电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 基于模糊层次分析法的干式空心电抗器运行状态评估

    于鑫;李川;李英娜;万小容;高国磊;

    使用改进的模糊层次分析法FAHP(fuzzy analytic hierarchy process)对干式空心电抗器运行状态进行评估。首先,选取反映干式空心电抗器状态的12种状态量作为评判指标。然后,通过优化指数标度的相邻两级重要性比率的取值来对层次分析模型进行改进,采用指数标度下的标度扩展法建立判断矩阵。考虑指标之间的冲突性和指标内的对比强度,采用CRITIC(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)法获得客观权重,并采用最小鉴别信息原理确定评判指标综合权重。最后,获取每个评估指标隶属于各评估等级的概率并结合综合权重,构造模糊综合评判模型对运行状态进行评估。通过该方法对型号为BKGKL-20000/35的干式空心电抗器运行状态进行了评估,得出干式空心电抗器运行状态综合评估结果 V为1.853,说明电抗器处于"正常"与"注意"状态之间,整体运行稳定。

    2021年01期 v.33;No.204 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 844K]
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  • 考虑能源互联的城市电网多能源协调调度方法研究

    鄂志君;张长志;杨帮宇;赵毅;刘伟;

    城市电网调度需要综合考虑以电为主的多类型能源需求。本文从能源互联网的角度出发,提出一种含可再生能源的城市电网多能源协调智能管理方法。首先,分析了实现分布广域的输电网和配电网之间的纵向互动的特征,给出多种能源在输配电网间的纵向互动调度模式。其次,利用可调发电机组和储能设备的调节能力来消纳可再生能源波动。考虑系统内部设备运行约束和网络安全约束,给出了含大规模间歇性能源的热、电日前协调调度模型,并采用基于交替方向乘子算法进行求解。最后,通过某实际电网算例对本文所提方法的可行性和有效性进行验证。

    2021年01期 v.33;No.204 8-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 850K]
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  • 改进LADRC的储能逆变器直流母线电压控制

    韩永强;徐明忻;孙碣;孙永辉;赵立军;杨路勇;

    储能并网逆变器是一个非线性、强耦合、易受电网电压波动影响的复杂系统。为提高储能并网逆变器直流侧母线电压的稳态性能,本文提出一种改进型线性自抗扰控制技术LADRC(linear active disturbance rejection control)并应用在电压外环控制器。该控制方法通过把传统LADRC技术中的总扰动观测增益系数改进为一个带有比例微分环节的控制增益并对其进行环节校正。与传统LADRC相比,即增加了线性扩张状态观测器LESO(linear extended state observer)的观测带宽,也有效降低了扰动观测幅值下降和相位滞后的程度。实际工况的仿真结果表明,改进型LADRC对直流母线电压的控制效果更好。

    2021年01期 v.33;No.204 13-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K]
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  • 基于定位概率和收缩机制的电力系统拓扑演化模型

    孙珂;王丹;葛贤军;汪惟源;孙文涛;

    为有效实现复杂电力系统网络拓扑结构变化规律的定量分析,本文提出了一种基于定位概率和收缩机制的电力系统拓扑演化模型。从网络拓扑的角度出发探讨了电力系统网络的动态演化现象,包括增长、重联和收缩特性,并构建了基于定位概率和收缩机制的动态演变模型。从节点度分布特性、动态网络模型评估和模型可靠性分析等方面进行动态演化模型实验验证,结果表明电力系统拓扑结构指标参数之一的节点度具有幂律分布特点,即删除节点的概率越大,该节点对网络的演化和鲁棒性影响越强。本文所提模型和方法对电力系统的网络规划、系统脆弱性分析、故障预测等具有重要意义。

    2021年01期 v.33;No.204 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1370K]
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  • 基于FPGA的MMC建模与实时仿真

    翟鹤峰;黄冠标;赵利刚;洪潮;

    模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)每个桥臂上的级联子模块数量众多,系统仿真规模庞大,给实时仿真带来了巨大挑战。针对基于现场可编程门阵列FPGA(field-programmable gate array)的MMC实时仿真,首先提出了一种对桥臂采用戴维南等效外加电压补偿策略的MMC高效建模方法。进一步对所建立的MMC高效仿真模型提出了流水线技术与并行计算技术深度融合的硬件设计方法,有效提升了MMC的实时仿真效率。在基于FPGA的MMC实时仿真平台上对25电平双端MMC-HVDC系统进行了测试。结果表明,实时仿真器与PSCAD/EMTDC的仿真结果基本一致,验证了本文所提模型的正确性和硬件设计的仿真精度。

    2021年01期 v.33;No.204 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
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  • 220kV高压电缆局部放电信号传输特性研究

    方静;魏占朋;殷强;林国洲;李松原;

    研究高压电缆局部放电信号的传输特性对提升电缆局放检测可靠性具有重要意义。本文选用双指数震荡衰减模型模拟局部放电信号。基于Matlab/Simulink仿真软件搭建了220 kV高压电缆局部放电信号传输模型,仿真分析了电缆长度、局部放电信号频率和电缆型号对局放传输规律的影响。结果表明:局部放电信号随电缆长度和局部放电信号频率的增加呈指数降低趋势;电缆长度的增加会造成局部放电信号相位延迟,并且当电缆长度和局部放电信号频率太大时,局部放电信号会发生畸变;电缆型号对局部放电信号传输几乎没有影响。

    2021年01期 v.33;No.204 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K]
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  • 级联H桥变换器关键参数优化方法

    胡伟;刘农一;沈煜;李小平;杨帆;胡兆文;

    电网不对称电压暂降易引起级联H桥CHB(cascaded H-bridge converter)变换器非正常运行,对用户造成极大的影响。本文应用移相变压器电压转换矩阵分析了电网不对称电压暂降在移相变压器中的传递关系,基于CHB平均模型分析了不对称电压暂降下CHB直流电压特性和正常运行条件。以某个CHB变换器为例,提出了一种CHB级联数和直流电容参数优化方法。仿真验证了参数优化方法的有效性,实现了电网不对称电压暂降时CHB正常运行。

    2021年01期 v.33;No.204 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1269K]
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  • 电动汽车与温控负荷虚拟电厂协同优化控制策略

    屈富敏;赵健;蔡帜;胡超凡;戴赛;孙芊;

    电动汽车和温控负荷以其快速的功率调节能力,成为参与需求侧响应的灵活资源,能够为电网提供调峰调频等辅助服务。首先,分析了电动汽车和温控负荷虚拟电厂建模所需数据,建立了单体入网可控负荷的精细化模型。在此基础上分析上述两种可控负荷在入网和用能过程中的响应特性,并结合两种可控负荷的接入状态,提出了电动汽车和温控负荷虚拟电厂模型来分析虚拟电厂响应能力的时间分布特性。然后,设计了两类虚拟电厂协同优化控制的实现框架,以经济调控成本最低为目标构建了协同优化控制模型,提出考虑温控负荷用能舒适度和电动汽车接入状态变化的序列排序控制策略。最后,通过典型算例验证了协同优化控制策略的有效性。

    2021年01期 v.33;No.204 48-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1931K]
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  • 应用抗扰动观测器的微网改进下垂无功补偿技术

    谢楠;杨沛豪;何萍;袁训锋;陈垚;

    微网中的分布式电源的逆变装置采用下垂控制来维持电源点的功率平衡和电压稳定,其中电压稳定通过无功补偿来实现。本文所要解决的是传统下垂控制在电压调节过程中存在分配误差且无功补偿增减幅度过大问题。提出一种新型自适应下垂控制方案来增加无功补偿动态性能;提出一种基于抗扰动观测器的微网抑制电压波动方案,来提高无功补偿下垂控制系统的鲁棒性。将上述策略通过Matlab/Simulink仿真和实验来验证所提方案可以有效提高微网控制性能。

    2021年01期 v.33;No.204 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1265K]
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  • 小样本条件下基于卷积孪生网络的变压器故障诊断

    朱瑞金;郝东光;胡石峰;

    为提高小样本条件下变压器故障诊断的准确率,提出了一种小样本条件下基于卷积孪生网络CSNN(convolutional Siamese neural network)的变压器故障诊断方法。利用具有强大特征提取能力的卷积层和池化层来构建孪生网络将原始数据映射到低维空间。并基于欧式距离进行相似度的对比,从而实现故障的分类。仿真结果表明,CSNN比传统方法更加适合小样本条件下的变压器故障诊断,利用卷积层和池化层来构建孪生网络比仅用全连接层来构建孪生网络会收获更高的准确率。

    2021年01期 v.33;No.204 64-69+84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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  • 链式STATCOM的改进型逆系统滑模控制策略研究

    朱红萍;周振怿;李毅;危鸿达;尹逸之;

    为提高链式静止同步补偿器STATCOM(static synchronous compensator)系统的解耦精确度和抗扰动能力,提出一种改进型逆系统滑模控制策略。首先采用DSOGI-PLL电流检测法结合对称分量法在系统不平衡工况下建立稳态逆系统解耦数学模型,进而得到正负序有功、无功调制信号。结合改进变速趋近律的滑模控制及载波相移正弦波脉宽调制CPS-SPWM(carrier phase shift-sinusoidal pulse width modulation),完成系统控制器的设计。通过仿真结果表明,采用本文所提出的控制策略与PI控制方法相比较,装置的动态响应能力、补偿系统无功能力更好、鲁棒性更强,验证了所提控制策略的正确性和可行性。

    2021年01期 v.33;No.204 70-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1338K]
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  • 考虑风电出力不确定性的配电网概率潮流计算

    白洁;王守相;赵倩宇;廖文龙;赵海洲;张雷;

    在对配电网进行概率潮流计算时,通常采用的风速概率模型存在准确性差、求解参数复杂及多风机出力相关性难以考虑的缺点,为此提出一种采用双向生成对抗网络BIGAN(bidirectional generative adversarial network)刻画风电出力不确定性的配电网概率潮流计算方法。首先,分析BIGAN的基本原理和训练过程,给出了利用BIGAN生成风功率样本的步骤。其次,以实际风功率数据为原始样本,通过BIGAN获得生成样本,然后考察原始样本和生成样本的时间相关性、概率分布特性及空间相关性,验证BIGAN方法的有效性;最后,在IEEE33节点系统中,以BIGAN生成的风功率样本和假定服从正态分布的负荷样本为输入进行潮流计算。结果表明所提方法计算精度高,计算时间短。

    2021年01期 v.33;No.204 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 996K]
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  • 考虑多主体主从博弈的多微网协调优化调度

    练小林;李晓露;曹阳;张鸿;黄海峰;

    为促进微网间能量互济及提高系统运行经济性,提出考虑多主体主从博弈的多微网协调优化调度模型,该模型包括日前和实时两个调度阶段。在日前调度阶段,以计及储能运行成本和负荷调度补偿成本的微网运行成本最低为目标建立多微网优化模型;在实时调度阶段,基于储能日前充放电计划及可再生能源和负荷功率波动,构建发电微网和用户微网之间的Stackelberg主从博弈模型,以协调微网间电能交互。同时发电微网之间的价格竞争通过非合作博弈进行模拟,用户微网的用电行为通过演化博弈进行模拟,并证明博弈模型均衡解的存在性。最后通过算例分析验证所建模型的有效性与经济性。

    2021年01期 v.33;No.204 85-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1370K]
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  • 计及信息畸变的低压有源配电网故障定位方法

    徐凤乾;吕慧珍;巫水萍;郑志祥;乐健;

    故障监测信息畸变是影响低压有源配电网故障定位准确性的重要因素,在分析故障监测信息及其畸变类型的基础上,基于信息畸变因子建立了畸变信息模型,设计了计及信息畸变的故障定位模型,提出了计及故障监测信息畸变的低压有源配电网故障定位方法。针对低压配电网多分支的结构特点,在建立分支结构故障等效模型的基础上,提出了故障定位的分层求解方法。算例分析结果表明,计及信息畸变的故障定位分层求解方法有效提高了低压有源配电网故障定位的准确性和求解效率。

    2021年01期 v.33;No.204 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 921K]
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  • 基于RDT和STD的电力系统次同步振荡参数辨识

    王雨虹;许可;刘晓东;

    为提高目前电力系统次同步振荡参数辨识精度,提出一种基于随机减量技术RDT(random decrement technique)和稀疏时域STD(sparse time domain)算法相结合的辨识方法。利用RDT对输入信号进行处理,提取自由衰减时域信号。然后通过STD算法计算得到振荡模态参数。仿真算例和实测算例的结果表明,该方法可以有效地辨识出次同步振荡的模态参数,可以用于辨识电力系统次同步振荡,为抑制次同步振荡的设计奠定了基础。

    2021年01期 v.33;No.204 100-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1230K]
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  • IIDG对小电流接地故障谐波特征及其对选线的影响分析

    徐铭铭;秦苏亚;冯光;薛永端;马建伟;

    逆变型分布式电源IIDG(inverter interfaced distributed generation)接入配电网的渗透率越来越高,其对小电流接地故障谐波特征及选线的影响尚需进一步明确。分析了IIDG输出的谐波电流对单相接地故障谐波电流的影响机理,以及接地故障谐波电流与IIDG的数量、相对位置、容量的关系,得出:故障点位于含IIDG的线路上且距离母线较远时谐波电流较大,而故障点靠近母线或者位于不含IIDG的线路时谐波电流较小。利用仿真验证了理论分析的正确性,IIDG的接入有助于提高谐波选线的可靠性。

    2021年01期 v.33;No.204 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1246K]
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  • 考虑灵活性高渗透率可再生能源集群划分方法

    丁明;高平平;毕锐;胡迪;虞海彪;张宇;

    在高比例可再生能源接入的背景下,为提高配电系统可再生能源消纳能力和运行调控稳定特性,提出一种计及集群功率动态平衡的考虑灵活性高渗透率可再生能源集群划分方法。首先,基于集群灵活性和集群灵活性平衡的定义,分析源-荷-储多类灵活性资源可提供灵活性的能力;其次,为量化集群灵活性平衡特性,提出灵活性供需平衡指标和灵活性平衡时间指标,并结合体现集群结构特性的模块度指标,建立考虑灵活性的集群划分方法;最后,以某实际10 kV配网为例,验证了本文方法的合理性和有效性,为计及运行调控的配电网络集群规划提供参考。

    2021年01期 v.33;No.204 115-122+150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1243K]
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  • UPFC在省级电网应用的选址定容方法

    刘兵;张鑫;余晓伟;高雯曼;申旭辉;

    统一潮流控制器UPFC(unified power flow controller)可解决输电断面潮流分布不均问题,是提高输电断面能力和改善电网运行稳定性的有效手段。首先阐述了UPFC提高断面输电能力的原理,提出了一种"精准选址-优化容量"的优化配置方法和流程;其次,以西北某实际电网为例,分析了其在输/供电方面存在的问题,提出了利用UPFC提高输电能力的解决措施。然后,利用PSD-BPA仿真计算平台评估了各方案中UPFC选址和定容的效果。最后,根据经济性和适应性的综合分析,得到了最终推荐方案。结果表明,所提方法具有较好的工程实用性,可为UPFC在省级电网应用提供理论支撑。

    2021年01期 v.33;No.204 123-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
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  • 控制参数对电压控制型逆变器谐波特性的影响

    马春艳;段青;沙广林;潘爱强;赵彩虹;

    逆变器在新能源发电中起到越来越重要的作用,但是复杂的控制策略及LC(LCL)滤波器的使用产生了严重的谐波问题。本文研究了控制参数对电压控制型逆变器谐波特性的影响,从而为逆变器的谐波抑制提出合理化建议。首先,建立了带有LC滤波器的电压控制型逆变器的戴维南等效模型。在此基础上,通过分析模型中谐波传递函数的数学表达式来研究控制参数对逆变器输出谐波的影响。结果表明,通过选择合适的控制参数,可以提高逆变器的谐波抑制能力。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建仿真模型,验证了理论的正确性。

    2021年01期 v.33;No.204 130-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K]
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  • 考虑集群划分的配电网网源协调扩展规划

    丁明;张宇;毕锐;胡迪;高平平;

    针对接入高渗透率分布式能源配电网扩展规划与分布式电源选址定容问题,建立了考虑集群划分的网源协调扩展规划模型。模型分为两层:上层规划模型以年综合成本最小为目标,优化网络结构、分布式电源接入位置及容量;下层集群划分模型以兼顾电气距离和有功平衡度的综合性能指标为依据,对上层规划结果进行集群划分;优化过程交互迭代进行,采用改进混合遗传算法求解。以某10 kV配电系统为例,验证了该网源协调双层优化模型的有效性。

    2021年01期 v.33;No.204 136-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 1103K]
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  • 微电网多源协调优化的研究与应用

    邹家惠;周步祥;张致强;

    泛在电力物联网的特点是可以在任意时间、人、物、地点之间实现信息交互和连接,泛在电力物联网的建立对微电网的多源协调提供了新思路。本文在信息实时互通的基础上建立了微网多源模型,该模型以总成本为目标函数,并在终端处建立两级优化,即对微源出力调整及平滑程度进行优化。根据这一模型,首先运用边缘计算对模型中分布式电源DG(distributed generation)、储能系统及微燃机单独进行优化。然后采用模糊遗传算法在能量管理系统EMS(energy management system)中进行总优化求解。最后,对于提出的模型进行仿真验证,仿真结果表明,该模型能够对能源充分、有效的利用。

    2021年01期 v.33;No.204 144-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K]
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  • 关于论文中的表

    <正>(1)表要精选,应具有自明性。表的内容切忌与插图及文字表述重复。(2)表应精心设计,为使表的结构简洁,采用三线表,必要时可加辅助线。(3)项目栏中各栏标注应齐全。若所有栏的单位相同,该单位标注在表右上角,不写"单位"二字。(4)表中的术语、符号、单位等应与插图及文字表述所用的一致。(5)表中内容相同的相邻栏或上下栏,重复示出或通栏表示,不用"同左"、"同上"等字样代替。

    2021年01期 v.33;No.204 47页 [查看摘要][在线阅读][下载 647K]
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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(pH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,c_B/(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;pF不用μμF。

    2021年01期 v.33;No.204 106页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
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