电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 基于轨迹灵敏度的DFIG直流过电压优化

    李生虎;赵启锐;朱争高;陈东;

    电网故障后电压下降,可能导致双馈感应发电机DFIG(doubly-fed induction generator)直流过电压,可确定有效控制参数以降低直流电压。首先,提出DFIG直流电压轨迹灵敏度的解析表达;然后,定义峰值相对轨迹灵敏度指标,确定对直流电压影响较大的参数;最后,提出直流电压优化模型,以直流电压峰值与直流电容为目标,以轨迹灵敏度为一阶梯度信息,并通过BFGS算法近似构造海森矩阵,采用内点法对选取参数迭代求解。仿真结果表明,同时优化直流电容和变流器参数,可以在限制直流电压前提下减小电容取值,且故障切除后直流电压恢复速度加快。

    2022年08期 v.34;No.223 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 942K]
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  • 基于支路功率估计的配电网拓扑识别

    郭少飞;李铁成;陈天英;张卫明;李泽;吴巨豪;

    快速准确的拓扑识别是保障电网安全、稳定和经济运行的重要基础。针对现有拓扑识别方法所需量测冗余、设备成本高、难以适应网络结构的快速变化、耗时长等问题,提出一种基于支路功率估计的配电网拓扑识别方法。首先,基于回路分析法和叠加定理,利用独立回路附加功率完成对支路功率的初步估计。然后,引入功率损耗构建支路功率修正方程,根据精确的修正支路功率列举较优匹配拓扑及其邻拓扑。最后,通过与有限的量测数据比较选出最佳匹配网络拓扑。所提方法所需量测较少,其功率修正与合理枚举同时兼顾了识别精度与计算效率。通过环网和辐射网的算例验证表明,该算法在不同量测误差下均具有与现有算法相当的识别准确度和更高的时效性,实用性强。

    2022年08期 v.34;No.223 8-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1061K]
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  • 供电走廊受限的城市中心负荷交直流改造综合评估

    彭宇轩;陈春;曹一家;李秋燕;

    将配电馈线进行直流改造可有效解决原交流配网中负荷增大、供电走廊紧张的问题。在同一输电走廊下,直流可传输更大的容量,提高末端电压。基于此提出了在城市重点负荷处进行升级改造的3种方案。基于经济性、供电能力、网损、供电可靠性与短路电流裕量等指标建立配电网综合性能评估模型,利用仿真软件Digsilent/Powerfactory搭建仿真模型进行数据计算和验证,使用熵权法和改进的TOPSIS法对每个方案模型进行综合评价。结果表明,采用双侧输电线路同时进行直流改造的方案,综合效益最优。

    2022年08期 v.34;No.223 27-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K]
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  • 基于关系探索和KTBoost的暂态稳定裕度评估

    王强;刘炼;陈浩;

    为了充分挖掘电网运行数据中的信息,进一步提高暂态稳定预测的精度,提出了一种基于关系探索和核-树联合提升KTBoost(combined kernel and tree boosting)的暂态稳定裕度评估方法。首先,考虑特征与暂态稳定裕度指标之间的相关性以及特征之间的冗余性和协同性,将信息论和施密特正交化相结合,以此筛选出关键电网运行特征,降低无关变量的干扰。然后,利用KTBoost算法建立关键特征量和暂态稳定裕度指标的映射关系,生成KTBoost驱动的暂态稳定裕度评估模型。最后,通过算例分析表明,所提方法不仅能够实现高精度的暂态稳定评估,且具有较强的鲁棒性和泛化能力。

    2022年08期 v.34;No.223 35-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1039K]
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  • 随桥敷设高压电缆接头结构层温升与载流特性研究

    王根成;闫循平;李捍平;张振鹏;

    针对随桥敷设高压电缆的特殊运行工况,开展了高环境温度对中间接头温升与电缆载流量特性影响的研究。建立了220 k V随桥敷设高压电缆中间接头结构层温度场有限元仿真模型,分析了环境温度、电缆接头防水结构、桥梁梁厢空气对流等因素对中间接头结构层温度分布与载流量特性的影响规律。结果表明:环境温度是影响电缆接头温升过程与载流量的最重要原因,当桥梁梁厢环境温度由30℃提升至50℃,电缆流量降低了18.8%。在高环境温度下,提高桥梁梁厢空气流速可以有效抑制中间接头结构层温升,提高电缆载流量。所提出的高环境温度条件下随桥敷设电缆中间接头载流量的安全域,可为全球能源互联网跨海、跨河桥梁高压电缆安全可靠运行奠定理论与实验基础。

    2022年08期 v.34;No.223 44-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 939K]
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  • 计及氢气天然气混合运输的氢耦合综合能源系统优化调度

    邱彬;慕会宾;王凯;张志超;杨桢;

    针对风光等可再生能源出力不确定性大、无法消纳而导致弃风弃光等问题,以及电力负荷波动对上游电网产生的不利影响,提出一种计及氢气天然气混合运输的氢耦合综合能源系统优化调度模型。首先建立综合能源系统中各部分机组出力模型,然后构建以氢气为媒介的氢储能系统,并完善了综合能源系统中电-氢-气间耦合,以提高系统运行经济性和增大可再生能源消纳为目标进行整体框架搭建,最终实现平抑负荷波动,达到电力供应需求削峰填谷的要求。根据不同场景和方案下的算例分析,验证了所提优化调度模型的能源利用效率高、消纳可再生能源能力强以及总体运行费用低的优点。

    2022年08期 v.34;No.223 51-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1009K]
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  • 台风天气下提升配电网韧性的储能规划策略

    于艾清;金彪;王育飞;

    极端天气易使配电网遭受巨大经济损失,储能在抵御灾害时具有响应快、灵活性高等特点,能够有效帮助配电网提高韧性强度,减少经济损失,为此提出了提升配电网韧性的储能规划策略。首先基于PHM理论构建了架空线路故障率模型,并以台风为例分析了影响线路故障率的多种协变量。其次,通过“馈线分区”的方式,对配电网各分区进行韧性评估,并在此基础上,构建提升韧性的储能两阶段规划模型,采用列约束生成算法(C&CG)进行求解。最后,以某低压台区配电网为算例进行仿真。仿真结果表明,采取的储能规划方案能在控制投资成本的同时提升配电网韧性。

    2022年08期 v.34;No.223 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 993K]
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  • 适用于发电系统Well-being评估的改进交叉熵方法

    陈凡;王宇琦;刘海涛;赵美莲;陈刘明;

    交叉熵法CEM(cross entropy method)用于电力系统Well-being评估时可能出现临界指标收敛速度低于风险指标收敛速度且差距较大,导致出现系统状态抽样效率低下的问题。针对此问题,提出了一种兼顾风险指标和临界指标收敛性的多目标交叉熵方法 MCEM(multi-objective cross entropy method)。该方法通过分别计算针对风险指标和临界指标的随机变量最优分布参数,引入权重系数获取兼顾多指标收敛特性的随机变量综合分布参数,再基于综合分布参数抽取系统状态。同时针对含多状态随机变量的电力系统Well-being评估问题,提出了扩展多目标交叉熵法EMCEM(extended multi-objective cross entropy method)。最后,以IEEE RTS79系统为例进行算例分析,算例结果验证了所提出的MCEM和EMCEM的有效性。

    2022年08期 v.34;No.223 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K]
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  • 直流互联群微网系统的协调控制策略

    林艳艳;肖宏飞;刘光宇;叶林飞;

    针对群微网系统网间实时交换功率不稳定、公共交流母线电压易波动等问题,提出一种基于直流互联的群微网协调控制策略。该策略将子网电源与互联换流器进行联合调度。互联换流器的有功功率与所在子网电源的有功功率同步调节,在群微网系统内实现有功平衡;互联换流器的无功输出与所在子网电源的无功功率同步调节,在子网内实现局部的无功平衡。以双网及三网系统为例,采用所提策略在阻感负荷波动、无功负荷扰动、电源故障等情形下进行仿真验证。研究表明,采用所提策略可充分利用互联换流器参与子网的功率平衡控制,实现网间交换功率按指定值输送,维持子网公共交流母线电压稳定。

    2022年08期 v.34;No.223 77-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1215K]
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  • 强风覆冰环境下10 kV架空线路舞动特性

    祖国强;郑悦;姚瑛;杨磊;王志会;刘勇;

    强风、覆冰等恶劣天气下10 kV架空线路运行可靠性直接关系配电网供电稳定性。以典型10 kV配网架空线路实际参数搭建了三维有限元仿真模型,利用ANSYS Workbench软件中的Static/Transient Structural模块对不同覆冰载荷与风力等级作用下线路舞动形变位移、应力分布和舞动频率特征进行分析。结果表明:风速、风向与覆冰对线路舞动时的形变位移、应力特征影响明显,对舞动频率的影响较小。研究结果有助于提升强风覆冰极端天气下10 kV配网线路故障防范与运维水平。

    2022年08期 v.34;No.223 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 875K]
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  • 基于电压变化特征的110 kV线路断线故障自适应判别方法

    陈永明;刘昶;李静;杨茹;侯超;姚鹏;

    随着110 kV输电线路规模的迅速扩大,断线故障时有发生,但目前针对此断线故障缺乏系统的理论研究。为此,对110 kV单电源供电线路在不同情况下的单相断线故障识别方法开展了研究。首先,采用对称分量法分析了110 kV线路上发生6种单相断线情况的故障电气量变化特征,总结得出故障电流和电压变化的一般规律。在此基础上,提出了一种110 k V线路自适应断线故障判别方法,该方法采用变压器低压侧负序电压的变化作为断线保护的启动判据,根据系统零序阻抗与正序阻抗的比值自适应地调整电压动作值的断线保护动作判据,并基于变压器高压侧相电流突变量实现短路闭锁。最后,建立了110 kV线路各种情况下的单相断线故障仿真模型。仿真结果验证了该方法的理论正确性与可行性。

    2022年08期 v.34;No.223 93-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K]
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  • 基于NILM的家庭电器能效评估方法

    翟术然;孙虹;吕伟嘉;马骁;乔亚男;卢静雅;

    为获取并评估用户内部各用电器能效情况,提出基于非侵入式负荷监测NILM(non-intrusive load monitoring)的家庭电器能效评估方法。首先采用基于负荷事件的NILM,获取个性化能效评估所需的精细化用电数据。进而通过积累电器级用能数据,分析用户的用电特性,得到多类型用户的典型用能规律,并结合地理信息和天气数据总结分析用户用电需求。同时,根据使用目的和工作机理将家庭用电器进行分类,并分别构建了相应的家庭用电器能效评估模型。算例结果表明,所提方法可向用户提出具有针对性的用电建议,优化用户用电行为。

    2022年08期 v.34;No.223 102-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 919K]
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  • 城市电热综合能源系统分布式鲁棒经济调度

    吴潇雨;孔维政;代红才;

    可再生能源波动性和热力系统运行特性对城市电热综合能源系统的经济调度影响显著。基于分布式鲁棒理论、热力管网和分布式蓄热设备的介质温度特性,提出了一种城市电热综合能源系统分布式鲁棒经济调度模型。通过合理利用热力系统灵活调控特性,可有效降低运行成本、提高风电消纳水平。同时,通过分布式鲁棒优化理论,得到可再生能源出力最恶劣概率分布下的经济调度方案,有效提升风电消纳的安全性。最后,通过算例验证了所提模型的有效性。

    2022年08期 v.34;No.223 110-117+129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1137K]
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  • 基于一致性算法的微电网谐波功率均分控制方法

    江世明;唐杰;

    针对传统谐波均分控制策略难以适用拓扑结构复杂的微电网,而现有控制方法通常需要在谐波均分精度和电压质量之间进行折衷的问题,提出一种基于一致性算法的自适应虚拟阻抗重构方法,通过引入输出电压谐波分量反馈控制和谐波阻抗重构因子自适应控制,自适应重构逆变器谐波阻抗,以实现谐波电流均分,并提高微电网的电压质量。所提控制方法无需检测线路阻抗和微电网结构,能适用于结构变化的、含复杂拓扑的微电网。最后,通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。

    2022年08期 v.34;No.223 118-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1322K]
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  • 基于均值聚类算法的电力现货市场报价行为分析

    周华锋;刘映尚;彭超逸;许丹莉;

    随着电力市场建设的不断深入与完善,发电商在现货市场中的报价行为监管问题已经成为电力市场化改革中的关键问题。为此,提出一种基于均值聚类算法的现货市场报价行为分析模型。首先,系统性地介绍了现有的发电商报价行为分析指标,在此基础上提出机组簇报价曲线相似度及机组簇报价持留水平等指标。然后,使用新指标与均值聚类算法对现货市场报价行为进行分析,同时使用报价行为分析结果对均值聚类算法进行改进,克服了传统均值聚类法需要人为指定聚类簇心的缺陷,减少了算法在初值及参数设置上的随机性,提高了算法的效率。最后,以我国某地区电力现货市场的模拟运营数据为例,有效地识别出了其中具有市场力操纵行为的发电商,验证了模型的可行性和适用性。

    2022年08期 v.34;No.223 130-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K]
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  • 谐波源建模现状及新型电力系统下的发展趋势

    张逸;孟祥亮;刘必杰;

    构建合理的谐波源模型有助于深入分析谐波源机理、准确评估接入影响,指导谐波问题的治理。首先将现有谐波源建模方法分为基于机理分析的方法、基于概率统计的方法和基于机器学习的方法,并以此为出发点归纳总结了现有的谐波源模型及其应用场景。其次,阐述了新型电力系统中的超高次谐波现象、次同步谐振现象以及谐波耦合交互现象,指出现有谐波源模型在相关方面的研究仍需深入,并讨论了模型理论研究的工程化应用以及模型的评价机制。最后,指出谐波源模型高频化模型的进一步研究、机器学习在建模领域的深度应用以及谐波源模型在其他领域的应用是未来研究的发展趋势。

    2022年08期 v.34;No.223 139-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 917K]
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  • 考虑指标特性的区域电网电能质量评估方法

    朱明星;张毅恒;张华赢;吴显;赵誉洲;

    针对传统电能质量评估方法计算量大、忽略电能质量指标关联性、场景性以及短板性的问题,提出了一种基于BWN(best-worst network)-熵权算法的区域电网电能质量综合评估方法。首先根据区域电网特点,构建了电能质量评估体系;其次依据各监测点下主要负荷类型,利用BWN算法得到不同场景下各指标的主观权重,综合熵权法计算结果得到各指标的组合权重;再考虑实际工程应用中的电能质量指标存在短板效应,对电能质量监测点数据进行归一化和修正处理后再计算评估值,并采用特征值法从时空维度完成了区域电网的电能质量综合评估;最后通过对实测数据的分析,验证了本文所提方法较传统方法降低了计算量、考虑了指标特性的同时,可以合理有效地评估各监测点以及整个区域电网的电能质量。

    2022年08期 v.34;No.223 150-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 962K]
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  • 自主水下航行器能源系统技术综述

    方红伟;李紫嫣;

    自主水下航行器AUV(autonomous underwater vehicle)在海底作战、科学勘探和海洋资源调查等诸多方面发挥着重要作用。从电池能源和环境能源两方面对自主水下航行器的动力来源进行分类,介绍对应的AUV能源系统,总结现有国内外典型AUV的能源方案。分析现有电池能源的主要特性,并从数据采集、荷电状态预测、均衡电路三方面探讨电池管理系统。分析环境能源用作自主水下航行器动力电源的工作原理,比较各种环境能源的可行性方案并指出其优缺点及技术难点。同时,讨论自主水下航行器动力能源优化及发展的方向,以期为自主水下航行器能源动力的发展提供有用参考。

    2022年08期 v.34;No.223 18-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 922K]
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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

    2022年08期 v.34;No.223 26页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K]
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  • 关于量和单位

    <正>1.量的符号一般为单个字母,并一律采用斜体(p H例外)。必要时,可在量符号上附加角标。2.在表达量值时,在公式、图、表和文字叙述中,一律使用单位的国际符号,且均用正体。3.不可修饰单位符号,如:加缩写点、角标、复数形式。4.在图和表中,特定单位表示量的数值时,用量与单位相比形式,如:L/m,m/kg,cB/(mol·dm-3)。5.不能把ppm、pphm、ppb、ppt、rpm等缩写字作单位使用。6.词头不得独立使用,也不能重叠使用。如:μm,不用μ;p F,不用μμF。

    2022年08期 v.34;No.223 76页 [查看摘要][在线阅读][下载 706K]
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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。2.作者署名和工作单位(1)作者姓名署于题名下方,团体作者的执笔人也可标注于篇首地脚或文末。

    2022年08期 v.34;No.223 109页 [查看摘要][在线阅读][下载 726K]
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