半月刊

ISSN 1000-1026

CN 32-1180/TP

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  • 2014年第38卷第6期文章目次
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    • >特约专稿
    • 2006—2012年国家电网公司直流输电系统强迫停运统计分析

      2014, 38(6):1-5. DOI: 10.7500/AEPS20130826005

      摘要 (2451) HTML (0) PDF 950.34 K (3271) 评论 (0) 收藏

      摘要:在中国经济发展和能源分布不平衡的情况下,直流输电在实现节能减排和资源优化配置中发挥着越来越重要的作用。为不断提高直流输电系统的运行可靠性,全面掌握国家电网公司直流输电系统运行情况,以国家电网公司经营区域内的特高压直流、高压直流及背靠背直流输电系统为研究对象,以直流输电系统实际运行数据为基础,对强迫停运情况进行统计分析。并从极端天气、设备故障、外力破坏等角度展开讨论,结合典型故障案例说明国家电网公司直流输电系统面临的安全形势,分析现有系统的薄弱环节并提出相关建议。

    • >绿色电力自动化
    • 太阳能光伏发电的中长期随机特性分析

      2014, 38(6):6-13. DOI: 10.7500/AEPS20131009012

      摘要 (3426) HTML (0) PDF 1.51 M (3101) 评论 (0) 收藏

      摘要:掌握光伏发电的随机特性对于含光伏发电的电力系统规划及运行具有重要意义。提出了一种光伏电站出力随机特性的分析方法,将光伏发电出力的确定性因素与不确定因素相分离,首先采用全球太阳辐射强度模型对光伏发电出力的确定性成分建模,同时引入光伏出力遮挡因子的概念对光伏发电出力的不确定性成分建模,从而形成光伏发电出力的完整模型描述。采用实证分析的方法,从概率分布、波动特性等方面研究了光伏出力遮挡因子的随机特性,并分析了光伏出力的空间相关性。

    • 基于OS-ELM和Bootstrap方法的超短期风电功率预测

      2014, 38(6):14-19. DOI: 10.7500/AEPS20130830010

      摘要 (2395) HTML (0) PDF 1.32 M (2880) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于在线序贯极限学习机(OS-ELM)的超短期风电功率预测方法。利用OS-ELM学习速度快、泛化能力强的优点,将批处理和逐次迭代相结合,不断更新训练数据和网络结构,实现了对数值天气预报风速的快速实时修正和风电机组输出功率的快速预测。随后,采用计算机自助(Bootstrap)法构造伪样本,给出了预测功率的置信区间评估。实例和研究结果表明,该预测方法与反向传播(BP)网络、支持向量机(SVM)方法相比,在计算时间上更能满足在线应用需求,而且预测精度相当,有较好的应用前景。

    • 基于模糊相关机会规划的储能优化控制

      2014, 38(6):20-25. DOI: 10.7500/AEPS20130504002

      摘要 (2004) HTML (0) PDF 1.02 M (2062) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了最大限度地使风光储联合发电系统的出力与计划出力相匹配,采用提前一日对储能装置进行优化控制的方法。因风光出力具有模糊性,提出了基于模糊相关机会规划的储能优化控制方法。该方法考虑了储能装置的出力和电量约束条件,每个时段的匹配程度用可信度表示,以一日内96个时段总的可信度均值最大为目标,采用基于模糊模拟的遗传算法求解,得到可信度均值最大时不同时段对应的储能充放电功率。算例分析表明,所提出的储能优化控制策略使风光储联合发电系统的总出力可基本跟踪计划出力曲线。

    • 补偿风电扰动的供热机组快速变负荷控制方法

      2014, 38(6):26-32. DOI: 10.7500/AEPS20130701001

      摘要 (2130) HTML (0) PDF 1.07 M (2698) 评论 (0) 收藏

      摘要:电网消纳扰动性风电的能力是制约风电发展的瓶颈。传统火电机组负荷响应速率较低难以完成这一要求。供热机组热网中大量管道、换热器、散热器具有很大的蓄热能力,可以在短时间内利用其蓄热提高其负荷响应能力。在实验验证这一思路的基础上,通过对自动发电控制(AGC)负荷指令进行非线性多尺度分解,构造了供热机组负荷指令,针对典型供热机组简化非线性动态模型,设计了一种机组优化控制系统方案,可以在不影响热用户的前提下,充分利用供热热网蓄热,大幅度提高机组负荷响应速率,补偿风电随机性扰动。

    • >学术研究
    • 基于朗伯函数的时滞电力系统ODB与OEB判别方法

      2014, 38(6):33-37. DOI: 10.7500/AEPS20130418012

      摘要 (2163) HTML (0) PDF 1.13 M (2227) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对在以往研究中发现的时滞电力系统振荡泯灭分岔(ODB)和振荡诞生分岔(OEB),首先给出了它们的确切定义;进一步,利用朗伯(Lambert W)函数对系统的特征方程进行变换,再根据朗伯函数随参数变化时其实数解出现和消失过程,给出了一种判别时滞系统ODB和OEB的有效方法;进一步,利用简单时滞系统和WSCC-3机9节点时滞电力系统,对所述方法进行了验证。由于OEB和ODB与时滞系统振荡模式的突变密切相关,因此该研究对揭示时滞电力系统的振荡模式变化和失稳机理具有一定帮助。

    • 华中—华北交流同步电网简化等值建模分析

      2014, 38(6):38-42. DOI: 10.7500/AEPS20130712018

      摘要 (2166) HTML (0) PDF 1.05 M (2557) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了深入地研究华中—华北交流互联同步电网的运行机理,将华中电网与华北电网简化等值成一个7机48节点系统,该等值系统较好地保留原型系统的联络线潮流静态特性、联络线功率动态特性、大扰动冲击特性和短路电流特性。通过对该等值系统仿真分析,初步证明了仿真中发现的四川区域电网个别母线严重故障导致华中电网与华北电网间交流联络线发生解列的现象属于功角失稳范畴,基于此提出了一种实用的可提高系统稳定性的措施。

    • 基于平均化理论的PWM变流器电磁暂态快速仿真方法:(三)适用于图像处理器的改进EMTP并行仿真算法

      2014, 38(6):43-48. DOI: 10.7500/AEPS20130724001

      摘要 (2887) HTML (0) PDF 1.35 M (2268) 评论 (0) 收藏

      摘要:智能电网技术的发展需要快速电磁暂态程序(EMTP),而日益广泛应用的图像处理器(GPU)为电磁暂态仿真提供了高效的仿真环境和平台。文中首先提出了细粒度并行算法的运算级并行策略,即基于单指令多数据流(SIMD)的运算级并行策略和基于共享内存的运算级并行策略。随后,设计了应用这两种并行策略的改进电磁暂态细粒度并行算法。三相脉宽调制(PWM)变流器仿真测试表明,适用于GPU的细粒度并行算法能够在保证仿真正确性的同时,显著提高仿真效率,从而验证了基于GPU的细粒度并行仿真算法适用于带有开关过程和复杂控制的大规模电力系统快速电磁暂态仿真应用的可行性。

    • 基于不确定性推理的变电站拓扑错误辨识

      2014, 38(6):49-54. DOI: 10.7500/AEPS20130802005

      摘要 (2554) HTML (0) PDF 994.23 K (2068) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用基于确定因子的不确定性推理方法,文中提出一种变电站拓扑错误辨识方法。在规则法的基础上,根据规则采用的数据类型和关系的不同,将规则分为四大类进行阐述。然后根据不确定性推理方法,对各类拓扑错误辨识规则建立了不精确模型,利用不确定性推理的传播算法和合成算法,计算出每个断路器和刀闸的综合可信度,从而判断断路器和刀闸的开合状态。该方法利用变电站内三相多源数据,冗余度高,提高了对刀闸的辨识能力,解决了规则冲突的问题。算例结果表明,该算法能够对多个不良数据和拓扑错误同时存在的情况进行有效辨识。

    • 基于基本环矩阵与改进和声搜索算法的配电网重构

      2014, 38(6):55-60. DOI: 10.7500/AEPS20130618011

      摘要 (2344) HTML (0) PDF 1.47 M (3306) 评论 (0) 收藏

      摘要:配电网快速重构的关键之一是避免不可行解的产生。文中提出一种基本环矩阵自动生成算法与无不可行解的编码方法,并利用改进和声搜索算法对网络重构模型进行求解。为充分利用和声记忆库信息,该算法采纳模糊聚类的思想,对和声记忆库考虑概率以及微调概率的确定方法进行了改进,使得二者能随着记忆库粒子信息的变化而自适应变化。对33节点与119节点系统的算例进行了仿真,结果表明改进和声搜索算法较其他算法具有更好的寻优快速性与收敛性,同时也验证了所提出重构模型的有效性。

    • 基于参考阻抗法的多不平衡源责任分摊定量评估

      2014, 38(6):61-67. DOI: 10.7500/AEPS20130505006

      摘要 (1864) HTML (0) PDF 1.61 M (2040) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于参考阻抗的多不平衡源责任分摊方法。建立了多不平衡源责任分摊的数学模型,定义了4个量化指标,给出了多不平衡源责任分摊的步骤,并且通过某三用户系统仿真模型和某钢铁厂10 kV供配电系统测试数据证明了该方法的有效性和合理性。最后,参考阻抗变化对量化指标的敏感性表明,该定量评估方法误差较小,提高了多不平衡源责任分摊的精确性。

    • >研制与开发
    • 基于SM2密码体系的电网信息安全支撑平台开发

      2014, 38(6):68-74. DOI: 10.7500/AEPS20130629002

      摘要 (2330) HTML (0) PDF 1.45 M (2685) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电力二次系统安全防护体系缺乏集中管理和审计,且现有的安全体系公钥算法均采用RSA算法的现状,提出了基于国产SM2密码体系的安全支撑平台的设计和实施方案。分析了安全支撑平台应用SM2算法存在的问题,提出了一个采用组件技术构建自行研制的安全加密通道的方案,使得安全支撑平台能支持实现SM2算法,并对集成整合后的安全支撑平台的应用功能进行了测试分析。结果表明,该平台可以实现电力二次系统应用之间的无缝整合,使它们相互间形成一个有机整体,提供安全的身份认证、有效的访问控制与权限管理、安全审计日志记录,并对用户信息及系统资源进行管理服务,实现对用户身份和访问权限的集中管理和控制。该平台已在某省级电网正式投运,得到了实际工程应用的验证。

    • 地县调控一体化系统分区解并列机制的设计与实现

      2014, 38(6):75-79. DOI: 10.7500/AEPS20130704011

      摘要 (2119) HTML (0) PDF 1.76 M (1970) 评论 (0) 收藏

      摘要:“大运行”背景下,广域分布式地县调控一体化系统能很好地适应地县级智能电网调度自动化建设的需要,但是数据采集、应用、计算机节的点广域分布必然带来故障点增多及运行可靠性降低和数据不一致的风险,设计分区解并列机制的目的就是解决各类网络故障下地县运行的各种问题。文中简要介绍了广域分布式地县调控一体化系统,重点介绍了分区解并列机制的关键技术及实现原理。现场实际运行情况表明,分区解并列机制能有效保障广域分布式地县调控一体化系统的安全、稳定运行。

    • 基于扩展磁链观测的永磁同步电机转矩闭环矢量控制

      2014, 38(6):80-84. DOI: 10.7500/AEPS20130622006

      摘要 (2590) HTML (0) PDF 1.07 M (2474) 评论 (0) 收藏

      摘要:用于风力发电和电动汽车等特殊应用场合中的永磁同步电机(PMSM)驱动器通常需要直接跟踪主控系统下发的转矩指令,而实际系统中通常不安装扭矩仪等转矩检测部件,因此,电磁转矩的准确获取对高精度转矩闭环至关重要。文中提出了一种基于最小阶扩展磁链观测器的实时定子磁链观测方案,并在此基础上完成电磁转矩的观测计算。该定子磁链观测方案不仅可以避免传统方案造成的积分饱和、相位或幅值偏差等不利影响,而且该观测方案具有较强的参数鲁棒性,其转矩观测计算精度基本不受PMSM交、直轴电感以及转子磁链的影响。11 kW的PMSM仿真与实验验证了该方案的可行性和有效性。

    • 有源滤波过采样数字滞环电流跟踪控制方法

      2014, 38(6):85-90. DOI: 10.7500/AEPS20130613013

      摘要 (2417) HTML (0) PDF 1.12 M (2410) 评论 (0) 收藏

      摘要:以改善谐波补偿精度和稳定开关频率为目标,提出一种有源电力滤波器(APF)滞环电流跟踪控制的过采样数字实现方法。该方法利用数字芯片过采样下抽取因子的不同,满足各个控制运算模块对动态响应的不同需求;充分配合利用数字信号处理器(DSP)的2种运算方式——采样中断运算和主循环运算,保证补偿量检测的实时性和补偿电流的同步性;对同一指令量进行N次滞环跟踪,功率开关器件的状态切换只依赖于上一开关周期参数,在稳定开关频率的前提下,具有高精度电流跟踪控制能力。与传统滞环实现方法相比较,所提出的过采样数字实现方法,既克服了开关频率不固定的缺陷,也提高了谐波补偿精度,具有很好的实用性和可靠性。通过搭建65 kVA三相三线APF工业样机,分析和验证了所提方法的有效性。

    • 变压器绕组频率响应数据的图块频点分析法

      2014, 38(6):91-97. DOI: 10.7500/AEPS20130411011

      摘要 (2029) HTML (0) PDF 1.58 M (2111) 评论 (0) 收藏

      摘要:频率响应分析法是诊断电力变压器绕组变形的重要方法。经验丰富的专业人员通过对频率响应数据图谱的定性分析,可以较准确地判断绕组变形。文中首先对频率响应数据的定性分析方法进行了总结;然后根据频率响应数据定性分析的特点,将数学形态学引入频率响应数据分析中,研究了频率响应数据幅值差异的量化分析方法,定义了频点域的概念,将频率响应数据的极值点分为匹配极值点、偏移极值点、缺失极值点和多出极值点,研究了频率响应数据极值点的量化分析方法;最后提出了频率响应数据的图块频点分析法,将频率响应数据图谱定性分析的要点用数学的方式表达出来,实现了对频率响应数据的量化分析。经过实例验证表明,该方法可以取得较好的诊断效果。

    • 复杂和应涌流及其对电流差动保护的影响

      2014, 38(6):98-105. DOI: 10.7500/AEPS20130531012

      摘要 (2332) HTML (0) PDF 1.84 M (2205) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前大多数和应涌流机理分析采用运行变压器空载模型,对运行变压器非空载情况下的复杂和应涌流研究较为有限。文中推导了当一台变压器空投、另一台变压器非空载运行时,变压器磁链、电源电流以及运行变压器负载电流的解析表达式,分析了复杂和应涌流的影响因素、关键特征以及对相邻发电机电流差动保护的影响。数字仿真、动模试验以及现场录波数据验证了分析结论的正确性。

    • 站域信息实时同步采集中同步采样时钟的设计

      2014, 38(6):106-111. DOI: 10.7500/AEPS20130717010

      摘要 (2019) HTML (0) PDF 1.89 M (2293) 评论 (0) 收藏

      摘要:站域信息实时同步采集是智能变电站中实现全景信息采集的关键技术。在研究基于全球定位系统(GPS)采样数据同步的基础上,针对合并单元同步采样时钟对晶振依赖性强,及在晶振老化、频率准确度降低的情况下输出误差较大等不足,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的同步采样时钟闭环校正实现方法。通过对2种同步采样时钟输出误差的定量分析,证明可通过软件补偿改善输出误差,并在提高同步采样脉冲输出精度的同时,保证输出相位的一致性。实验验证表明,该方法在使用普通石英晶振时,合并单元的同步采样值能达到0.2 s级精度,体现了良好的同步性能。

    • 智能变电站二次系统施工图设计表达方法

      2014, 38(6):112-116. DOI: 10.7500/AEPS20130601003

      摘要 (2313) HTML (0) PDF 1.14 M (2348) 评论 (0) 收藏

      摘要:从智能变电站二次系统的硬件结构和软件配置入手,分析了二次系统的功能分布及结构特点,研究了IEC 61850信息模型组成及软件配置的实现过程,针对二次系统设计表达的需求,提出了基于标准化虚端子的虚拟二次回路图表协同设计方法。以标准化虚端子和传统二次回路为基础,将设计图纸与 IEC 61850数据模型配置结合,将隐含在信息模型中的逻辑回路以可视化图纸的形式表达出来,同时,采用网络联系图、采样值(SV)/通用面向对象变电站事件(GOOSE)信息流图、虚拟二次回路图表完整反映了各装置之间的信息连接。该设计表达有助于施工调试的运行维护人员清晰理解和掌握智能设备之间的交互信息,提高现场工作效率。

    • >工程应用
    • 实时发电计划模型及其应用

      2014, 38(6):117-122. DOI: 10.7500/AEPS20130624005

      摘要 (2191) HTML (0) PDF 1.06 M (2097) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步提高实时发电计划的节能降耗水平,提出了一种实时发电计划模型。该模型对机组出力调整产生的正偏差和负偏差分别进行建模,能对正、负偏差采用不同的分配策略。引入机组偏差调整量的分段调整成本,通过设置不同的调整成本,可以实现不同的控制分配策略。采用某省级电力系统算例对该模型进行测试,算例分析表明:模型能按事先确定的原则将功率偏差公平合理地分配到各机组上,较好地追踪日前计划曲线;节能降耗效果明显;能满足电网安全约束,保证安全断面不越限。

    • 核电厂发电机出口断路器失灵保护设计

      2014, 38(6):123-127. DOI: 10.7500/AEPS20130606007

      摘要 (2066) HTML (0) PDF 1.00 M (2597) 评论 (0) 收藏

      摘要:核电厂发电机机端与升压变压器之间都装设发电机出口断路器,而且装设了发电机出口断路器失灵保护。文中分析核电厂发电机所配置的保护及其定值,发现发电机出口断路器失灵保护设计存在问题:某些启动跳发电机出口断路器、灭磁、关闭主汽门的电气保护,因电流判据不满足而不能直接有效地启动发电机出口断路器失灵保护;汽轮发电机组在程序跳闸过程中,发电机出口断路器发生故障而不能跳开,也不能启动发电机出口断路器失灵保护。对上述问题所造成的危害,文中提出核电厂发电机出口断路器失灵保护设计的改进措施,完善了核电厂发电机出口断路器失灵保护设计。

    • >讨论园地
    • 特大型城市电网大停电的机理和预防对策探讨

      2014, 38(6):128-135. DOI: 10.7500/AEPS20130819007

      摘要 (2700) HTML (0) PDF 1.04 M (2610) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于对历史上发生过的特大型城市典型大停电事件起因和发展过程的分析,指出危及特大型城市电网安全的重要因素。阐述了在输电网负载过重条件下受端电网发电机组状态调整过程中多种电气量相互作用可致使系统状态逐步恶化的电力系统内在的物理特性。结合大容量远距离输电受端电网以及间歇性电源渗透率增大的特点,分别从电网规划设计和运行控制两方面,讨论电网安全分析、安全评估和安全防御的薄弱环节,提出降低停电风险的对策和技术措施,并对电力系统安全三道防线的配置提出了新的阐述和建议。