电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 识别模块化多电平直流线路故障的保护新原理

    高淑萍;胡振宇;张保会;宋国兵;牛丹;

    为了保证模块化多电平换流器构成的高压直流输电系统安全运行,本文通过在直流线路上串联电感,应用故障分析方法,得出了利用串联电感两侧电压故障分量的保护原理。该原理利用直流线路正负极的电压故障分量的极性,来判断故障极;利用串联电感两侧的电压故障分量的大小,来区分区内、外故障。最后,利用PSCAD仿真软件,建立了该直流输电系统的仿真模型,并进行各种故障仿真,产生故障数据,然后利用Matlab进行保护算法的验证,仿真结果表明所提保护原理的正确性。

    2019年10期 v.31;No.189 1-9+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1481K]
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  • 动态调压兼故障限流装置技术方案及功能特性

    宋晓通;王飞;周京华;翁志鹏;

    为了优化配电系统的电压特性及功率因数,降低短路电流水平,提升系统运行的安全性、经济性,采用快速机械开关与晶闸管阀协调控制输出电抗的方法,构建动态调压兼故障限流装置的电路方案,将分级调节结合柔性调节的方法引入到一体化多目标控制策略中,实现母线电压调节、功率因数优化及故障电流限制等功能。在PSCAD-EMTDC环境下搭建了测试系统、动态调压兼故障限流装置及其控制策略的仿真模型,仿真分析了在配电网多种运行场景下装置的输出特性。结果表明装置实现了预定的设计功能,响应准确、快速。

    2019年10期 v.31;No.189 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1338K]
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  • 基于机会约束的有源配电网SOP优化配置方法

    武利会;范心明;董镝;陈邦发;张孟珍;李鹏;

    风机、光伏等可再生分布式电源的大量接入加剧了配电系统潮流分布的复杂性。为建设更具运行灵活性的有源配电网,兼顾投资经济性与系统运行安全性,本文提出了一种基于机会约束规划的智能软开关SOP(soft open point)优化配置方法。考虑SOP运行策略与分布式电源随机出力的强耦合性,以年综合费用最小作为优化目标,基于机会约束建立了SOP选址定容模型。针对问题求解,借助辅助变量、凸松弛等手段,得到了可有效求解的混合整数二次约束规划模型。为验证本文提出方法的正确性和有效性,在改进的IEEE 33节点算例上进行了算例测试,并着重分析了置信水平对规划结果的影响。

    2019年10期 v.31;No.189 18-23+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1057K]
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  • GIS局部放电时域波形图像的模式识别方法

    刘创华;何金;张春晖;曹梦;宋晓博;朱旭亮;

    气体绝缘组合电器(GIS)现场局部放电检测得到的大量数据是时域波形图像数据,传统的局部放电模式识别方法无法对该图像数据直接进行缺陷分类。针对局部放电时域波形图像,首先利用图像分割、图像灰度化、图像二值化、图像增强、图像压缩等技术对其进行预处理。通过变电站现场带电检测,建立了局部放电缺陷类型的图像数据集。对预处理得到的仅含局部放电脉冲电压的图像,选择支持向量机模型,使用径向基函数作为核函数,通过SMO优化方法训练得到有向无环图(DAG)分类器,直接进行模式识别。实验中支持向量机模型对局部放电6种缺陷类型的识别率超过85%,优于反向传播神经网络模型。实验结果表明,该方法无需人工提取特征,具有更高识别率。

    2019年10期 v.31;No.189 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K]
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  • CPS标准下AGC机组动态优化调度的改进方法

    赵霞;叶晓斌;杨仑;余杰;颜伟;

    现有关于AGC机组动态优化调度的研究尚未考虑CPS考核时的结算费用,且在求解精度和时间方面表现不佳。为此,本文提出从AGC动态优化调度模型和求解算法两个方面改进现有研究。计及CPS考核结算费用,构建AGC动态优化调度新模型;采用"先调后回,后调先回"的求解策略,预先处理复杂约束,同时,在进化规划算法中构造能够处理联络线功率偏差约束的局部调整策略,对越界个体选择性地修正。采用IEEE14节点系统和某省级实际系统两个算例验证了所提改进模型和算法的有效性。

    2019年10期 v.31;No.189 31-36+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 846K]
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  • PMSM精确反馈线性化的稳速控制

    杨朝江;马家庆;谢玫秀;

    为了探索永磁同步电机PMSM的输入-输出精确反馈线性化的解耦模型,以得到更好的稳速控制性能,本文首先应用最为广泛的PMSM作为研究对象,采用微分同胚变换和反馈线性化理论,适当处理负载转矩以改进PMSM及其变流器的非线性行为。然后基于PMSM的输入-输出精确反馈线性化的解耦模型,使用正交投影的概念在整个负载扭矩和转速范围内设计dq轴相电流和两个控制输入变量之间同构映射的线性化控制器,实现了PMSM全局解耦和整体线性化控制。仿真和实验结果表明该方法能够快速跟踪负载转矩和保持恒定转速,具有过冲小、静态误差小、鲁棒性强、控制精确性高等优点,并可以应用在工程实际中。

    2019年10期 v.31;No.189 37-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 4165K]
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  • 考虑电网动态特性的无功补偿配置方案

    胡臻;崔挺;呙虎;左剑;张斌;

    电力系统中源-网-荷的动态耦合关系及其相互影响特性难以分析,尤其随着新能源、新技术和新设备的投入使得耦合特性日趋复杂。为了得到贴合系统动态特性的无功补偿配置方案,本文在综合动态等值的基础上给出了动态阻抗矩阵的相关定义。结合动态阻抗矩阵和功率权重值,推导并给出了考虑功率权重的节点被动/主动阻抗指标;选取符合稳定特性要求的节点作无功补偿,最终得到了考虑电网动态特性的无功补偿配置方案。仿真证明了所定义的被动/主动阻抗指标可用于分析节点自稳性/致稳性,据此提出的无功补偿配置方案可以有效地减小节点电压波动并提高电压稳定水平。

    2019年10期 v.31;No.189 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 929K]
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  • 微电网需求响应策略的连续时间序列仿真

    王岩;孔林;李艺丰;陈立;肖勇;王蓓蓓;

    近年来,需求响应作为负荷控制的一种重要手段在国内外得到了广泛的应用,但目前针对需求响应策略尚缺乏精细化的建模和仿真评估。为了更好地评估需求响应策略对电网负荷的影响,本文利用GridLAB-D软件对微电网进行了精细化建模。模型分别对微电网拓扑、分布式电源、居民负荷和电力市场模块进行了详细建模,其中居民负荷采用ZIP模型和基于热力学传导的空调、热水器模型的组合,电力市场模块通过价格信号实现需求响应控制。最后,通过连续时间序列的算例仿真验证了需求响应策略削峰填谷的作用,同时也发现实时电价的电价波动可能会带来负荷较大的波动的情况。

    2019年10期 v.31;No.189 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1160K]
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  • 并网型风光储互补发电系统容量优化配置

    于东霞;张建华;王晓燕;高源;

    本文利用蓄电池和超级电容具有的互补性,将蓄电池和超级电容混合储能应用于并网型的风光互补发电系统中,使风光互补发电系统满足电网的调度和规划要求。以系统成本最小为优化目标函数的HOMER仿真软件运算,对风光蓄发电系统容量进行初级优化。结合初级优化得出的蓄电池容量,利用遗传算法对蓄电池和超级电容混合储能系统进一步优化,从而获得最优系统容量优化配置。结合实例验证仿真和算法的合理性和可行性。

    2019年10期 v.31;No.189 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
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  • 考虑碳交易的发电商和电力用户竞价博弈

    陈丽霞;周云;方陈;ZHOU Ella;冯冬涵;

    在电力市场中,策略竞价对于发电商和电力用户来说是一项重要的决策行为,对市场参与者策略竞价行为的研究能给市场参与者提供决策参考。基于策略竞价的市场均衡点的特征分析对于市场机制的探究与设计也具有重要意义。在新一轮电力改革和低碳电力的大背景下,本文基于电力市场双边竞价模式,引入碳交易机制,对考虑碳交易的发电商和电力用户的策略竞争价博弈进行了研究。建立了发电商和电力用户的策略竞价双层优化模型,采用对角化迭代算法对博弈均衡点进行求解。最后,基于5节点算例仿真系统,对发电商和电力用户的策略行为以及博弈均衡点的市场特征进行深入分析。

    2019年10期 v.31;No.189 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1543K]
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  • 含电力电子变压器的直流配电线路双端故障测距方法

    徐峰;范春菊;孙秋;曾杰;

    含电力电子变压器的直流配电网是当前的研究热点,直流配电线路的故障测距技术是快速定位故障点,尽快恢复供电的重要技术支撑。提出一种基于故障极电流谐波量的直流配电线路双端故障测距方法。通过对测量得到的故障暂态电流波形进行差分滤波和全周傅氏分解,实现对衰减直流分量的消除与故障高频成分的提取。然后利用从两端换流器出口分别计算到故障点过渡电阻上电压相同的特点,推导出故障距离与系统参数及谐波电流间的函数关系,从而实现故障测距。仿真结果表明,所提方法在多种故障情形下均能较为精准地实现故障测距,在不对称的系统参数下仍具有较高的测距精度。

    2019年10期 v.31;No.189 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1012K]
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  • 考虑相似时段聚类的风电功率短期预测算法

    彭文;谢凤昱;张智源;

    为解决风电功率预测中较强的随机性和波动性的问题,提出一种考虑相似时段聚类的风电功率短期预测算法。该算法通过分析历史数据,确定相似时段的最佳长度。在此基础上采用K-means算法对功率曲线形状特征进行聚类。预测过程中,应用自适应分类算法对基准功率向量进行类簇划分,并结合气象因素筛选出最优相似时段集合。以该集合作为训练样本,以功率曲线和气象信息作为输入建立Elman神经网络模型,迭代地预测未来时段的风电功率。最后通过实际算例,验证了该算法的有效性。

    2019年10期 v.31;No.189 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 951K]
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  • 光伏与混合储能配合的园区综合能源系统规划

    赵达维;张文涛;刘旭娜;魏俊;龙川;王胜寒;

    为了解决光伏电池接入园区综合能源系统后,其出力波动性对系统造成的负面影响,提出了一种光伏与混合储能(蓄电池与超级电容器)配合的能量单元结构。用能量集线器模型对新的能量单元转化关系进行分析,并对于系统的规划目标和约束条件进行设计。在一个3能量单元的园区规划案例中验证了所提方案可使光伏实际允许最大出力得到提升,并降低了6.31%的规划成本,将光伏的总利用率提升到了92.47%。

    2019年10期 v.31;No.189 88-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1338K]
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  • 大规模综合能源系统电-气-热多能潮流建模与计算方法

    郭祚刚;雷金勇;马溪原;袁智勇;董博;于浩;

    为了提高能源利用效率与实现能源清洁供应,综合能源系统IES已成为支撑能源转型的重要技术。研究掌握IES多能流耦合机理,对开展后续系统规划、优化和分析问题的研究具有重要意义。本文提出了一种适用于含电、气、热网络的大规模综合能源系统电-气-热多能潮流计算方法。首先,建立了电力网络、热力网络、天然气网络的稳态数学模型;建立了基于通用能量母线模型的IES耦合环节数学表达形式;在此基础上,采用牛顿-拉夫逊方法对大规模综合能源系统多能潮流计算模型进行解耦求解;最后,通过算例分析验证了所提出方法的有效性。

    2019年10期 v.31;No.189 96-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1008K]
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  • 考虑Levy变异帝国竞争算法的改进电力系统稳定器

    崔明勇;陈辰;唐英干;卢志刚;彭步鑫;

    为加强传统电力系统稳定器设计中抑制低频振荡的能力,提高其整定范围和控制能力,该文利用分数阶比例-积分-微分控制器在控制方面所具有的灵活控制能力和良好跟踪性能,设计了一套基于分数阶比例-积分-微分控制器的电力系统稳定器系统。同时利用基于Levy变异的帝国竞争算法对改进的电力系统稳定器系统进行优化配置,并在单机无穷大系统下对设计模型进行仿真。仿真结果表明提出的设计可以充分抑制电力系统低频振荡、灵活控制受控对象,具有很好的控制效果和鲁棒性。

    2019年10期 v.31;No.189 103-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 963K]
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  • 分布式光伏扶贫多点接入配电网最大容量分析

    孟宇红;毕猛强;史梓男;袁国强;黄帅;

    为解决分布式光伏扶贫项目多点接入配电网最大允许容量缺乏有效分析方法的问题,本文在总结光伏扶贫接入配电网典型模式基础上,针对分散多接入点模式,以电压偏差、线路极限传输容量及配电变压器额定容量为约束条件,建立分布式光伏扶贫接入低压配电网最大容量优化模型,提出罚函数法求解该模型的方法,针对某光伏扶贫项目最大接入容量进行定量计算。结果表明,该方法能够有效计算出低压配电网可接入的分布式光伏扶贫容量限制,可为指导分布式光伏扶贫安全、可靠接入低压配电网提供借鉴和参考。

    2019年10期 v.31;No.189 110-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 935K]
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  • 考虑配电网拓扑变化的广义电源规划

    薛飞;石季英;袁大玲;胡露;杨文静;

    针对主动配电网中广义电源配置问题,提出考虑网络拓扑变化的广义电源双层规划方法。首先,计及风力和光伏发电的时序性和随机性,建立其出力的时序性多场景模型。然后,上层规划确定广义电源的位置和容量,以年投资费用、燃料费用、向上级电网购电费用和环境污染折算费用最小为目标函数;下层规划考虑网络结构变化,选取网损、节点电压偏差和负荷均衡为评估指标。通过网络重构求解拓扑解集,并评估配置方案对不同拓扑的适应性,以减少拓扑变化对结果的影响。上、下层分别采用入侵杂草算法和NSGA-Ⅱ算法求解。最后,选取IEEE 33节点算例进行仿真,结果表明,考虑网络拓扑变化的广义电源配置的综合效益更好,与粒子群算法相比,入侵杂草算法求解更有效。

    2019年10期 v.31;No.189 117-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 950K]
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  • 四桥臂三电平逆变器3D-SVPWM调制策略

    任思远;肖柱;胡博;

    针对四桥臂三电平中点钳位型逆变器传统的复杂三维空间矢量脉宽调制算法和中点电位不平衡问题,提出了基于分解思想的3D-SVPWM调制策略和基于电荷守恒的中点电位平衡算法。该调制策略将αβγ坐标系下四桥臂三电平逆变器电压矢量空间分布在αβ平面上的投影分解为两电平结构进行分析,并利用两电平的调制策略实现对参考电压矢量的调制;提出的中点电位平衡算法,根据电荷守恒原理调整冗余矢量的作用时间实现对中点电位的控制。与传统的调制策略相比,所提调制策略极大地简化了运算过程,并且实现了直流侧上下电容电压平衡。仿真和实验验证了本文所提策略的正确性。

    2019年10期 v.31;No.189 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1937K]
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  • 考虑EPON的配电网信息物理系统可靠性评估

    王兵家;淡淑恒;夏欣;

    对于信息-物理高度耦合的配电系统,通信网络对配电网供电可靠性的影响不容忽视。本文以EPON冗余保护组网方式为基础,分析了配电网故障过程中信息链路有效性丢失对其自愈控制过程的影响,借助区域邻接矩阵,结合信息系统失效模型给出了故障后区域的分类算法,提出了一种涵盖不同信息系统失效模式的可靠性评估方法。建立同时考虑系统建设综合费用、通信网络组网方式以及系统可靠性的智能终端优化配置模型,采用遗传算法进行求解。最后通过案例验证本文方法的可行性,并对比分析了EPON信息元件故障率、EPON组网方式对配电信息物理系统可靠性的影响。

    2019年10期 v.31;No.189 133-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
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  • 改进鸟群算法在家电负荷分解中的应用

    王慧娟;杨文荣;杨庆新;

    负荷监测是智能用电的重要环节,对节能减排起到至关重要的作用。针对家庭用电网络中非侵入式负荷监测问题,提出一种基于改进鸟群算法的负荷分解方法。该方法选用可由智能电表获取的低频稳态电流作为负荷特征,建立监测的总电流与各电器电流相加得到的计算值之间的数学优化模型,并对鸟群算法进行改进用于计算电器的时间系数。算例分析结果表明,提出的方法无需增加测量硬件成本即可有效识别电器运行状态及估计电器电流,且能够处理具有相似功率范围的多电器识别及多电器同时投切的情况。

    2019年10期 v.31;No.189 140-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1053K]
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  • 基于D-PMU量测信息的有源配电网故障诊断方法

    张黎元;黄潇潇;张杰;徐勇;孔祥玉;

    社会经济的发展对快速找出故障源并采取相应措施提出了更高的要求。首先提出了一种基于D-PMU信息和Petri网的有源配电网故障诊断方法,基于多点D-PMU的高频全采样和配合故障信息数据,提取所分析时刻的故障特征向量,并通过可疑故障元件库和故障诊断模型,采用Petri网技术进行故障诊断,获得故障状态。然后考虑实际电网中保护动作具体形式和整定配合原则,给出了基于有源配电网的故障特征获取元件故障模型以及拒动、误动的判定规则的方法,所提方法能够应用于有源配电网,同时简化了网络分析过程,实现了故障诊断速度的提高。最后对某高压配电网进行算例分析,检验了所述方法的可行性。

    2019年10期 v.31;No.189 145-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 829K]
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  • 关于分类号、引言和结论

    <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

    2019年10期 v.31;No.189 102页 [查看摘要][在线阅读][下载 647K]
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  • 关于外文字符的字体

    <正>1.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)。

    2019年10期 v.31;No.189 124页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K]
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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。

    2019年10期 v.31;No.189 132页 [查看摘要][在线阅读][下载 667K]
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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

    2019年10期 v.31;No.189 151页 [查看摘要][在线阅读][下载 381K]
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