- 张睿哲;周恺;叶宽;蔡瀛淼;杨亮;刘勇;
持续雾霾天气给北京电网在新形势下的安全可靠运行提出了污染新问题与安全新挑战。为研究雾霾天气下北京地区外绝缘积污特性及其对电网输变电设备的影响,本文通过研究北京地区积污特点,设置10个典型严重雾霾监测点,开展污秽度测试、污秽化学成分分析、污秽颗粒度分析和污秽微观形貌分析。结果表明:雾霾天气下北京地区污秽测试点均未超过污区分布图污秽等级;其次,北京地区污秽物的颗粒物D50和平均粒径均略高于PM10,主要源于化石燃料的燃烧、重金属污染和尾气污染,并吸附有一定雾霾细微颗粒。
2021年06期 v.33;No.209 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1150K] [下载次数：237 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 李洪珠;魏昕;刘飞扬;张超;刘艳;
为了提升基本Boost变换器的电压增益,降低开关器件电压应力,提出一种基于耦合电感倍压的有源开关电感高增益变换器。变换器中两个耦合电感的原边组成有源开关电感结构,并引入二极管-电容支路作为无源钳位回路用来吸收漏感能量。利用变换器漏感等效电路模型分析了变换器工作模态,采用伏秒积平衡方法推导得到了变换器电压增益,并给出开关管和二极管电压应力。分析表明,两个耦合电感倍压单元可提升变换器的电压增益,耦合电感匝数比越大、耦合度越大,电压增益也越高,开关管的电压应力也越低。实验样机测试结果验证了理论分析的正确性,表明该变换器具有良好的电气性能。
2021年06期 v.33;No.209 7-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2211K] [下载次数：359 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 刘玉琦;王丹;彭周华;刘陆;周鑫;
电网负载的多样性以及结构复杂性,降低了电力系统的功率因数。静止无功发生器SVG作为无功补偿的重要设备,对提高功率因数具有重要意义。本文采用了电压外环与电流内环级联的结构,使用扰动观测器DO对外部扰动和参数不确定构成的合成干扰项进行估计。基于DO观测的扰动信息分别设计出直流电压控制器和无功电流控制器。最后使用Lyapunov函数证明了控制系统是输入状态稳定的。仿真结果表明,采用的基于DO直接电流反步控制方法的SVG,在实现补偿负载无功功率的同时,还具有良好的抗扰动以及动态响应性能。
2021年06期 v.33;No.209 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1110K] [下载次数：317 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 何胜;杨斌;俞明;肖园;吕干云;
考虑实际系统中某些节点安装谐波量测装置的困难性、经济性以及谐波状态估计的准确性等问题,提出一种两阶段谐波量测点优化配置算法。第一阶段在保证电力系统谐波状态完全可观的前提下,以谐波量测装置数量最少为目标,运用改进二进制粒子群优化算法得到多组可行方案,针对二进制粒子群优化算法易陷于局部最优且收敛速度较慢的不足,结合谐波量测配置规则提出了两个粒子更新机制。第二阶段在第一阶段所得多组可行配置方案基础上,考虑估计精度和经济性确定一组最具有工程监测意义的配置方案。最后,采用IEEE14节点系统和IEEE30节点系统算例对所提方法进行了验证。
2021年06期 v.33;No.209 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1074K] [下载次数：195 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 潘轩;周任军;王昱;方绍凤;刘镂志;
目前缺少对热电联供系统热力环节进行较为全面建模,以及较少灵活和恰当利用供用热特性为优化调度创造效益。在已有研究基础上,选取虚拟电厂为背景,日前调度中全面考虑热力供应环节的传输损耗、能耗和延迟的动态特性,日内调度中利用热力使用环节的弹性调节特性参与平衡市场,并以虚拟电厂调度收益最大为目标,建立了考虑供用热特性的虚拟电厂双阶段优化调度模型。仿真结果表明,未全面考虑供热特性会高估虚拟电厂日前期望收益;利用热负荷弹性调节能力可降低日内成本,从而增加虚拟电厂效益。文章揭示了供用热特性的影响特点,可为热电联供系统调度和规划提供借鉴。
2021年06期 v.33;No.209 28-34+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1188K] [下载次数：422 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 孙石涛;王久和;
为提高多变换器直流微电网系统在负载功率和下垂参数发生变化时的稳定性及控制性能,采用无源控制策略与母线电压分层控制策略相结合的控制方式,从系统能量角度建立方程进行稳定性分析和设计。通过建立各变换器单元欧拉-拉格朗日EL(Euler-Lagrange)模型,设计了混合无源控制器,并结合母线电压分层控制组成混合控制策略。最后通过Matlab/Simulink中的电力电子模块搭建了多变换器直流微电网系统仿真模型,对系统不同运行层区进行仿真研究。结果表明,该控制策略能够根据负载功率变化切换不同控制层区,维持母线电压稳定,使系统具有较好的动态性和鲁棒性。
2021年06期 v.33;No.209 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K] [下载次数：515 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ] - 伍娟;周洪;余昶;
随着分布式发电系统的发展,可再生能源并网呈现低密度和大规模的趋势,给电力系统带来了同步稳定性的挑战。为了研究在大规模分布式发电系统并网情况下的电力系统同步稳定性,本文以带节点负荷的非均匀大规模分布式发电系统为对象,首先结合下垂控制和Kuramoto模型推导了该系统的数学模型,并基于此模型推导出系统节点锁相的必要条件;然后利用?ojasiewicz不等式判断系统收敛到同步稳定点的速率。为了验证理论结果的有效性,基于实例低压配电网络构造出带有节点负荷的3种基本网络,并设计了一个低压微电网系统。仿真结果表明,星形网络同步稳定性最优,且同步结果与理论分析相符。
2021年06期 v.33;No.209 42-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K] [下载次数：201 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 任惠;王根旺;唐焕新;卢锦玲;
传统的输电系统可靠性分析以整个系统为研究目标,无法正确评估局部系统的停电风险。本文从负荷角度出发,结合数据驱动方法提出了基于发电机和负荷节点之间的连通度的节点运行风险评估指标——节点连通度。该指标采用数据驱动的方法,通过基于历史数据的学习及节点的局部测量数据和系统拓扑信息得到。同时为了提高指标精度,本文通过加权最小二乘法进行回归分析。该指标随着运行压力的增加而下降,对应描述了负荷节点可靠性不断下降直至发生甩负荷的过程。通过对IEEE-118节点算例进行仿真分析,验证了指标的有效性。
2021年06期 v.33;No.209 51-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1516K] [下载次数：376 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 董文娜;王增平;赵乔;李钰洋;辛忠良;陈玉蛟;
为实现事故预案匹配,加快供电恢复策略生成速度,提出一种基于人工免疫聚类算法的配电网故障状态相似性分析方法。首先,将故障恢复策略相似作为相似故障状态的评价标准,构建配电网故障相似特征指标集,包括负荷失电量、联络线备用容量以及失电负荷-源点最短电气距离。在此基础上,鉴于聚类分析能够揭示无标记训练样本数据的内在关联特征,提出一种基于人工免疫聚类算法的故障相似状态匹配方法。最后,应用免疫系统信息处理机制对算法进行改进,通过引入免疫浓度机制、变异机制,弥补k-means聚类算法对初始中心点位置敏感的不足。算例分析表明,所提出的配电网故障状态相似性分析方法能够表征配电网故障样本间的内在关联性,且改进算法较传统算法聚类效果较优,为后续供电恢复策略的匹配生成提供了理论依据。
2021年06期 v.33;No.209 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1080K] [下载次数：316 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ] - 孙颢一;易灵芝;刘文翰;邱东洲;赵健;
为提高短期电力负荷预测精度,本文提出了一种基于快照反馈机制改进的变分模态分解技术VMDSF(variational mode decomposition with a snapshot of feedback)和带有循环滑窗策略优化的长短时记忆网络CSLSTM(long short-term memory with circular sliding window)的组合预测方法 VMDSF-CSLSTM。为降低原始序列的不稳定性及复杂性,本文首先使用VMDSF将原始电力负荷序列分解成多个子序列。然后结合网格搜索法对CSLSTM进行最优参数寻找,得到含有最优模型参数的电力负荷短期预测模型。最后,使用2013年澳大利亚4个区域的电力负荷数据集,对本文方法进行算例测试,测试结果表明了本组合模型的有效性。
2021年06期 v.33;No.209 67-74+83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1673K] [下载次数：383 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 邱革非;余欣蓉;金乐婷;何超;娄阳;杨翱瑜;
当前对虚拟电厂的研究多侧重于聚合小容量分布式电源来实现新能源在电网中的高消纳。虚拟电厂在市场条件下合理获得更大收益是促进其发展的重要因素,相关研究还需进一步深入。以开放的售电市场为背景,提出了一种基于多虚拟电厂非合作博弈竞价的区域电网经济调度方法。上层以各虚拟电厂利润最大为目标,在改变策略报价系数的基础上进行非合作博弈,并用变步长的方式快速精确地找到纳什均衡点,得到各虚拟电厂的最优报价。电网层综合考虑有功和无功两方面的问题,以购电成本和网损最小为目标,采用跟踪中心轨迹内点法求解电网的经济调度模型,实现市场出清。最后用IEEE9节点验证了此种经济调度方法的有效性和实用性。
2021年06期 v.33;No.209 75-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 966K] [下载次数：999 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：22 ] |[阅读次数：0 ] - 李滨;陶思思;张杨杨;舒晴川;
为了因地制宜地利用偏远山区现有的梯级小水电资源,将梯级小水电群与分布式光伏和风电相结合,构成含多种可再生能源的发电联盟,深度发掘风光水的出力时空互补特性以及风光波动性较大和小水电启停调节迅速的出力特性。通过对梯级小水电出力的调节,平滑不确定可再生能源的输出,改善分布式电源并网的电能质量,提高可再生能源利用率。充分考虑梯级小水电间的电气联系和水情联系,构建发电联盟的优化运行模型。最后根据现有梯级小水电群实际数据,仿真分析发电联盟的运行情况,验证了所提模型的可行性、经济性和有效性。
2021年06期 v.33;No.209 84-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1002K] [下载次数：435 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 谢俊州;吕飞鹏;林婵娟;
直流线路发生故障后,为快速找到故障点,研究直流配电网的故障测距技术十分必要。文中在分析直流配电网故障特征的基础上,提出了一种基于故障暂态信息的高精度故障测距方法。该方法利用故障电容放电阶段的电流电压信息建立故障测距表达式,然后对式中电流微分计算方法进行分析,提出了降低测距误差率的采样点选取方法,利用选取的点参与故障测距计算得到的结果精度较高。最后在PSCAD/EMTDC上进行故障仿真,并将录波数据导入到MATLAB进行计算,结果验证了方法的有效性。
2021年06期 v.33;No.209 93-99+109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K] [下载次数：366 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 孙东磊;杨思;许易经;韩学山;王明强;刘冬;
为实现将成熟的设备状态评估技术有效地融入到传统的电网检修计划中,建立了电网设备状态检修时变决策模型,使决策根据设备状态变化进行调整。首先给出时变决策机制的定义和相应的表达,在此基础上推导设备运行风险和系统运行风险,进一步建立了考虑设备多次检修的电网状态检修决策模型,在计及相关检修约束前提下优化电网总运行风险。最后,通过多场景下的算例分析,表明该模型是可行且有效的,有工程应用的潜力。
2021年06期 v.33;No.209 100-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 964K] [下载次数：385 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 侯宇琦;王议锋;陈晨;陈博;
基于一种适用于家庭储能的1 MHz双向Multi-CLLC直流变换器,提出了一种应用于高频变换器的平面变压器设计方法。该方法充分考虑了高频应用下的磁芯材料特性、磁路磁通相消原理和绕组趋肤效应、邻近效应的影响,对磁件设计具有重要意义。搭建了一台400 W的实验样机验证设计的合理性与可靠性,在额定工况下进行实验,实现了最高94%的工作效率。分析实验波形存在的问题,提出改进型分段气隙变压器结构,对低压侧三路输出不均的问题进行改善,并利用ANSYS Maxwell 3D瞬态场和涡流场求解器仿真验证了改进型结构在磁场分布、磁芯损耗和绕组损耗三方面的优化效果,证明了改进结构的可行性。
2021年06期 v.33;No.209 110-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 3013K] [下载次数：400 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 郑志杰;冯亮;李昭;崔灿;赵韧;王耀雷;
针对传统供电能力评估方法中难以在负荷高峰期全网N-1准则的基础上满足用户差异化可靠性需求并同时计及DG与储能接入影响的问题,提出了一种新的中压有源配电系统供电能力评估方法。首先,构建了以最大供电能力为目标、不同用户的差异化可靠性需求为主要约束的含分布式光伏序列与蓄电池两级配电系统供电能力评估模型。其次,考虑分布式光伏与蓄电池的接入,建立了基于准序贯蒙特卡洛模拟的变电站与中压配电网一体化可靠性评估方法。再次,建立了基于遗传算法的供电能力评估模型的优化方法,并通过算例验证了本文方法的有效性和实用性。
2021年06期 v.33;No.209 121-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 864K] [下载次数：223 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 李明;
针对传统移相全桥损耗大、结构复杂等缺点,本文设计了一种新型无源箝位移相全桥变换器。通过一个辅助电容和两个辅助二极管即可实现全软开关的功能,次级采用无源箝位电路吸收并利用漏感能量,无需增加主动控制器,无耗能元件,因此结构简单、系统损耗小、占空比丢失少。同时基于光伏电源设计了控制策略,改进了最大功率追踪。最后通过MATLAB进行仿真验证,结果表明所提的拓扑结构开关管电压应力减小,最大功率追踪抗扰动性能良好,升压效果明显,响应速度快,无超调且纹波系数小,适用于光伏发电等对变换器输入输出增益及功率密度要求较高的应用领域。
2021年06期 v.33;No.209 126-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 2013K] [下载次数：163 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘海涛;李蕊;孙丽敬;徐旖旎;熊雄;吴鸣;
为应对直流微电网内大功率扰动,提出一种应用分布式超级电容提升直流微电网等效惯量、实现暂态功率平滑的协调控制方法。该方法就地测量直流母线电压与超级电容电压,使超级电容电压快速跟踪直流母线电压,实现超级电容的功率平滑与电容电压控制功能。当多个超级电容接入系统时,通过对分布式超级电容的电压标幺参考值的设计,将系统所需的等效惯量按照各超级电容所能提供的最大惯量比进行合理分配。最后基于PSCAD/EMTDC搭建了直流微电网仿真算例验证所提出的控制方法,结果表明该方法可以提升系统惯量,实现多分布式储能的协调控制。
2021年06期 v.33;No.209 134-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K] [下载次数：324 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ] - 何平;李桂鑫;
清洁能源接入比例和终端电气化率的快速提升给城市电网带来了新的挑战,亟需研究城市电网形态演化规律,并为城市电网的发展提供针对性建议。首先,从设备网架层面、通信调控层面、市场服务层面分析城市电网受到的挑战;其次,从源-网-荷角度分析,梳理出围绕灵活性展开的城市电网演化主线;再次,从灵活性角度出发,研究新形态城市电网在清洁能源消纳能力、电网经营效益、可靠运行能力、多元服务能力四个方面的特征,并提出以灵活性提升为指引的发展目标和具体任务;最后,建立指标集评价新形态城市电网发展情况。
2021年06期 v.33;No.209 143-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 840K] [下载次数：675 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ]