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2014, 42(10):1-7. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.001
摘要:以含大规模风电的互联电力系统为研究对象,以抑制风电并网时所引起的系统频率不稳定为目的,提出了基于PSO的负荷频率控制器。传统的负荷频率控制器根据区域控制偏差来调整机组的出力,使区域控制偏差ACE趋于零,从而保证全系统发出的出力和负荷功率相匹配。把风电输出当作一个负的负荷作为等效负荷,在传统的比例积分控制器中引入PSO智能控制,可以进一步提高对等效负荷的控制效果。通过在Matlab/Simulink中构建的含风电的两区域互联电力系统的仿真结果表明,无论是互联电网的频率偏差还是联络线的交换功率,控制指标更优。
李兆伟 , 周旭 , 刘昱辰 , 张林 , 李威 , 罗剑波 , 赵长军
2014, 42(10):8-14. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.002
摘要:励磁系统的控制模式和控制参数对发电机及电力系统安全稳定运行有较大影响,一些厂矿企业电网的停电事故,暴露出自备电厂运行时存在励磁系统稳定问题。针对此问题,建立了计及恒无功、恒功率因数励磁控制方式的Heffron-Philips扩展模型,形成系统状态矩阵,通过特征根分析研究影响励磁系统稳定性的主要因素;基于根轨迹方法提出一种考虑系统稳定性的励磁系统控制参数优化方法。剖析了某实际厂矿企业自备电厂发电机组异常振荡现象的机理,并改进了励磁控制参数,仿真结果验证了所提方法的有效性。
2014, 42(10):15-22. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.003
摘要:齿轮箱是风电机组中维修费用最高的部件之一,针对齿轮箱的状态检修策略研究对降低设备维修费用、提高可靠度具有关键作用。针对风机齿轮箱不完全维修这一现状,提出了一种基于比例强度模型的优化检修策略。该方法利用监测到的齿轮箱振动数据、温度数据及历史维修数据建立比例强度模型,确定齿轮箱的强度函数;然后采用物理规划方法权衡最小维修费用和最大可靠度两个优化目标函数,确定最优维修阈值,并制定最优维修策略。结合实际风电场故障数据和在线监测数据,对考虑不完全检修的优化检修策略进行仿真分析,结果验证了所提优化策略的有效性和合理性
2014, 42(10):23-28. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.004
摘要:为克服目前小电流接地系统单相故障发生在相电压过零点附近选线方法灵敏度低的缺点,提出了一种基于希尔伯特变换的综合选线判据。将零序电流进行小波包分解的同时,运用希尔伯特变换对分解结果进行瞬时频率分析,计算频带能比因子。将频带能比因子作为启动选线方法的条件,当高频分量多时比较小波高频能量,当低频分量多时比较直流分量能量,将两种方法进行有机综合可以构成完善的故障选线方案。仿真结果表明该方法有效、准确、且适用性强,不受系统结构和运行方式等的影响。
张翌晖 , 王贺 , 胡志坚 , 王凯 , 黄东山 , 宁文辉 , 张承学
2014, 42(10):29-34. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.005
摘要:提出一种基于集合经验模态分解(Ensemble empirical mode decomposition)和改进极限学习机(Improved Extreme Learning Machine,IELM)的新型短期风速组合预测模型。采用集合经验模态分解将风速序列分解成不同频段的分量,以降低序列的非平稳性。使用改进极限学习机对各分量分别建模预测,为避免极限学习机输入维数选取的随意性和分量信息丢失等问题,先对各分量重构相空间,最后将各分量预测结果叠加得到最终预测结果。实例研究表明,所提的组合预测模型具有较高的预
2014, 42(10):35-40. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.006
摘要:在交流侧有载调压变压器(Load tap changing transformer, LTC)支路中引进虚拟节点,并通过虚拟节点的电压来表示有载可调变压器支路功率方程;对于直流系统,在换流变压器的理想变压器和换流阻抗之间引进一个虚拟节点,虚拟节点电压幅值等一些变量被用来表示换流器支路方程;耦合方程把不同坐标系下的方程耦合到一起,由此建立了交直流混合系统无功优化问题的二阶新模型。预测-校正原对偶内点法被用来实现这个无功优化问题,该模型的海森矩阵在优化过程中是恒常矩阵,只需要计算一次,这样缩短了内点法的计算总
2014, 42(10):41-45. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.007
摘要:单元机组中的锅炉-汽轮机协调系统,具有滞后、耦合、时变以及模型不确定性等特点。针对该协调过程,设计了一种预测控制策略,它利用预测模型与滚动优化策略,减小了模型不确定性、时变以及滞后等因素的影响。最后通过300 MW单元机组协调控制系统的仿真实验,验证了所设计控制算法的性能。结果表明在机组工况发生变化或受到干扰时,被控系统具有快速的负荷适应性、良好的抗扰动能力和很强的鲁棒性,是一种具有实用价值的单元机组协调控制方法。
刘煌煌 , 雷金勇 , 蔡润庆 , 陈钢 , 杨振纲 , 刘前进
2014, 42(10):46-54. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.008
摘要:针对分布式电源(Distributed Generation,DG)并网给电力系统带来的随机扰动,综合考虑配电网运行效益,计及风光时序特性,以经济性、电能质量及环保性为目标,搭建了机会约束规划模型。采用混合智能算法求解,即基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法模拟优化变量到目标函数以及约束条件映射的不确定性函数,运用多目标粒子群算法(Multi-Objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)求解模型,得出Pareto非劣决策集并
2014, 42(10):55-61. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.009
摘要:针对目前微电网组成及控制复杂,快速实现及扩容难的现状,提出了一种工程实用的模块化分布式光伏发电独立微电网结构,以实现快速组网、安全及高效运行。对该独立光伏微电网的运行原理、关键电力电子装置以及模块间调度控制策略等进行了分析设计。基于该拓扑结构,在海岛进行了光/柴/蓄独立光伏微电网实证研究,实现了海岛负荷不间断供电运行。进行了海岛光伏微电网运行状态的测试分析,试验结果验证了该微电网架构的有效性,并对存在的问题提出了建议。
2014, 42(10):62-70. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.010
摘要:非干预式负荷监测技术是未来负荷监测的重要发展方向,基于此技术开发创新性服务产品需要对非干预式负荷监测技术应用基础展开详细研究。建立了非干预式负荷监测应用体系;提出体系中负荷识别算法的实现原理;由于负荷特性研究是非干预式负荷监测的基础,各类创新性服务产品的开发必须以负荷特性研究为基础。对居民负荷的微观特性进行深入研究,基于实测波形提取了典型电器的多个微观特征参数,如波峰系数、瞬时功率峰值和有效值、V-I特性曲线面积及中心线斜率等,并提出了各负荷特性特征值的计算方法。该成果为后续的基于非干预式负荷监测的用电可
2014, 42(10):71-76. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.011
摘要:以WAMS(Wide Area Mearsurment System)实际应用情况为背景,提出了WAMS主站系统评估方案。把评估内容分为三个层次,分别为系统硬件、系统软件基本功能和系统应用功能,三个层次逐一递进展开评估,并设计了对应的评估方法和评估函数。设计了综合考虑三个层次的WAMS主站系统整体评估方法和评估函数,针对主站系统的稳定性和可靠性设计了某时段WAMS系统连续多次评估方法和评估函数。设计的各评估方法和函数可以为当前电网WAMS主站系统提供评价量化指标,通过各量化指标可以反映出主站系统各层次的稳
2014, 42(10):77-83. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.012
摘要:直流输电线路故障时,高频故障暂态信号将沿线路向两端传播,线路对故障暂态信号高频分量有衰减作用。研究双极特高压直流输电线路频率特性,得到特高压直流输电线路对高频量有衰减作用,线路越长,衰减作用越剧烈的结论。研究基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路单端故障测距原理,推导出故障点距测距装置安装点的距离公式,得到基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路单端故障测距原理难以准确实现直流输电点线路故障测距的结论。研究基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路双端故障测距原理,推导出故障点距测距装置安装点的距离公式,提出频
2014, 42(10):84-89. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.013
摘要:火电厂机组的煤耗特性曲线一般是由生产厂家提供的性能参数或通过热力试验数据获得的,这些曲线长期保持不变,导致与机组实际运行情况不符。以解决这一问题为目的,提出了基于遗传算法对火电厂机组的煤耗特性曲线进行拟合的方法。该方法采用二次函数作为目标函数;设置适当的初始种群数、交叉率和变异率等参数;对机组的实际煤耗特性曲线进行了拟合。对遗传算法拟合曲线与最小二乘法拟合曲线进行了比较,结果表明拟合效果前者优于后者,进一步说明采用该方法进行曲线拟合在一定意义下能最佳逼近已知数据,实时反映出火电厂机组发电量与煤耗量之间的依
2014, 42(10):90-95. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.014
摘要:为了提高煤矿过流保护的可靠性,针对各级变电所6 kV出线开关,给出了一种改进的过流保护整定计算方法。分析了传统方法的不足,并详细介绍了新方法的整定计算过程。新方法中用线路载流量对定时过流与过负荷保护进行了整定,并介绍了瞬时速断保护是否设置的判定方法。以定时过流保护为例,介绍了灵敏度不合要求时的处理方法。最后以河南大有能源某煤矿局部供电系统为例进行了计算论证,并进行了分析。结果表明,新方法是有效和实用的,能够保证过流保护装置可靠动作,从而提高过流保护的可靠性。
2014, 42(10):96-103. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.015
摘要:为了实现储能装置的功率转换系统(Power Conversion System, PCS)在电网发生对称和不对称故障时的低电压穿越LVRT(Low Voltage Ride Through,LVRT)控制,考虑到目前PCS控制方面的不足之处,通过分析预测电流控制原理,推导α-β坐标系中PCS瞬时功率方程,设计了一种电网故障情况下PCS 的LVRT控制策略。建立基于PSCAD的84 kW储能电池PCS系统,针对电网多类型故障进行仿真;在已有控制策略经过仿真验证之后,又将该策略移植到硬件设施中进行实验。仿真结
2014, 42(10):104-107. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.016
摘要:提出了一种基于调相法的消弧线圈自动跟踪补偿测量方法。对于消弧线圈并阻尼电阻接地的配电网,通过投切并联在消弧线圈两端的阻尼电阻以增加系统的阻尼率,同时调节消弧线圈的电感量,保证调节前后零序电压的相位互差90°,即可根据已知信息计算出系统的对地电容和对地电导的精确值。通过在Matlab中建立仿真模型并进行仿真实验,验证了所提出的新型调谐方法的正确性。这种调谐新方法操作简单,易于实现,并且在预调式和随调式消弧线圈中均可使用。
2014, 42(10):108-113. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.017
摘要:提出了一种基于混合智能算法的直流输电线路故障测距方法。利用神经网络算法对基于遗传算法的故障测距方法在线路两端故障时的测距结果进行了修正,提高了线路两端故障的测距精度。该算法利用故障后线路双端的电压、电流量,在时域内进行故障测距,继承了基于遗传算法的故障测距方法的优点,不受故障点位置与过渡电阻的影响,且测距结果精度受线路参数偏差的影响较小。应用PSCAD仿真软件及Matlab对所提算法进行仿真验证,仿真结果表明,神经网络与遗传算法相结合,可以实现直流输电线路全线范围内的准确故障测距。
2014, 42(10):114-118. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.018
摘要:提出了一种三相电压不平衡情况下,三相电压基波频率、正序电压分量和负序电压分量相位锁定方法。正序dq坐标变换时,负序电压分量将在dq轴电压分量上产生交流分量,导致基于dq坐标变换的三相电压锁相环存在误差;通过提取负序dq坐标变换中dq轴的直流电压分量,对正序dq坐标变换q轴电压分量进行补偿,从而准确快速锁定正序基波电压相位。通过负序dq坐标中d轴和q轴的直流电压分量检测负序电压初相角,锁定负序电压相位。仿真结果表明,该方法能够快速准确地锁定三相电源在不对称情况下的基波频率、正序电压相位和负序电压相位。
2014, 42(10):119-124. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.019
摘要:分析了智能变电站合并单元的同步问题以及通过现场核相及查看差流这一验证差动保护各侧电流是否同步的方法的局限性。提出了智能变电站合并单元延时特性现场测试仪的设计需求,基于需求分析提出一种现场测试仪的体系结构并进行了详细设计。最后对依据本设计方法实现的测试仪的时间粒度与合并单元的时间响应配合方面进行了详细计算和比较分析。分析表明,该测试仪可有效验证合并单元延时参数的现场正确设置,杜绝误整定,符合现场验收需求。
2014, 42(10):125-129. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.020
摘要:变电站巡视管理是电力系统运行管理工作的重要环节。为了保证变电设备运行的安全稳定性,确保巡视人员到位率,实现巡视科学化、标准化和智能化的目标,在Web系统平台和Oracle数据库的基础上,采用先进的管理信息系统技术,设计开发了变电站智能巡视系统,并对该系统的后台管理系统的各个模块进行了分析研究。对系统的巡视管理、缺陷管理、设备管理、查询分析和系统管理等功能做了详细的介绍,并将其应用于实际巡视管理工作中。以河南某县供电公司为例,在设备信息管理、人员到位情况和发展前景等方面,与传统的巡视方式进行了比较,取得了较
2014, 42(10):130-134. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.021
摘要:介绍了银川东—胶东±660 kV直流输电工程中银川东换流变电站开关连锁逻辑配置情况,对银川东现有的中开关连锁逻辑进行了分析,提出了当前中开关连锁逻辑在运行中存在的问题和产生的后果。依据当前中开关连锁逻辑在运行中存在的问题,提出了基于3/2接线方式断路器辅助保护实现的中开关连锁逻辑。该方式能彻底消除现有中开关连锁逻辑中的死区,能自动适应系统各种运行方式,极大地提高了直流系统运行可靠性,避免了因为中开关连锁逻辑不满足条件而导致的交流系统重大事故和直流系统闭锁事故。
2014, 42(10):135-140. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.022
摘要:为了解决分布式电源接入电网产生的随机性及波动性,以及对配电网继电保护和低压配电保护的影响,分析了微电网接入对配电网一次设备的要求,提出基于区域差动保护的配电网保护解决方案以及基于正反方向阻抗的低压配电保护解决方案。通过实际的工程实践证明,区域差动保护很好地解决了微电网接入对常规配电网多电源以及重合闸等保护的影响,正反方向阻抗的低压配电保护很好地解决了分布式电源接入低压配电网带来的影响。
2014, 42(10):141-146. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.023
摘要:微电网是分布式电源的有效组织形式。它整合了分布式发电和配电网之间的关系,实现了分布式发电的可控,解决分布式发电接入配电网问题。微电网可视为大电网的可控单元,可并网运行也可以孤立运行。讨论了基于三层结构的微电网控制运行方案中采用的IEC61850标准的微电网通信技术、快速响应的微电网动态稳定控制技术、基于经济优化调度的微电网稳态能量管理控制技术。最后介绍了上述技术在实际微电网工程中的应用情况。
2014, 42(10):147-154. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2014.10.024
摘要:海上风电发展呈现风电场容量扩大、离岸距离增加、并网要求标准化的特点,这为海上风电场电气系统设计带来重大挑战。大规模海上风电场电气系统与传统电厂相比,具有鲜明的要求与特点。在阐述了现有几种海上风电场电气系统接线方案的基础上,对目前海上电气设备的技术特点与成本状态进行了分析与比较,并就目前海上风电场电气系统研究存在的主要问题与前景进行了展望。





