电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 多直流微电网群柔性互联与控制

    顾后生;李霞林;郭力;李鹏飞;

    为提高分布式可再生能源利用效率和供电可靠性,本文提出一种适用于多直流微电网群柔性互联系统的功率协调控制策略。直流微电网包含平衡单元和功率单元,平衡单元采用功率-直流电压下垂控制,功率单元采用功率控制,隔离双向DC-DC变流器采用功率协调控制。基于上述控制策略,不仅可以控制母线电压稳定,还可实现无互联通信情况下多平衡单元并联运行时功率主动分配,满足直流微电网内多平衡单元即插即用。同时采用隔离双向DC-DC变流器柔性互联的直流微电网群可接受功率调度指令,实现多模式最优运行。最后,搭建两直流微电网柔性互联实验平台,实验结果表明本文所提出控制策略能够实现直流微电网群功率协调控制。

    2020年04期 v.32;No.195 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K]
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  • 柔性直流配电系统下垂系数选取范围研究

    刘刚;王秀茹;韩少华;邱冬;黄华峰;代鹏;

    直流电压下垂控制模式下,如何选取合理的下垂系数成为直流配电网稳定控制范畴的难点。针对这个问题,本文提出一种适用于柔性直流配电系统的下垂系数选取方法。该方法在考虑下垂控制特性和网络传输特性的基础上,针对柔性直流系统整流侧和逆变侧分别建立带下垂控制特性的P-V特性曲线,得到了下垂系数选取范围与参考运行工作点的关系,揭示了下垂控制对直流系统可行域的影响规律,即随着下垂控制功率参考值的增大,为了保障直流电压运行在合理水平,下垂系数不能超过上限。

    2020年04期 v.32;No.195 9-13+20页 [查看摘要][在线阅读][下载 907K]
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  • 基于脑启发视觉神经元网络输电线路部件识别的研究

    匡载波;王江;

    输电线路关键部件的检测对电力系统的设备安全及系统稳定运行起着关键作用。基于机器视觉和深度学习的输电塔线巡检技术检测耗能大,花费时间长,难以满足高效低耗与实时检测的要求。为了完成对输电线路部的快速准确识别,本文将生物视觉理论中特征提取计算模型和更为高效的脉冲神经网络相结合,提出了一种基于脑启发的多层神经元网络模型以模拟视觉感知的流程。在频率编码、突触电导和侧抑制连接等多种生物可信神经机制下,通过无监督脉冲放电时间依赖可塑性规则进行特征学习,并基于有监督规则进行识别和分类,验证了该模型在输电线路部件识别上的良好性能,并基于现场可编程门阵列芯片实现了所提出的神经元网络模型,为之后应用于输电线路故障的在线智能化检测提供了一种可能途径。

    2020年04期 v.32;No.195 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K]
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  • 计及光热发电特性的光-风-火虚拟电厂双阶段优化调度

    彭院院;周任军;李斌;方绍凤;徐健;王仰之;

    风电机组出力的间歇性和波动性导致风-火虚拟电厂的实际出力偏离其日前申报值。考虑到配置储热装置的光热电站出力可控的特点,将其聚合到风-火虚拟电厂中一同参与申报出力,建立计及光热发电特性的光-风-火虚拟电厂双阶段优化调度模型。以日前调度结果作为虚拟电厂申报出力,在实时调度中参与辅助平衡市场,通过改变光热电站的储热量来修正其输出功率,并采用收缩空间的和声搜索算法求解模型。仿真结果表明,光-风-火虚拟电厂可协调各单元出力,能够有效降低申报偏差,从而获得更高的运行收益,光热电站配置更大的储热容量,能够增强其调节能力,虚拟电厂可获得更高的经济效益。

    2020年04期 v.32;No.195 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K]
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  • 一种基于Buck/Boost电路的新型微逆变器功率解耦电路

    章勇高;孔令韬;许莹莹;

    针对微逆变器中存在的二次功率扰动问题,提出了一种新型四开关功率解耦电路。详细分析了基于Buck/Boost电路的新型功率解耦电路的4种工作模式,推导了采用脉冲能量调制控制策略原理,并对电路关键参数进行设计。该电路并联在逆变器交流输出侧,不仅能够明显抑制母线电压和直流输入侧电流中的二次纹波,而且可以将大电解电容替换成小容量长寿命的薄膜电容。最后,仿真实验验证了该拓扑的有效性和合理性。

    2020年04期 v.32;No.195 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K]
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  • 协同调度电动汽车与储能装置的家庭能量管理策略

    姚钢;茆中栋;周荔丹;李东东;

    针对未充分利用电动汽车可充放电特性而限制家庭能源经济性的问题,本文建立家庭负荷协同调度的能量控制策略。通过对电动汽车接入家庭时段内光伏出力总和与负载总功率进行对比,确定两种工作模式。在光伏出力富余的阶段中,充分利用电动汽车的可充电特性,提高系统的经济性与灵活性。在满足用户舒适度的前提下,以住户用能费用最少为目标,利用二进制粒子群算法进行求解。最后在光伏出力预测不确定的环境下,进行多场景算例仿真,验证了该能量管理策略的有效性。

    2020年04期 v.32;No.195 35-41+50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K]
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  • 含微电网群的主动配电网双层联合优化调度

    易灵芝;李直;

    主动配电网下分布式能源系统的调度优化是实现经济及安全运行的重要保障,也是提高分布式能源有效利用率的重要途径。基于泛在电力互联网需求,针对含有风电、光伏和储能装置的微电网群,构建含微电网群的主动配电网双层联合调度模型,提出了一种考虑微电网群共同参与主动电网运行的双层联合调度模式,实现双层优化:上层模型以配电网为研究对象,优化目标为提高电能质量、减少线损;下层模型以微电网为研究对象,优化目标为微电网运行成本最低。应用遗传算法求解上层优化模型,应用混合整数线性规划求解下层优化模型。以调整后的IEEE-33节点配电网系统为例,进行相应仿真实验,从而验证其应用在含微电网群的主动配电网优化领域的合理性与有效性。

    2020年04期 v.32;No.195 42-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K]
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  • 计及不同主体的含PET交直流混合微网双层优化调度

    尚学军;戚艳;郭世琦;霍现旭;李国栋;王旭东;

    交直流混合微网是电力电子变压器的重要应用场景。本文将电力电子变压器应用于交直流混合微网,提出一种计及不同主体的含电力电子变压器交直流混合微网双层优化调度方法。首先,针对混合微网中的交直流子微网以及电力电子变压器分别进行建模;然后,将电力电子变压器不同端口设定为不同主体,构建交直流混合微网的双层优化模型,兼顾电力电子变压器与交直流微网各自的经济性运行目标,优化上层的电力电子变压器和下层的交直流子微网,通过Karush-Kuhn-Tucker方法将双层优化模型等效转化为单层模型进行求解。最后,采用所提方法分别对计及电力电子变压器与计及AC/DC变换器的交直流混合微网进行优化与对比分析。

    2020年04期 v.32;No.195 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 816K]
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  • 基于深度脊波神经网络的电力系统短期负荷预测模型

    岳远波;撖奥洋;张智晟;

    针对电力系统负荷的非线性预测问题,本文构造了一种基于深度脊波神经网络的电力系统短期负荷预测模型。该模型的隐含层采用脊波神经元,神经元的激励函数采用脊波变换函数。对该预测模型采用受限的玻尔兹曼机学习原理进行预训练,最后利用粒子群优化算法对其进行深度优化精调。通过对某地区实际电网负荷系统进行仿真预测,结果表明,与传统的BP神经网络、脊波神经网络和常规深度神经网络模型相对比,深度脊波神经网络预测模型的日平均绝对误差百分比分别降低了1.96%、1.12%和0.3%,日最大绝对误差分别降低了3.91%、2.19%和1.78%,验证了深度脊波神经网络预测模型具有较好的预测准确度和稳定性。

    2020年04期 v.32;No.195 57-61+68页 [查看摘要][在线阅读][下载 983K]
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  • 全面数据质量管理框架在配电网领域的应用分析

    秦丽文;梁朔;高立克;陈绍南;李珊;

    电力数据质量问题日益突出,影响了电力数据挖掘和能源大数据分析的准确性和有效性。本文针对当前电力系统新环境下配电网数据特点及产生数据质量问题的原因进行梳理,获得数据质量出现的主要影响因素;给出提升配电网数据质量的管理平台架构,并对数据质量评价和数据质量控制两个核心技术内容进行分析;提出考虑数据质量管理需求的异常数据剔除及修复策略,实现对不同类型的数据进行动态治理及数据修复。最后通过实际配电网数据验证了质量管理和提升效果。

    2020年04期 v.32;No.195 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1192K]
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  • 基于FCM聚类的随机子空间低频振荡模态识别算法

    王志远;龙呈;常晓青;江晓东;

    振荡模态的精准捕捉对有效抑制低频振荡有重要意义,基于量测的低频振荡模态辨识方法在在线监测识别领域具有广阔应用前景。本文针对模态识别算法定阶困难、易存在虚假模态等问题,提出了基于模糊C均值聚类的多阶随机子空间算法。通过多阶子空间计算可捕捉所有可能的系统模态,并通过模糊C均值算法确定实际最低阶数,经虚假模态筛除确定最终振荡主导模态,并且能降低干扰,提升辨识抗噪性能。本文算法与Prony算法进行了性能对比,并通过四机两区系统和实际电网相量测量单元量测数据验证了算法的适用性和鲁棒性。

    2020年04期 v.32;No.195 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1143K]
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  • 协调可靠性与经济性的园区综合能源系统优化规划

    孙强;高松;谢典;陈杰军;陈倩;

    为了确定可靠性与经济性协调的园区综合能源系统规划方案,本文提出了一种由分层经济性优化模型和可靠性校验模型组成的园区综合能源系统优化规划方法。分层经济性优化模型内层以园区年等值费用最小为目标,外层以全寿命周期成本为目标,优化选择设备配置方案;可靠性校验模型对经济优化后的方案进行可靠性校验,分析可靠性提升的边际成本,并提出相应的可靠性提升措施,反馈至经济性优化模型并给出改进方案。通过对优化模型和校验模型的循环迭代,得到可靠经济的园区综合能源系统规划方案。最后,以江苏某综合能源系统园区为实例,给出了其规划方案,验证了所提方法的有效性。

    2020年04期 v.32;No.195 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1039K]
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  • 基于博弈的多楼宇微网系统滚动调控方法

    徐海华;陈辉;杨尚东;朱星阳;赵杨阳;张风晓;

    针对多楼宇微网系统间交易模式问题,提出一种基于博弈的多楼宇微网模型滚动调控方法。首先,建立了楼宇微网间剩余电量交易模型;然后,针对不同楼宇微网追求各方利益最大化的冲突问题,将博弈与滚动调控模型结合,提出基于博弈的楼宇微网滚动调控方法;最后,在夏季制冷场景下,对多楼宇微网滚动调控结果进行验证。结果表明,本文方法可有效平衡各楼宇主体的收益,降低楼宇微网运行成本。

    2020年04期 v.32;No.195 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1471K]
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  • 基于配电网概率电压灵敏度的光伏选址评估

    姚艳;严浩军;许家玉;

    量化配电网运行状态不确定性的研究主要基于场景分析方法,通过对大量场景下的配电网潮流计算来评估节点电压的随机性,因此存在计算负担重、工程上应用困难的不足。本文提出基于辐射状配电网概率电压灵敏度的光伏选址解析评估方法。首先通过数学推导得到辐射状配电网络不同位置处节点电压波动量幅度与网络拓扑以及光伏注入功率的关系,在此基础上利用概率论得出节点电压波动量概率分布的解析参数,并据此对光伏接入后配电网关键节点处电压波动量概率分布进行评估。对IEEE14节点系统进行算例分析,并与蒙特卡罗法进行对比,验证了所提方法的可行性和有效性。

    2020年04期 v.32;No.195 92-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 843K]
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  • 用于电励磁同步电机的软开关直流变换器

    闫卫国;蒋菱;崔玉璐;仇铭婕;孟准;

    本文提出了一种适用于励磁同步电动机负载的谐振软开关变换器及其参数设计方法。结合谐振原理,在变换器拓扑中引入耦合电感与谐振电路,并利用Matlab程序绘制三维图,综合考虑开关管最大电压应力、最大电流应力、电感耦合系数及占空比之间的关系,计算并优化出合理的变换器参数。使变换器具有低脉动、低损耗、小体积、高功率密度的特性,同时可抑制负载中寄生参数的影响,提高变换器工作的稳定性。基于750 W的实验样机,给出了具体的参数设计过程,并对参数设计结果进行实验验证。

    2020年04期 v.32;No.195 98-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1368K]
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  • 固有频率与行波时域定位结合的多端直流混合输电线路故障定位方案

    郝勇奇;王倩;宋文峰;李亚楠;王昕钰;

    为解决多端直流混合输电线路故障定位以及传统故障定位存在的波速影响的问题,本文对不同拓扑结构的线路提出定位方案。利用变分模态分解与Teager能量算子结合固有频率和行波时域定位确定了新型的定位方案,同时利用固有频率识别不同拓扑下的故障区域,并将Schavemaker电弧模型应用于弧光高阻故障影响分析中。PSCAD/EMTDC平台仿真结果表明,本文方案能准确定位不同区段的故障,综合的定位误差为+/-500 m。在方案稳定性分析中,结果表明在高阻、高噪声以及弧光高阻情况该方案仍能表现良好。最后,将本文方案与行波双端时域定位方案对比,本文方案可有效避免线路参数变化的影响。

    2020年04期 v.32;No.195 104-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1127K]
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  • 微网自适应旋转惯量VSG控制策略研究

    朱作滨;黄绍平;李振兴;肖意南;

    针对常规虚拟同步机控制策略采用固定不变的旋转惯量,在兼顾系统稳定性的同时却无法兼顾快速性,提出一种基于自适应旋转惯量虚拟同步机控制策略。首先,在常规的虚拟同步机控制策略的基础上,根据虚拟同步机的角速度偏差量及变化率,在负荷扰动下设计出一种动态调节旋转惯量的虚拟同步机控制策略;其次,建立虚拟同步机动态小信号模型,给出了自适应参数设计方法;最后,建立自适应旋转惯量虚拟同步机控制策略仿真模型,仿真测试结果表明该方法在微网孤岛运行模式下受到负荷扰动时,能够快速调节,有效抑制系统频率的波动。

    2020年04期 v.32;No.195 111-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1063K]
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  • 基于实测数据的电力系统电压动态时空分布特性研究

    姜赫;安军;李德鑫;李同;王佳蕊;崔浩然;

    针对电力系统的动态电压响应存在时空分布特性的问题,本文提出了一种完全基于实测数据的电压动态时空分布特性量化描述方法,建立了描述电压动态时空分布特性的综合指标体系。通过计算扰动后各观测点电压平均变化率、最大相对变化量、对扰动的响应延时、持续时间、扰动贡献指数,以多维信息角度从实测数据中提取知识,直观掌握扰动的传播过程和影响范围,同时讨论了其潜在的应用价值及领域。最后,利用吉林电网广域测量系统实测数据,揭示了真实电网电压的时空分布特性,验证了所提量化描述方法和指标体系的有效性。

    2020年04期 v.32;No.195 116-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K]
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  • 配电网合环冲击电流精确算法

    吴艳娟;王皓月;杨理;

    针对配电网合环冲击电流问题,提出一种基于闭区间求解目标函数最大值的数学计算方法。首先,将配电网合环电路的物理模型转化为满足工程要求的数学模型;其次,针对数学模型在自变量的闭区间内找出函数的所有极值点;最后,通过极值点得到函数值域,值域的绝对值中最大值即为冲击电流最大值。所提算法结合拓扑搜索方法,实现合环回路中所有支路冲击电流的精确计算,对实际配电网的合环操作具有更加精确的指导作用。最后,在所开发的配电网合环分析平台上进行编程实现,并通过算例证明本文方法的正确性和可行性。

    2020年04期 v.32;No.195 123-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K]
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  • 应用于海上风电的高拓展性升压变换器

    刘崧;曾庆辉;宋安琪;陈贤熙;

    由于现有直流升压变换器在应用于海上风电等的大功率场合存在拓展性较差、控制策略复杂等问题,本文提出了一种基于增益单元的高拓展性升压变换器。通过基于现有直流变换器特性和电容的安秒平衡原理,对现有直流升压变换器的输入相数和增益单元数进行拓展来增强其拓展性,同时采用开关管端的同步控制方式来减少控制系统设计的复杂度。经过理论分析,所提变换器具有较高的拓展性,同时能简化控制策略的设计,满足大功率直流变换场合需求。最后,基于PSIM建立了一个2.5 MW的仿真模型和一台功率为1.2 kW的实验样机验证了理论分析的正确性。

    2020年04期 v.32;No.195 130-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1918K]
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  • 基于CEEMDAN分解的深度学习分位数回归电价预测

    彭曙蓉;李彬;彭君哲;许福鹿;石亮缘;

    电力市场中电价预测的准确性对于供应商竞价策略的制定至关重要。针对电价预测问题,提出一种基于完备经验模态分解的深度学习分位数回归电价预测方法。首先,采用自适应噪声的完备经验模态分解方法对电价序列进行分解,得出各个模态分量;然后,采用深度学习中空洞因果卷积神经网络预测模型在不同分位数下对各个分量进行预测,并将预测结果重构;最后,对预测结果采用核密度估计得到电价的概率密度函数。经过对美国电力市场PJM的实际数据进行仿真验证,所提出的组合预测方法相比于其他分位数回归方法,不仅具有更高的预测准确度,且可以为供电商提供更多有效信息。

    2020年04期 v.32;No.195 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K]
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  • 基于改进HITS算法的电网脆弱集合快速评估

    袁博;张文一;张雪敏;

    脆弱线路在连锁故障传播中起着推波助澜的作用。为了更加全面地辨识脆弱线路,本文提出一种基于超链接诱导主题搜索算法的电网脆弱线路识别方法。首先,利用线路开断后的潮流转移量与线路容量裕度建立各线路故障转移的相关性网络。其次,利用改进超链接诱导主题搜索算法,计算相关性网络中各线路的权威值和枢纽值。最后,结合基于蒙特卡罗采样的连锁故障仿真工具,在河北南网系统中验证了所提算法得到权威值排名和枢纽值排名的有效性。与现有方法相比,该方法既能准确识别排名高的脆弱线路,又具有计算速度快的优点。

    2020年04期 v.32;No.195 145-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 814K]
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  • 《电力系统及其自动化学报》征稿简则

    <正>一、本刊为全国高等学校电力系统及其自动化专业学术年会刊物,主要刊登本专业和电工学科的学术研究、技术研究、教学研究、专家论坛、设计与试验、运行经验总结、新技术讲座、新产品介绍等方面的论文。本刊为全国电工科技类核心期刊、国家科技部中国科技信息研究所的检索源刊物,每期被全文收入中国科技核心期刊、中文核心期刊、英国科学文摘(SA,INSPEC)、俄罗斯文摘杂志(AJ,VINITI)、中国期刊全文数据库(CSFD)、中国学术期刊综合评价数据库、中文科技期刊数据库(CAJCED)、电力科技文摘、电工文摘。很多学校和单位已将本刊列为重要刊物。

    2020年04期 v.32;No.195 0页 [查看摘要][在线阅读][下载 389K]
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  • 关于分类号、引言和结论(篇尾)

    <正>1.分类号(1)为便于检索和编制索引,按《中国图书资料分类法》对每篇论文给出分类号。(2)一篇涉及多学科的论文,可以给出几个分类号,主分类号应排在第1位。2.引言(篇首)(1)引言的内容可包括研究的目的、意义、主要方法、范围和背景等。应开门见山,言简意赅,不要与摘要雷同或成为摘要的注释,避免公式推导和一般性的方法介绍。(2)引言的序号可以不编,"引言"二字可以省略。3.结论(篇尾)(1)结论是文章的主要结果、论点的提炼与概括,应准确、简明、完整、有条理。

    2020年04期 v.32;No.195 97页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
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  • 关于量和单位

    <正>1.量的符号一般为单个字母,并一律采用斜体(p H例外)。必要时,可在量符号上附加角标。2.在表达量值时,在公式、图、表和文字叙述中,一律使用单位的国际符号,且均用正体。3.不可修饰单位符号,如:加缩写点、角标、复数形式。4.在图和表中,特定单位表示量的数值时,用量与单位相比形式,如:L/m,m/kg,cB/(mol·dm-3)。5.不能把ppm,pphm,ppb,ppt,rpm等缩写字作单位使用。6.词头不得独立使用,也不能重叠使用。如:μm,不用μ;p F,不用μμF。7.组合单位的分母中一般不加词头,也不在分子分母同时加词头。如:k J/mol不写成J/mmol,MV/m不写成kV/mm。

    2020年04期 v.32;No.195 110页 [查看摘要][在线阅读][下载 643K]
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