电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 基于多项式回归分析的连续潮流计算自适应步长控制策略

    孙华;胡德文;李丽;禹静;

    为提高连续潮流计算效率,增强算法适用性,针对预测-矫正过程的步长控制方法提出了改进策略。在基准点处潮流数值解的基础上,利用雅克比矩阵计算反映系统变量变化的切向预测量。选择切向量中模值最大分量所对应的变量为最优参量,选择连续潮流预测-矫正步中前后关联的3组计算数据为分析对象,对功率增长参数与最优参量之间的非线性关系进行多项式回归分析。依据回归分析所得到的多项式回归系数,构建自适应的连续潮流步长控制策略。基于IEEE 14节点测试系统的算例分析表明有效改进了算法的计算效率,并以点对点的静态电压稳定鞍结分岔点计算为例验证了其实用性。

    2020年11期 v.32;No.202 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 708K]
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  • 新型电流单环PIR控制器在中频逆变器中的应用

    胡文华;谭光辉;

    为提高中频逆变器输出电压质量和稳定性,基于单相H桥逆变器的拓扑结构,提出一种采用电容电流单环的比例积分谐振控制策略PIR(proportional integral resonance)。新策略以电容电流为被控量,将负载电流作为一种扰动,引入电流给定前馈补偿控制,通过设置合适的补偿控制器,补偿加入带来的谐振频率处增益减小的问题。新策略只需单环控制,成本降低,可实现无静差控制。最后利用Matlab/Simulink建立了单相H桥逆变器的仿真模型,通过仿真实验验证了所提策略对中频400 Hz逆变器输出电压控制的有效性。

    2020年11期 v.32;No.202 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K]
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  • 含VSC-HVDC的交直流互联系统无功优化策略

    洪潮;刘鸣;陈雁;李鹏飞;

    针对含VSC-HVDC的交直流互联系统无功优化问题,提出一种改进的含VSC-HVDC交直流互联系统无功优化模型。首先,对VSC-HVDC的稳态模型进行分析,综合考虑交流线路、换流器、直流线路约束和柔性直流控制方式影响,建立以网损最小为目标的含VSC-HVDC交直流互联系统无功优化模型;然后,为简化优化模型的复数运算,以交流系统的有功功率、无功功率及节点电压平方作为系统的状态变量,构建了改进的含VSCHVDC交直流互联系统无功优化模型,以提高交直流互联系统的无功优化效率。最后,通过修改后的IEEE标准系统进行仿真分析,结果验证了所提方法的正确性和有效性。

    2020年11期 v.32;No.202 13-20+34页 [查看摘要][在线阅读][下载 802K]
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  • 基于凸松弛半正定优化的潮流路由器双层规划

    杨汾艳;李海波;盛超;卢启付;黄辉;

    潮流路由器作为一种交直流混联电网的潮流控制新型电力电子装置,其成本较高,且控制效果与之在电网中的位置强相关,因此带来首要考虑的选址定容技术问题;且由于潮流路由器数学模型的非线性非凸特性,针对发输电系统的传统规划手段不适用于潮流路由器的规划。针对上述问题,首先简单介绍了潮流路由器的概念及其潮流计算模型;其次建立了潮流路由器选址定容优化模型;然后将启发式算法与凸松弛算法相结合,提出基于双层迭代和半正定规划的求解方法,有效解决了上述模型的非线性非凸及混合整数规划求解难题。最后基于IEEE 30、IEEE 57和IEEE 118等标准算例系统进行仿真分析,仿真结果证明了所提选址定容方法的正确性和有效性,能够有效优化PFR的安装位置及其数量。

    2020年11期 v.32;No.202 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 753K]
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  • DC-DC降压变换器幂次等速趋近律滑模控制

    李军军;周瑞平;刘冲;唐代卫;

    为实现对降压(Buck)变换器输出电压的快速响应及精确控制,削弱传统滑模电压控制SMVC(sliding-mode voltage control)的抖振现象,提出一种新型趋近律。通过引入系统状态变量和滑模面系数,重新设计趋近律中的趋近参数,并用幂次趋近的方法取代等速趋近律中的开关函数,利用新型趋近律设计滑模控制器。分析了新型趋近律参数对系统稳态精度和动态响应速度的影响。仿真结果表明,与等速趋近律、PI控制方法相比较,新型控制律输出电压波形比较稳定,动态响应更快,能有效地减少系统抖振以及超调现象。

    2020年11期 v.32;No.202 30-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 782K]
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  • 计及需求侧响应的综合能源系统多时间尺度优化调度

    尹硕;张鹏;杨萌;白宏坤;杨钦臣;

    综合能源系统作为能源互联网的物理载体,实现其合理调度成为当前研究的重点。考虑可再生能源和需求侧负荷波动,利用价格型和替代型需求侧响应特性,建立计及需求侧响应的日前-日内优化调度模型,其中日内根据电、冷/热和气调度时间的差异性,提出3层滚动优化调度模型。算例分析表明,引入需求侧响应的多时间尺度优化调度模型能能抑制日内可再生能源和负荷的波动,提高系统的稳定性,进一步降低系统运行成本。

    2020年11期 v.32;No.202 35-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 859K]
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  • 面向滚动优化调度的光伏发电功率日内超短期预测

    李雯;魏斌;韩肖清;郭玲娟;

    微电网的滚动优化调度是微电网消纳新能源,保持经济运行的重要方法。面向微电网滚动优化调度需求,利用在线监测数据构建了K-means聚类算法和随机森林回归相结合的光伏发电超短期滚动预测模型。首先,通过K-means聚类分析筛选出与当前时刻气象数据相匹配的相似样本;然后,结合当前光伏发电功率数据,构建随机森林预测模型实现对未来1 h内时间间隔为5 min的光伏发电功率的预测;通过即时更新每5 min时间间隔的监测数据进入下一次预测,实现对光伏发电功率的滚动预测。经实测数据测试后,所采用的组合算法可快速得到较准确的预测结果,为微电网滚动优化调度提供可靠的光伏发电功率预测信息,具有较强的实用性。

    2020年11期 v.32;No.202 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]
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  • 10 kV小电阻接地系统比值法则零序保护

    廖颖欢;陈云龙;

    对于10 kV小电阻接地系统,目前主要采用定时限零序过流保护的定值需要躲过线路最大电容电流,难以反映高阻接地故障。通过分析多种接地故障的零序电流分布特点,寻找出表征故障的电流比值关系,构建一套比值法则,利用各10 kV出线及接地变压器中性点零序电流计算特征值,通过比较故障线路与非故障线路的特征值差异选出故障线路。比值法则可以通过特征值进行多种接地故障的保护,且能适应高阻接地故障情形。通过搭建PSCAD模型模拟高阻接地故障,获取单线单相及多线多相故障发生时零序电流的仿真数据,验证了使用比值法则进行故障判别的可行性。

    2020年11期 v.32;No.202 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 707K]
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  • 配电网重构图及配电网重构可行解生成

    董张卓;刘魁;陈雷;郭颖娜;

    配电网重构本质是联络开关位置优化,基本模型求解存在组合爆炸问题。针对已有重构方法计算量大、优化效率低的问题,提出一种配电网重构可行解生成方法。首先,在已建立的配电网连接模型基础上,通过映射规则,建立用于重构和简化的图;结合优化过程,给出重构图支路树支的概率,采用提出的以节点度和支路概率为引导的树支、连支分类算法,得到重构图的最小生成树。通过算例表明,建立在重构图基础上的最小生成树方法能有效生成对应配电网重构的可行解。

    2020年11期 v.32;No.202 57-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 858K]
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  • 计及重合闸作用的大停电模型与停电风险分析

    于群;郝晴晴;

    自动重合闸是保证电力系统可靠供电与安全运行的重要设备,定量研究其对系统停电风险的影响是非常必要的。首先,通过简化处理重合闸作用和对比现有大停电模型机理,提出计及重合闸作用的大停电事故仿真模型及相关停电风险指标;然后,针对重合闸成功率在仿真进程中变化的情况,分别对该模型进行了短程与长程的仿真设计与实验;最后,利用Matlab对IEEE39节点测试系统进行仿真,对比所提模型与现有模型仿真得到的线路停运概率和系统停电风险值。仿真结果表明:所提模型可用于定量分析重合闸对停电风险的作用,修正了现有模型中高估系统停电风险的问题。

    2020年11期 v.32;No.202 65-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 823K]
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  • 基于灰狼算法的分散式风电接入配电网优化规划

    周长城;袁智勇;雷金勇;白浩;谈赢杰;陶思钰;

    分散式风电接入配电网为风电消纳提供了很好的途径。然而随着分散式风电在配电网中的渗透率不断提高,会影响电力系统的安全稳定运行。为此,提出了一种考虑各种技术、环境和经济限制因素的分散式风电接入配电网的优化规划方法。综合考虑多种约束,确定了最佳的分散式风电接入位置和风机参数,使给定规划周期内的风电机组投资的净现值最大,并采用灰狼算法进行优化求解。通过南方电网某分散式风电的算例分析,验证了所提模型的性能和效果,同时还得到风速分布对优化规划的影响很大。最后比较了灰狼算法和粒子群优化算法对所提模型的寻优效果。结果表明,采用灰狼算法的收敛速度更快,收敛精度更高。

    2020年11期 v.32;No.202 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 738K]
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  • 基于粒子群独立成分分析的系统谐波阻抗估计

    颜昕昱;钟良亮;林顺富;

    为提升系统谐波阻抗估计结果的准确性,提出一种基于粒子群独立成分分析的估计方法。首先,在粒子群寻优过程中扭曲粒子位置,以避免算法陷入局部最优。其次,通过经修正的粒子群优化算法对谐波源发射谐波电流间的负熵进行寻优,以从PCC处谐波电压与谐波电流观测信号中准确分离出PCC两侧谐波源的谐波电流信号。最后,考虑到解释变量间存在的相关性,通过偏最小二乘法回归出系数矩阵,并根据系数间对应关系计算出系统谐波阻抗值。实际案例与仿真分析的结果验证了所提方法的有效性。

    2020年11期 v.32;No.202 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 888K]
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  • 面向消纳提升的新能源智能调控数据应用架构与关键技术

    王靖然;王东升;施贵荣;孙荣富;崔正湃;孙雅旻;

    以数据深度利用和单机智能感知为特征的智能调控技术是未来新能源调控运行的核心领域,尤其在挖掘新能源消纳潜力方面,数据将发挥越来越重要的作用。在分析新能源数据应用特征的基础上,以提升新能源消纳为目标,提出了涵盖智能感知、数据融合与处理以及消纳全过程分析的新能源智能调控体系架构,并从数据校验与处理、资源评估与预测、受阻电量图谱解析、设备运行评价与智能诊断等方面介绍了新能源单机数据在消纳提升应用方面的关键技术。通过数据驱动的新能源消纳全过程分析,实现新能源调控智能化转型,提升新能源的管控能力和消纳水平。

    2020年11期 v.32;No.202 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 763K]
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  • 面向可再生能源并网系统的灵活性评估方法

    刘忠义;何平;宣文博;胡旭东;李慧;魏联滨;

    在高比例可再生能源接入的电力系统背景下,为满足系统的负荷需求及其变化,需要对电力系统的灵活性水平进行评估。为此,提出了固有灵活性与运行灵活性两种指标评价机组的灵活性水平,其中,固有灵活性指标从运行上下限和爬坡能力两方面评估机组的灵活性水平,运行灵活性指标在机组组合方案确定的基础上评估机组的灵活性水平。在固有灵活性与运行灵活性基础上,对电力系统的灵活性进行评估,并用IEEE-118节点系统来验证所提灵活性评估方法的有效性。结果分析表明,系统负荷趋势与运行灵活性存在一定规律,提高机组性能可显著提高系统灵活性水平。

    2020年11期 v.32;No.202 95-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 775K]
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  • 考虑微能源网接入的主动配电网日前优化调度

    陈波;孙旻;曾伟;何伟;

    针对已有研究未充分考虑微能源网的冷/热需求及其在大规模光伏消纳中的作用,提出了一种考虑微能源网接入的主动配电网日前优化调度方法。首先,说明了微能源网基本架构,建立了空气源热泵、电制热设备、储热设备、吸收式制冷机以及储能电池等设备模型。其次,建立配电网日前优化调度数学模型,目标函数为配电网网络损耗成本与储能充放电损耗成本之和最小,约束条件包括配电网潮流约束、支路电流约束、分布式电源约束,以及微能源网设备模型约束。再次,采用基于粒子维度熵和贪心策略的混沌粒子群算法实现模型求解。最后,通过算例结果表明,所提方法对多场景下的配电网均能起到降低综合损耗的效果。

    2020年11期 v.32;No.202 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 737K]
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  • 基于经验模态分解与RBF神经网络的短期风功率预测

    王佶宣;邓斌;王江;

    风功率预测的准确性对优化电力系统调度、促进新能源消纳与增强电力系统稳定性有重要意义。针对风功率预测准确度问题,提出了一种基于经验模态分解与径向基神经网络的短期风功率预测方法。首先,采用小波变换对风功率历史数据进行去噪处理,利用经验模态分解将去噪后的历史数据分解为多个模态分量序列。然后,在考虑多种气象因素的条件下分别构建径向基神经网络对各分量序列进行分项预测。最后,叠加各网络输出得到预测结果。基于张家口某风电场的风功率与气象数据,以均方根误差和平均绝对百分误差作为评价指标对本算法进行测试。结果表明,分解后的风功率分量序列具有较强的规律性,预测精确度高于其他4种传统预测算法,证明了本算法的有效性。

    2020年11期 v.32;No.202 109-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]
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  • 级联H桥整流器输出电压平衡模糊PI控制策略

    袁义生;陈旭;兰梦罗;

    针对级联H桥整流器输出电压平衡问题,在传统比例式脉冲补偿电压平衡策略的基础上引入了模糊控制技术,提出了基于模糊自适应PI控制的级联H桥整流器输出电压平衡策略,并对所提策略进行了建模分析,给出了模糊控制器的设计方法。所提策略在整体双闭环控制的基础上,通过电压平衡模糊控制计算出各级的占空比补偿量,进而实现各级输出电压的平衡。最后,利用搭建的3级级联H桥整流器的仿真模型和实验样机对传统策略和所提策略分别进行了测试,测试结果表明所提策略能够有效地减小级联H桥整流器大范围切载时各级输出电压间的最大不平衡电压,证明了所提策略的正确性和可行性。

    2020年11期 v.32;No.202 116-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 890K]
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  • 基于混合式直流断路器的柔性直流架空线路单极接地故障重合闸方案

    高旭;马迎新;崔汉青;李博通;李斌;

    为避免柔性直流电网中架空线故障后重合于永久性故障时的过流冲击以及直接重合于瞬时性故障时的过电压对系统造成危害,在系统跳闸后准确识别线路的故障性质并制定智能化的重合方案具有重要意义。针对配备混合式直流断路器的柔性直流电网,分析了混合式直流断路器在架空线发生单极接地故障后的基本动作原理以及故障线路单侧断路器的隔离开关重合后2种不同故障性质下故障线路端电压的差异;研究了瞬时性故障下直接重合断路器转移支路时输电线路上的重合过电压问题及相应的过电压抑制方法。在此基础上提出了架空线单极接地故障的智能重合闸方案。仿真结果表明,该方案能够快速识别线路的故障性质,并根据判断结果,完成相应的重合或再次开断操作,且能有效减小输电线路上的重合过电压。

    2020年11期 v.32;No.202 123-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 839K]
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  • 考虑光伏接入的低压配电网损耗优化

    于飞;张迪;

    日益增加的户用光伏发电系统改变了配电网的潮流分布,同时对配电网的网络损耗产生了影响。利用光伏发电系统固有无功出力的可控性,实现对接入配电网的损耗优化。首先给出配电网网损的计算模型,然后在OpenDSS仿真软件中搭建光伏发电系统接入的配电网仿真模型,通过使用Matlab调用OpenDSS并利用粒子群算法实现了配电网的损耗优化。仿真结果表明,分布式光伏发电系统能有效减少配电网的损耗,同时也能有效抑制电压越限现象。

    2020年11期 v.32;No.202 132-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 703K]
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  • 基于选择性谐波补偿的APF最优安装点确定

    张亮;裘智峰;王一帆;李勇刚;

    配电网存在大量的不确定谐波源和背景谐波,由于系统节点导纳矩阵的作用,滤波器的安装位置对谐波治理效果有明显的影响。以降低配电网电流畸变率为目标进行研究,优化有源滤波器的最优安装位置。基于谐波有功/无功划分原理,并得到各个母线注入补偿电流与畸变率的关系曲线,电流畸变率的取值符合国标要求时,得到各个母线滤波器对各次谐波的补偿状态以及对应的补偿电流。注入补偿电流最小的母线即为有源滤波器的最优安装位置。通过Matlab/Simulink搭建的配电网仿真模型进行仿真,仿真结果验证了该方法的可行性。结果显示,在畸变率达到并网要求的前提下,降低了滤波器的容量,并具有更好的经济性。

    2020年11期 v.32;No.202 137-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K]
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  • 基于遗传算法的SRM关断角优化策略

    李孟秋;徐宇峰;沈仕其;朱慧玉;高天;

    固定关断角的角度位置控制APC(angular position control)方法在负载和转速变化较大的场合下适应能力较低。为此,提出了一种基于遗传算法的开关磁阻电机SRM(switched reluctance motor)关断角优化策略。结合非线性磁链曲线和实测特定位置点处的磁链数据,得到优化后磁链准线型模型曲线,推导出电机平均转矩的解析式。利用遗传算法优良的全局搜索寻优能力,将1个电气周期内平均转矩作为优化目标来寻找不同转速及峰值电流下的最佳关断角。仿真结果表明在高速运行时,电机转矩输出能力较固定关断角APC有较大的提升,并通过实验论证了基于遗传算法的关断角优化策略的有效性和可行性。

    2020年11期 v.32;No.202 143-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 979K]
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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。

    2020年11期 v.32;No.202 64页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K]
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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。

    2020年11期 v.32;No.202 72页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K]
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  • 关于参考文献著录格式

    <正>1.连续出版物标引项顺序号作者.题名.刊名(外文刊名可缩写,缩写后的首字母应大写,并省略缩写点"."),出版年份,卷号(期号):起始或起止页码2.专著标引项顺序号作者.书名.版本(第1版不标注).出版地:出版者,出版年.(专著中的析出文献应注明起止页码)

    2020年11期 v.32;No.202 87页 [查看摘要][在线阅读][下载 668K]
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  • 关于外文字符的字体

    <正>l.正体外文字母的常用场合(1)计量单位和SI词头符号。(2)数学式中的运算符号和缩写号,如:微分号d,有限增量符号Δ,变分号δ,极限lim,行列式det,最大值max等。(3)其值不变的数学常数符号:圆周率π,自然对数的底e,虚数单位(i电工中常用j)。

    2020年11期 v.32;No.202 131页 [查看摘要][在线阅读][下载 670K]
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