电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 基于故障模式与影响分析法和故障树的全光纤电流互感器故障诊断专家系统

    陈浩敏;王军龙;李俊一;于文鹏;蒋愈勇;

    全光纤电流互感器FOCT(fiber optical current transducer)被广泛应用于电力系统,对其进行故障诊断和分析,能够提高其运行可靠性。基于全光纤电流互感器故障数据构建故障模式与影响分析FMEA(fault mode and effect analysis)表格,建立故障树,构造故障特征空间。利用FMEA表格、故障树和故障特征空间聚类中心构造故障诊断专家系统,从而实现对故障类型、模式和部件的准确诊断。利用某区域电网中全光纤电流互感器故障数据和故障案例对所提方法进行验证,结果表明:基于故障诊断专家系统对故障全光纤电流互感器进行诊断的结果与现场实际结果一致,验证了本方法准确性和可靠性。

    2019年02期 v.31;No.181 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1108K]
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  • 基于物联网的风光互补电站智能监控系统

    张明;丁明亮;蔡彬;

    为了克服目前风光互补电站监控系统预警程度低、远程操作困难的现状,设计了一种具有实时在线状态监测和故障诊断功能的智能远程监控系统。该系统以物联网为架构,采用混合无线传感网络和虚拟仪器技术,实现系统的无线网络体系结构和软硬件实现。系统具有实时状态显示、数据查询、短信报警、故障预诊断和B/S模式远程访问等功能。实验结果表明,该设计系统提供了一个能集中监控多个跨地域电站群的良好平台,其系统的有效性和可靠性得到了验证。

    2019年02期 v.31;No.181 9-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1183K]
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  • 加窗插值FFT与ESPRIT结合方法的动态负荷电能计量

    陈文礼;何蓓;郑可;张淮清;

    针对动态及冲击性负荷电能计量中加窗插值FFT谐波参数估计误差较大问题,提出加窗插值FFT与ES?PRIT的结合方法,其中加窗插值FFT采用10周波时窗方式用于幅值缓变信号分析,而ESPRIT方法采用2周波的高精度谐波参数估计方式用于幅值快速变化信号的分析。仿真结果表明:ESPRIT方法对冲击信号电能计量精度较加窗插值FFT提高约10倍;此结合方法适用于动态及冲击性负荷的电能计量。

    2019年02期 v.31;No.181 14-18+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K]
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  • 多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法

    李长城;王小君;张沛;朱小军;李登峰;陈涛;

    提出了针对多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法。首先,基于边界节点利用辐射状等值独立REI(radial equivalent independent)法将电压薄弱区域等效为单个虚拟节点;其次,利用卡尔曼滤波连续实时计算电压薄弱区域外部系统的戴维南等值参数;最后,提出电压薄弱区域的电压稳定裕度指标。该指标可实时在线评估电压薄弱区的电压稳定裕度。通过某省实际电网的电力系统综合分析程序PSASP(power system analysis software package)仿真数据,以及实际故障场景下的相量测量单元PMU(phasor measurement unit)测量数据,计算该区域的电压稳定裕度,结果验证了此方法的可行性和有效性。

    2019年02期 v.31;No.181 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1155K]
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  • 基于配用电信息分区分类的短期空间负荷预测

    吴争荣;孔祥玉;董旭柱;俞晓勇;袁枭枭;

    精确负荷预测是实现电力系统安全经济运行和电网科学管理的基础。首先提出一种基于分区分类的空间负荷预测方法,该方法依托GIS系统中的地理空间信息和电网信息,进行区域划分;然后将区域内负荷分为工业、商业、居民、其他等类型,基于配用电历史信息,采用模糊聚类方法对区域内的负荷类型进行归类,获得影响负荷的主要因素;再以不同类型的负荷预测为基础,考虑跨空间和非跨空间负荷转移等情况,获得精细化的空间负荷预测方法;最后通过我国南方某实际电网的算例分析,验证了该方法较传统的空间负荷预测方法在预测精度上有较大提升。

    2019年02期 v.31;No.181 26-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 845K]
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  • 迭代加窗插值FFT谐波分析方法

    李心一;谢志江;罗久飞;

    为了提高谐波分析精度,提出了一种基于迭代加窗插值快速傅里叶变换FFT(fast Fourier transform)的谐波分析方法,并给出了统一的谐波频率、幅值及相位的计算公式。通过主瓣拟合,将传统的基于最大旁瓣衰减窗MSDW(maximum sidelobe decay window)的插值FFT方法扩展至其他对称窗,并根据窗函数的主瓣特性选择合适的窗函数进行拟合。最后通过迭代算法计算出谐波的精确频率值。仿真结果表明:在非同步采样的条件下,该算法可精确地实现谐波和间谐波分析。与传统加窗插值FFT方法相比,所提方法不依赖窗函数的类型,针对不同的窗函数具有统一的谐波参数计算公式,通用性强,实现方式灵活。

    2019年02期 v.31;No.181 32-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1435K]
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  • 高频链TSMC-PET直驱风力发电系统

    邓文浪;申翠平;李利娟;郭有贵;旷怡;

    电力电子变压器PET(power electronic transformer)在风力发电系统中具有较大的应用潜力,针对常规PET存在的可靠性低、功率密度低的不足,提出了一种基于高频链双级矩阵变换器TSMC(two-stage matrix con?verter)的PET结构,并通过多绕组高频变压器拓展为多端口结构。在此基础上,提出了三端口高频链TSMCPET直驱风电系统并网拓扑及其控制策略。该拓扑具有结构紧凑、可控性高和优良的输入输出性能等优点,且能通过储能端口控制使系统具有较强的平滑并网功率与低电压穿越能力。建立了系统仿真模型,仿真验证了所提拓扑及其控制策略的正确性和可行性。

    2019年02期 v.31;No.181 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K]
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  • 大机组降压经济性模型及分析方法

    蔡晔;汪志才;谭玉东;谢欣涛;唐夏菲;

    在规划大机组降压运行方案时需考虑方案的经济可行性,为此,提出大机组降压方案的经济性模型来评估方案的经济性。该方法分析了机组降压对分区电网供电能力的影响,研究了机组降压延后变电容量投资年限带来的经济效益及其影响线路和主变损耗造成的经济损失,建立实施机组降压节省投资费用和降压机组送出线路距离的数学模型。分析结果验证了大机组降压在工程经济性上的可行性,为大机组降压运行方案的经济性评估提供了有效指导。

    2019年02期 v.31;No.181 45-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 895K]
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  • 双DSP有源电力滤波器的控制系统设计

    郑征;李纪伟;张国澎;

    为了提高有源电力滤波器APF(active power filter)的快速补偿能力和安全性,设计了一种新的基于双数字信号处理器DSP(digital signal processor)APF的控制系统,其中主DSP负责模数AD(analog digital)采样、通讯、脉宽调制PWM(pulse width modulation)、继电控制和反馈,辅DSP只分担部分谐波补偿任务,两块DSP之间通过双口随机存储器RAM(random access memory)通信;提出了针对指定次谐波补偿的基于旋转坐标变换的控制策略,通过改善硬件、软件资源的合理分配,提高了APF谐波补偿的快速性和安全性。最后搭建了双DSP的APF实验环境,通过AD采样、脉宽调制,继电控制实验,验证了该控制系统的可行性、安全性。

    2019年02期 v.31;No.181 51-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1402K]
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  • 谐振接地系统单相断线故障分析

    张洪涛;曹丽丽;冯光;薛永端;周宁;王鹏;

    配电线路断线故障逐年增加,缺乏简单有效的检测手段。针对谐振接地系统,建立了单相断线故障模型。考虑断线位置、故障线路对地电容占系统对地电容的比例和负载阻抗大小的影响,分析了断口前后中性点电压、各相电压与线电压的变化特征。结果表明:断口前后故障相电压变化有明显差异,而非故障相电压变化相同;断口前方线电压没有变化,后方故障相与两健全相之间的线电压幅值之和等于两健全相电压之间的线电压,且相位相反或相同。用MATLAB仿真验证了理论分析的正确性。研究成果可为谐振接地系统单相断线故障的检测与定位提供理论依据。

    2019年02期 v.31;No.181 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 961K]
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  • 多端柔性闭环中压配电网示范工程

    尹昌新;朱洁;蒋迅;杨楠;常乾坤;肖峻;

    阐述了国内首个多端柔性闭环中压配电网示范工程,其示范工程旨在通过环网控制装置实现中压配电网的柔性闭环运行。首先,详细分析了实现柔性闭环的关键设备,即多端柔性环网控制装置的选择依据,阐述了装置的实现结构;其次,阐明了装置的潮流控制策略,分析并提出装置的直流电压控制策略和启停控制策略;然后,提出了示范工程投运后的典型运行模式;最后,对柔性闭环运行以后配电网的负荷均衡、安全性、可靠性和供电能力分析方法进行了综述,并结合示范工程实施方案对这些方面的改善效果进行了全面分析。

    2019年02期 v.31;No.181 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K]
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  • 基于ICA和WVD的电力系统低频振荡参数辨识

    王雨虹;郭天驰;付华;徐耀松;

    为了提高电力系统中的低频振荡参数辨识的精度,提出一种基于独立分量分析ICA(independent compo?nent analysis)和Wigner-Ville分布WVD(Wigner-Ville distribution)相结合的在线辨识方法。以广域测量系统WAMS(wide area measurement system)监测到的数据为原始输入信号,采用ICA算法对信号进行降噪处理,再应用Wigner-Ville分布研究信号的频率、幅值及能量分布特点。仿真分析和应用实例研究表明,该方法相较于传统Prony辨识算法而言,具有较强的抗噪能力和较好的辨识结果,可以更好地反映电力系统中非平稳信号的局部特性,提高了电力系统低频振荡参数在线辨识的准确性。

    2019年02期 v.31;No.181 74-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
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  • 多逆变器串联发电系统中的死区效应分析

    王兴贵;李巍;朱奇先;

    针对多逆变器串联发电系统在载波移相SPWM调制方式下的死区效应进行研究。首先,推导了该发电系统在理想条件下的输出电压,利用等面积近似理论与傅里叶分析相结合的方法对该发电系统中的死区进行了建模;其次,将该发电系统死区电压与理想输出电压相叠加,分析了调制度、载波比变化时死区效应对该发电系统输出电压的影响,在此基础上提出了一种基于载波比变化时的死区补偿法;最后,利用Matlab/Simulink仿真,结果表明该死区效应分析方法有效,且所提死区补偿方法能够有效改善死区对多逆变器串联发电系统输出电压、电流的影响。

    2019年02期 v.31;No.181 80-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1501K]
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  • 未来智能电网发展模式与技术路线初探

    辛培哲;蔡声霞;邹国辉;袁霜晨;王凯;

    以互联网经济下电网的价值为主线,对未来智能电网发展的形势、战略、重点任务、技术路线等进行重点探索研究。首先,深入剖析当今中国智能电网的发展现状;然后,由具体形势要求,提出未来智能电网的发展战略和重点任务,并根据源、网、荷、基础共性4大领域提出重点任务的细项划分,来指导并支撑智能电网发展模式及技术路线建设,所设计的4类技术路线一一对应4大领域的重点任务要求,为每一领域详细设计了智能电网研究思路及研究建议;最后在上述研究的基础上,展望了中国智能电网的未来发展格局及发展模式。

    2019年02期 v.31;No.181 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 746K]
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  • 孤岛模式自适应转动惯量VSG逆变电源控制策略

    章伟明;赵巧娥;刘毓梅;高戈;周斌龙;

    虚拟同步发电机技术可以使逆变电源具有更加接近于常规同步发电机的输出特性,但固定的系统参数无法使控制系统兼顾快速性与稳定性的改善。针对这一不足,提出了一种转动惯量自适应控制方法。首先,分析了孤岛模式下不同的负荷变化情况对系统的影响;其次,根据虚拟同步机的角速度偏差量和变化率在不同种类负荷波动下的改变情况,设计出一种动态调节虚拟转动惯量的控制策略,该策略可在保证系统频率稳定性的情况下有效提高系统快速性;最后,通过Matlab/Simulink将其与传统VSG控制策略进行了对比分析,验证了改进VSG控制策略的有效性和优越性。

    2019年02期 v.31;No.181 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K]
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  • 电力系统通信网络状态估计模型与智能告警

    姜文;王禄海;吴清玉;谭军光;

    通信网络作为智能电网功能实现的载体,逐渐成为智能电网运行关注不可或缺的部分,网络设备故障涌现大量突发告警信息,给智能电网通信系统安全可靠运行带来了巨大挑战。基于冗余的网络监测与告警事件,涵盖网络设备状态监测、网络报文丢失以及流量监测异常等告警项,并借鉴电力系统状态估计的思路,对通信网络设备状态进行估计;综合全网的告警信息,排除误告警信息,实现通信网络的智能告警;最后通过案例说明所提算法模型的正确性,为电力系统通信网络故障诊断与智能告警提供了有效的实现手段。

    2019年02期 v.31;No.181 101-105+118页 [查看摘要][在线阅读][下载 877K]
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  • 自下而上的主动配电网负荷曲线化预测方法

    李颖;张跃;吴琳;赵景涛;尹宏旭;

    为在主动配电网负荷预测工作中计及柔性负荷的影响,提出了一种自下而上的主动配电网负荷的曲线化预测方法。首先,将待预测区域按用地性质、功能边界划分为若干小区,将每个区域的负荷需求细分为刚性负荷和柔性负荷需求两类;然后,建立可转移负荷和可调整负荷两种柔性负荷的曲线化调控模型,进而模拟主动管理策略下柔性负荷对整体负荷需求的调整作用;最后,将待预测区域的地块负荷进行叠加,得到主动配电网管理模式下的负荷需求曲线。通过北京某开发区负荷曲线预测算例,验证了所提预测模型和方法的有效性。

    2019年02期 v.31;No.181 106-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 912K]
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  • 考虑时序互补特性的配电台区源-荷协同接入方法

    戚艳;骆柏锋;王旭东;于建成;吴莉萍;穆云飞;

    充分利用分布式电源与负荷的时序相关性,优化二者在配电台区内的协同接入布局,具有一定工程应用价值。首先通过概率建模和模糊C均值聚类建立"源-荷"时序特征;进而基于最大似然估计法和分类回归树,分别获取接入台区的分布式电源和用户的功率时序特征;随后提出配电台区"源-荷"优化组合接入模型,以台区馈线最大供电能力为目标,以接入台区的"源-荷"组合为决策变量,给出最优供电接入方案;最后通过典型算例验证,表明所提方法可通过源-荷协同显著提升配电台区的供电能力。

    2019年02期 v.31;No.181 112-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
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  • 高频双Buck全桥逆变器的功率损耗分布分析

    陈梦颖;王议锋;涂世杰;周标;

    为了对高频条件下的变换器效率进行更加精准的估算,基于一台400 kHz高频双buck逆变器,提出了适用于高频变换器的损耗分布分析方法。该方法在分析开关过程的基础上,对开关管、二极管的开关损耗和导通损耗进行了详细估算,并根据电感磁滞回线,同时计及高频条件下的电容损耗对其磁性损耗进行了估算。此法充分考虑了高频工况对变换器损耗分布的影响,更好地实现了对系统变换效率的估算,对指导参数设计和功率元件选择具有重要意义。为验证理论分析的可靠性,对由不同半导体器件组成的1 kW实验样机进行了实验测试和分析对比。实验结果表明,所述方法在高频工况下有更高的估算精度,计算效率为97.32%,相应实验效率为96.1%。

    2019年02期 v.31;No.181 119-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1379K]
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  • 基于VMD和S变换的多端输电线路故障定位

    谢李为;柳祎璇;曾祥君;毛宇;

    针对强噪声背景下行波信号提取难的现状,提出一种基于变分模态分解VMD(variational mode decomposi?tion)算法和S变换的故障行波提取法。通过对故障行波信号进行VMD分解,利用S变换分析得到故障突变点来确定故障行波达到时刻。针对行波波速和线路长度的不确定性,利用故障行波的传输过程和零线模分量,提出一种与波速无关的双端定位算法。基于故障前线路距离差值和故障后线路距离差值建立故障分支判定矩阵,提出一种适用于多端输电线路的故障定位方法,利用故障支路端的列元素计算故障位置。仿真结果验证所提方法在强噪声干扰下能有效提取行波信号,故障定位算法相比现有多端输电线路故障定位法有明显优势,进一步提高了定位精度。

    2019年02期 v.31;No.181 126-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1168K]
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  • 计及参与单元有序控制的主动配电网供电能力模型

    段登伟;刘宇;苏小平;李博;吕林;廖秋萍;

    为充分发挥主动配电网中清洁能源及多种可控元件的主动协调能力,提高配电网最大供电能力TSC(to?tal supply capacity),提出兼顾主动配电网结构灵活性与参与单元多样性的供电能力双层计算模型。上层模型以网络重构为手段提升系统供电能力;下层模型针对多类型参与单元的不确定性建模,以调节成本为目标挖掘多参与单元有序控制下提升主动配电网供电能力的潜力。其次,为简化模型求解复杂度,利用卡罗需-库恩-塔克KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件将双层模型转化为单层模型,并提出改进的烟花粒子群优化算法计算主动配电网最大供电负荷。最后,以改进的IEEE33节点系统对所提双层模型及算法进行了验证,算例验证了所提模型及算法的正确性和有效性。

    2019年02期 v.31;No.181 135-143+150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1179K]
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教学论文

  • 实现全程质量评价与盲评的“我问你答”教学活动的设计

    余晓丹;贾宏杰;李桂丹;

    为改进学生自拟题目这一作业形式的不足,设计了"我问你答"系列教学活动。活动设计包括了角色与任务设计、环节与流程设计、评价机制设计和活动工作页设计,并将拟题、答题、评分和讨论修正环节统合一体,将质量盲评嵌入各关键环节,从而形成全程以学生为主体的问-答-评一体化的系列教学活动。通过在天津大学电路课程的实践表明,该方法能让学生对所学知识进行充分整合和深化,在减少教师工作量的同时,其教学效果非常显著。

    2019年02期 v.31;No.181 144-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 808K]
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  • 关于论文题名和作者信息

    <正>1.题名(1)题名应以简明、确切的词语反映文章中最重要的特定内容,并有助于选定关键词。(2)中文题名一般不宜超过20个字,必要时可加副题名。(3)英文题名应与中文题名含义一致。(4)题名应避免使用非公知公用的缩写词、字符、代号,尽量不出现数学式和化学式。2.作者署名和工作单位(1)作者姓名署于题名下方,团体作者的执笔人也可标注于篇首地脚或文末。

    2019年02期 v.31;No.181 8页 [查看摘要][在线阅读][下载 694K]
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  • 关于论文摘要和关键词

    <正>1摘要(l)摘要的内容包括研究的目的、方法、结果和结论,篇幅以200字左右为宜。(2)摘要应具有独立性和自明性,应是一篇完整的短文。一般不分段,不用图表和非公知公用的符号或术语,不得引用图、表、公式和参考文献的序号。(3)英文摘要一般与中文摘要内容相对应。2关键词(1)关键词是为了便于作文献索引和检索而选取的能反映论文主题概念的词或词组,一般每篇文章

    2019年02期 v.31;No.181 57页 [查看摘要][在线阅读][下载 695K]
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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。

    2019年02期 v.31;No.181 88页 [查看摘要][在线阅读][下载 675K]
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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

    2019年02期 v.31;No.181 151页 [查看摘要][在线阅读][下载 23K]
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