- 李晓峰;高锋阳;齐晓东;李昭君;李浩武;
对称V型异步启动永磁同步电机具有较好的启动性能和低耗电量,但齿槽效应明显。为降低齿槽转矩,首先,基于能量法推导出电机齿槽转矩解析式,确定以永磁体宽度、极弧系数、定子槽口宽度、转子轴向长度和转子齿宽为优化参数组合;然后,提出一种参数分层与响应面法相结合的齿槽转矩优化方法,通过最大-最小蚁群系统算法对响应面模型求取最优解;最后,利用有限元法对模型进行仿真实验,对优化结果进行了分析对比。结果表明,采用最优参数解的电机,齿槽转矩降低了73.9%,转矩脉动降低了10.1%,气隙磁密基波幅值提高了0.03 T,电机效率提高了1.5%。
2021年05期 v.33;No.208 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1286K] [下载次数：627 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ] - 赵铁军;孟菁;王珺;任萌萌;张孟琛;
随着国家煤改电政策的推进,蓄热电采暖设备安装规模越来越大,而蓄热电采暖与光伏交互所形成的"光伏+电采暖"互动运行模式是解决光伏消纳和采暖电费成本的有效途径。为此,提出互动模式下光伏安装容量和电采暖蓄热容量的最优联合配置方法。首先建立依据房屋参数和天气信息的热需求分析手段,推导出光伏与电采暖互动模式下蓄热电采暖的用电行为模型。然后依据历史天气信息、按交互关系对运行日累积的全场景运行成本进行分析,以光伏和蓄热体全寿命周期投资运营成本最小为目标建立了优化配置模型,并采用粒子群优化算法进行求解。算例分析表明,所提方法能够经济合理地配置光伏与电采暖蓄热容量。
2021年05期 v.33;No.208 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 783K] [下载次数：390 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 王晓远;王力新;
应用于混合动力电动汽车ISG系统的永磁电机的永磁体涡流损耗是影响电动汽车安全性能的重要因素,需要对其进行深入研究。以一台应用于混合动力汽车ISG系统的分数槽集中绕组永磁同步电机为研究对象,建立其1个周期内的有限元仿真模型。求解了不同槽肩高下的空载气隙磁密,根据气隙磁密波形畸变率结果优化定子槽肩高的设计,从而降低永磁体涡流损耗。总结了定子槽肩高的设计原则,当槽肩高小于2倍气隙时,增大槽肩高能有效减少永磁体涡流损耗。通过样机实验验证了电机设计的合理性。
2021年05期 v.33;No.208 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1164K] [下载次数：255 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 孙琪;于永进;王玉彬;高海淑;
为了解决配电网重构与无功优化问题,将线路开关与无功补偿容量同时作为控制变量对配电网进行综合优化。建立以网络损耗、电压改善度、负荷均衡度和开关动作次数为目标的配电网综合优化模型。针对传统鲸鱼算法初始种群分布不均、缺少全局交流、容易陷入局部最优等问题,利用Sobol序列生成分布更均匀的初始鲸群,引入自适应权重调整系数,改进越界处理机制,增加样本多样性的同时产生精英粒子。考虑日负荷、分布式电源出力与电动汽车充电负荷的变化,采用信息熵时段划分法进行日负荷分时段动态优化。算法改进后全局搜索与局部勘探能力更加均衡,更容易跳出局部最优,提高了算法寻优效率。分段动态优化减少了开关动作次数。最后,通过算例验证了所提改进算法及优化策略的有效性。
2021年05期 v.33;No.208 22-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1101K] [下载次数：1050 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：39 ] |[阅读次数：0 ] - 辛业春;王拓;李国庆;江守其;王威儒;
为计算柔性直流电网故障后的短路电流,提出基于离散模型的柔性直流电网短路电流数值计算方法。针对基于模块化多电平换流器的柔性直流电网,分析直流侧短路故障后的等效电路;建立基于后退欧拉法和梯形积分法的换流器电感、电容和线路的离散化模型,以及不同故障类型下换流站的离散化模型;在此基础上,设计直流电网不同类型故障电流数值求解算法。基于RT-lab平台搭建四端柔性直流电网仿真模型,对比分析了所提出方法的求解计算数值与详细模型仿真结果。结果表明所提算法能够准确获得故障电流值,与详细模型仿真结果相比误差小于5.5%。
2021年05期 v.33;No.208 30-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1272K] [下载次数：398 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 潘轩;周任军;刘镂志;李雪芹;殷旭锋;
为了考虑并规避价格型需求响应带来的风险,针对电量变化与电价变化间存在的需求响应关系,采用自适应最优分割法对非线性的需求响应进行拟合,并对需求响应波动做量化刻画,提出了需求响应特征矩阵函数。选取虚拟电厂为背景,采用场景生成方法模拟系统风电和需求响应波动,将需求响应特征矩阵函数计入采用条件风险价值来度量系统不确定风险的优化模型,并以系统期望总收益最大为目标,建立了含需求响应特征矩阵函数的两阶段风险调度模型。仿真结果表明,所建模型能进一步规避风险和提升调度期望总收益,验证了所刻画需求关系和模型有效性。所提方法和模型可为风险规避问题提供借鉴,为不同风险偏好程度的调度提供参考。
2021年05期 v.33;No.208 38-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1047K] [下载次数：331 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 柴庆发;丛伟;李文升;魏振;徐丙垠;张海台;
为提高配电网保护动作选择性、降低整定计算复杂性、提高供电可靠性,提出了一种配电网高可靠性继电保护配置与整定方案,包括保护配置、定值整定方法和保护配合等内容。将配电网开关更换成断路器,按断路器配置过流保护;提出了以保护配电网设备、提高选择性为目标的整定原则,以电网结构为引导的简化整定方法;及保证选择性、快速性,防止越级跳闸的保护动作配合方法。算例仿真分析结果表明,所提保护配置方案能够提高配电网保护的快速性、选择性和供电可靠性,整定计算过程得到了简化,具有广泛的适用性和较高的推广应用价值。
2021年05期 v.33;No.208 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 950K] [下载次数：709 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：26 ] |[阅读次数：0 ] - 曾小波;徐恒山;薛飞;马鑫;
为解决LLC谐振变流器带载启动冲击电流大和启动速度慢的问题,从LLC谐振变流器的阻抗特性出发,分析了LLC谐振变流器在启动过程中的阻抗特性和电流冲击特性,提出适用于LLC谐振变流器的幂指数降频启动方法。该方法降低LLC谐振变流器的启动冲击电流,同时提高了LLC谐振变流器的启动速度。2 kW LLC谐振变流器样机的实验结果表明,在启动频率为500 kHz时,相比于传统启动方法,幂指数启动法可将启动时间从80 ms缩短到14 ms,还可将启动冲击电流从7.0 A降低到6.8 A,有助于减小开关器件的电流应力和开关损耗。
2021年05期 v.33;No.208 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1037K] [下载次数：232 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 曹阳;李卫东;李扬;
作为电力市场改革的关键环节,电能直接交易可以增大多方利益,却压缩了电力系统的调度空间,同时大规模风电的加入更加剧了电力系统调峰的难度。针对电能直接交易和风电对系统运行的影响,建立了含电能直接交易的风电消纳机组组合模型。该模型以社会总效益最大化为目标,在传统模型的基础上引入了直购电合同约束和风电出力约束,并加入了过网费、弃风惩罚与削减合同惩罚。通过理论推导与算例中对实际系统的日前调度,逐一分析了直购电价、直购电量与直购机组对社会总效益的影响;然后通过惩罚因子的动态变化,表明系统会根据惩罚因子的大小关系来决定放弃何种效益。所得结论验证了该模型的实用性与有效性,为中国电能直接交易的发展提供了参考。
2021年05期 v.33;No.208 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 929K] [下载次数：274 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 李娟;李方媛;王鹏;李浩宁;陈美霖;
为降低风电并入对风火打捆系统暂态稳定的不利影响,提出将电阻型限流式静止同步串联补偿器SSSC(static synchronous series compensator)串联到风火打捆系统的联络线上,以提高风火打捆系统的暂态稳定性。通过借助双馈风电机组DFIG(doubly-fed induction generator)等值外特性参数来构造风火打捆系统暂态稳定数学模型,建立相应功率特性方程。在分析电阻型限流式SSSC工作原理的基础上,建立不同运行状态下含电阻型限流式SSSC的风火打捆系统功率特性方程,并借助功角特性曲线对系统进行暂态稳定的机理研究,最后进行仿真验证。结果表明,限流式SSSC有效地提高了风火打捆系统的暂态稳定性。
2021年05期 v.33;No.208 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K] [下载次数：242 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 王绵斌;谭彩霞;刘宣;安磊;谭忠富;
为解决增量配网园区试点在逐步推进过程中产生的问题,提出多投资主体合作的增量配网差异化运营策略。基于增量配网差异化运营模型,分析影响收益分配的4个因素:投资额、风险承担程度、贡献程度和合同履行程度。引入合作博弈的粒子群优化算法进行收益分配方案的求解,并以4家典型地市级的增量配网园区进行算例分析。算例结果表明,饱和与后快速增长阶段的增量配网园区对节能服务需求多;快速增长阶段的园区则对个性化套餐及综合能源服务需求多。
2021年05期 v.33;No.208 77-85+112页 [查看摘要][在线阅读][下载 908K] [下载次数：319 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 汪玉凤;韩金库;
为解决传统电压扰动发生器开关损耗高及控制精度低等问题,提出一种基于交错并联H桥的独立式电压扰动发生器的拓扑结构。整流部分采用一种改进的三相半桥不可控电路,逆变电路中基波模块采用交错并联H桥结构,高频模块采用单相H桥结构;通过引入下垂系数特性调整法及双闭环控制方法,降低了系统的开关损耗,提高了系统的动态响应能力和精确度,并利用仿真实验对所提方法进行验证与分析。仿真实验结果验证了所提拓扑结构和控制策略的可行性和有效性。
2021年05期 v.33;No.208 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1102K] [下载次数：169 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈争光;刘一民;王兴国;郑少明;李春波;邓丽虹;
为防止直流偏磁对变压器差动保护的正确动作产生影响,提出了一种新的变压器差动保护算法来消除此影响。研究了高压直流输电单极-大地运行引发直流偏磁的机理,分析了直流偏磁对变压器工作状态和励磁电流的影响及直流偏磁引起差动保护二次谐波制动误闭锁的原理;针对有、无直流偏磁的情况,研究了变压器正常运行和发生区内故障时差动电流的电气特征,并进行了谐波分析,再以此为基础对传统差动保护进行了改进。仿真结果表明,改进后的保护算法消除了直流偏磁对二次谐波制动判据的影响。
2021年05期 v.33;No.208 91-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1244K] [下载次数：360 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 李亚前;杨滨;杨宇全;李志远;刘磊;董泽寅;
负荷事件监测是实现非侵入式电力负荷监测的关键环节。为提高最终负荷识别与分解的准确性,提出一种基于曲线拟合的非侵入式负荷事件监测方法。首先跟踪计算总功率信号滑动窗内拟合直线斜率值,进一步与根据功率变化设立的判定阈值进行比较,最终判断负荷运行状态是否发生变化。该方法可准确地标记出总负荷过渡区段和稳态区段的起止时刻,使监测系统能够准确地获取所需的负荷印记特征。理论证明了该方法的有效性和优越性,并且通过实例进行了验证。
2021年05期 v.33;No.208 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 841K] [下载次数：461 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 许加柱;贾龙涛;李畅;王岐珂;
为探究分布式电源出力的相关性对交流配网的影响,提出一种考虑分布式电源出力相关性的配电网概率潮流计算方法。首先,采用Copula函数描述分布式电源出力的相关性,建立联合分布函数;其次,通过Rosenblatt逆变换将分布式电源的出力进行独立化变换,使之相互独立,并采用半不变量法结合Cornish-Fisher级数展开计算概率潮流,求得节点电压、支路潮流的概率分布;最后,以34节点系统为研究对象,对所提方法进行仿真分析。仿真结果验证了该方法用于配电网概率潮流计算的有效性和正确性。
2021年05期 v.33;No.208 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K] [下载次数：799 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 张天宇;宣文博;李慧;刘忠义;王伟臣;王魁;
为实现高比例可再生能源的并网与消纳,未来电力系统需具有更为合理的网络结构和灵活的运行方式。综合计及可再生能源出力的不确定性和预想事故的影响,提出考虑网络结构优化的含可再生能源的电网规划方法。考虑规划可用资源限制,确定新建线路和升级部分现有输电线路开关以使其满足输电网结构优化的需要;在系统正常运行时,考虑可再生能源和负荷的不确定性以确定最优的调度方案和网架结构;对于既定预想事故,在系统正常运行调度方案的基础上,通过发电再调度和网络结构优化,最小化故障影响。通过改进的IEEE RTS-24系统验证了所提方法的有效性和合理性。
2021年05期 v.33;No.208 113-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K] [下载次数：770 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：23 ] |[阅读次数：0 ] - 张伟;王宇强;武文丽;何晋伟;张雨舟;陈敏;
随着配电网大量分布式新能源的接入,功率倒送的现象时有发生,为了在检修供电、应急及保电等特殊场景下实现安全稳定的持续供电,对柴油发电机组和新能源逆变器等多类型应急电源的组网控制及功率分配进行了研究。应急组网系统中柴油发电机组采用下垂控制实现无通讯并联,若新能源逆变器始终保持最大功率输出则难以避免功率倒灌,根据锁相环检测的网侧频率决定逆变器工作在最大功率或有限功率,提出了基于有功频率下垂控制的多应急电源无通讯功率自适应控制策略。搭建了柴油发电机组和并网逆变器的仿真模型,仿真结果表明在系统负荷全范围变化情况下,系统能够在充分利用新能源发电的基础上安全稳定运行,为柴油发电机组和新能源逆变器的改造升级提供解决方案。
2021年05期 v.33;No.208 121-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1084K] [下载次数：463 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 孙运志;蒋德玉;张盛林;梁荣;李沛东;郭明萱;
储能容量的优化配置是提升多能源微网系统经济性和安全性的重要手段。针对容量配置问题,提出了一种以储能投资置换成本和运行成本等年值最低为目标函数、计及电池寿命损耗的多能源微网储能容量双层优化配置模型,其上层模型对储能容量进行优化,下层模型对系统运行策略进行优化。可在规划阶段详细考虑含储能多能源微网的经济优化运行,并构建了电池寿命损耗模型,对运行中的电池寿命损耗进行了量化评估。算例结果验证了所提储能配置方法对电池使用寿命和多能源微网经济性的提升效果。
2021年05期 v.33;No.208 128-133+144页 [查看摘要][在线阅读][下载 888K] [下载次数：851 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] - 王桥梅;吴浩;胡潇涛;顾小平;陈佳豪;
针对HVDC输电线路故障识别率低、远端高阻故障识别困难等问题,提出一种基于变分模态分解VMD(variational mode decomposition)多尺度模糊熵的HVDC输电线路智能故障识别方法。首先对暂态电流信号进行VMD分解,利用中心频率法则提取合适的IMF分量计算多尺度模糊熵、VMD能量和比值。分别利用VMD多尺度模糊熵和VMD能量和比值表征区内外故障特征和故障极特征,将它们组合成特征向量。将特征向量集分成训练集和测试集,将训练集进行训练得到Softmax分类器模型,利用测试集进行测试。仿真结果表明:基于VMD多尺度模糊熵和Softmax分类器的HVDC输电线路故障识别方法能在不同故障距离和不同过渡电阻情况下有效实现区内外故障识别和故障极选择,且耐受过渡电阻能力强,具有一定的抗干扰能力。
2021年05期 v.33;No.208 134-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K] [下载次数：649 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：25 ] |[阅读次数：0 ] - 王晓远;蔚盛;陈学永;
高速永磁同步电机由于电磁气隙大、匝数少,自身的电枢电感较小,无法对电流时间谐波造成的电磁损耗进行有效抑制,通常需要串联电抗器运行。首先,采用解析法结合电机结构特点计算了电机的电枢电感;然后基于场路耦合仿真,分析串联电抗器增大系统电感的情况下,系统电感对电机电磁损耗抑制效果的敏感度。分析结果表明,转子涡流损耗对系统电感的变化最敏感,铜耗次之,铁耗最不敏感,当系统电感增大到一定值时,3种电磁损耗都不再随着系统电感的增加明显变化。通过实验验证了仿真结果的可靠性,为类似电机的设计和运行提供了参考。
2021年05期 v.33;No.208 145-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1408K] [下载次数：339 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]