的最大值與管母線電壓、對地高度和直徑密切相關。分析了±1100kV特高壓換流站地面合成電場限值,計算了不同直徑管母線分別在干燥、潮濕和污穢狀態下的地面合成電場與最小對地高度間的關系。在特高壓直流試驗基地開展的直徑300mm和400mm真型管母線地面合成電場試驗結果驗證了計算方法的有效性。綜合考慮地面合成電場的計算結果和試驗結果,確定了±1100kV換流站戶內和戶外管母線型式和最小對地高度。研究結果表明,對于低海拔地區±1100kV換流站,戶內推薦采用直徑300mm管母線,最小對地高度不宜小于16.5m;戶外推薦采用直徑400mm管母線,管母線最小對地高度不宜小于17.2m。
373-379

準東—皖南±1100kV特高壓直流輸電工程受端電網的直流偏磁影響預測及治理

摘要:研究準東—皖南特高壓直流輸電工程接入后對受端電網的直流偏磁影響,分析了直流偏磁影響的作用機理,建立變壓器直流偏磁風險評估模型,提煉土壤電阻率、中性點運行方式等影響直流偏磁電流的關鍵因素,多方法實測并運用嵌入局部共軛梯度搜索的人工蜂群全局優化反演方法,開展大地電阻率水平多層分布的參數反演,進一步考慮淮南—溧陽地質廊帶連續介質二維反演電性結構,建立適用于受端電網直流偏磁電流分布計算的大地等效模型,最后仿真對比電容隔直法、阻容結合法等多種抑制措施,提出直流偏磁綜合治理策略,為安徽電網及其他±1100kV特高壓直流落點后的電網直流偏磁影響研究及治理提供技術支撐,提升電網安全穩定運行水平。
380-386

特高壓換流變壓器油紙絕緣交直流擊穿特性及選型

摘要:作為特高壓直流系統的核心設備,特高壓換流變壓器的國產化對我國特高壓直流技術的發展具有重要的推動作用。針對特高壓換流變壓器的實際運行工況,基于不同油紙組合交直流擊穿特性,對其油紙選型進行研究。試驗結果表明:絕緣油的擊穿電壓隨交流分量的降低而緩慢下降;油紙絕緣的擊穿場強隨著交流分量的降低而快速上升;油紙絕緣的性能主要由絕緣紙決定,絕緣油對油紙絕緣強度影響較小。從特高壓換流變壓器網側與閥側出發,同時考慮交流、直流電壓在油紙復合絕緣中的分布特點,分析油紙選型需要考慮的因素,根據實驗結果,最終得到KI-50X絕緣油與魏德曼DPE絕緣紙為最佳油紙組合。研究結果可為特高壓換流變壓器的制造提供相關數據參考。
387-392

±1100kV線路長串盤形絕緣子污閃特性研究

摘要:特高壓直流輸電技術可實現遠距離、大容量的能源高效配置,相較±800kV,±1100kV輸電效率和輸電距離可進一步提升,經濟社會效益顯著?!?100kV線路塔頭尺寸受絕緣子串長的影響,可通過長串人工污穢試驗得到的污閃特性確定。為保證±1100kV直流工程的安全性和經濟性,應在±1100kV全電壓、全尺寸以及不同并聯間距等條件下開展人工污穢試驗,獲得污閃特性。特高壓直流試驗基地的±1400kV/2A特高壓直流污穢電源解決了電源在最高輸出電壓和大電流負載時的電壓穩定性問題。人工氣候罐的污穢試驗系統突破了超長尺寸試品污穢試驗霧的均勻性控制問題。這兩項關鍵技術使得±1100kV等級全電壓、全尺寸試驗具備條件。在此基礎上,開展了串長最高至15.6m、全電壓至直流1100kV、并聯時不同串間距(500~1000mm)以及最高至6并聯的多串并聯的直流污閃試驗。通過±1100kV全電壓下的長串試驗,獲得了絕緣子串長、并聯串間距、串形和污閃電壓的關系。結果表明,串長和污閃電壓在±1100kV以下范圍內呈線性關系?!?100kV絕緣子雙串或多串并聯時,為保證串間不相互影響,建議串間距大于600mm。根據概率分析,大跨越在采用多串并聯時需進行串長修正,并計算給出了不同條件下的修正系數。采用升降法,試驗獲得了±1100kV長串絕緣子在全電壓范圍內的串長和閃絡電壓關系,給出了并聯串間距對污閃電壓的影響,以及多串并聯對污閃電壓和外絕緣設計的影響,研究結果可直接應用于±1100kV線路外絕緣設計。
393-399
電網技術雜志能源互聯網

面向能源互聯網的電–氣耦合網絡狀態估計技術

摘要:為保障電-氣耦合網絡安全可靠高效的運行,參考電力系統能量管理系統,可以形成電-氣耦合網絡能量管理系統。其中,電-氣耦合網絡狀態估計是電-氣耦合網絡能量管理的基礎,可以為后續電-氣耦合網絡優化調度、安全評估提供高精度的全局一致解。在考慮氣網中壓縮機和調壓閥特性的情況下,建立了氣網穩態狀態估計模型,實現了對復雜氣網的狀態估計,在此基礎上進一步建立了電-氣耦合狀態估計模型,并測試了其在狀態估計精度和壞數據辨識方面的性能。
400-408

一種考慮天然氣系統動態過程的氣電聯合系統優化運行模型

摘要:由于環境污染和能源短缺問題的凸顯,天然氣-電力耦合形成的多能源互聯系統因其清潔、高效引起了眾多關注。然而天然氣系統運行和電力系統運行屬于2個不同的時間尺度,其耦合系統運行須考慮這一因素的影響。針對這一問題,推導了天然氣系統動態潮流方程,考慮氣電聯合系統雙邊能量轉換關系,建立了耦合系統的多時段優化運行模型,并在一定假設情況下,對模型進行了合理的線性化處理,使得該模型可以很好地反映耦合系統中天然氣側系統的動態過程,且能適用于大規模問題求解要求。最后通過仿真算例驗證了所提模型的合理性和有效性。
409-416

基于能量流的電熱綜合能源系統棄風消納優化調度模型

摘要:針對三北地區供熱期運行調峰約束導致的棄風問題,提出了基于能量流的電熱綜合能源系統棄風消納優化調度模型。首先建立與電力系統模型相容的熱力系統能量流模型。以能量流法根據溫度變化預測熱負荷,并以該結果作為優化調度模型的已知條件。然后以煤耗量最低為目標函數,建立優化調度模型。與傳統模型相比,該模型考慮了換熱環節約束如換熱器熱阻約束等。最后通過算例驗證該模型的有效性,結果表明:利用電加熱站供熱,可增加低谷電負荷,降低機組的熱定電出力,為風電上網留出空間;用戶室內溫度影響熱負荷大小,進而影響風電消納總量;計及換熱環節約束的優化調度模型計算出的優化調度結果更準確、可信。
417-425

補償度實時優化的儲能-火電聯合AGC策略

摘要:隨著儲能調頻應用規?;l展,在我國容量受限型儲能調頻服務計量和補償辦法空白階段,輔助火電機組改善自動發電控制(automatic generation control,AGC)成為其主要運行模式。但現有工程采取滿功率補償策略,不利于儲能工況持續性。對此,以儲能對AGC指令與機組出力實時偏差量的補償度為決策變量,以調頻性能指標和儲能電量平衡度最大化為目標,建立儲能充放策略實時優化模型,在一定周期內通過密切度擇優的多目標粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)進行決策?;?臺AGC機組數據的仿真實驗結果表明:與其他策略相比,補償度策略在具體場景下對儲能可用率和調頻性能改善明顯;同時,短周期優化更利于性能和儲能持續性的致衡;此外,該算法計算耗時滿足決策實時需求。
426-433
電網技術雜志電力市場

一種基于掛牌的電力市場競價模式與實踐

摘要:針對目前電力市場價格信號不清晰、競爭不充分等問題,基于掛牌交易機制,提出了一種發用電側雙向掛牌的競價模式。通過信息公示、電廠掛牌用戶摘牌、用戶掛牌電廠摘牌3個階段,供需雙方在價格接受范圍內分別進行掛牌、摘牌,累計摘牌電量上限不受約束。通過優化兩個交易階段的成交順序,將市場主體公示電量作為整個雙向掛牌交易成交電量上限,并給出了交易組織流程圖和市場出清計算方法。該競價模式不僅能激勵供需雙方合理報價,還可實現交易量價的有機配合,降低了交易風險,擴大了成交電量,提高了資源優化配置的效率。云南電力市場的運營經驗證實了該競價模式的合理性、有效性和實用性。
434-440

微服務在電力交易系統中的應用研究

摘要:電力改革的推進促使電力交易的用戶規模不斷增長,傳統基于單體結構的電力交易系統已經不能滿足業務快速變化和系統性能方面的要求。利用微服務技術架構對電力交易系統進行了改造,并通過微服務的實施,將單體結構的系統轉換為分布式系統,以增強系統的負載性能和伸縮性;分離服務使系統獲得邏輯上的解耦,以便能夠快速應對業務模式的變化和更便捷的升級維護。在分析電力交易業務與電力交易系統現狀的基礎上,提出了較為可行的系統架構設計方案,對關鍵技術的解決給出說明,并通過實驗,驗證了采用所提出的技術方案可以使電力交易系統的吞吐量、容錯性、可維護性和可擴展性都得到較大的提高。
441-446

面向售電側改革的用戶分層聚類與套餐推薦方法

摘要:針對售電公司實現多樣化服務類型,吸引更多用戶的需求,提出了一種基于差異化特征提取的用戶分層聚類方法,并對傳統的k-medoids聚類算法進行改進,實現了聚類數目可變的自適應k-medoids算法。分層聚類中第1層聚類先基于馬爾科夫模型提取代表用戶用電行為多樣性的用電特征,并運用自適應的k-medoids聚類算法實現對用戶用電行為多變與否的識別。第2層聚類首先針對第1層聚類得到的各類用戶提取差異化的用電特征,接著分別運用合適的聚類算法實現用戶的再次分類。最后,為兩層聚類后的子類用戶推薦合適的電價套餐。實驗結果表明,基于該差異化特征提取的分層聚類方法能夠為售電公司實現有效的用戶差異化套餐推薦服務,進而為吸引更多用戶購電、擴大售電公司規模提供技術支撐。
447-454
電網技術雜志可再生能源發電與綜合消納技術

交直流混合微電網網絡堅強度評估的指標體系及方法

摘要:網絡堅強度是交直流混合微電網構建與運行的基礎,可體現系統的容量、結構合理性以及抗干擾能力。在定義網絡堅強度和描述其表現的基礎上,提出了一套交直流混合微電網的網絡堅強度評估指標體系。該體系基于系統對堅強度的需求層次,衍生出結構、容量、聯絡程度、備用大小和故障轉移能力等相關指標,考慮了節點和支路的分布情況、節點和支路的供電能力以及交流和直流微網的容載比等因素。同時提出了可體現數據獨立性和波動性的獨立信息熵權法,并運用基于獨立信息熵權-層次分析-主成分分析(independent information entropy-analytic hierarchy process-principal component analysis,IIE-AHP-PCA)的分層組合評價模型對網絡堅強度進行評估。通過算例證明,所提出的指標體系與評價方法合理有效。
455-462

主從控制孤島運行微電網的短期可靠性評估

摘要:針對主從控制孤島運行微電網短期可靠性的時變性和通信系統冗余的動態特性,提出一種基于時變動態故障樹的短期可靠性評估方法。首先,定義時變動態故障樹,給出動態子樹和靜態子樹的求解過程。再以負荷點供電中斷為頂事件,將頂事件劃分為直接事件和間接事件,并進行概率計算。在此基礎上,計算主從控制孤島運行微電網的負荷點切負荷概率和系統停電期望值,給出可靠性評估流程。算例分析驗證了所提方法的正確性及有效性,評估結果可為主從控制孤島運行微電網的調度及運行提供一定的依據。
463-471

基于多進程的多微網分層控制仿真平臺

摘要:隨著微網工程的推廣應用,多個微電網因互聯互需而成為多微網系統。針對多微網分層多主體控制架構的仿真模擬,設計一種考慮個體獨立性和進程間信息交互的多進程仿真平臺。所提多進程模擬仿真平臺考慮當前主流多微網系統的分層控制架構,通過以"一控制器一進程"為設計原則,進程間數據交互通過特定文件傳輸協議完成,從而實現各子微網相對獨立的控制算法,并考慮整體多微網系統的全局性以實現對多微網系統的場景化仿真模擬。通過算例測試驗證所提方法的有效性,有利于通過模擬復雜工況場景運行以降低算法開發難度。
472-478

考慮備用動作約束的含風電場電力系統多目標動態優化調度

摘要:建立了含風電場的電力系統多目標動態優化調度模型,以總燃料耗量、污染氣體排放量及購電費用最小為優化目標,針對風電場出力隨機性的特點,采用極限場景代表風電場出力偏離預測場景的各種可能方向,考慮了風電場出力極限場景下,各常規機組備用動作對應的網絡安全、機組爬坡等約束。將極限場景與預測場景聯立求解,得出機組出力計劃及各極限場景下的備用動作方案。采用規格化法平面約束法(normalized normal constraint,NNC)和GAMS/CONOPT求解器求解三目標優化問題,以獲得均勻分布的Pareto最優解集;并提出通過確定烏托邦面位于目標函數空間中可行域內部的完整部分,以求解完整Pareto前沿的方法。最后以IEEE 39節點系統和某省級電網為例,分析結果表明,所提出模型和算法能夠為調度人員提供更為完整的決策信息,并得到在風電場出力波動條件下,能夠滿足系統各種運行約束的備用動作方案。
479-486

計及風電功率預測誤差的需求響應多時間尺度優化調度

摘要:風電功率預測存在誤差,增加了電力系統運行調度的困難,影響系統風電消納,降低系統運行的經濟性。為了提高系統風電消納能力,考慮風電功率預測誤差,結合需求響應特點,從日前、日內和實時構建了電力系統需求響應多時間尺度優化調度模型。分析居民用戶需求對電價的響應,構造日前價格型需求響應的初調度策略,并在日內根據風電功率預測偏差進行電價調整后的價格型需求響應再調度。分析工業用戶和商業用戶的調度補償策略,以電網運行費用最低為目標,考慮平衡風電功率實時預測誤差,建立激勵型需求響應的實時調度優化模型,以提高系統風電消納能力,降低系統棄風量。算例分析表明:所提出的優化調度策略能夠較好地平衡風電功率預測誤差,增加系統風電消納量,節約系統運行成本,保證用戶用電的自主性,最小化需求響應調度對其的影響。
487-494

基于一主三從博弈的風-水-氣區域電力系統調度研究

摘要:伴隨電力市場開放程度與日俱增,發電企業在調度出力中將擁有更大的決策權。因此,立足于兼顧電網與多種類型發電廠利益構建的調度模型顯得極為必要。將電網作為博弈主體,在保證電力供求平衡的基礎上,以其購電成本與環境成本最小化為優化目標;將風、水、天然氣電廠作為3個參與電力市場博弈的獨立從體,在綜合考慮各類電廠出力特性的基礎上,以3個參與者的收益最大化作為優化目標;將電廠出力策略以及電網優化的上網電價作為決策空間,構建了基于一主三從博弈理論的區域電力系統調度模型,并提出了基于NSGA-II求解該模型Stackelberg-Nash均衡解的算法。算例仿真表明,所建立的一主三從博弈區域電力系統調度模型能夠適應不同季節下的區域系統調度,并顯著提高了調度控制中各電廠間利益分配的均衡度與穩定程度。
495-502

一種考慮電壓穩定約束的風-燃互補發電系統容量規劃與并網控制策略

摘要:隨著我國電網的低碳化推進,天然氣在一次能源消費的比例不斷提高,這使得風-燃互補發電技術的規模應用成為可能。提出了一種考慮電壓穩定約束的風-燃互補發電系統容量規劃和并網控制策略,以并網節點電壓穩定為約束條件,優化互補系統中燃氣輪機組的配置容量,并根據并網點注入功率對阻抗比指標的靈敏度,聯合控制燃氣輪機和無功補償裝置的輸出,使風-燃互補發電系統主動參與電網調峰。在并網節點電壓穩定水平不降低的情況下,有效地降低了風-燃互補發電系統的成本。最后通過新英格蘭10機39節點系統算例仿真驗證了其有效性。
503-508

雙饋風力發電機的調頻策略及機組定子故障下的弱電網穩定性研究

摘要:雙饋風力發電的高滲透率降低了電網的等效慣性和一次調頻能力,這一問題對于弱電網而言愈發突出。因此,在慣性降低的弱電網下,雙饋風力發電機(doubly-fed induction generator,DFIG)頻率的自動調整成為其控制系統重要目標之一。定子繞組匝間短路(stator winding inter-turn short circuit,SWITSC)是雙饋風機的一種典型故障,直接影響機組的安全、穩定運行。但是,計及SWITSC故障的DFIG機組的調頻策略與弱電網穩定性分析尚未見諸報道。為此,在計及SWITSC故障的DFIG機組模型上附加頻率慣性控制和下垂控制,依據旋轉質塊的動態特性建立SWITSC故障下DFIG機組、弱電網的小信號模型,通過特征值分析揭示了兩種頻率控制策略及SWITSC故障本身對弱電網頻率穩定性的影響,并對弱電網模式切換和負荷突變進行了敏感性研究,最后利用仿真驗證了理論分析的正確性。
509-516

基于運行狀態評估的雙饋風機自適應虛擬同步發電機控制

摘要:雙饋風機機械與電氣解耦,使得接入電網總有效轉動慣量降低,增加電網頻率調節壓力。分析了雙饋風機通過虛擬同步發電機控制實現對系統頻率響應技術,研究了雙饋風機在調頻過程中在不同運行工況下能量變化評估方法,提出基于機組狀態評估的雙饋風機自適應虛擬同步發電機控制。在理論研究基礎上進行時域仿真,結果表明,基于運行狀態評估的雙饋風機自適應虛擬同步發電機控制在不同出力水平下可以對系統頻率提供有效支撐,提高系統頻率穩定性,同時調頻過程中保證機組運行穩定。
517-523

基于魯棒變結構的直驅風電機組單位功率因數控制

摘要:針對直驅式永磁同步風電機組在控制中存在的一些不確定性因素,如因機艙溫度升高使得永磁同步發電機的固有參數發生變化以及風速變化引起的擾動等,提出一種魯棒變結構的控制策略,結合基于定子磁鏈定向的單位功率因數控制,并依據電壓鎖相原理實現了定子磁鏈的位置觀測。與傳統的控制方案相比,不僅可以實現單位功率因數控制,獲得較好的跟蹤精度及動態品質,而且依據所提方法設計的魯棒變結構控制器能夠使整個閉環系統全局穩定,且具備較強的魯棒性。
524-532

基于改進自抗擾控制的抑制光火打捆經直流送出系統的次同步振蕩策略

摘要:高壓直流輸電有引發次同步振蕩的風險,嚴重威脅發電機組及電力系統的穩定運行。與傳統比例-積分-微分控制相比,自抗擾控制具有超調小、響應速度快、適應能力強等優點,提出將自抗擾技術應用到光伏、火電打捆經直流送出系統,并通過粒子群算法整定自抗擾控制器的參數,利用改進自抗擾附加阻尼控制來抑制HVDC可能引發的次同步振蕩?;赑SCAD/EMTDC仿真軟件,以加入光伏并網的IEEE次同步振蕩第一標準模型作為仿真算例進行驗證。結果表明,所設計的自抗擾附加控制在抑制HVDC引起的次同步振蕩時,具有超調小、收斂快的優勢,比傳統PID控制的抑制效果更好,魯棒性更強;在光伏逆變器配置附加控制,可以進一步提高電網的穩定性和可靠性。
533-540

電氣化鐵路背靠背光伏發電系統及控制策略

摘要:將光伏發電接入牽引供電系統,有助于推進鐵路系統的節能減排以及光伏電能的就近消納。針對鐵路牽引供電系統的特殊性,首次提出一種適用于電氣化鐵路的背靠背光伏發電系統及其控制策略。利用背靠背變流器的直流側輸出光伏電能,根據工況動態計算兩側變流器的最優電流,實現兩側變流器的獨立控制,充分利用變流器的容量對牽引供電系統進行一定的無功和負序補償,在自發自用的發電模式下,實現光伏電能的就近消納,同時不影響牽引供電系統的電能質量。最后,搭建了系統仿真模型,驗證了所提背靠背光伏發電系統的有效性。
541-547

基于光伏并網逆變器的一種矢量角補償法有限控制集模型預測控制研究

摘要:有限控制集模型預測控制(finite control set model predictive control,FCS-MPC)提供了一種與眾不同的能量處理方法,將功率變換器當做離散和非線性的執行器。它具有無須解耦運算和安裝脈沖寬度調制(pulse width modulation,PWM)調制器等優點,被廣泛應用于電力電子變換器。傳統FCS-MPC在延時補償問題上采用拉格朗日外推法對未來參考值進行修正,但這種方法在出現階躍變化時峰值較大??紤]到三相系統變量的矢量表示法后,能夠根據一次采樣時間的矢量角變化來估算未來參考值。因此,該文基于光伏并網逆變器,運用矢量角補償法對FCS-MPC延時補償后帶來的未來參考值偏離進行修正,研究光伏光照強度變化時并網的動態控制效果,這個簡單的補償方法允許預測控制模型包含延時,并能夠避免受控變量出現較大的紋波,同時該文在代價函數中加入了開關頻率約束項,減少開關損耗,同時不會造成輸出電流畸變。最后通過Matlab/Simulink仿真和實驗,驗證這種模型預測控制器在光照波動時并網運行過程中具有良好的控制性能,并論證此方法的可行性。
548-554

三相四橋臂并網逆變器約束模型預測控制

摘要:提出了基于并行神經網絡優化的約束模型預測控制(model predictive control,MPC),應用于光伏并網逆變器中,提高光伏發電并網電能質量。建立了三相四橋臂逆變器的精確模型,分析約束模型預測控制算法的原理,在約束條件中加入輸出變量和控制變量的約束,突破有限子集和無約束預測控制方法的限制。將并行神經網絡遞歸優化算法用于求解約束預測控制優化問題中,提高單步優化問題的求解速度。利用FPGA的并行計算能力,在FPGA中運行神經網絡在線優化求解,實現預測控制算法的實時運行。實驗結果表明:采用該算法的并網逆變器輸出電流偏差小,總諧波畸變率小,可以提高并網電能質量,驗證了該算法的可行性和有效性。
555-563
電網技術雜志電力系統

降低多回HVDC同時換相失敗風險的交直流混聯受端系統STATCOM配置方案

摘要:在有多回直流饋入的交直流混聯受端系統中,若交流系統短路故障引起多回直流同時換相失敗,甚至閉鎖,將對電網的安全運行造成嚴重影響。將風險的概念引入交直流系統同時換相失敗問題,以三相短路故障為研究對象,提出一種以降低多回直流同時換相失敗風險為目標的靜止無功補償器(static synchronous compensator,STATCOM)配置方法。首先提出一種考慮故障發生位置隨機性的多回直流同時換相失敗風險評價指標;根據換相電壓幅值在故障暫態過程中跌落的規律以及STATCOM對暫態電壓的調節特點,給出了預選故障的篩選和分類方法;建立了考慮同時換相失敗風險的STATCOM優化配置模型,利用遺傳算法求解該模型,得到不同風險下STATCOM的最優補償方案;最后,通過仿真驗證了配置方案的有效性。
564-570

基于ADPSS電磁暫態模型庫的三相潮流建模與計算方法

摘要:為了實現ADPSS電磁暫態仿真的平穩啟動,開展了基于電磁暫態模型庫的三相潮流建模和計算方法研究,并在ADPSS中開發了三相潮流計算程序。文中首先把大量電磁暫態模型進行分類建模,研究變壓器接法對系統相角的影響,建立兼容多種接法的變壓器模型;然后研究了各種三相潮流算法,從前景和實用性考慮選用牛頓法,并設置3類特殊節點滿足不對稱計算要求;最后,通過前2個算例驗證了新程序計算結果的正確性,后兩個算例則演示了利用新潮流結果為電磁暫態仿真提供初值的易用性。
571-577

結合M-Copula理論與半不變量的隨機潮流方法

摘要:隨著光伏等可再生能源越來越多地并入電力系統,電力系統運行的隨機性問題越來越突出。傳統的確定性潮流將無法準確描述電力系統的實際運行狀態,而隨機潮流能充分考慮電力系統的各種隨機波動,從而為電力系統的規劃和運行提供指導。然而,新能源出力由于自然條件的時空關聯性存在復雜的非線性相關性;為處理該非線性相關性,提出了一種基于M-Copula理論的半不變量隨機潮流計算方法,將Copula理論與半不變量法結合起來,同時選擇多個Copula函數模型來充分描述變量之間的復雜相關性。該方法既考慮了電力系統輸入變量之間廣泛存在的非線性相關性,又充分利用了半不變量法計算速度較快的優點,從而實現隨機潮流的快速準確計算。以修改的IEEE 14系統為例,與蒙特卡洛方法進行的對比,仿真驗證了所提方法的快速性與準確性。
578-584

基于MFOA-GRNN模型的年電力負荷預測

摘要:精確的年電力負荷預測為電力建設和電網運行提供可靠的指導。受多種因素的影響,年電力負荷曲線呈現出非線性特性,因此年電力負荷預測問題的解決需要建立在非線性模型的基礎之上。廣義回歸神經網絡(GRNN)已被證明在處理非線性問題上是非常有效的。該網絡只有一個擴展參數,如何確定適當的擴展參數是使用GRNN進行預測的關鍵點。提出了一種將多種群的果蠅優化算法(MFOA)和GRNN相結合的混合年電力負荷預測模型,用以解決上述問題。其中,MFOA用作為GRNN電力負荷預測模型選擇適當的擴展參數。最后通過模擬實驗數據分析,MFOA-GRNN模型的年電力負荷預測平均絕對百分比誤差為0.510%,均方誤差為0.281。并且將其結果與差分進化的支持向量機模型(DE-SVM)、粒子群優化的GRNN模型(PSO-GRNN)、以及果蠅優化的GRNN模型(FOA-GRNN)的預測結果進行了比較。最終得出,文中所提出的MFOA-GRNN模型在年電力負荷預測中的預測性能優于上述3種模型。
585-590

基于動態RBF神經網絡的廣義電力負荷建模

摘要:針對新形勢下分布式電源對綜合負荷特性的影響,提出一種基于動態徑向基函數(radical basis function,RBF)神經網絡的廣義電力負荷建模新方法。利用動態RBF神經網絡描述綜合負荷功率的動態微分變化過程,可以深度揭示廣義電力負荷的動態特性。利用狀態估計誤差對神經網絡的權值進行動態更新,并對不滿足持續性激勵條件的神經元的權值進行限制,使所建立的動態RBF神經網絡模型參數理論上可以收斂至最優值。分別應用仿真平臺和實際系統數據進行測試,結果表明所提方法的有效性。
591-597

基于VMD與PSO優化深度信念網絡的短期負荷預測

摘要:為提高短期負荷預測精度,采用變分模態分解(variational mode decomposition,VMD)技術將原始歷史負荷序列分解為一系列特征互異的模態函數,對每個模態函數進行特征分析并分別建立負荷預測模型。電力系統負荷預測建模過程中,選取有效的輸入變量是提高預測精度技術措施之一,該文采用互信息度量影響因素與輸出變量間的相關性,可選取出對負荷影響較大的輸入變量集合。傳統的神經網絡負荷預測模型難以訓練多層網絡,從而影響其預測精度。而深度信念網絡(deep belief network,DBN)采用非監督貪心逐層訓練算法構成多隱含層感知器結構,在回歸預測分析中展現出優良的性能,已成為深度學習領域研究熱點。因此,該文借助DBN算法對每個模態函數建立預測模型,提高了預測精度。由于DBN網絡權值的隨機初始化,使得目標函數在學習訓練過程中容易陷入局部最優,采用改進粒子群算法優化網絡權值,增強了DBN預測性能。最后,算例測試表明該文模型的有效性。
598-606

基于T型三電平變流器的超導磁儲能系統及其能量成型控制策略

摘要:基于T型三電平拓撲的變流器結合了傳統兩電平和三電平變流器的優點,可以改善并提高系統的輸出特性和運行效率,有效降低功率開關管的電壓應力和導通損耗。超導磁儲能(superconducting magnetic energy storage,SMES)系統擁有很高的功率密度,作為新型儲能裝置應用于電力系統是未來的必然趨勢。提出了一種基于T型三電平變流器的新型SMES拓撲結構,針對其運行過程中的非線性特性進行了端口受控哈密爾頓建模,并設計了SMES基于反饋互聯結構的能量成型控制策略。仿真結果表明,基于能量成型控制及T型三電平拓撲的SMES具有較小的諧波畸變率和很好的功率跟蹤性能。將其應用在風力發電系統中,有效平抑了風電波動,增強了風電場的并網能力。
607-613

典型電能質量穩態指標預測模型研究

摘要:電網典型電能質量穩態指標的準確預測對優化電網運行方式和提高電網供電質量具有重要意義。根據電能質量穩態指標似周期、非周期的特點,提出一種基于混沌理論和最小二乘支持向量機(least squares support vector machine,LSSVM)的電能質量穩態指標預測模型。首先采用混沌理論對典型電能質量穩態指標歷史數據進行相空間重構,構造包含吸引子的新數據空間;其次利用最小二乘支持向量機在高維空間下進行樣本訓練,并結合粒子群算法優化最小二乘支持向量機參數;最后得到最佳預測模型?;谀车嘏潆娋W電能質量實際監測數據,采用所提模型進行典型電能質量穩態指標預測,平均相對誤差均在8%以下,優于傳統BP神經網絡預測方法。
614-620

基于IEC 61850的數字化電能表用快速準同步諧波測量算法

摘要:按IEC 61850-9-2 LE要求,數字化測量裝置主要采用80′fr的固定采樣率,在非同步采樣下進行諧波分析,容易引起頻譜泄漏。準同步算法具有較高的準確度,但計算復雜,硬件開銷較大,不適合數字化電能表進行在線諧波分析和電能計量。該文針對數字化測量裝置的特點,提出一種高效準同步諧波算法,具體采用等效加權窗函數與組合數快速傅里葉(fast Fourier transform,FFT)算法相結合的方式,使理論計算量減少了90%以上。通過仿真和試驗,與Triangular窗插值離散傅里葉(Discrete Fourier transform,DFT)算法、Hanning窗插值DFT算法、Nuttall4(III)窗插值DFT算法進行比較,證明了該文提出的算法準確度更高,且硬件開銷具有明顯優勢。
621-627

基于電壓空間矢量的類正弦滯環電流控制策略

摘要:滯環電流控制(hysteresis current control,HCC)是一種傳統的電流控制方法,其實現簡單、魯棒性好、動態響應快。但當應用到三相系統時,由于三相間的耦合,會存在電流諧波大、開關頻率過高等缺點。該文首先回顧了近年來為解決傳統滯環控制自身問題而提出的一種改進的基于空間矢量的滯環電流控制(improved space vector-based HCC,ISV-HCC)方法的優缺點,然后提出了一種新型的基于電壓空間矢量的類正弦滯環電流控制方法。該方法參考了空間矢量脈寬調制(space vector pulse width modulation,SVPWM)調制中的電壓矢量概念,根據系統參數給定上下兩滯環帶,且當三相電流誤差均在規定的滯環內時,采用零電壓矢量開關模式,而當電流誤差超出規定的滯環帶時,則按照指定的邏輯對三相開關進行控制。最后,通過與傳統HCC及ISV-HCC進行并網仿真與實驗對比,證明該文所提出的方法具有更低的電流諧波及更小的開關頻率,整體上具有更優的控制性能。
628-636

結合小波分析和改進型DTW距離的配電網電壓暫降源辨識方法

摘要:該文提出了一種結合小波分析和改進型動態時間規整(dynamic time warping,DTW)距離的配電網電壓暫降源辨識方法。首先分析各類電壓暫降源及其經不同類型變壓器傳遞后的相應電壓波形特征,并根據其隸屬關系通過波形數據挖掘和序列相似匹配構建完備的波形數據庫。通過小波變換對實測電壓暫降波形進行多尺度分解實現時間數據的降維,同時給出波形庫序列的DTW邊限距離及其在小波變換域的查詢計算方法,實現電壓暫降源的快速識別?;趯嶋H的電力園區網架結構搭建仿真模型進行驗證,結果表明,所述方法能迅速而準確地辨識各類電壓暫降源,為電壓暫降的有效監測和快速治理提供有力的參考。
637-643

基于卷積神經網絡的電力設備缺陷文本分類模型研究

摘要:電網生產管理系統中存在大量閑置的設備缺陷記錄文本。針對電力設備缺陷文本的特點,構建了基于卷積神經網絡的缺陷文本分類模型。首先通過分析大量電力設備缺陷記錄,歸納了電力設備缺陷文本的特點;然后參考中文文本分類的一般流程,并考慮缺陷文本的特點,建立了一種基于卷積神經網絡的電力缺陷文本分類模型;最后通過算例對基于卷積神經網絡的缺陷分類模型和多種傳統機器學習分類模型進行全面比較。算例結果表明,所提出的缺陷文本分類模型能顯著降低分類錯誤率,在分類效率上也比較可觀。
644-650

一種最優化資源保護技術在電力通信網中的應用

摘要:為解決電力通信網資源利用率低的問題,該文研究通過配置P圈來實現電力業務的保護。以江蘇省某地區的220 kV變電站通信網為例,考慮實際的物理距離和光纖容量限制,使用業務均衡Dijkstra路由算法進行業務路由,該文設計了一種基于通道保護的電力通信網最優化資源保護方法。與傳統的電力通信網保護方案和經典的P圈配置方法相比,該文算法有效降低了電力通信網絡的資源冗余度。同時,在P圈長度限定條件下,對業務完全保護的業務容量配置方法進行了探索,劃定了自由區、可行區和截止區3段業務通道容量分布,對于電力通信網的規劃與升級具有一定的參考價值。
651-657
電網技術雜志高電壓技術

基于油中氣體分析的變壓器故障診斷ReLU-DBN方法

摘要:油中溶解氣體分析可為變壓器故障診斷提供重要依據。為提高變壓器故障診斷精度,研究了基于修正線性單元改進的深度信念網絡(rectified linear units deep belief networks,Re LU-DBN)變壓器故障診斷方法。通過分析油中溶解氣體與故障類型的聯系,建立以油色譜特征氣體無編碼比值為特征參量的Re LU-DBN診斷模型。Re LU-DBN通過多維多層映射提取出故障類型更細致明顯的特征區別,通過反向調優達到診斷模型參數最優化。通過識別實驗分析了不同特征參量、不同訓練集及樣本集大小下Re LU-DBN診斷模型效果,研究了放電兼過熱復合型故障對診斷模型的影響,并與支持向量機、反向傳播神經網絡方法做了對比。實驗結果表明基于無編碼比值的模型診斷效果優于IEC比值、Rogers比值、Dornenburg比值為特征參量的模型,且Re LU-DBN較支持向量機和反向傳播神經網絡方法相比診斷準確率有較大提高。區分復合型故障的模型診斷效果優于未區分復合型故障的模型。隨著樣本數據的增多,模型診斷精度得到較大提升。
658-664

直流電壓下礦物油和天然酯中纖維顆粒運動及成橋特性的差異

摘要:纖維顆粒是運行變壓器中絕緣油品質的首要污染者,以礦物油和天然酯為研究對象,在相同直流電場作用下,對不同板-板電極距離下油中纖維顆粒的運動及成橋特性進行了對比分析。研究結果表明:當直流電場相同時,與天然酯相比,礦物油中纖維顆粒運動更快,更容易形成完整的"纖維顆粒橋";礦物油中的"纖維顆粒橋"呈現與電場線方向平行的細圓柱狀,而天然酯中"纖維顆粒橋"呈現三角錐形;隨著板-板電極距離的增大,礦物油中形成最初"淺橋"所需的時間增大,"纖維顆粒橋"的密度減小,而天然酯則相反。顆粒的存在增大了絕緣油的泄漏電流,但2種油泄漏電流的變化趨勢受電極距離的影響不同,天然酯的泄漏電流不易受顆粒影響。自直流加壓至撤去電壓后,2種絕緣油中的"纖維顆粒橋"均呈現動態變化的4個階段:顆粒急劇運動階段、完整"纖維顆粒橋"逐漸形成階段、"纖維顆粒橋"密度逐漸增大階段、"纖維顆粒橋"消散階段。此外,研究發現"纖維顆粒橋"加壓時的形成及撤去電壓后的消散與電流陡增及陡降存在密切關系。
665-672

具有開斷效應的半導體防冰涂層絕緣子外絕緣性能的試驗研究

摘要:絕緣子表面的覆冰會引發覆冰閃絡,造成停電事故。在絕緣子表面部分涂敷半導體防冰涂料是一種良好的防冰方法,并且已經在幾個試驗點掛網運行,然而需要對涂有防冰涂料的絕緣子的外絕緣性能做進一步研究。使用XHP-210型瓷絕緣子,對涂有半導體防冰涂料和未涂涂料的絕緣子進行人工覆冰、污穢和淋雨試驗,測量并記錄了覆冰橋接度、泄漏電流和閃絡電壓。試驗結果表明,半導體防冰涂料的防冰效果良好,提高了覆冰閃絡電壓,同時在污穢和淋雨條件下的閃絡電壓高于普通絕緣子。這表明半導體防冰涂層絕緣子的外絕緣性能明顯優于普通絕緣子。研究成果可為半導體防冰涂料在輸電線路絕緣子上的應用和進一步推廣提供重要的參考價值。
673-680

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