电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 基于多状态模型的风电参与提供备用容量机组组合优化

    张葆青;王晶;杜鹏;李坤;

    高渗透率的风电使发电侧对柔性调度的需求不断增加,为满足日益增长的系统备用容量需求,提出风电参与提供备用容量。首先,根据风电功率的预测概率分布,以及不同时刻、不同风电场之间的相关性,建立了不同风电场的多状态模型;其次,基于所提出的多状态模型,对风电向上、向下备用容量进行了定量分析;然后,将风电可调备用容量应用于随机日前机组组合模型中,通过平衡发电经济性和风电调度裕度来确定最优备用容量计划。在所提日前机组组合模型中,计及日前预测风电功率和可能的实时变化,仿真分析验证了该方法的有效性。

    2022年12期 v.34;No.227 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 962K]
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  • 基于信号注入法的主从式消弧线圈柔性补偿控制策略

    林凡勤;杨晶晶;孙华忠;翟一鸣;邹贵彬;

    为解决对地电容测量结果不精确、消弧线圈控制复杂、补偿效果和熄弧能力有限等问题,本文提出一种基于信号注入法的主从式消弧线圈柔性补偿控制策略。以一种对地电容测量新方法为基础,基于开关投切的主从式消弧线圈为载体,采用预随调式控制方式,在系统正常运行时进行对地电容的实时测量和消弧线圈的在线调整。在发生单相接地故障时,通过开关动作将消弧线圈迅速调整为全补偿状态,从而实现配电网不同运行方式下单相接地电容电流的精准补偿。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提控制策略的有效性进行了验证。

    2022年12期 v.34;No.227 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 876K]
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  • 多智能体深度强化学习的分布式园区综合能源系统经济调度策略

    张帆;武东昊;陈玉萍;冯文波;张有兵;张雪松;

    为解决综合能源系统内不同种类能源间复杂的耦合关系,以及综合能源系统内的多能互补与经济运行存在困难这一问题,本文提出一种以最优经济运行为目标的分布式园区综合能源系统优化调度架构,并采用基于数据驱动的多智能体深度Q网络对其进行求解。所提方法通过深度强化学习中的神经网络读取综合能源系统中的信息,不需要对模型内存在的复杂耦合关系进行建模,训练后的各智能体仅依赖本地园区数据即可实现对用户负荷需求的实时响应。仿真结果表明,所提方法在促进各园区内光伏消纳的同时,提高了综合能源系统运行的经济性。

    2022年12期 v.34;No.227 18-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 965K]
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  • 基于Attention机制优化CNN-seq2seq模型的非侵入式负荷监测

    王琪凯;熊永康;陈瑛;夏永洪;叶宗阳;余礼苏;

    非侵入式负荷监测是智能用电的一个关键环节。本文提出了一种基于注意力机制优化的卷积神经网络-序列到序列模型,用于提高非侵入式负荷监测的分解精度。首先,通过K-means++算法对各设备进行聚类操作,并将其转换成对应的独热码;其次,通过卷积神经网络结构提取总负荷数据的特征,并利用序列到序列结构捕捉负荷特征的时序依赖关系;最后,使用注意力机制优化卷积神经网络-序列到序列模型的整体结构。该模型通过将时间序列数据与设备状态编码之间形成一一映射关系,简化了模型结构。借助于能关注负荷重要特征的注意力机制,提升了模型的分解精度,并使用AMPds2开源数据集验证了模型的有效性。

    2022年12期 v.34;No.227 27-34+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1042K]
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  • 混合级联九电平逆变器低压单元功率均衡控制

    顾军;张明;宋飞;张维国;杜治斌;

    为解决直流侧电压比为2∶1∶1的混合级联九电平逆变器低压单元输出功率不均问题,提出一种新调制策略。该调制策略基于混合载波层叠调制策略,对低压单元开关管的初始驱动信号进行逻辑运算,得到功率开关管的实际驱动信号,并对低压单元功率均衡原理进行深入分析。通过分析可知新调制策略既可以保留输出电压谐波性能,又可有效均衡低压单元输出功率且均衡时间为1个三角载波周期。最后通过仿真和实验结果验证所提策略的正确性与可行性。

    2022年12期 v.34;No.227 35-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1115K]
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  • 基于EPT的储能系统软启动控制策略

    王强;郭伟;杨策;

    电子电力变压器在出现电网电压跌落或者中断时不能正常运行,但单个DC/DC端口的储能系统投入瞬间会对系统产生扰动进而影响供电质量。本文将一种多电池组的多端口DC/DC变换器的软启动控制方式应用在电子电力变压器中,对各端口的启动控制方法进行详细分析,使储能系统在投切的同时减小冲击电流,并在电网电压发生电压跌落或者中断时,储能系统能够平稳提供功率来保持电子电力变压器低压直流侧电压的稳定。在Matlab/Simulink环境下,仿真结果验证了软启动方式下多电池组多端口DC/DC变换器储能系统应用在电子电力变压器输出侧的有效性,可以保证用电设备的安全、稳定运行。

    2022年12期 v.34;No.227 43-50+60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K]
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  • 基于最大熵强化学习的电网自主拓扑切换控制技术

    马世乾;黄家凯;崇志强;韩枭赟;徐娜;穆朝絮;

    随着新能源装机量逐年提高,电网结构日趋复杂,针对新能源并网后导致的运行安全问题,本文提出一种基于最大熵强化学习的电网自主拓扑切换控制算法,为变电站和输电线提供切换策略。首先设计了基于模仿学习的神经网络预训练方案,提出了模仿学习-最大熵算法,解决了电网拓扑切换中面临的爆炸性动作组合空间问题和切换导致的脆弱性问题,智能体可在亚秒级内给出控制指令。基于IEEE 45节点算例对所提算法进行仿真验证,结果表明其具有较强的高效性与鲁棒性。

    2022年12期 v.34;No.227 51-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 964K]
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  • 具有高电能质量的三电平LCL型并网逆变器低复杂度模型预测控制

    吴彬;李树鹏;李振斌;

    传统LCL谐振抑制算法多基于系统传递函数,参数调节复杂且效果有限。为提升谐振抑制效果和电流质量,本文提出一种低复杂度的模型预测控制算法。首先,通过计算参考电压值对电压矢量进行筛选,每个控制周期仅对4或5个电压矢量进行计算,有效降低了计算量;然后,考虑到LCL的高阶特性,对控制集中的电压矢量进行两步预测,通过设计多目标评价函数实现对电流与电压的调节进行谐振抑制;最后,通过仿真与实验验证了所提算法在抑制谐振与提高电流质量上的有效性。

    2022年12期 v.34;No.227 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 856K]
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  • 考虑调频能力的含储能风电场自动发电控制策略研究

    马斌;王亚军;栗维勋;袁龙;孙广辉;杨立波;

    为解决新能源富集地区大规模风电并网下电力系统调频能力弱的问题,提出一种考虑调频能力的含储能风电场自动发电控制方法。首先,结合风电场有功功率控制系统特性,给出含储能情况下的风电场调频模型;其次,考虑机组出力特性与运行状态,将场内机组划分不同类别,结合机组爬坡率等约束进行机组选择和功率调节,当调度偏差值大于风电机组自身调节能力时,给出考虑储能及其他电厂协调控制的风电场自动发电策略,满足电网频率调节要求;最后,以河北省某风电场的算例仿真验证了该自动发电控制策略能够有效提升风电场的调频能力。

    2022年12期 v.34;No.227 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 768K]
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  • 多电平Buck变换器的逆解耦内模控制

    吴家荣;罗丽平;王擎宇;文春明;

    为解决多电平Buck变换器中飞跨电容电压平衡控制的复杂问题,以及飞跨电容电压与输出电压的解耦难题,提出逆解耦内模控制方案。建立系统的非线性数学模型,基于逆系统理论完成系统的可逆性证明,实现系统的线性化与解耦,得到多个单输入单输出伪线性子系统,进而通过选择正则滤波器,分别为子系统设计内模控制器,并对控制系统的稳定性和鲁棒性进行分析。仿真结果表明,所提控制策略能有效提升系统的抗干扰性能和动态调节能力,实现飞跨电容电压与输出电压的解耦。实验结果进一步验证了所提控制策略的正确性。

    2022年12期 v.34;No.227 72-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1043K]
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  • 基于分布鲁棒优化的微电网日前经济运行模型与求解方法

    魏梅芳;吴燕;黎跃龙;龙敏;钟俊杰;李勇;

    针对微电网中分布式能源渗透率不断增加带来的多种不确定性,同时考虑传统随机优化方法需要精确的概率分布和鲁棒优化保守性较高的缺点,本文提出了基于两阶段分布鲁棒优化的微电网优化运行方法。首先,建立了由风电、光伏、储能、可转移负荷和可中断负荷等组成的微电网模型;然后考虑微电网中风电、光伏的场景分布概率的不确定性,建立了基于KL散度(Kullback-Leibler divergence)的模糊集,并提出了min-max-min3层两阶段分布鲁棒优化模型;最后,本文提出了基于列和约束生成算法来迭代求解分布鲁棒模型,避免了繁琐的手动对等推导,提高了分布鲁棒模型的适用性。基于湖南长沙某微电网的仿真结果验证了本文模型和算法的有效性。

    2022年12期 v.34;No.227 81-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 982K]
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  • LCC-VSC型混合直流输电参数耦合性分析

    李素璇;朱介北;俞露杰;段方维;

    本文建立了混合直流输电系统的小信号模型,通过与时域模型的动态响应进行对比,对其准确性进行验证。基于此模型,采用特征值分析和参与因子分析的模态分析原理,对影响主导模态的主电路参数与对应的控制器参数间的耦合关系进行分析,提出了二者基于拉格朗日拟合法的曲线拟合方法,从而得到不同主电路参数下控制器参数的最优值。研究结果表明,当系统强度减小或直流电容增大时,应当根据拟合曲线适度选择更大的比例系数并减小其积分系数,以增强系统稳定性。

    2022年12期 v.34;No.227 91-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 941K]
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  • 适应双馈风机的改进频率主动控制策略

    柯贤波;王青;张钢;谢岩;程林;唐晓骏;

    针对“双碳”背景下如何保障双馈风机在最大化出力状态下有效参与系统频率调节的问题,本文提出适应双馈风机的改进频率主动控制策略。首先,分析双馈风电机组参与调频的传统综合惯性控制优缺点;其次,提出基于风速、风机转速等关键参数的下垂系数自适应变化频率主动控制方法,该方法既能使风电机组合理参与系统频率调节,又能避免二次频率跌落问题;最后,通过仿真验证所提改进频率主动控制策略的正确性和有效性。

    2022年12期 v.34;No.227 100-105+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 859K]
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  • 直流充电桩前级变换器快时标分岔抑制

    高志强;王宇隆;周雪松;马幼捷;

    为分析直流充电桩前级峰值电流控制Boost功率因数校正变换器在快时标下的非线性分岔现象,加入控制手段对分岔现象进行有效抑制。首先,建立变换器的频闪映射模型,通过模型数值仿真结果再现系统电感电流出现的间歇性分岔和混沌现象;然后,加入自整定PI控制共振微扰法的控制手段对分岔现象进行抑制,让系统始终稳定工作在单周期态。仿真结果表明,与固定斜坡补偿控制法相比,自整定PI控制共振微扰法在对分岔和混沌现象有效抑制的同时,弥补了固定斜坡补偿方法会出现输入电流死区的不足,并使系统具有较高的功率因数和更好的鲁棒性,且该算法在工程应用中易于实现。

    2022年12期 v.34;No.227 106-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K]
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  • 小电流接地故障熄弧后电气量对暂态选线方法的影响

    乔东伟;宫德锋;谢松伟;薛永端;孙庆森;亓鹏;

    为提高小电流接地故障选线准确率,部分选线装置使用故障全过程电气量。对间歇性接地故障而言,故障全过程电气量包括熄弧后暂态信息,而熄弧后与燃弧期间暂态特征的差异及对暂态选线方法的影响尚不明确。本文根据覆盖故障全过程的小电流接地故障暂态等值电路,分析故障点工频电流熄弧后母线零序电压、故障线路和健全线路暂态零序电流特征,以及熄弧后暂态量对暂态选线方法可靠性的影响。研究发现,不接地系统熄弧后暂态电气量主谐振频率小于10 Hz,谐振接地系统熄弧后暂态电气量主谐振频率略高于工频;熄弧后暂态电气量极可能使暂态幅值比较法误选为健全线路,同时使极性比较法、功率方向法误报为母线接地故障。最后仿真验证了所提结论的正确性。

    2022年12期 v.34;No.227 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 842K]
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  • 改进故障穿越方法的VSG对同步机之间功角稳定性的影响研究

    曹炜;何必伦;陈思远;钦焕乘;桂世成;李芸;

    在电网发生对称故障时,传统的虚拟同步机过流能力较差,将危及虚拟同步机自身安全并影响电网的稳定性。针对以上问题,本文首先分析电网故障期间虚拟同步机的暂态特性,在此基础上提出了一种改进的虚拟同步机功率环控制策略;其次,从理论上研究了电网故障时采用该控制策略的虚拟同步机对同步机之间的功角稳定性的影响。结果表明,改进功率环控制策略既限制了电网故障期间虚拟同步机的输出电流,又提高了虚拟同步机的功角稳定性,且采用改进功率环控制策略的虚拟同步机对同步机之间的功角稳定性有改善作用;最后,通过仿真验证了上述控制策略的可行性及所提理论的正确性。

    2022年12期 v.34;No.227 121-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K]
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  • 基于优化高斯过程回归的谐波阻抗估计方法

    夏焰坤;唐文张;林欣懿;

    系统谐波阻抗是谐波发射水平评估和谐波责任分摊中的关键参数,为解决背景谐波不同时谐波阻抗计算的问题,提出一种通过贝叶斯优化高斯过程回归的谐波阻抗计算方法。以公共连接点处获取的谐波电压和谐波电流为基础,采用贝叶斯优化的高斯过程回归对系统谐波阻抗进行计算。考虑背景谐波的影响,仿真分析中分别搭建含非高斯分布背景谐波和高斯分布背景谐波的谐波等效模型,分析不同背景谐波下所提方法的准确性,通过误差对比分析评判其鲁棒性。实例分析进一步验证该方法的有效性,并通过均值、标准差、均方根误差等指标对该方法进行评价,为工程实际应用提供思路。

    2022年12期 v.34;No.227 129-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 987K]
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  • 微气象分析与载流量预测结合的动态线路增容方法

    严伯伦;谢红刚;杨明;

    为提升架空输电线路在用电高峰期的输电能力保证用电质量,提出一种结合Transformer模块、卷积神经网络与自回归模块的网络结构,用以进行多步负荷预测及计算线路在极端条件下允许的最大载流量限值。基于网络训练历史数据获取各气象因素与载流量之间的相互联系,再将气象数据输入网络,输出对应的气象条件下线路允许的最大载流量限值,以此来达到动态增容的目的。实验结果表明,该网络在进行载流量多步预测时具有更高的精度,对提高现有线路的输电能力具有指导性作用。

    2022年12期 v.34;No.227 137-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 896K]
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  • 基于有源功率解耦的无谐波检测APF

    王云亮;张双杨;吴艳娟;

    为解决有源电力滤波器直流侧电压波动会影响谐波补偿效果的问题,本文设计了一种有源电力滤波器直流侧电压波动抑制电路和控制策略。首先,采用基于无谐波检测的网侧电流控制策略,推导了有源电力滤波器在αβ坐标系下的数学模型;其次,分析了有源功率解耦抑制直流电压波动的原理,给出了直流电压波动抑制实现方法,通过在有源电力滤波器直流侧增加1个Buck型有源功率解耦电路,将有源电力滤波器直流侧波动功率转移至解耦电容,减小直流侧电压波动,提高了有源电力滤波器谐波补偿效果,实现了用小容值的薄膜电容代替有源电力滤波器直流侧大容值电解电容;最后,通过Simulink仿真验证了所提方法的正确性和有效性。

    2022年12期 v.34;No.227 145-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 869K]
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  • 含逆变型分布式电源的配电网智能分布式保护

    杜浩良;郑燃;李跃辉;徐峰;

    为解决含分布式电源配电网的保护选择性问题,提出一种基于通信的智能分布式保护方案。本文分析了逆变型分布式电源的双闭环控制策略及抑制负序电压的控制方案。基于这类电源在系统发生不对称故障时只输出正序电流及对原有配电网负序电流分布和大小没有影响的特征,利用两段式负序电流保护和两段式正序方向电流保护分别反应不对称故障和三相短路的智能分布式保护方案。该方案仅在每条线路的电源侧设置保护装置,借助于通信通道和保护装置整定值的相互配合实现全线路故障的0 s跳闸,不需要随着分布式电源的接入与否改变整定值。PSCAD/EMTDC仿真验证了该保护方案的有效性。

    2022年12期 v.34;No.227 152-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 801K]
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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12期 v.34;No.227 17页 [查看摘要][在线阅读][下载 658K]
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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,不要与摘要雷同或成为摘要的注释,避免公式推导和一般性的方法介绍。

    2022年12期 v.34;No.227 80页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K]
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  • 关于外文字符的字体

    <正>1.正体外文字母的常用场合(1)计量单位和SI词头符号。(2)数学式中的运算符号和缩写号,如:微分号d,有限增量符号Δ,变分号δ,极限lim,行列式det,最大值max等。(3)其值不变的数学常数符号:圆周率π,自然对数的底e,虚数单位i(电工中常用j)。(4)量符号中为区别其他量而加的具有特定含义的非量符号和非变动性数字符号角标,如势能E_P,宏观总截面Σ_(tot),转置矩阵A~T等。

    2022年12期 v.34;No.227 128页 [查看摘要][在线阅读][下载 668K]
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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,c_B/(mol·dm~(-3))。5.不能把ppm、pphm、ppb、ppt、rpm等缩写字作单位使用。

    2022年12期 v.34;No.227 136页 [查看摘要][在线阅读][下载 643K]
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  • 关于论文中的表

    <正>(1)表要精选,应具有自明性。表的内容切忌与插图及文字表述重复。(2)表应精心设计,为使表的结构简洁,采用三线表,必要时可加辅助线。(3)项目栏中各栏标注应齐全。若所有栏的单位相同,该单位标注在表右上角,不写“单位”二字。(4)表中的术语、符号、单位等应与插图及文字表述所用的一致。(5)表中内容相同的相邻栏或上下栏,重复示出或通栏表示,不用“同左”、“同上”等字样代替。

    2022年12期 v.34;No.227 144页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K]
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  • 《电力系统及其自动化学报》2022年总目次(第34卷 第1~12期)

    <正>~~

    2022年12期 v.34;No.227 159-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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