电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 双馈风机风电场联络线出口故障方向判别

    陈玉;文明浩;胡列翔;戚宣威;王祯;孙子昌;

    由于双馈风机风电场故障特性与传统同步机存在较大差别,因此传统方向元件应用于双馈风机风电场时存在适应性问题。针对双馈风机风电场存在的频率偏移、等值内阻抗不稳定和弱馈等特点,提出一种基于时域波形相似度的故障方向元件。根据推算的联络线对侧电压与保护安装处记忆电压波形的余弦相似度判断故障方向,能够有效解决双馈风机风电场出口故障方向判别存在的问题。在PSCAD/EMTDC中搭建典型的双馈风机接入系统,仿真结果表明,所提故障方向元件针对不同的故障类型均能有效判断故障方向。

    2020年02期 v.32;No.193 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]
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  • 双低压型混合级联逆变器的改进混合调制

    胡文华;刘剑锋;

    为解决混合级联九电平逆变器中的电流倒灌问题和降低功率平衡方法的数字设计难度,提出了一种改进的混合调制策略。该混合调制策略可分为两步:首先,通过改进混合级联九电平逆变器拓扑及混合调制方法消除电流倒灌问题;然后再利用逻辑运算对低压单元开关管的初始驱动信号进行功率平衡优化,得到低压单元开关管的实际驱动信号,进而简化功率平衡方法。仿真和实验结果表明:该策略能够在较低调制度下,实现逆变器的高压单元工作在基波频率和2个低压单元的功率平衡。

    2020年02期 v.32;No.193 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2078K]
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  • 基于磁屏蔽型超导限流器的双馈感应风力发电机低电压穿越

    兰建西;信赢;魏子镪;杨超;

    风能并网导则要求并网风电机组需具备低电压穿越能力。针对双馈感应风力发电机在故障期间保持并网运行问题,提出一种磁屏蔽型超导限流器串于定子侧的解决方案。基于该限流器正常运行时阻抗极小、故障瞬间立即响应为一定阻抗,结合短路故障分析,建立限流器物理仿真模型,并对低电压穿越指标进行数学推理分析论证。该限流器可以减弱定子磁链暂态分量的冲击,改善转子过电流,削减电磁转矩振幅与振荡时间,整体提高双馈感应风力发电机故障穿越能力。最后通过Matlab/Simulink仿真验证该限流器的有效性。

    2020年02期 v.32;No.193 14-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1370K]
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  • 计及风险规避的电力零售商平衡市场交易模型

    方绍凤;周任军;彭院院;李斌;许福鹿;石亮缘;

    由于新能源出力以及终端负荷需求的不确定性,电力零售商在日前市场的竞标电量与实时市场的购买电量之间存在不平衡而产生惩罚成本风险。引入用户侧可控负荷作为平衡资源参与市场交易,提出了一种风险规避程度指标,以此来度量交易前后电量偏差程度,以信息熵度量残差序列离散程度计算风险规避程度指标。以电力零售商运行收益、用户需求响应满意度以及风险规避程度最大为目标建立多目标风险规避模型,采用自适应权重粒子群算法进行模型求解。通过算例表明,所提出的模型从电网-电力零售商-用户多个角度去考虑电力零售商参与平衡市场交易策略,能够有效提高电力零售商的运行效益以及用户满意度,同时可以提高电力市场管理的可靠性与安全性。

    2020年02期 v.32;No.193 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 899K]
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  • 电力通信网的关键节点辨识

    刘垒;谭阳红;金家瑶;张婧;童方格;

    在如今快速发展的智能电网中,电力通信网节点数量和网络结构变得越来越庞大且复杂。为了识别网络中的关键节点,结合电力通信网拥有其作为电网通信主干网架的独特行业背景,综合电力通信网的拓扑结构、通信业务和电网的影响等因素构建了多指标评价体系。通过层次分析法求得各指标的主观权重,并用熵权法求得各指标的客观权重,最后结合两种权重得到指标综合权重,根据各指标的重要度及对应综合权重确定各个节点的重要度。仿真表明,相对于其他算法,该算法的评价指标更为综合,权重分配更为客观合理,能准确辨识网络中关键节点,为保障电力通信网的安全可靠运行提供参考依据。

    2020年02期 v.32;No.193 28-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 814K]
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  • 双极双阀组柔性直流系统的无功优化控制

    文晶;梅红明;刘斌;王皆庆;司喆;

    为实现在交流电压允许范围内根据需要设置无功功率目标值,同时为了实现无功功率控制和交流电压控制无缝切换,在对基本无功控制进行分析后,提出一种无功控制优化策略。通过带辅助交流电压的无功功率控制,即根据实时交流电压修正无功功率目标值,无功功率控制模式下使用积分前馈跟踪的交流电压控制,以及双极状态切换时使用功率突变抑制等方法,实现控制方式切换时输出功率平滑,保证系统电压稳定运行。在电磁暂态仿真软件(PSCAD/EMTDC)中建立两端双极双阀组±800 kV柔性直流输电系统,进行无功功率控制以及控制方式的切换,仿真结果验证了上述方法的合理性和有效性。

    2020年02期 v.32;No.193 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1198K]
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  • 基于变权FAHP的配电CPS风险评估方法

    侯栋宸;孙永辉;张宇航;

    为了更好地分析和评估配电信息物理融合系统发生故障时所造成的风险,提出一种基于变权模糊层次分析法FAHP(fuzzy analytic hierarchy process)的配电信息物理融合系统风险量化评估方法。首先,考虑网络安全分区及安全漏洞对设备功能的影响,提出配电信息物理融合系统风险指标量化方法;然后,利用模糊层次分析法以确定不同指标相对权重并利用变权重公式对相对权重进行修正;再基于改进攻击图理论建立配电网信息物理融合系统风险传播模型,实现跨空间故障传播的配电网信息物理融合系统风险评估;最后,基于IEC61850标准构造配电子站模型进行仿真。仿真结果验证所提方法的正确性和有效性。

    2020年02期 v.32;No.193 41-47+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 999K]
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  • 多时序协同中期负荷预测模型

    刘江永;刘文翰;易灵芝;

    针对负荷预测中前馈神经网络无法记忆序列间关联信息,且长短期记忆网络容易出现过拟合、泛化能力差等问题,提出了加法自回归积分滑动平均ARIMA(auto-regressive integrated moving average)模型结合长短期记忆LSTM(long short-term memory)网络的多时序协同中期负荷预测ARIMA-LSTM模型。该模型考虑了季节、温度和节假日的影响,采用ARIMA提取负荷序列内部因素,用Adam算法优化ARIMA-LSTM模型的网络参数。最后将某地区实际负荷数据用于该模型,并与神经网络NN(neural network)模型和LSTM进行对比,其均方根误差分别降低了7.698%和2.154%,验证了该模型具有更高的预测精度。

    2020年02期 v.32;No.193 48-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1041K]
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  • 利用日最小负荷置信区间的光伏发电准入容量确定

    王乃进;韩松;罗远国;

    为解决传统基于节点最小负荷估算值计算光伏发电准入容量可能存在的偏保守或偏乐观的问题,提出了一种利用日最小负荷置信区间的任意一个节点光伏发电准入容量确定方法。首先对系统各节点年度历史负荷数据进行处理,提取各节点的日最小负荷并求其置信区间;然后将各节点负荷置信区间上、下限分别代入目标配电系统进行系统简化;最后利用简化解析式法得到光伏发电准入容量的置信区间。案例分析在一个IEEE 69节点系统中展开,对比所提方法和DIgSILENT商业软件的计算结果,表明了该方法的有效性。

    2020年02期 v.32;No.193 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1279K]
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  • 系统聚类在牵引负荷分类上的应用

    孔宗泽;张丽艳;李群湛;

    为获得牵引负荷的分布规律,基于大量牵引负荷实测数据,计算并选择95%概率大值、最大值、平均值和有效值、带电有效系数作为聚类指标。通过7种数据处理常用的系统聚类方法,依据Cophenetic相关系数选择一种最优方法,即类平均法,并用不一致系数确定聚类个数,对47组牵引负荷实测数据进行聚类,最后计算轮廓值和伪-F统计量来评价聚类结果。通过对大量牵引变电所实测数据的聚类,表明该聚类方法合理,聚类效果良好。

    2020年02期 v.32;No.193 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1052K]
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  • 正负序解耦控制的柔性直流系统交流故障特征

    刘树;梅红明;刘斌;李树峰;张效宇;王皆庆;

    柔性直流电网换流站交流侧故障分析是交流侧故障配置的重要基础。针对柔性直流电网交流侧故障分析,提出了正负序解耦控制策略下换流器的序网等效方法,并在此基础上给出了交流侧不对称故障的序网图,从而分析了柔性直流系统交流侧故障特征,讨论了交流故障对直流系统的影响。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了柔性直流电网模型,并通过大量仿真验证了所提分析方法的可行性。

    2020年02期 v.32;No.193 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1638K]
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  • 基于多时间尺度和多源储能的综合能源系统能量协调优化调度

    何畅;程杉;徐建宇;方子帆;

    考虑源荷不确定性及储能设备配置对综合能源系统IES(integrated energy system)优化调度的影响,提出基于多时间尺度和多源储能的IES能量协调优化调度策略。该策略以系统运行经济最优、滚动控制时域内购能成本与储能惩罚成本之和最低以及设备输出功率调整量最小为目标,分别建立了日前、日内滚动和实时反馈3个时间尺度的优化调度模型。在日前考虑多种储能模式对IES经济性的影响;日内利用场景分析法描述滚动预测的不确定性来提高系统经济运行稳定性;再基于模型预测控制方法,构建日内与实时的反馈闭环优化,平抑由预测误差导致的系统功率波动。仿真结果表明:多源储能模式有助于提高IES的经济性;多时间尺度调度既可以保证IES运行的经济性,又能有效降低不确定性对系统实际运行的影响,减轻电网平抑功率波动负担。

    2020年02期 v.32;No.193 77-84+97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1344K]
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  • 基于SARIMA-GRNN-SVM的短期商业电力负荷组合预测方法

    徐晶;迟福建;葛磊蛟;李娟;张梁;羡一鸣;

    针对短期商业电力负荷预测准确性与周期难以满足现有电力现货市场的问题,提出了一种基于SARIMAGRNN-SVM(seasonal autoregressive integrated moving average-generalized regression neural network-support vector machine)的商业电力负荷组合预测模型。首先,对商业电力负荷变化的周期规律与随机因素的复杂影响进行了分析;然后,结合以上分析,选用SARIMA和GRNN为单一预测模型对商业电力负荷进行预测,并利用SVM进行组合,实现日前商业电力负荷预测;最后,通过某商业综合体的电力负荷数据进行验证。所提组合预测模型较单一预测模型拥有更优的预测精度与鲁棒性,可以为短期商业电力负荷预测提供借鉴。

    2020年02期 v.32;No.193 85-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K]
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  • 考虑PMU量测信息的配电网运行状态分析方法

    康宁;张颖;任桂田;张烜墉;张黎元;孔祥玉;

    同步相量量测单元PMU(phasor measurement unit)在配电网中的推广使用有效提升了电网系统的可观性。首先提出了一种考虑PMU信息的配电网运行状态分析方法,该方法在数据采集与监控SCADA(supervisory control and data acquisition)系统数据更新时,将SCADA和PMU等不同量测时间尺度的混合数据进行状态估计;之后通过PMU数据进行状态估计更新,直至新的SCADA数据到来,开始新的混合数据状态估计。目标函数由估计值与量测值之间残差指数的加权和组成,降低了不良数据对估计结果的影响,并通过抗残差加权减少由于量测坏数据引起的运行状态波动。最后通过IEEE 123节点的算例分析,验证了所提方法具有较好的运行状态分析效果和有较高的时效性。

    2020年02期 v.32;No.193 92-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 923K]
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  • 全年不同负荷运行下的冰蓄冷空调控制策略

    吴磊;王旭东;尚学军;杨宇全;霍秋屹;胡庆娥;

    冰蓄冷空调一般用冰作为储能介质,在供电谷段制冰蓄冷,在供电峰段融冰释冷来满足用户冷负荷需求,对电网可以起到削峰填谷的效果。以冰蓄冷空调为主要研究对象,在不影响用户温度舒适度的前提下,通过分析空调在不同负荷下的蓄冰量、制冷机组功率以及响应潜力的变化,提出了一种全年不同负荷运行的冰蓄冷空调控制策略。在仿真算例中通过将冰蓄冷空调调控前后的蓄冰量、制冷机组功率和响应潜力进行对比,验证了该控制策略可以有效地降低用户运行费用,增加响应潜力,验证了此策略的可行性和有效性。

    2020年02期 v.32;No.193 98-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1199K]
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  • 三相四桥臂逆变器的改进分序控制策略

    孙宇新;陈宇超;施凯;俞志君;王浩亮;李正明;

    为了提高逆变器带不平衡负载的能力,提出一种适用于三相四桥臂逆变器的正负序解耦控制策略。该控制策略基于双旋转坐标系,实现正负序电压的解耦和分离,在正负序同步旋转坐标系下采用PI双闭环控制算法。针对零轴的独立控制,通过虚拟构造出U_α、U_β分量,把零序分量逆时针转动90°构成αβ坐标系,再通过Park变换将αβ分量转换成dq直流量,从而对直流量进行反馈控制。由仿真结果可得,上述控制策略可以有效抑制不平衡负载电压的不平衡度。

    2020年02期 v.32;No.193 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1573K]
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  • 计及低碳效益的配电网降损方案组合优化模型

    汤红卫;王贤湖;谢光龙;冯蒙霜;

    配电网降损方案选择是节能改造的关键,选择降损方案所依据的模型不同,方案选择的结果也会不同。建立了计及低碳效益的配电网降损方案优选模型,以降损方案寿命周期内综合投资费用和电能损失费用之和最小为目标函数,其中电能损失费用包括电能损失引起直接费用和间接费用即碳排放罚金,以线路允许电压偏差、支路传输功率(电流)、降损措施数量、损耗率以及总投资限制为约束条件,综合考虑了经济效益和减少碳排放所带来的社会效益。该模型将不同方案的降损量等效转换为碳排放量,凸显出降损工作带来的低碳效益。采用枚举法与遗传算法,以某条10 kV线路为例验证了该模型具有很好的适应性和可操作性。

    2020年02期 v.32;No.193 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 805K]
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  • 孤岛型微网并联逆变器下垂控制策略研究

    朱作滨;黄绍平;李振兴;

    针对孤岛型微电网逆变器并联运行系统中由于系统交流母线至各逆变器线路之间的距离不同导致其输出总阻抗不同,使得系统的输出功率无法达到均分,产生功率环流等问题,在传统的P-V/Q-f下垂控制策略的基础上提出一种基于动态虚拟阻抗自适应的下垂控制策略。将虚拟阻抗设计成一个跟随系统电压和电流变化的动态虚拟阻抗。在动态虚拟阻抗回路的作用下,不断调整虚拟阻抗的值,以弥补系统电压降落,同时抑制功率环流。最后,通过建立MATLAB仿真模型对该方法进行仿真测试,通过仿真验证了该方法的可行性。

    2020年02期 v.32;No.193 119-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K]
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  • 基于最优电压控制的变环境条件下光伏系统最大功率点跟踪策略

    朱士加;邵华;樊会丛;赵建华;周雪松;赵健;

    为了在可变温度和辐照条件下能够对光伏发电系统进行有效的最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking),提出了一种针对变环境参数条件下MPPT优化控制的新方法。首先确定最优工作电压与外界环境参数之间的数学表达式;然后根据其非线性关系,建立了MPPT控制策略,该非线性关系可以对太阳能电池的辐照和温度变化做出快速响应;最后,通过Matlab/Simulink数值模拟仿真,验证了该控制算法即使在太阳辐射较低的情况下也能有效地实现光伏发电系统的MPPT。

    2020年02期 v.32;No.193 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1258K]
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  • 并联有源滤波器的改进重复控制策略研究

    房俊龙;甄景龙;马文川;魏东辉;汪光亚;张维华;

    针对三相整流负载产生的6k±1次谐波,提出静止坐标系下的改进型6k±1重复控制策略。同时将比例控制与改进型重复控制相结合,设计改进重复控制并联比例的复合控制结构。为减小改进重复控制中延时环节不为整数的影响,采用基于Lagrange插值近似的FIR滤波器逼近分数延时特性。最后对系统进行稳定性分析和详细设计方法进行推导。通过Matlab仿真验证改进重复控制策略能有效跟踪6k±1次谐波且具有良好的补偿效果,动态响应较快。

    2020年02期 v.32;No.193 133-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K]
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  • 基于半正定规划的低压不对称配电网储能优化方法

    袁智勇;雷金勇;于力;徐全;林跃欢;李鹏;

    高渗透率分布式电源的不对称接入加剧了有源配电网的电压波动,使得有源配电网的三相不平衡问题更加突出,导致配电网中设备的损耗增加并处于不正常运行状态,给系统的安全运行带来风险。为此,提出了一种基于储能系统的有源配电网不对称运行优化方法,通过调节储能系统的运行策略,提高系统运行的经济性,并改善有源配电网运行中的三相不平衡程度。通过引入线性化和凸松弛技术,将原本非凸非线性的优化模型变为半正定模型,降低了优化问题的求解难度,提高了求解效率;最后,基于改进的IEEE 123节点系统验证了所提方法的正确性和有效性,通过调节储能的运行策略,减小了三相配电系统不对称运行损耗和电压波动。

    2020年02期 v.32;No.193 140-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
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  • 鲸鱼优化支持向量机的短期风电功率预测

    岳晓宇;彭显刚;林俐;

    为提高风电预测的精度,提出一种鲸鱼优化支持向量机SVM(support vector machine)的组合预测模型。该模型针对风电序列的非平稳波动特性,首先应用集合经验模态分解技术EEMD(ensemble empirical mode decomposition)将原始风电序列分解为一系列不同特征尺度的子序列;并引入鲸鱼优化算法WOA(whales optimization algorithm)解决SVM中学习参数选择难的问题,进而对各子序列建立WOA_SVM预测模型;最后,叠加各子序列的预测值以得到最终预测值。仿真表明,所提EEMD_WOA_SVM模型具有较高的风电预测精度,显著优于其他基本模型。

    2020年02期 v.32;No.193 146-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1109K]
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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。

    2020年02期 v.32;No.193 5页 [查看摘要][在线阅读][下载 373K]
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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。

    2020年02期 v.32;No.193 21页 [查看摘要][在线阅读][下载 672K]
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  • 关于论文摘要和关键词

    <正>1摘要(1)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。

    2020年02期 v.32;No.193 34页 [查看摘要][在线阅读][下载 673K]
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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。

    2020年02期 v.32;No.193 60页 [查看摘要][在线阅读][下载 654K]
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  • 关于论文中的公式和反应式

    <正>1.文中重要的或后文要重新提及的数学式、反应式等可另行起排,并用阿拉伯数字编序号。2.数学式需断开换行时,在紧靠其中符号=,+,-,±,■,×,·,/等后断开,而在下一行开头不应重复这一符号。3.反应式需断开换行时,在紧靠其中符号→,=,■,+后断开,而在下一行开头不应重复这一符号。

    2020年02期 v.32;No.193 112页 [查看摘要][在线阅读][下载 654K]
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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)。

    2020年02期 v.32;No.193 124页 [查看摘要][在线阅读][下载 663K]
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