- 高岩;李永丽;陈晓龙;赵自刚;王强;任江波;
随着分布式电源在配电网中渗透率的不断提高,电流差动保护可能会出现灵敏性的问题。首先对线路两侧故障电流幅值的关系进行分析,然后根据此特性提出了基于电流幅值比的自适应电流差动保护原理,该原理采取了在不同故障位置时具有不同制动系数值的方法。通过理论分析及Matlab/Simulink仿真验证可知,该原理可在保证区外故障不误动的同时,有效地提升了区内故障时的动作灵敏性,具有较强的工程实际意义。
2021年02期 v.33;No.205 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 911K] [下载次数：841 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：0 ] - 邱彬;罗添元;宁博;慕会宾;杨桢;
针对遗传算法解决含分布式电源配电网故障区段定位易早熟收敛的问题,提出了一种基于天牛须搜索算法和改进遗传算法相结合的故障定位方法。该方法首先利用天牛须搜索算法产生高质量的初始种群,其次通过构造遗传算法数学模型、优化3种遗传算子和调节交叉变异概率对遗传算法进行改进,最终经遗传迭代产生最优解,达到精确定位故障区段的目的。以IEEE33节点配电网模型为例,分别针对单重故障、多重故障以及信息畸变情况进行仿真。仿真结果表明,提出的优化算法定位准确率为100%,且收敛速度快、容错性好。
2021年02期 v.33;No.205 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 944K] [下载次数：561 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：0 ] - 夏冰清;周华;何哲楠;华文;吴浩;
随着电力系统的复杂化,电力系统中长期动态过程频率电压稳定对系统安全性的影响愈加明显。针对该问题,提出了基于潮流计算的中长期准稳态时域仿真方法。该方法在传统时域仿真方法的基础上综合利用准稳态思想和潮流计算模块,再进一步针对效率问题提出自适应变步长仿真策略和多时步预测辅助方法。所提方法的算法主体部分和潮流计算部分分别在Mathematica科学计算软件和BPA潮流计算功能模块中实现,通过自定义数据接口进行数据对接。通过在Nordic32标准算例系统和某大区电网实际算例系统中对该方法进行验证,表明该方法显著降低实现成本,并提高了仿真计算的效率。
2021年02期 v.33;No.205 15-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K] [下载次数：501 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 宋福海;
目前智能变电站二次系统测试采用的继电保护测试仪难于覆盖所有工况,而能够满足现场测试需求的电磁暂态仿真技术,由于依赖复杂硬件难以运用于现场。针对该问题,通过建立变电站专用电磁暂态元件模型,并将电磁暂态仿真计算过程中的导纳矩阵重新排列为BBDF形式,然后采用矩阵部分分解法将BBDF分为多矩阵之和,再进行多子处理器并行计算来加速电磁暂态仿真计算速度,减少电磁暂态仿真过程所耗资源,从而降低了对复杂硬件的依赖性,提高了现场试用能力。应用试验表明,由该方法形成的电磁暂态仿真程序可较快地获得现场所需的测试数据,可为现场二次系统测试提供帮助。
2021年02期 v.33;No.205 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K] [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 李斌;杨嵩;王常骐;李清泉;肖磊石;盛超;
电阻型超导限流器R-SFCL(resistive superconducting fault current limiter)在柔性直流系统中的优化配置是超导限流器应用的关键技术。通过对电阻型超导限流器在模块化多电平换流器型直流系统中的应用场景分析,得到R-SFCL不同安装位置对其限流能力的影响,并改进了超导限流器和直流断路器配合下换流站闭锁初期的多端柔性直流系统短路电流迭代计算方法,在此基础上提出了基于人工免疫算法的R-SFCL柔性直流系统中的优化配置计算方法。最后,通过五端柔性直流系统实例研究,给出了该系统中R-SFCL的最佳安装位置、安装数量、限流电阻大小和限流效果。
2021年02期 v.33;No.205 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1192K] [下载次数：366 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 权然;金国彬;陈庆;李国庆;潘狄;石超;
针对直流配电网内源荷的强随机性、波动性使得优化调度问题愈发复杂化,结合直流配电网低压网架灵活互联、可控的结构特点,深入分析可互动源荷特性基础上,提出源网荷储互动的直流配电网多目标优化调度方法。该方法通过提出源网荷储互动优化概念,综合考虑可互动负荷、储能及换流器的协同优化对系统运行成本和潮流分布的影响,建立了含光伏的多电压等级直流配电网多目标优化调度模型,使发电侧、用电侧和网侧均能参与直流配电网优化调度。仿真算例表明:源网荷储互动模型能大幅降低系统运行成本、网损率及电压偏差,有效提高光伏消纳水平,实现直流配电网安全可靠运行。
2021年02期 v.33;No.205 41-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1282K] [下载次数：1811 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：0 ] - 陈谦;张琦;仇娜;王晨晟;何承树;
当前越来越多的电源和负荷设备采用电力电子技术并网,降低了电力系统固有的旋转同步和动态电压维持能力,因而需增设一定的同步调相机进行补偿。传统同步调相机的调节能力相对有限,为此,提出了一种新型调相机,增设了一组定子控制绕组,并设计相应的控制器,在多种运行状态下采取不同的控制模式,通过换流器对定子控制绕组的调节,从而灵活控制转子转速与转子旋转储能,扩大了调相机在电力系统动态过程中对有功功率和电网频率的干预能力。最终通过仿真实验验证了该新型调相机的可行性和有效性。
2021年02期 v.33;No.205 51-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1246K] [下载次数：248 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 曹振其;彭敏放;沈美娥;
大规模的分布式电源入网给配电网的规划带来诸多不确定性因素。为使配网规划结果更加合理,考虑待规划地区的风速、光照强度和负荷的不确定性,构建了以年综合费用最少为目标函数的分布式电源选址定容规划模型。首先,对风、光和负荷进行了概率建模;其次,采用拉丁超立方采样方法生成初始场景,并采用改进的同步回代缩减法对场景进行削减;最后,鉴于粒子群算法具有收敛速度慢和容易早熟的缺点,将自适应惯性权重和混沌优化算法融入粒子群算法中,进而提出了一种改进型粒子群算法,并且在IEEE 33节点的标准算例系统上进行了仿真,结果表明所建模型和所提算法的合理性与有效性。
2021年02期 v.33;No.205 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 791K] [下载次数：901 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：35 ] |[阅读次数：0 ] - 肖万芳;凡广宽;田浩;张振宇;杨鑫;贾雪峰;
为降低环境及负载波动等外界扰动对孤岛微网的影响,提升孤岛微网控制系统的性能,引入模型参考自适应PID控制方法。针对孤岛微网的单相和三相结构,设定某一参考模型,使系统受控输出与模型输出保持一致,但扰动的存在使得两者之间的误差不可避免。为补偿外界干扰带来的影响,通过自适应环节对参数进行在线调整,基于麻省理工学院MIT(Massachusetts Institute of Technology)律,逐步优化控制系统的性能指标并使其最小化,随后推导了Lyapunov稳定性。仿真研究表明,所提控制器在负载波动等干扰下具有较好的控制性能,满足孤岛微网系统对稳定性、鲁棒性和高精度控制的要求。
2021年02期 v.33;No.205 66-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K] [下载次数：546 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 常怡然;吴方劼;何师;翁海清;
分析了混合型有源滤波器HAPF(hybrid active power filter)在高压直流系统应用时的稳定性问题,其中HAPF采用H桥级联变换器与LC滤波器组合的方案,对高压直流系统的特征谐波电流进行滤波。为了分析在电网阻抗变化时HAPF出现的谐波谐振现象,对HAPF进行了阻抗建模,基于阻抗模型的分析结果,采用了具有延时补偿功能的谐振调节器对阻抗特性进行修正,并从提高稳定性角度提出了相应的控制参数设计方法。阻抗模型分析结果表明,控制系统延时产生的负阻尼是引发稳定性问题的主要原因,采用改进后的控制方法可以将延时产生的负阻尼修正为正阻尼,能够有效避免谐波谐振。在PSCAD中进行仿真建模,并通过阻抗扫描验证了有源滤波器的阻抗特性。仿真案例证实了控制方法的有效性。
2021年02期 v.33;No.205 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1590K] [下载次数：369 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 蒲婷婷;李京;
针对单端行波故障测距方法中故障点反射波与对端母线反射波的识别问题,提出了一种改进粒子群算法优化的小波神经网络的故障测距模型。提取保护安装处检测到的行波波头时间值与反向行波线模分量的李氏指数作为行波特征值,利用小波神经网络拟合行波特征值与输电线路故障距离之间的关系,构建小波神经网络故障测距模型,利用该模型可以直接得到输电线路的故障距离。在标准粒子群算法中引入遗传算法变异因子,利用改进后的粒子群算法作为小波神经网络的训练算法,优化小波神经网络的权值与阈值参数,加快了小波神经网络故障测距模型的收敛速度,并提高了输出结果的精度。仿真结果证明,该方法有效且可行。
2021年02期 v.33;No.205 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 877K] [下载次数：717 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：36 ] |[阅读次数：0 ] - 冯少玉;冯志敏;时云飞;刘小锋;王龙飞;
针对磁流变阻尼器MRD(magnetorheological damper)减振控制系统后备电源采用单一蓄电池供电存在响应时间慢和稳定性差问题,提出锂电池/超级电容的后备混合储能电源。首先进行储能系统供电方式的选择及容量配置,然后设计了锂电池和超级电容分别串联双向DC/DC变换器进行功率分配的混合储能结构,再将负载端电流滤波后的高频分量和低频分量用来实现变换器电压电流闭环控制,最后在Matlab/Simulink中搭建混合储能仿真模型,进行输出响应和脉冲功率扰动仿真,对单一锂电池储能和混合储能电源进行性能比较。结果表明,混合储能电源的输出响应时间可达毫秒级;超级电容能提供80%起始功率,并且在脉冲功率扰动下补偿波动功率,以维持母线端稳定,满足MRD减振控制系统的实际工程需求。
2021年02期 v.33;No.205 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1272K] [下载次数：158 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 焦震;杜鹏;汪晓;沈杨;杨乃旗;周凯;
输电线路融冰方法的研究对提升输电线路运行可靠性具有重要意义。首先,基于热传学分析了负荷交流融冰热力学特征,建立了500 k V架空输电线路JLHA3-425铝绞线覆冰模型。然后,仿真分析了施加融冰负荷电流时覆冰导线温度分布,获取了了风速、环境温度、冰层厚度对融冰电流和融冰时间的影响,并通过安双5375和安岭5376超高压线路的实际融冰,验证了所提方法的可行性与有效性,有助于进一步提升架空输电线路融冰技术的发展与推广。
2021年02期 v.33;No.205 97-101+115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1335K] [下载次数：304 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 俞磊;陈海滨;朱铮;沈培刚;沈琦;林文浩;
电力计量计费数据是电力营销业务公平公正实施的重要基础,具有数量总量大、通信方式多样等特点。为更加合理地利用通信资源并提升数据的可靠性,提出了一种动态传输下的改进扩展卡尔曼滤波方法用于电力计量计费数据的动态状态估计。首先,利用动态传输策略有选择地将区域电力计量计费数据传输到用户用电信息采集平台。然后,提出了一种改进扩展卡尔曼滤波方法,对电力计量计费数据进行动态状态估计,该算法利用不确定项表示线性化误差,在保证状态估计精度的基础上提高了计算速度。最后,用标准的IEEE-33配电网用户电表数据案例验证了该算法的可行性。
2021年02期 v.33;No.205 102-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1220K] [下载次数：178 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 王伟臣;张天宇;宣文博;李慧;刘忠义;王魁;
随着风电等可再生能源发电接入规模的不断增加,电网面临的不确定性因素显著增加,对电力系统规划造成深远影响。针对目前研究中尚缺乏含可再生能源电网规划同时考虑机组组合和网络结构化的问题,以运行成本、弃可再生能源成本和切负荷成本之和最小为优化目标,综合考虑新建线路约束、网络结构优化约束和机组组合约束,并采用不同场景描述可再生能源出力和负荷需求的不同水平,建立了嵌入机组组合和网络结构优化的可再生能源接入系统电网规划模型,系统分析了电网规划方案的经济性及对可再生能源的消纳能力,为电网规划工作提供重要的辅助决策依据。通过IEEE RTS-24算例分析验证了所提方法的有效性。
2021年02期 v.33;No.205 108-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K] [下载次数：533 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ] - 魏炜;陈晗;朱洁;徐弢;赵贺;李子衿;
针对混合储能存在运行模式较为固定、利用水平有待提高的问题,基于一种分布式光伏-电池储能联合系统典型结构,提出了一种电池储能系统平抑波动-峰谷套利两模式协调控制策略。利用电池储能系统可运行于不同模式的特点,根据光伏发电功率中频分量的波动特性,对电池储能系统各电池组串的运行模式在平抑波动和峰谷套利之间进行动态分配和灵活调控,满足系统运行需求的同时,有效提高电池储能系统的利用水平。最后,通过典型算例对所提控制策略的有效性进行了验证。
2021年02期 v.33;No.205 116-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K] [下载次数：627 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 黄冠标;翟鹤峰;赵利刚;洪潮;
高压直流HVDC(high-voltage direct current)输电技术的应用改变了传统输电网的形态与运行特性,大量高频电力电子设备的接入使得输电网动态特性更加复杂,通过实时仿真研究其复杂动态特性对于电网的运维具有重要意义。首先,基于现场可编程门阵列FPGA(field programmable gate array)设计了HVDC系统的实时仿真平台,确定了基于FPGA的HVDC实时仿真系统基本仿真框架。其次,提出了基于FPGA的晶闸管、变压器以及熄弧角检测模块等主要元件的建模方法,开发了基于FPGA的HVDC实时仿真系统。最后,以CIGRE HVDC系统为例,进行了步长5μs故障状态下的暂态实时仿真,验证了所提建模方法以及HVDC实时仿真系统的正确性与有效性。
2021年02期 v.33;No.205 122-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K] [下载次数：481 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 刘偲艳;陈才学;
当电网电压不平衡时,并网逆变器侧有功/无功功率波动、并网电流谐波显著增加。为解决该问题,提出一种新型的模型预测功率直接控制策略MPDPC(model predictive direct power control)。在该控制策略中,采用电网电流、电网电压及其1/4周期延迟信号和电容电压差搭建功率模型;然后选择功率模型预测控制中最优的开关状态,有效地消除了逆变器输出有功功率2倍频脉动,电流谐波,实现给定有功功率和无功功率的精确跟踪。仿真和实验结果表明,该方法能消除电流谐波,实现三相电流基本平衡。
2021年02期 v.33;No.205 129-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1558K] [下载次数：608 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：20 ] |[阅读次数：0 ] - 王秀茹;刘刚;王一振;张科;董平平;赵航宇;
如何保障多端柔性直流输配电系统在不同程度扰动下安全稳定运行是柔性直流技术发展所面临的一个挑战。针对这个问题,提出了一种适用于多端柔性直流输配电系统的电压下垂控制方法。该方法在电压-有功功率下垂控制的基础上,利用本地直流电压偏差信息实时调整下垂控制的运行工作点,使得直流电压靠近电压上限时自动往下调整,保障系统在各种扰动下直流电压分布合理,不超过稳定运行范围,具有抗干扰能力强、不依赖通讯的优势。最后,在PSCAD/EMTDC中建立四端柔性直流系统,验证了所提电压下垂控制方法的正确性和有效性。
2021年02期 v.33;No.205 136-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K] [下载次数：563 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 裴煜;宋天昊;袁铁江;韩肖清;
氢储能系统可通过电、氢之间的双向转换灵活调节区域综合能源系统RIES(regional integrated energy system)多能供应。为使系统内多种能源实现高效转换和利用,详细分析了氢储能系统各环节运行特性,结合系统能流结构及冷热负荷需求特性,设计了燃料电池电、热出力与系统能量流动耦合方式及冷热电联供系统运行模式,以经济最优为目标优化系统运行。算例分析表明,所设计运行模式能够使燃料电池满足多种负荷需求,实现了能量梯级利用,改善了系统运行经济性。
2021年02期 v.33;No.205 142-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1883K] [下载次数：1285 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：33 ] |[阅读次数：0 ]