电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 考虑梯级水电站弃水制氢的水火电短期调度

    巫若蓝;刘辉;覃日升;

    基于水火电力系统短期优化调度问题,考虑梯级水电站弃水制氢,提出一种梯级水电站水能最优利用调度策略。该策略计及网络潮流约束、电解槽制氢约束、水火电力系统传统约束等,同时考虑水流滞时对梯级水电站运行调度的影响,建立以火电站发电成本最小和梯级水电末级电站弃水总量最小为目标的多目标水火电力系统优化调度模型,在减少弃水的同时,电解水制氢,获得额外收益。最后,以IEEE-24节点系统为例,仿真结果表明,所提模型能有效减小火电煤耗量和水电弃水量,同时额外获得制氢收益,提高了水火发电互补运行的经济性。

    2020年09期 v.32;No.200 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1211K]
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  • 传统电力系统和高比例可再生能源电力系统调度与控制方法综述

    郝广涛;韩学山;梁军;张学清;

    受节能减排等政策的驱动,可再生能源发电以集中、分布或微网的形式大规模地并入电网,使电网中的电源形式(如风、光、储、火、水等)日趋多样化。这些电源分散分布于电网的各个部分,使电网的电源无论在地域分布上还是容量大小上都呈现不均衡性。为了最大化利用电网各地域的可再生能源发电,考虑到其具有波动性和不确定性,因此必须统筹电网各地域的风、光、储、火、水等资源,使其互为补充。然而,电网各地域的信息是分散管理的,使得现有的集中调控方法陷入困境。对此,综述了目前国内外集中式、分散式的电力系统调度与控制研究成果,并探讨在此背景下电力系统调度与控制的发展方向。

    2020年09期 v.32;No.200 10-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 739K]
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  • 三相电流不平衡下油浸式电力变压器损耗及顶油温度的分析与计算

    林焱;林芳;杨超;程新功;张慧瑜;黄道姗;

    变压器是电力系统电能传输和转换的核心设备,油浸式电力变压器顶油温度是计算其热点温度的关键信息。本文将变压器不平衡负载电流分为3种典型状况,详细分析了三相电流不平衡对变压器损耗产生的影响,推导了平均负载率、相电流不平衡度与变压器损耗之间的定量关系。对IEEE负载导则给出的顶油温度模型进行改进,建立适应于三相电流不平衡的顶油温度改进计算模型,并搭建Matlab仿真模型。最后,从平均负载率、三相电流不平衡度、负载电流状况3个角度制定仿真方案,通过10/0.4 kV油浸式配电变压器不同运行工况的仿真,验证了改进模型的有效性和计算顶油温度时考虑三相电流不平衡的必要性。

    2020年09期 v.32;No.200 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1115K]
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  • 基于改进灵敏度算法的风电场分层协调优化控制策略

    沈阳武;梁利清;张斌;刘嘉彦;李勇;

    风电的间歇性与随机性会导致风电场电压波动,威胁风电场安全稳定运行。传统无功下垂控制方式忽略了风电场内部无功传输造成的功率损耗。本文针对风电场内部电压稳定问题,提出了一种基于改进灵敏度算法的风电场下垂优化分层控制策略。综合考虑了风机和无功补偿设备之间的相互协调,通过改进灵敏度算法得到电压边界,以网损最小为优化目标,各个风机和无功补偿设备的下垂增益系数为变量进行优化运算,为每台风机和无功补偿设备计算出最优情况的下垂增益系数。研究结果表明,该方法可在维持电压稳定的同时有效降低风电场线路损耗,有效提升风电系统的电压稳定性和经济效率。

    2020年09期 v.32;No.200 28-33+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1245K]
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  • 混合级联多电平逆变器混合频率调制策略的研究

    叶满园;吴韩;

    针对混合级联H桥多电平逆变器传统混合频率调制策略产生的电流倒灌和能量反馈问题,本文提出了一种基于载波层叠的混合频率优化调制策略,其中,高压单元采用正负反向层叠的方法,低压单元采用一种类似单极倍频的方法。对比较所得脉冲进行了重新的逻辑运算与组合,不仅有效解决了传统混合调制所产生的电流倒灌和能量反馈的问题,而且改善了混合频率调制下高压单元输出电压波形的谐波特性,从而降低了混合级联H桥多电平逆变器输出电压低次谐波的含量,提高了逆变器输出电能的质量。最后,搭建了Matlab/Simulink仿真模型和实验平台,仿真和实验研究验证了该调制策略的有效性和切实性。

    2020年09期 v.32;No.200 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2230K]
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  • 基于多端SOP的交直流混联配电网多目标运行优化方法

    徐全;袁智勇;于力;林跃欢;史训涛;白浩;

    分布式电源与新型电力电子设备在配电层面的普及将使得未来系统中直流环节大幅增加,改变有源配电系统的网络结构与运行方式,交直流混联系统的安全与经济运行成为新的问题。本文提出了一种基于智能软开关的交直流混联配电网多目标运行优化方法,利用智能软开关实现交直流系统的柔性互联,由于多优化目标存在互相制约可能,采用NSGA-Ⅱ算法求解帕累托前沿并通过评价分析确定最优运行策略,以提高交直流混联系统运行经济性并改善电压运行水平。最后,在改进的台湾配电网算例上,对本文方法的正确性与有效性进行验证,通过调节智能软开关的运行策略,交直流混联配电网运行经济性显著提高,缓解了电压越限情况。

    2020年09期 v.32;No.200 42-48+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K]
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  • 基于多智能体系统理论的配电网运行控制策略

    李香龙;付晓;朱洁;赵向阳;马龙飞;

    为解决光伏发电及柔性负荷的协调运行问题,将多智能体系统理论引入到配电网控制当中,满足配电网中光伏和柔性负荷设备的控制需求。本文提出多智能体架构下的配电网优化运行控制策略,将配电网系统看作多级智能体结构,分别对配电网系统中不同的职能区域建立光伏发电和电动汽车充电协同优化控制模型,使用户主动参与到配电网的控制过程中。在考虑光伏发电容量、用户出行规律、电动汽车充电功率等约束条件的前提下,以10 kV配电网系统为研究对象,采用改进的粒子群优化算法及用户决策机制,优化电动汽车充电,消纳光伏发电,验证了基于多智能体系统理论的配电网运行控制策略及其有效性。

    2020年09期 v.32;No.200 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 819K]
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  • 基于MIPCA与GRU网络的光伏出力短期预测方法

    周恒俊;王璇;王志远;许若冰;

    高精度的光伏出力预测有助于电力系统的安全经济运行和电力资源的协调利用。本文提出了一种新颖的基于互信息矩阵主成分分析与门控循环单元网络的光伏出力短期预测方法。此方法为解决传统主成分分析只能衡量特征变量间线性关系的局限性,将互信息引入主成分分析中以优化主成分分析结果和预测模型的输入变量。结合基于互信息的主成分分析结果及历史光伏出力数据,构建了有更强适用性的门控循环单元预测模型。此外,为更有效地训练模型参数并防止过拟合现象,在优选模型结构的同时引入Adam算法和Dropout技术以进一步优化光伏出力预测模型。算例分析表明,本文所提预测方法较其他方法能更有效地进行特征分析、更准确地把握光伏出力的变化规律,表现出了更高的预测精度。

    2020年09期 v.32;No.200 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
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  • 配电线路多源数据挖掘时变故障概率计算

    谢桦;陈昊;张沛;

    准确预测配电线路故障概率对于确定配电网运行方式非常重要。本文提出一种基于多源数据挖掘的配电线路时变故障概率计算方法。首先,采用Relief算法筛选出与故障密切相关的特征变量。其次,采用支持向量机法进行配电线路运行工况预测,建立时变故障概率计算模型。最后,以某市配电系统为算例,基于馈线历史数据进行了算法验证。计算结果表明,本文提出的算法可实现线路故障概率的量化计算,从而为系统运行调控人员提供决策依据。

    2020年09期 v.32;No.200 63-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 770K]
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  • 多端柔性直流系统功率传输边界关键参数分析

    刘垚;裴玮;邓卫;孔力;

    多端柔性直流技术是构建未来能源网络的关键技术之一。多端柔性直流系统的传输功率与系统参数间存在复杂的耦合关系。为了研究影响系统功率传输边界的关键因素,通过建立系统小信号模型,采用特征值法对系统振荡模态、灵敏度进行分析计算,分析得出影响多端系统传送功率容量的关键参数及变化规律。最后,利用电磁模型进行仿真验证,结果表明所提方法能够指出造成系统传输功率越界的关键因素,并给出了相应改进设计方案。

    2020年09期 v.32;No.200 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1446K]
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  • 多能流系统经济-节能多目标最优运行

    郑亚锋;魏振华;高宇峰;王春雨;

    多能流系统通过不同种类能源的多能互补和梯级利用,能够有效降低供能成本,提高能源利用率。然而,由于多能流系统中存在的能源种类不同,在其运行过程中不仅要考虑"量"的节约,还应注重"质"的差异。为此,本文首先利用热力学分析法,对多能流系统内不同类型能源进行质量评估,建立系统最小化?输入的节能指标;其次,考虑系统运行成本和设备模型,建立多能流系统的经济-节能多目标最优运行模型;最后,利用ε约束法获得该多目标优化问题的Pareto前沿,并采用模糊决策确定系统的最佳运行策略。仿真结果验证了本文所提的模型和方法的有效性,能够实现多能流系统的经济、节能协调运行。

    2020年09期 v.32;No.200 77-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1332K]
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  • 基于固定频率二阶广义积分器的单相锁频环

    余永奎;李华;刘俊峰;

    在电力系统中,电压相位信息的获取和控制对于并网场合很重要,单相锁相技术对于实现相位同步具有重要意义。针对二阶广义积分器和传统锁相环在电网频率突变时存在较大相位偏差的问题,本文提出了一种基于固定频率二阶广义积分器的新型锁频环算法,详细说明固定频率二阶广义积分器的工作原理,分析了新型锁频环的控制结构。在Matlab/Simulink中搭建新型锁频环的仿真模型,与传统的基于二阶广义积分器的锁相环进行了对比分析,结果表明新型锁相环动态响应更好,锁相精度更高,验证了新结构的可行性。

    2020年09期 v.32;No.200 86-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1011K]
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  • 基于近邻传播算法和随机森林回归模型的台区线损率计算方法

    赵庆明;

    针对低压配网接线方式复杂和线损率难以准确计算的问题,本文提出一种基于近邻传播聚类算法和随机森林回归模型的台区线损率计算方法。基于线路损耗模型提出了台区线损率预测计算的电气特征指标,并利用主成分分析方法提取适用于聚类分析的主特征参数,然后采用近邻传播聚类算法对数据进行聚类分析。在此基础上,采用随机森林回归算法对每类聚类数据进行样本的训练学习,并利用包外数据进行预测。以某地区614个台区样本进行仿真计算,仿真结果验证了本文所提算法的有效性和正确性,并且计算精度要优于多元线性回归算法。

    2020年09期 v.32;No.200 94-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 795K]
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  • 含高渗透率可再生能源的配电网灵活性评价指标体系及计算方法

    马杰;李秋燕;丁岩;付科源;刘速飞;金佳;

    随着可再生能源渗透率不断提高,配电网特征发生了显著变化,使得灵活性成为配电网规划和运行关注的重要内容。然而,灵活性在配电网特征中一直难于量化评价。本文研究了含高比例可再生能源的配电网灵活性问题,给出配电网灵活性定义,从电源侧、配网侧、负荷侧三方面,提出配电网灵活性评价指标体系及计算方法,以及配电网灵活性评价方法。最后,以实际配电网为例,计算不同场景设定下的部分指标,为高渗透率下的配电网建设提供辅助参考。

    2020年09期 v.32;No.200 99-104+112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1101K]
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  • 双馈风力发电变流器谐波建模与特性分析

    沈阳武;王世伟;张斌;刘佳润;

    双馈风力发电系统系统中包含电力电子变流器,变流器滤波电容、电感与变流器控制环节交互作用容易引起谐振造成严重谐波放大问题。本文根据双馈风力发电系统电网侧变流器和转子侧变流器控制特点,分别建立了电网侧变流器和转子侧变流器输出电流与谐波源之间的关系得到变流器谐波等效模型,研究分析了两个变流器谐波输出特性影响因素。研究分析结果表明,可以通过合理调节变流器控制参数抑制双馈发电系统谐波输出。采用PSCAD仿真模型验证了理论分析的正确性。

    2020年09期 v.32;No.200 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1315K]
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  • 基于动态电价的需求响应下短期负荷预测研究

    刘文;张智晟;

    需求响应是缓解电力部门供电压力、优化资源配置的有效手段,同时也对传统的电力系统短期负荷预测方法提出了更高的要求。针对实施需求响应后传统预测模型不能准确反映负荷曲线变化的问题,首先,根据效用理论,构建了基于动态电价的需求响应模型来模拟电力用户在实施需求响应后的实际负荷曲线;在此基础上,构建了计及需求响应因素的径向基函数神经网络短期负荷预测模型;最后,利用某地区的实际数据,通过Matlab软件对该模型的预测性能进行了仿真验证。结果表明,本文平均预测误差为1.27%,而传统的负荷预测模型平均预测误差为3.40%,前者相对于后者平均预测误差降低了2.13%,证明了在预测模型中加入需求响应信号能够有效提升短期负荷的预测精度,较准确地反映出负荷曲线因需求响应信号的作用所发生的改变。

    2020年09期 v.32;No.200 113-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 986K]
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  • 结合校正环节与LADRC的风电系统并网控制

    韩永强;徐明忻;孙碣;孙永辉;赵立军;陶珑;

    针对永磁同步风力发电系统具有运行时易受网侧和机侧的波动影响等特性,本文提出并设计了一种结合校正环节的线性自抗扰控制器。在传统线性自抗扰控制器中引入超前滞后校正思想对线性扩张状态观测器的输出通道进行改良,利用校正环节调节扰动观测通道的带宽。本文分析了风电系统的数学模型,并从系统层面优化三阶线性扩张状态观测器矩阵,提高了线性扩张状态观测器的观测精度。最后,对结合校正环节的线性自抗扰控制器进行频域特性分析,并通过Matlab/Simulink数字仿真平台验证了结合校正环节的线性自抗扰策略的有效性和可行性。

    2020年09期 v.32;No.200 120-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K]
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  • 新型高增益耦合电感开关电容集成Zeta变换器

    荣德生;孙瑄瑨;吕培贤;朱晓林;

    为了提升Zeta变换器的电压增益,提出了一种新型高增益耦合电感开关电容集成Zeta变换器。首先,将开关电容结构引入Zeta变换器,将变换器的输入电感作为耦合电感的原边,副边与电容、二极管组成倍压结构集成至开关电容结构中,共用开关电容中的二极管-电容倍压单元作为无源箝位支路。然后,分析了变换器工作在连续工作模式与断续工作模式下的工作原理,给出了各项性能参数。理论分析表明,变换器在实现较高电压增益的同时,开关管具有低电压应力。最后,通过搭建一台150 W的实验样机,验证了理论分析的正确性。

    2020年09期 v.32;No.200 128-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 2070K]
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  • 用于电池供电装置的非隔离型宽增益DC/DC变换器

    杨瑞福;王萍;毕华坤;

    为研究更适用于不同电池供电装置的升压直流变换器,提出一种非隔离型宽增益升压直流变换器。首先,对变换器进行拓扑介绍和稳态分析;然后,对变换器进行详细的特性分析并和其他拓扑进行比较;在此基础上,对变换器的器件进行参数设计;最后,通过搭建样机(200 V/400 W)验证了该变换器结构简单,可以实现更宽的电压增益,也验证了两个功率开关同时导通同时关断的方式易于控制,输入输出采用共地结构有良好的运行稳定性,该变换器较适用于不同电池供电装置。

    2020年09期 v.32;No.200 136-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K]
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  • 基于改进布谷鸟算法的三相不平衡有源配电网重构

    高纯;于艾清;丁雨;

    配电网间歇性分布式电源渗透率的提高和普遍的三相不平衡运行方式是配电网动态重构必须考虑的重要因素。为此,本文对考虑负荷和分布式电源出力不确定性的三相不平衡配电网重构策略进行研究。首先,通过概率模型对负荷和分布式电源出力预测误差进行合理描述,为了简化模型结合拉丁超立方采样、场景缩减进行场景构造,用几个确定的场景描述负荷和分布式电源出力的不确定性,建立了以全局综合网损最低为优化目标的三相不平衡配电网动态重构模型。其次,提出不定进制运算并引用量子位概念对传统布谷鸟算法进行改进,用以解决非线性整数优化问题,实现了配电网重构问题的快速求解。最后,通过修改的IEEE34节点算例证明了所提方法的优越性。

    2020年09期 v.32;No.200 143-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 954K]
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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)、俄罗斯文摘杂志(AJ,VINITI)、中国期刊全文数据库(CSFD)、中国学术期刊综合评价数据库、中文科技期刊数据库(CAJCED)、电力科技文摘、电工文摘。很多学校和单位已将本刊列为重要刊物。

    2020年09期 v.32;No.200 5页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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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09期 v.32;No.200 62页 [查看摘要][在线阅读][下载 653K]
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  • 关于参数与偏差范围的表示

    <正>1.数值范围:五至十可写为5~10;3×10~3~8×10~3,不能写成3~8×10~3。2.百分数范围:20%~30%不能写成20~30%。3.具有相同单位的量值范围:1.5~3.6 mA不必写成1.5 mA~3.6 mA。4.偏差范围:(25±1)℃不写成25±1℃;(85±2)%不写成85±2%。5.带尺寸单位的量值相乘,如50 cm×80 cm×100 cm,不能写50×80×100 cm或50×80×100 cm~3。

    2020年09期 v.32;No.200 67页 [查看摘要][在线阅读][下载 667K]
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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09期 v.32;No.200 127页 [查看摘要][在线阅读][下载 637K]
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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)3.论文集标引项顺序号作者.题名.见(英文时用In):主编.论文集名.出版地:出版者,出版年.起止页码

    2020年09期 v.32;No.200 142页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
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