电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 基于双电压互感器的DPFC线路距离保护新方法

    曹建伟;黄志华;张新雨;刘莹;张磊;李斌;

    为解决分布式潮流控制器接入输电线路后,单一电压互感器与线路电流互感器构成的保护元件无法兼顾故障方向与区内外故障正确判别的问题,提出分布式潮流控制器接入线路距离保护的新方法。此方法在原有单一电压互感器、单一电流互感器的基础上再增加1个电压互感器构成保护元件,得到母线侧与线路侧两处的电气量,利用母线侧的电压互感器进行故障方向判别,线路侧的电压互感器进行区内外故障识别。PSCAD/EMTDC仿真验证表明,此方法可以正确对故障方向和区内外故障进行判别。

    2022年09期 v.34;No.224 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 955K]
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  • 不接地系统同名相两点接地故障工频特征及选线

    张宗熙;薛永端;董立明;蔡卓远;

    针对不接地系统偶发两出线相继接地故障处理难题,利用故障前后工频电气量信息,提出了一种适应于不接地系统同名相两点接地故障的选线方法。通过建立不接地系统同名相两点接地故障复合序网,推导出母线零序电压、接地点故障电流、各出线零序电流和无功功率等工频电气量随两个接地点过渡电阻的变化规律。在此基础上,分析了原有选线方法的适应性问题,并提出了基于两阶段无功功率方向的选线方法。最后,通过仿真验证了同名相两点接地故障特征与所提方法的可行性。

    2022年09期 v.34;No.224 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 966K]
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  • 基于STL与MMoE多任务学习的区域多光伏电站超短期功率联合预测方法

    王本涛;白杨;邢红涛;徐岩;

    随着光伏并网容量的不断增加,准确的光伏功率预测对电网安全稳定运行意义重大。本文提出一种基于季节性分解与MMoE多任务学习的区域多光伏电站超短期功率联合预测方法。首先,通过季节性分解获得光伏功率的周期分量、剩余分量与趋势分量。其次,提出MMoE-LSTM-Attention网络来挖掘同一区域内不同光伏电站剩余分量与趋势分量之间的相关性,进行剩余分量与趋势分量的预测。最后,将分量进行汇总,得到光伏电站超短期功率预测结果。相较于传统基于硬共享机制的多任务学习模型,MMoE模型能够自动调整任务目标和任务间关系的参数权重。注意力机制能够进一步优化子任务的特征提取能力。在DKASC数据集上进行了算例实测,分别验证了季节性分解、MMoE多任务学习模型及注意力机制在区域多光伏电站功率预测问题上的有效性。

    2022年09期 v.34;No.224 17-23+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 965K]
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  • 基于工作点在线计算的双馈机组网侧变流器高电压穿越控制

    王耀函;张扬帆;宋鹏;刘辉;吴林林;张瑞芳;

    为保证电网运行的安全与稳定性,避免电网电压骤升时风电机组从电网中解列,需提升风电机组高电压穿越的能力。为快速抑制高电压故障时网侧过调制引起的电压、电流冲击,首先确定电网电压骤升时网侧变流器安全运行区域。在此基础上,在线计算双馈风电机组在不同电网电压条件下的高电压穿越稳态最佳工作点,以保证网侧过调制时间最短。同时,设计了参数补偿模块以消除稳态工作点误差。仿真结果表明,该控制策略保证风电机组在电网电压故障骤升期间不脱网运行,能够根据电网要求提供一定的无功支撑,且提升了双馈风电机组在故障穿越期间的响应速度及稳态控制效果。

    2022年09期 v.34;No.224 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 973K]
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  • 考虑可控负荷的光热电站和风电系统调度策略

    张腾飞;田书;郭成威;

    随着风电并网规模不断增大,为解决其随机性及波动性导致弃风现象严重的问题,提出了考虑可控负荷的含储热光热电站和风电系统调度策略。该模型将电加热装置与储能系统一起视为需求侧灵活性资源,充分利用其快速调峰能力,与火电机组及光热电站配合,共同参与到风电系统调度中。模型考虑使用电加热装置时产生的能量损耗对系统的影响,以系统运行成本和弃风量最小为目标,求解最优储热容量和电加热装置最大功率,以及系统日前调度计划。以4种已有调度模型作为对比,对西北地区一典型日实测数据进行算例分析,结果表明所提调度策略能够在降低系统运行成本的同时,进一步提高风电消纳。

    2022年09期 v.34;No.224 32-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 979K]
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  • 源荷不确定性下考虑策略投资者Stackelberg均衡驱动的输电投资与规划分析

    叶洪波;王高琴;

    “双碳”背景下新能源渗透率提高,省内断面潮流越限问题日趋严重。为解决仅通过金融输电权市场无法缓解阻塞的问题,以及为规划建设部门及调度运行机构提供可靠的长期阻塞管理方案,本文考虑源荷不确定性,建立了基于市场驱动的发电商、用户作为输电网策略性投资主体的Stackelberg均衡模型。本文设计通过金融输电权收益和现货市场收益回收成本的方式驱动策略投资者选择最佳投资策略,研究策略投资者如何在最小化输电投资成本和市场多投资者存在下的最小化调度成本机制之间达到均衡。算例分析验证了本文基于市场驱动的输电网投资的阻塞缓解效果,并分别讨论了不同投资主体方案、金融输电权价值及源荷不确定性对输电网投资扩建的影响。

    2022年09期 v.34;No.224 40-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 984K]
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  • 基于换流驱动电路的直流断路器关键技术研究

    赵北涛;王珍珍;范瑞卿;于清源;

    针对直流断路器存在的预充电系统电压过高、充电困难或运行损耗大、系统复杂等问题,本文提出一种适用于直流断路器的换流驱动电路。研究其工作原理,建立换流过程的状态方程形式的数学模型,研制了换流驱动电路的两大核心部件——自动供电系统和基于半导体器件的双向快速开关,通过短路故障开断实验验证了换流驱动电路在机械式和混合式直流断路器中的通用性,提高了换流驱动电路的工程实用性。相比现有换流技术,该拓扑具有微损耗、成本低且通用于机械式和混合式直流断路器的优势。

    2022年09期 v.34;No.224 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1040K]
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  • 不同工况下带电作业绝缘毯局部放电及击穿特性

    张玮亚;陈中;宫衍平;王舒凡;

    为掌握带电作业绝缘毯在不同工况下的局部放电及击穿特性,选用了10 kV绝缘毯作为研究对象,测量其在80°C热老化、20~80°C温度区间及不同浸水时长条件下的局部放电起始电压及击穿电压参数。结合直流电导率测试、宽频介电响应及红外光谱分析等方法,揭示了温度及热老化对不同工况下绝缘毯性能的作用机理。结果表明,绝缘毯应避免在80°C及以上温度使用,且当温度高于40°C时应注意其绝缘性能降低所产生的风险。

    2022年09期 v.34;No.224 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 950K]
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  • 光伏并网逆变器谐波特性分析与谐波电流抑制

    江悦;曹旌;梁刚;马占军;田圳;肖朝霞;

    考虑光伏并网逆变器功率器件的死区效应和非理想开关特性,分析基于双极性正弦脉冲宽度调制三相逆变器输出电压的谐波特性,推导计及功率器件死区效应与开通关断延时的逆变器输出误差电压定量计算公式,建立包含逆变器输出误差电压的两相静止坐标系下三相LCL型并网逆变器的受控电流源等效电路模型,提出基于光伏并网逆变器功率控制的虚拟阻抗控制器设计方法,以抑制谐波电流并确保光伏逆变器最大功率输出。Matlab/Simulink仿真表明并联的虚拟阻抗控制可有效抑制谐波电流。

    2022年09期 v.34;No.224 64-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1077K]
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  • 融合量测重构的RGAN-UKF智能电网状态估计模型

    李海英;裴康鑫;

    针对电力系统量测数据不完整导致状态估计失效进而危害智能电网安全经济运行的问题,本文提出一种融合量测重构的残差生成对抗网络-无迹卡尔曼滤波状态估计方法,以进行电力系统状态估计。首先,分析模型重构量测的基本工作原理,以重构不完整量测数据;然后,结合Holt’s双参数平滑法与无迹卡尔曼滤波方法,构造了融合重构量测的动态估计方法;最后,在IEEE 30节点系统进行仿真,验证了所提方法的可行性和有效性。

    2022年09期 v.34;No.224 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 965K]
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  • 永磁起动/发电机在弱磁条件下磁场与涡流损耗分析

    王晓远;梁慧静;李天元;赵晓晓;

    涡流损耗是导致永磁同步电机热退磁的主要原因,同时电动汽车应用场合常处于弱磁状态,对比不同转子结构的永磁同步电机在弱磁状态时的涡流损耗具有研究意义。本文选取内置式V型和双V型两种转子结构的35 kW的永磁同步电机为研究对象,在永磁体用量与分块相同的前提下,建立二维有限元模型,分析不同弱磁条件下的两种转子永磁同步电机磁场变化规律与永磁体涡流损耗之间的关系。结果表明,在相同弱磁条件下,双V型转子结构的电机凸极率大28%,弱磁性能好,永磁体磁体涡流损耗小40%。最后,制作V型转子集成起动/发电机样机,并采用空载反电势压降法进行实验,实验结果与仿真结果趋势相同,验证了仿真分析的有效性。

    2022年09期 v.34;No.224 81-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 978K]
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  • 基于CLH-SOFC气转电技术的热电解耦IES优化调度

    邱彬;门佳丽;王凯;慕会宾;杨桢;

    针对热电联产机组热电比恒定导致其出力水平较低,以及电力负荷波动对上游电网产生的影响,本文提出一种基于化学链制氢与固体燃料电池相结合的气转电技术的热电解耦综合能源系统优化调度模型。首先在传统热电联产机组中加入有机朗肯循环余热发电装置,在电力负荷需求高峰时段将部分余热转化为电能,提高燃气轮机出力,同时加入化学链制氢与固体燃料电池相结合的集成系统增强电-气耦合,进一步起到平抑电负荷波动,达到削峰填谷的目的。根据算例分析,在3种场景下进行对比,结果表明,本文提出的热电解耦模型在提高系统运行经济性、减少负荷波动对上游电网影响等方面具有优越性,并进一步提高了能源利用效率。

    2022年09期 v.34;No.224 88-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K]
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  • 一种基于协议容量分配的工业园区用户谐波电流限值分摊方法

    严静;林锐;张嫣;

    电力系统谐波是评价电能质量的重要指标之一,目前通用的谐波用户干扰强度评估的对象为接入同一节点的多谐波用户。为研究辐射型接线方式下的工业园区用户谐波限值的分摊方法,本文提出一种基于用户协议容量分配用户谐波电流允许值的优化算法。首先,对接入同一根节点的用户,按照各自协议容量大小来计算谐波电流允许值的分配原则;然后,分析节点谐波电压、谐波电流评价指标不大于国标规定阈值等约束条件;最后,通过实际算例与传统计算方法进行对比,验证该优化算法具有提高谐波限值总指标的利用率、降低节点谐波电压超标风险等优势。

    2022年09期 v.34;No.224 96-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 880K]
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  • 考虑周期损耗的储能-火电联合调频策略

    于会群;靳东辉;彭道刚;王雷;戚明鑫;林涛;

    针对储能参与电网调频,本文提出了一种考虑周期损耗的储能-火电联合调频策略。该调频策略分为两层,在上层结合预测波动数据,以储能和火电的调频损耗最小为目标,确定对应时间段内功率经济运行的参考值,并下发给下层;下层结合电网运行参数和储能荷电状态等数据,实现对自动发电控制指令在系统间的最优比例分配。通过改进差分进化算法对模型进行求解,结果表明,所提调频策略可以在兼顾系统经济性和储能状态下,实现对系统频率的有效调节。

    2022年09期 v.34;No.224 102-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K]
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  • 考虑风速影响的双馈风机调频建模及稳定性分析

    李永刚;贺梦娟;刘静利;晋飞;

    由于实际运行中风速的随机性和不确定性,针对风速变化对不同控制策略下双馈风机系统运行稳定性和调频效果影响进行研究,可为多工况下调频控制方法的选择提供依据。首先,分析双馈风机系统的基本控制模型,比较虚拟同步机和下垂控制调频机理的联系和区别;其次,评估不同风速下双馈风机系统的有效调频动能,建立包含风速变量的双馈风机调频系统小信号模型,并在此基础上推导出风机系统等效惯量和风速的耦合关系,根据伯德图和特征根的根轨迹图分析初始运行风速对虚拟同步机和下垂控制双馈风机系统调频动态特性的影响,确定虚拟同步机控制的临界振荡风速;最后,利用DIgSILENT进行时域仿真,验证理论分析的正确性。

    2022年09期 v.34;No.224 110-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1159K]
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  • 基于合作博弈的黑启动电源双层容量配置

    黄永红;孔维健;梅婷;李静;马海霞;

    碳中和政策下光伏储能得到了快速发展,而光伏储能参与黑启动具有光伏出力波动性和储能荷电状态随机性的问题,在此背景下提出了新的光储容量配置策略。首先,从被启动机组的辅机需求构建黑启动容量需求的内层模型,针对光储作为黑启动电源出力不稳定的问题,在黑启动电源侧配置备用储能。基于内层模型中的容量需求构建基于合作博弈的光储外层容量配置模型,并将光伏通过碳交易获得的收益纳入总收益中,以光储总体经济性最优为目标,利用天牛须搜索算法求解合作博弈下最优容量配置。最后,结合镇江地区的实际情况进行容量配置,仿真结果验证了所提方法可有效提高黑启动电源经济效益,其配置结果可使黑启动可行性与光储经济性之间达到最佳平衡。

    2022年09期 v.34;No.224 121-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 925K]
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  • 基于自然梯度提升的静态电压稳定裕度预测及其影响因素分析

    王强;陈浩;刘炼;

    为提升电压稳定裕度预测的精准度和增强预测模型的可解释性,将自然梯度提升算法与沙普利值加性解释理论应用于电压稳定裕度预测中。以离线样本为基础,采用自然梯度提升算法探索运行状态变量与电压稳定裕度间的非线性映射关系,构建自然梯度提升驱动的电压稳定裕度预测模型。然后,引入沙普利值加性解释理论对自然梯度提升模型进行解释,构建基于沙普利值加性解释理论的电压稳定裕度预测影响因素分析架构,并通过全局分析和个体分析两个角度,给出各特征量对于电压稳定裕度预测的具体影响过程,挖掘出导致系统电压稳定裕度降低的关键因素。在新英格兰39节点系统上的算例分析结果表明,与其他算法相比,自然梯度提升不仅具有最佳的预测精度,还拥有良好的鲁棒性与泛化能力,并且基于沙普利值加性解释理论的影响因素分析架构为电压稳定裕度预测提供了依据和支撑。

    2022年09期 v.34;No.224 130-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 946K]
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  • 基于区块链的多互联微电网分布式协调优化调度

    曹正斐;张忠辉;董治成;张文睿;丁晋晋;

    为实现多互联微电网新能源优势互补、高效消纳,提出一种基于区块链技术的多微电网互联三级两阶段协调调度优化方法。首先,根据不同的调度级别设计了基于区块链的多区域微电网分布式协调调度框架;然后,将多区域微电网互联优化问题分解为两阶段优化调度模型,在日前预调度阶段制定日前预调度计划,实现互联区域全局经济性最优;在实时调控阶段考虑微电网内新能源实时出力的不确定性因素,针对日前计划电量和实际交易电量调控偏差进行滚动优化控制;其次,采用列约束生成算法对两阶段问题进行交互迭代求解;最后,算例分析表明,所提方法不仅能有效降低多重不确定性对互联系统安全运行及新能源消纳的影响,而且提高了互联区域的经济收益。

    2022年09期 v.34;No.224 138-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1027K]
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  • 自耦变压器投入导致距离保护误动分析及改进

    林国松;张硕;权伟;李原;

    为研究涌流对牵引变电所距离保护的影响,本文对1次单线AT供电线路的分区所自耦变压器合闸导致牵引变电所距离保护误动作情况进行分析。根据本次误动线路搭建电路模型,理论分析励磁涌流及和应涌流产生的原因,并对故障前后的电压、电流波形进行阻抗与谐波分析,得出了牵引变电所距离保护误动作的原因。为了避免牵引变电所距离保护误动作再发生,提出采用3次谐波闭锁距离保护的改进方案,可有效避免因2次谐波闭锁失效导致的距离保护误动。基于Matlab/Simulink仿真验证了改进方案的可行性。

    2022年09期 v.34;No.224 146-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 920K]
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  • 基于Tamura-HOG纹理特征与矩特征融合的配网电缆终端故障诊断方法

    魏亚军;李开灿;董振;

    针对现有的配网电缆因局部放电随机且复杂导致故障诊断尚存不足的问题,本文提出了一种融合局部放电谱图的矩特征、Tamura纹理特征和方向梯度直方图特征的特征提取方法。该方法从形状特征、全局和局部方向纹理特征3方面更加全面地表达局部放电谱图特征,对局部放电谱图的矩特征、Tamura和方向梯度直方图纹理特征进行提取与融合,结合自适应提升算法、后馈神经网络和支持向量机算法均可以实现识别准确率较高的故障诊断效果。然后,将本文方法与后馈神经网络、支持向量机及卷积神经网络、栈式自编码器深度学习算法进行识别对比,结果表明,自适应提升算法的识别准确率最高、耗时最短,具有良好的通用性和稳定性,为配网电缆的故障诊断提供了新的方法。

    2022年09期 v.34;No.224 153-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 904K]
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  • 关于论文中的图

    <正>1.图要精选,应具有自明性,切忌与表及文字表述重复。2.图要精心设计和绘制,要大小适中,线条均匀,主辅线分明。3.坐标图标目中的量和单位符号应齐全,并分别置于纵、横坐标轴的外侧。4.图中的术语、符号、单位等应与表格及文字表述所用的一致。

    2022年09期 v.34;No.224 16页 [查看摘要][在线阅读][下载 686K]
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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。

    2022年09期 v.34;No.224 39页 [查看摘要][在线阅读][下载 703K]
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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(pH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,

    2022年09期 v.34;No.224 56页 [查看摘要][在线阅读][下载 723K]
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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 m A不必写成1.5 m A~3.6 m A。4.偏差范围:(25±1)℃不写成25±1℃;(85±2)%不写成85±2%。

    2022年09期 v.34;No.224 72页 [查看摘要][在线阅读][下载 723K]
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  • 关于分类号、引言和结论(篇尾)

    <正>1.分类号(1)为便于检索和编制索引,按《中国图书资料分类法》对每篇论文给出分类号。(2)一篇涉及多学科的论文,可以给出几个分类号,主分类号应排在第1位。2.引言(篇首)(1)引言的内容可包括研究的目的、意义、主要方法、范围和背景等。应开门见山,言简意赅,

    2022年09期 v.34;No.224 158页 [查看摘要][在线阅读][下载 702K]
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