半月刊

ISSN 1000-1026

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  • 2007年第31卷第19期文章目次
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    • >运行可靠性与广域安全防御
    • 基于稳定域及条件概率的暂态稳定不确定性分析

      2007, 31(19):1-6.

      摘要 (2131) HTML (0) PDF 1.78 M (2362) 评论 (0) 收藏

      摘要:以随机变量可信区间内最严重的取值为基本工况,利用稳定裕度及其灵敏度分析技术计算连续参数空间中的稳定域边界;根据概率分布密度函数,计算不确定工况处于该稳定域内(或其外)的联合概率,得到系统稳定(或失稳)的概率。在分析不同的2维参数稳定域的基础上,给出由负荷水平、故障位置与故障切除时间构成的3维参数稳定域。同时,采用条件概率方法处理电网拓扑、故障元件和故障类型等离散型随机变量。将条件概率方法与稳定域方法相结合,计算电力系统的失稳概率。定义新的风险指标来评估失稳风险。对IEEE 39节点和山东500 kV系统的仿真表明该方法具有较好的实用价值。

    • 基于非线性内点法的安全约束最优潮流:(一)理论分析

      2007, 31(19):7-13.

      摘要 (2324) HTML (0) PDF 1.05 M (2292) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种考虑多预想事故的安全约束最优潮流内点算法。分析了多预想事故下安全约束最优潮流模型的构建及控制变量的划分。直接应用一类基于扰动KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的非线性路径跟踪内点理论来设计这一大规模非线性规划问题的解法。对算法核心———简约KKT系统进行了深入的结构分析,导出一种由4×4块元素构成,按预想事故分块对角排列,类似节点导纳矩阵结构的修正系统稀疏结构。简约系统的维数仅取决于等式潮流方程的个数,每次迭代的计算规模稍大于同时求解基态和 c个起作用预想事故牛顿潮流迭代的8倍。

    • 基于电气剖分方法的阻塞费用分摊

      2007, 31(19):14-17.

      摘要 (1865) HTML (0) PDF 1.00 M (2241) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析指出以传输容量价值最大化为目标的跨区域阻塞管理是一种有效的阻塞管理方法,基于该方法可以计算出跨区域阻塞联络线上的阻塞费用。然而,如何将阻塞费用进行合理分摊是一个需要解决的问题。文中基于“论责分摊”的思想,提出了一种基于电气剖分方法计算阻塞影响因子的方法,根据该方法可将联络线上的阻塞费用根据交易参与者的定量阻塞责任大小进行分摊。最后用改进的IEEE 30节点算例对该方法进行了验证。

    • >学术研究
    • 节能电力市场设计初探

      2007, 31(19):18-21.

      摘要 (2048) HTML (0) PDF 940.35 K (2201) 评论 (0) 收藏

      摘要:节能降耗对中国电力市场运营和发展提出了新的挑战。探讨了节能优先、能耗电价、能耗约束等3种电力市场的解决方案。提出能耗约束的电力市场模式,基于年度、月度中长期电力市场,建立了市场竞价模型,提出了简易竞价算法。算例模拟表明能耗约束是一种有效的电力市场能耗解决方式,在电力市场中能够兼顾市场竞价和节能降耗目标的实现,同时也便于节能降耗的实施。

    • 基于断开安全裕度状态空间截断的电力系统可靠性算法

      2007, 31(19):22-26.

      摘要 (2123) HTML (0) PDF 1.25 M (1995) 评论 (0) 收藏

      摘要:在大型电力系统中,由支路断开触发的电力系统相继跳闸故障常会引起大停电的灾难性后果,因此必须进行紧急状态下的事件可靠性分析。通过分析支路断开对系统节点电压及线路负荷的影响,给出一种快速计算紧急状态下系统节点电压和线路负荷的方法,引入系统节点电压和线路负荷安全裕度指标,并提出基于断开安全裕度状态空间截断的电力系统可靠性算法。该算法利用安全裕度指标找出系统故障状态中的关键状态集合,通过对该集合进行系统行为分析来计算可靠性指标。算例表明该算法能有效截断系统状态空间,在一定精度下降低了可靠评估的计算复杂性。

    • 基于灵敏度分析的多区域互联电力系统状态估计

      2007, 31(19):27-31.

      摘要 (1953) HTML (0) PDF 1.20 M (2124) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了多区域互联电力系统的状态估计问题,提出了基于灵敏度分析的互联电力系统的状态估计方法。该方法将互联系统联络线两端子系统状态估计独立计算所得线路功率不匹配量作为各子系统的虚拟变化量测量,基于各子系统量测量、状态量和功率估计值之间的灵敏度关系,计算修正各子系统状态量和功率估计值,迭代求解互联系统状态估计解。仿真试验结果充分说明该状态估计方法计算结果准确、速度快,且在互联系统计算中心无法获得部分子系统数据情况下,能够最大限度地准确给出互联的可观测系统状态估计解。

    • 抽水蓄能电站黑启动最优预留水量

      2007, 31(19):32-37.

      摘要 (1905) HTML (0) PDF 2.01 M (2170) 评论 (0) 收藏

      摘要:在以火力发电机组为主的电网中,为满足黑启动需要所预留水量的大小直接影响抽水蓄能电站的削峰填谷效益。为使抽水蓄能电站的综合效益最大,提出了抽水蓄能电站的黑启动效益及黑启动所需水量的计算方法。综合考虑抽水蓄能电站的黑启动效益和静态效益,结合削峰填谷的边际运行位置约束,建立了抽水蓄能电站最优预留水量计算模型。以山东电网为例说明了该模型和算法的合理性。

    • >研制与开发
    • 基于补偿电压复合极化量的自适应距离继电器

      2007, 31(19):38-41.

      摘要 (1862) HTML (0) PDF 2.42 M (2078) 评论 (0) 收藏

      摘要:方向阻抗继电器通常采用单一电压如正序电压作为极化量,其动作特性固定不变,不能自适应过渡电阻的变化。当高压输电线路发生单相经高阻接地故障时,过渡电阻可能导致阻抗继电器的稳态超越。在提高阻抗继电器自适应过渡电阻能力的同时,为避免因过渡电阻引起的不正确动作,利用补偿电压随过渡电阻变化的特性,提出了由补偿电压构成的复合电压作为极化量的阻抗继电器。在电压平面和阻抗平面分析了该继电器的动作特性,并以300 km线路500 kV双端电源系统为模型进行了仿真验证。理论分析和仿真计算表明该继电器具有较强的耐过渡电阻能力。

    • 跟踪式二次谐波涌流制动改进方法

      2007, 31(19):42-45.

      摘要 (2066) HTML (0) PDF 2.06 M (2072) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对二次谐波制动原理存在的问题,提出一种新的二次谐波制动原理。通过判断变压器的开关位置和差流大小来改变涌流闭锁二次谐波门槛值,在空载合闸和故障切除恢复电压的过程中监视变压器内部故障和励磁涌流,达到在不会拒动的情况下更准确地判断励磁涌流、防止保护误动的目的。该方法具有实时跟踪的功能,克服了单一定值不能实现可靠制动的缺点。验证表明新方法具有较高的可靠性和灵敏性,可以克服传统制动方法的缺点,实现对励磁涌流现象的可靠制动。

    • 基于模糊贴近度理论的负荷密度指标求取新方法

      2007, 31(19):46-49.

      摘要 (1965) HTML (0) PDF 2.66 M (2240) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有负荷密度指标的求取方法通常采用经验法或简单类比法,难以满足精度要求。文中引入模糊贴近度理论分类求取负荷密度指标,采用加权海明贴近度算式计算不同等级标准样本及待测区对低水平样本的贴近度,获得负荷密度指标体系划分阈值,并给出待测区参考负荷密度指标值。实例表明,该方法构建合理,概念清晰,计算简便,实用性较强。

    • 基于转矩面积的STATCOM稳定控制器设计

      2007, 31(19):50-53.

      摘要 (1970) HTML (0) PDF 5.06 M (2187) 评论 (0) 收藏

      摘要:同步发电机的同步转矩分量及阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素,转矩面积则将这2个转矩分量有机结合起来。文中推导出转矩面积的计算方法,再利用最大转矩面积原理对静止同步补偿器(STATCOM)稳定控制器进行优化设计,解决了STATCOM稳定控制器可能会恶化系统同步转矩这一问题。所设计的稳定控制器投入运行后,可以保证同步发电机同时拥有足够大的同步转矩和阻尼转矩,使得系统的稳定水平得以提高。最后给出一个算例进行验证,EMTDC的仿真结果证实了此方法的有效性。

    • 电压型超导储能系统统一非线性控制策略

      2007, 31(19):54-58.

      摘要 (1817) HTML (0) PDF 2.47 M (1826) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的电压型超导储能系统采用电压型换流器和斩波器分别进行建模和控制的方法,这种控制方式未考虑两者之间的相互影响,协调性能较差。文中建立了电压型超导储能系统的整体数学模型,并在此基础上提出了基于李亚普诺夫直接法的统一非线性控制方法。这种控制方法使得系统在大信号干扰下的稳定性大大提高,同时由于将电压型换流器和斩波器视为一个整体进行控制,两者的协调性得以加强,因此可以采用更小的直流连接电容连接。在斩波器的脉宽调制控制中,采用了载波移相法,提高了等效开关频率,有利于开关管功率的平均分配。系统仿真证明了该控制策略的有效性。

    • 三相四线制有源滤波器的新型无差拍控制

      2007, 31(19):59-63.

      摘要 (1920) HTML (0) PDF 3.06 M (2083) 评论 (0) 收藏

      摘要:建立了三相四线制有源滤波器的完整数学模型。针对三相四线制有源滤波器,提出了一种基于重复预测型谐波电流观测器的新型无差拍控制方案,以改善有源滤波器的动态性能。详细阐述了新型无差拍控制的原理、控制系统的离散化模型、重复预测型谐波电流观测器的工作原理及保证其稳定工作的充分条件。基于MATLAB/Simulink的有源滤波器控制系统仿真分析表明,所提出的新型无差拍控制方案在保证系统稳态精度良好的同时有效改善了系统的动态响应。

    • 应用于DFIG风电场的VSC-HVDC控制策略

      2007, 31(19):64-67.

      摘要 (2051) HTML (0) PDF 1.50 M (2364) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着风力发电的快速发展,如何连接风电场和电网成为至关重要的问题。研究了基于双馈感应电机(DFIG)的风电场连接方式及控制策略,通过与交流输电和电流源型高压直流输电(CSC-HVDC)的比较,说明电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)技术在连接风电场与电网方面具有独特优势。在换流站的 dq解耦控制基础上,对DFIG与VSC-HVDC的换流站的控制设计进行了研究。利用PSCAD/EMTDC平台对该方案进行了仿真研究。仿真结果表明,该方案可以实现一个换流站连接多台DFIG的结构,并具有良好的控制效果。

    • 基于H∞滤波器和迭代算法的HVDC系统故障诊断

      2007, 31(19):68-72.

      摘要 (1712) HTML (0) PDF 1.53 M (1917) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了一种可有效检测而且能估计出高压直流输电(HVDC)系统中故障的方法。首先根据HVDC系统模型,构建故障观测器,形成广义残差模型。然后通过线性矩阵不等式(LMI)的方法,将HVDC故障检测问题转化为鲁棒稳定性分析问题,并给出了解存在的LMI条件和求法。为有效地对检测出的故障进行分类,建立了一种基于迭代学习算法的新型故障诊断滤波器,可估计出HVDC系统中发生的故障,从而达到对其进行分类的目的。仿真结果验证了文中所提出的算法能有效检测出发生的故障,且对不同的故障能正确地分类。

    • 一种电力信息网的新型QoS机制

      2007, 31(19):73-75.

      摘要 (1969) HTML (0) PDF 2.85 M (1706) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有的电力信息网是基于IP技术的服务网络,无法满足各种业务的端到端服务质量(QoS)要求。为了实现各种业务的不同QoS需求,为其提供端到端的QoS,提出了一种基于端口间虚电路的电力信息网的新型QoS机制。给出了端口间虚电路的工作原理和资源管理方法,提出了新的拥塞避免算法,并设计了QoS路由体系结构。在这种QoS机制中,套接字直接与端口间虚电路标识绑定,与传统虚电路不同,它不仅支持资源子网,而且支持套接字机制,从而保证不同业务的不同QoS要求。

    • 电子式电流互感器相位补偿设计

      2007, 31(19):76-79.

      摘要 (1783) HTML (0) PDF 1.51 M (2043) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前难以精确测量小电流这一难题,研制了一种适用于小电流测量的电子式电流互感器。根据其特点对各环节所产生的相位差进行分析计算,针对计算结果及以往相位补偿电路的特点与不足,提出基于全通滤波原理、采用2个1阶全通滤波电路串联来解决小范围内相位补偿问题,并给出相位补偿电路的仿真结果及系统试验结果。结果表明该设计方案具有良好的相位补偿效果,并且能够使该系统的精度达到国标0.2级标准。

    • 输电线路放电声发射现象的试验

      2007, 31(19):80-84.

      摘要 (1832) HTML (0) PDF 3.07 M (1882) 评论 (0) 收藏

      摘要:试验研究了输电线路放电电脉冲、放电伴随声发射波及二者间的关系,在大量试验的基础上,总结了绝缘子的内部放电、绝缘子表面污秽放电、线路的尖端电晕、接触不良放电以及近区的雷电等不同形式放电伴随声发射波的特征。结果发现,利用放电电信号和声信号之间的相位差,可以实现输电线路放电源的声发射定位,利用不同形式放电声发射波的外形、周期性和对称性的差别,可以有效地识别放电的形式并进行故障诊断。

    • >工程应用
    • GOOSE通信与应用

      2007, 31(19):85-90.

      摘要 (2472) HTML (0) PDF 9.40 M (2216) 评论 (0) 收藏

      摘要:IEC 61850标准的通信模式有客户/服务器(C/S)模式和 P2P(peer-to-peer)模式2种,面向通用对象的变电站事件(GOOSE)作为IEC 61850的一个全新应用,采用了P2P模式,并应用了许多最新的网络与通信技术,使许多新的应用成为可能。文中对GOOSE通信协议栈进行了分析,并对GOOSE应用的一些关键问题进行了研究,如虚拟局域网(VLAN)的划分、时间的测试、GOOSE辅助工具等。

    • 数字化变电站过程层GOOSE通信方案

      2007, 31(19):91-94.

      摘要 (2599) HTML (0) PDF 1.53 M (3361) 评论 (0) 收藏

      摘要:列举了数字化变电站过程层面向通用对象的变电站事件(GOOSE)通信方案必须重视的一些约束条件,指出了与运行系统的可靠性和可维护性、工程方案的可操作性、GOOSE通信应用范围相关的要素,提出了保护信息的分类方法和优先级的划分原则,分析了GOOSE应用对现有设计习惯的影响。为了同时兼容数字化变电站设计过程与传统变电站设计过程,提出了“虚端子”的设计思路。

    • 高压直流输电工程可靠性指标统计分析

      2007, 31(19):95-99.

      摘要 (2014) HTML (0) PDF 1.53 M (2176) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过国外1998年—2002年和国内2001年—2005年高压直流输电工程运行可靠性统计资料的分析比较,归纳出影响其可靠性水平的主要因素及其变化趋势。利用这些结果,结合国外高压直流输电工程运行资料,对单12脉接线方式和双12脉接线方式直流输电系统的可靠性进行了综合分析,为高压直流输电系统可靠性的研究、运行管理提供一定的参考信息和决策依据。

    • >综述
    • 微电网研究综述

      2007, 31(19):100-107.

      摘要 (6230) HTML (0) PDF 1.63 M (5023) 评论 (0) 收藏

      摘要:微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段。文中旨在详细阐释微电网的结构和概念,澄清微电网与分布式发电间的联系和区别,并在总结微电网的国际研究动态和成果的基础上,为中国的微电网发展提供建议。首先,介绍了从分布式发电到微电网的发展历程,通过一个典型的微电网结构对微电网的概念和特点进行了详细阐释。其次,总结了微电网在一些发达国家的发展概况和研究进展,并提炼出现阶段微电网研究中的关键问题和相关研究现状。最后,结合中国的能源战略和电力发展现状,对微电网在中国的发展潜力和应用形式进行了探讨。