电力系统及其自动化学报

特约稿

  • 大功率混合型有源电力滤波器(一)——理论

    罗安;帅智康;王少杰;程莹;

    根据电力系统对大容量谐波抑制与无功补偿的要求,对大功率混合型有源电力滤波器(HHAPF)基本工作原理进行了分析。在此基础上针对信号处理过程中存在的系统延时问题,提出了基于预测机制的谐波快速分频检测方法,极大地降低了系统延时对HHAPF补偿特性及系统稳定性的影响。同时提出了一种基于广义积分的复合控制方法,该方法可有效消除电网谐波电压对HHAPF性能的影响,还可以实现快速无差控制。实验结果验证了所述控制方法的优越性。

    2008年03期 No.86 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 716K]
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  • 大功率混合型有源电力滤波器(二)——装置研制

    罗安;帅智康;盘宏斌;杨晓;

    对新型有源电力滤波器有源和无源部分的参数设计进行了研究,形成了一套混合型大容量有源滤波器的参数设计方法。同时结合某铜箔厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程实例,从项目成本和治理效果两方面具体分析了HHAPF的应用优势,并详细介绍了装置的软硬件构成。该套设计方法对其他HAPF的研究与应用还可起到一定的指导和借鉴作用。

    2008年03期 No.86 8-13+104页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K]
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学术论文

  • 综合负荷模型动静负荷比例的在线辨识

    王成山;柴华;谢小荣;韩英铎;

    综合负荷模型是现代电力系统机电暂态仿真中常用的一种负荷模型,动静负荷比例的准确性将直接影响到仿真结果的正确性。在基于PMU量测的电力系统主导动态参数在线辨识方法的基础上,针对恒阻抗和感应电动机并联组成的综合负荷模型,采用Volterra级数模型和模式识别方法研究了动静负荷比例的在线快速辨识方法,并通过离线仿真给出感应电动机模型几个重要参数在典型值周围的合理变化范围。用该方法对两组不同典型参数下某省网系统进行仿真,验证了该方法的有效性;不同故障点和故障类型的仿真结果验证了该方法具有普遍适用性,同时给出了动静负荷比例辨识的正确率与动静负荷比例分档间隔的关系。

    2008年03期 No.86 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 238K]
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  • 发电机励磁与汽门控制系统的镇定性分析

    崔洪亮;李啸骢;左江林;张宗华;

    为了分析发电机在考虑励磁与汽门控制作用下的镇定性问题,依据广义Hamilton系统的镇定理论,利用能量-Casimir函数构造了一个扩张的Hamilton函数,推证了该扩张的Hamilton函数的Hesse矩阵的正定性,从而证明了该扩张的Hamilton函数是系统的Lyapunov函数。并证明了所讨论的控制系统可以被常值反馈镇定,仿真结果验证了上述论证的正确性。

    2008年03期 No.86 20-24+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 257K]
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  • 基于BP网络的感应电机定子电阻观测器

    李晓芳;李文;张继和;

    在直接转矩控制系统中,感应电机定子电阻在低速时受温度影响而变化,影响控制系统的低速性能。为此,设计了基于反向传播(BP)神经网络的定子观测器,采用有导师学习(或称监督学习)的神经网络学习方法,通过试验,采集到定子电阻随其电压频率及定子绕组温度变化规律,利用MATLAB人工神经元网络工具箱就能快速实现BP计算,将其结果输入定子电阻观测器中,进行实时检测,计算出准确的定子磁链幅值,达到减小系统低速运行时转矩的脉动,提高了控制性能。

    2008年03期 No.86 25-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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  • 基于事故损失最小化的黑启动电源选择

    吴杰康;宁远鸿;陈国通;张宏亮;

    为了制定合理的黑启动方案,加快系统大事故后的恢复,减少事故损失,根据黑启动技术性能指标及各发电机组的启动特性和运行特性确定待选黑启动电源,并建立数学模型,对各黑启动电源方案进行运行模拟,得出计算大事故停电损失值所需的停电持续时间等数据,将大事故停电损失值和方案的成本作综合比较,判断各方案的可行性和优劣性。仿真结果表明,优化的黑启动电源方案减少事故损失达30%以上,证明了该方法的有效性。

    2008年03期 No.86 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 243K]
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  • 基于模拟退火-最小二乘混合的故障测距新方法

    李海锋;梁远升;王钢;杜松轩;

    输电线路双端频域法故障测距中,考虑线路参数自适应等因素后测距观测方程未知量个数将大大增加。为此,提出一种基于模拟退火-最小二乘混合的输电线路参数自适应故障测距算法,该算法充分利用了模拟退火法的全局搜索能力以及最小二乘法在初值良好情况下快速寻优能力,能有效求解含多个未知数的测距观测方程。基于EM TP的大量仿真计算验证了该算法具有较高的计算精度和稳定性。

    2008年03期 No.86 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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  • 基于Melnikov方法的电力系统混沌振荡参数计算

    朱志宇;蔡立勇;刘维亭;

    为了研究大干扰下电力系统中的混沌振荡,提高电力系统的稳定性,分析了非线性三参数二机电力系统振荡的异宿分支,给出了Melnikov函数的计算方法,推导出了Melnikov函数具有简单零点的条件,获得了电力系统发生混沌振荡的锥形参数区域和带形参数区域,从而阐明了二机电力系统产生混沌振荡的机理,得到了定量化的参数条件,为准确判断混沌振荡和提高大偏差状态下电力系统的稳定性提供了计算依据。最后通过仿真实验证实了当系统所受到的周期性负荷扰动足够大时,电力系统将出现混沌振荡。

    2008年03期 No.86 41-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 332K]
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  • 基于Riccati法的静止无功补偿器变结构鲁棒控制

    茅靖峰;孙玉坤;吴爱华;孙运全;

    为了抑制电力系统静止无功补偿器(SVC)的非线性特性、未建模动态、系统参数变化及外部扰动影响,应用变结构控制理论与鲁棒控制理论,设计了能同时改善电力系统功角稳定与装设点电压动态性能的SVC非线性变结构鲁棒控制器。控制器考虑了含SVC的单机——无穷大系统(SMIB)模型可能的不确定性项,以其标称系统所对应的代数Riccati方程的解来构造滑动模态超平面,进而给出变结构鲁棒控制算法。设计的控制规律简洁,鲁棒性强且易于工程实践。仿真结果表明,与传统PI控制方式相比,变结构鲁棒控制器能够更有效地阻尼系统振荡,提高系统暂态稳定性能。

    2008年03期 No.86 46-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 216K]
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  • 基于混合粒子群算法的短期负荷预测模型

    王波;邰能灵;翟海青;叶剑;朱家栋;漆梁波;

    由于电力负荷内在的非线性特性,传统基于梯度搜索的参数辨识技术可能陷入局部最优,影响了预测精度,故提出了混合进化和粒子群优化算法。将进化算法的基本思想引入粒子群优化算法,不但保持了粒子群算法结构简单、易于实现的特点,而且充分发挥了进化算法的全局搜索能力,可有效提高算法的精度和收敛速度。对上海地区电网进行短期负荷预测,与实际值相比较,结果表明,该算法具有较高的预测精度,是一种有效的短期预测方法。

    2008年03期 No.86 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 193K]
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  • 一种广域后备保护多Agent系统的动态行为分析

    杨军;童晓阳;韩涛;唐波;

    研究了广域后备保护多Agent系统采用对等协商模式、UDP通信协议、SDH光纤环网的动态行为。对广域通信网络、通信协议及模式进行选择,在美国电力和通信同步仿真集成环境EPOCHS上构造通信网络的NS2模型,通过仿真实验统计网络通信延迟,分析两种电网故障下多Agent的交互协作过程、通讯模式和通信网络对广域后备保护动作时间的影响。实验表明,SDH通讯专用网能满足广域保护算法对通讯的需求。

    2008年03期 No.86 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 402K]
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  • 基于间接电流控制的电流型PWM整流器

    吴奎华;李玉玲;林平;吴奎忠;张伟军;

    针对电力电子装置给电力系统带来谐波污染和功率因数下降的问题,建立了三相电流型PWM整流器在abc坐标系下的数学模型,并在该坐标系下通过控制三相电流型PWM整流器交流侧电流的基波和相位,进而间接控制网侧电流的间接电流。通过仿真和实验验证,该控制策略完全可以实现网侧电压电流单位功率因数,且直流侧电流趋于稳定。

    2008年03期 No.86 62-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 366K]
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  • 基于偏最小二乘回归与比重法的月售电量预测

    吴杰;宋国堂;卢志刚;张鸿;

    月售电量的预测受多方面的制约,从影响售电量的因素出发,利用偏最小二乘回归与比重法建立了国民生产总值、人口、社会固定资产投资、人均国民生产总值与售电量的回归预测模型。偏最小二乘方法能够提取若干对系统具有最佳解释能力的综合变量来建立预测模型[1],该方法与比重法结合应用于月售电量的预测之中,能更好地体现引起月售电量变化的平稳因素、季节突变因素的周期性,使得月售电量的预测更加准确。利用该预测模型对唐山地区2004年的月售电量进行了预测,月售电量的平均相对误差为4.74%,预测精度较高,证明了该预测模型的准确性。

    2008年03期 No.86 66-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 162K]
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  • 基于PSCAD/EMTDC变速恒频风电机组控制系统仿真

    张开明;

    控制系统使变速风电机组具有了诸多优越性能,同时也在很大程度上决定了变速风电机组的运行特性,准确模拟控制系统的工作特性是建立变速风电机组动态模型的关键。为此,以电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC为平台,应用电机矢量控制原理与PI调节器串联校正等方法建立了基于双馈电机的变速风电机组控制系统,并依据变速风电机组控制目标的要求校验了控制系统性能,验证了控制系统的有效性。

    2008年03期 No.86 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 三电平STATCOM的电压和电流波形分析

    文小玲;曾涛;尹项根;

    三电平静止同步补偿器(STATCOM)在配电网无功补偿领域发挥重要的作用。在不考虑系统有功损耗的情况下,对三电平STATCOM在基频调制方式下的电压和电流进行了理论分析,给出了相应的解析表达式。利用Matlab/Simulink对三电平STATCOM的瞬时有功功率和无功功率变化情况以及电压和电流波形进行了仿真分析。仿真结果表明所提出的电压和电流理论分析方法是正确、有效的,可推广应用于其他类似结构的电力电子电路的理论分析与仿真研究中。

    2008年03期 No.86 77-81+123页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
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  • 按支路计算制动的母线三折线比例差动保护

    吴崇昊;陆于平;郑茂然;

    常规母线保护比例差动区内故障和区外故障制动特性相同,区外抗CT饱和的能力受到制动系数提高的限制。根据母线区内故障和区外故障时短路电流的分布特点,提出了按支路计算制动电流的母线保护比例差动原理。各支路的制动特性取为非线性的两段折线特性,制动电流按支路分别计算再求和。新方法区内故障时动作特性和常规差动相同,区外故障时提高了制动电流,在各支路CT变比不同时制动能力也更强。算例分析和仿真表明,区外故障时的抗饱和能力较常规差动提高了30%。

    2008年03期 No.86 82-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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  • 基于模糊神经网络的感应电机直接转矩控制

    刘燕飞;王倩;

    传统的直接转矩控制存在较大的转矩脉动。为了减小转矩脉动,提高控制性能,将模糊神经网络算法引入到直接转矩控制当中,设计了基于模糊神经网络的直接转矩控制系统。所采用的Takagi-Sugeno型模糊神经网络充分融合了模糊逻辑和神经网络两者的优点。在模糊神经网络的训练过程中,采用了一种最小二乘算法和BP算法相结合的混合算法进行学习,提高了学习速度。为了验证该算法有效性和可行性,在MATLAB/Simulink环境下建立了基于模糊神经网络的直接转矩控制系统仿真模型,进行了仿真研究。仿真结果表明采用Takagi-Sugeno型的模糊神经网络算法使直接转矩控制系统的转矩脉动明显变小,控制性能明显改善。

    2008年03期 No.86 86-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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  • 基于精细积分法的电力系统自励磁仿真

    李志民;马丽华;张玉;黄晓鹏;

    精细积分法是一类高精度求解微分方程的方法,它摒弃了传统求解动力学方程常用的差分格式。为此,给出了同步电机的自励磁数学模型,并结合精细积分法的思想,推导出一种形式简洁、仿真快速的精细自励磁积分格式,同时考虑了发电机磁路的饱和特性。通过对自励磁暂态过程仿真发现:与隐式梯形法相比,精细积分法不仅具有非常高的计算精度和良好的数值稳定性,而且在仿真过程中可以采用较大的步长,进而提高系统的仿真速度。

    2008年03期 No.86 90-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 466K]
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  • 接地距离保护中零序补偿系数整定方法的探讨

    冯勇鑫;温渤婴;

    平行线路间零序互感的存在,导致零序补偿系数的值在一条线路上随短路点位置而异。选择尽可能少的零序补偿系数,减少不必要的操作事故是整定过程中的重要问题。基于保护装置由零序电抗和零序电阻补偿系数提出一种零序补偿系数整定算法,建立了几种运行方式下零序电抗和零序电阻补偿系数的数学模型,并通过算例对几种运行方式进行详细比较,结果表明,该算法能正确地为零序补偿系数整定提供依据。

    2008年03期 No.86 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 152K]
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  • 基于改进蚁群算法的“N-1”安全输电网优化规划

    罗毅;贺国庆;郭铁能;

    满足N-1安全准则的输电网络扩展规划是一个复杂的非线性组合优化问题。蚁群算法是一种解决组合最优化问题的高效的启发式方法,但容易出现停滞和陷入局部最优。为此,结合满足N-1安全准则的输电网络规划问题的特点,用罚函数方法建立了网络扩展规划性能指标。通过改变蚁群算法中信息增量的选择方法,有效地减小了算法的全局搜索能力和计算效率之间的矛盾。该方法不需初始可行解,在提高计算效率的同时加大了找到全局最优解的概率。通过对IEEE-6节点和IEEE-24节点两个算例的测试,验证了这种方法能有效地解决直接求解满足N-1安全检验的输电网最优扩展规划问题。

    2008年03期 No.86 99-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • H_∞控制理论在并联型有源滤波器中的应用

    刘瑞叶;武孝东;张玉;

    针对有源电力滤波器传统控制方法精度低、鲁棒性差的缺点,建立了并联型有源电力滤波器的状态空间模型,将误差看作是对控制系统的外部干扰,设计了基于H∞控制理论的并联型有源电力滤波器的鲁棒控制器,并将其应用在搭建的有源电力滤波器的模型上。从计算机仿真可以看出,该控制器能减小电源电流的谐波畸变率,并能稳定直流侧电压。仿真结果证明H∞控制方法提高了系统的稳定性和鲁棒性,使有源电力滤波器具有更好的补偿效果。

    2008年03期 No.86 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 822K]
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  • Agent技术在电力市场中的应用综述

    宋依群;高瞻;

    Agent模型对不确定的电力市场进行仿真,是一种新兴研究方法。为了分析这一技术应用现状,从电力市场Multi-Agent系统框架、基于直接或间接探索学习算法的单Agent学习模式、Agent其他策略模型以及各Agent之间信息交互四个方面综述了近年来Agent技术在电力市场中的应用成果。研究表明,Agent仿真模型提前预警市场的潜在风险和开拓市场研究思路提供机会,很多单Agent模型在预测和处理数据方面已十分智能,但整个电力市场多Agent系统还停留在多个单Agent阶段,其整体智能的效用并未体现,是一个极具潜力的突破方向。

    2008年03期 No.86 111-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 194K]
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  • 直驱式VSCF风电系统直流侧Crowbar电路的仿真分析

    胡书举;李建林;许洪华;

    为提高直驱式变速恒频风电系统的故障穿越能力,采用直流侧过压保护(crowbar)电路,使电网电压跌落时风力机能够保持正常运行,故障消除后系统快速恢复至额定输出。基于对几种常用直流侧crowbar方案的分析比较,选择卸荷负载作为crowbar电路,对网侧变换器和卸荷负载的控制原理及其配合进行了详细说明,对采用和不采用crowbar电路时变换器的跌落特性进行了仿真分析和对比。仿真结果显示采用卸荷负载控制简单,容易实现与网侧变换器的配合,可有效增强直驱式风电系统的低电压穿越能力。

    2008年03期 No.86 118-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 575K]
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教学论文

  • 电力系统负载的数字模拟

    周群;毛承雄;陆继明;刘海波;王怀;

    由于传统电机模拟线性负载和电力系统负荷的诸多不便之处,故提出了利用SPWM功率变换技术替代电机模拟的方法,并对电路拓扑机构和控制方法做出介绍。主电路采用双SPWM变换器结构,其中一变换器采用电压反馈PI控制方法,而另一变换器采用滞环电流控制,同时给出了MATLAB的仿真结果。仿真结果表明,这种AC-DC-AC功率变换电路能很好地模拟RLC的静态和动态特性,以及电力系统综合负荷的稳态特性。利用这种原理和技术可进一步实现电动机和发电机的模拟。

    2008年03期 No.86 124-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K]
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