mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
大型双馈风力发电系统小信号动态建模及附加阻尼控制器设计

由于风电场输出功率的波动性及远距离输电等原因,大规模风电场接入互联电力系统后会面临不同区域电网间的低频振荡问题。建立了大型双馈风力发电系统的小信号动态模型,该模型包括风力机及传动系统动态方程、异步发电机动态方程、变频器动态方程以及变频器控制系统动态方程4个部分,具有一般性。以双馈风力发电机转子侧变流器有功功率参考值为输入,以互联电力系统区域间同步发电机功角差值为输出,通过系统辨识方法得到二者间的开环传递函数。在此基础上,利用极点配置方法,设计了双馈风力发电机的附加阻尼控制器。非线性时域仿真表明,配备了阻尼控制器的大规模风电场能够有效抑制互联系统的低频振荡,增加互联系统的阻尼。
电容换相换流器在预防高压直流换相失败上的特性研究

换相失败是高压直流输电最常见的故障之一,严重时会导致极停运给电网带来更大危害。一种人工换相技术—电容换相换流器(CCC),借助于换相电容上的电压能有效地减少换相失败发生概率。从CCC的数学机理出发,将CCC运用到高压直流,研究其在预防换相失败上的特性。以德宝直流枯小方式为模型,在PSCAD/EMTDC中采用优化仿真的方法通过计算换相失败临界阻抗的大小,反映CCC在预防高压直流换相失败上的特性。仿真结果表明,CCC的应用能够有效预防高压直流的换相失败。
基于全局模糊指标的电力系统在线安全评估

提出并建立了在线评估电力系统安全性的方法。首先建立电力系统元件的模糊隶属度函数,获取其安全隶属度(SMG);然后通过建立的2阶模糊控制器,分别得到发电方,输电方和负荷部分的最小安全隶属度(SSMG),最后综合输出全局模糊指标。其中运用梯形模糊集求取系统关键元件模糊隶属度,不同于针对最脆弱系统状态进行离线筛选的传统方法,适应电力系统多样性特点,能连续不断量化电力系统的安全状态,可根据潮流实时数据、状态估计和潮流分析程序对系统安全水平进行不断跟踪。全局模糊指标能比较直观地使系统运行员识别不安全状态,连续监控系统实际运行到不安全状态的距离。对IEEE30节点系统进行的仿真计算证明了所提出模型和算法的有效性。
计及弱馈影响的同杆线路跨线故障分析与主保护方案改进

研究了带弱馈系统的同杆线路跨线故障的电气特征和保护响应特性,在异名相跨线故障时由于弱馈端电源支撑不足,非故障相反向电流穿越等原因可能造成保护选相失败,进而导致同杆线路同时三跳,引起终端变电站失压而损失大量负荷。分析了光纤差动保护和传输分相命令的纵联距离保护在不同故障条件下的响应特性,给出了跨线故障下保护误选相的处理措施,提出了提高选相可靠性的主保护配置方案。基于实际线路参数和主流厂家保护进行的RTDS仿真试验论证了保护方案的有效性。
动态划分负荷的多目标日发电计划

利用负荷曲线的单调性及广义粒子群算法动态划分出负荷的子时间段落,并运用能量轨迹的方法融合子段落,求取特征断面,从而较为细致地描述了系统负荷曲线攀峰降谷的过程,更能表征出系统的实际负荷水平。建立了兼顾节能环保的多目标日发电计划模型,结合最优潮流并引入基于满意度和贴近度将多目标转化为单目标优化模型求解,并可根据决策者的主观愿望对目标满意度进行调整,制定出以经济成本低并兼顾污染气体排放量少为目标的日发电计划。IEEE30机算例证实了方法的可行性。
光伏模拟系统建模与控制器参数优化

针对目前光伏模拟器设计中存在的电压、电流输出范围小,纹波大,参数调节时间长等问题,提出了一个新的控制器设计方案。利用状态平均法,建立了光伏模拟器的数学模型和控制器模型,获得系统的闭环传递函数。再利用传递函数和波特图对控制器参数进行优化,为控制器的设计提供了理论依据。通过Matlab仿真,验证了用频率特性法得到的控制器参数比经验法获得的PI控制参数更加合理。在实验室内搭建硬件实验平台,实验结果证明用频率特性法进行参数设计,扩大了光伏模拟器的输出范围,减小了电流的输出纹波,使得在负载较低时,光伏模拟器仍可较好地模拟光伏特性曲线。
一种基于可信性理论的电网安全性综合评估方法

现代电力系统自身的复杂性,决定其安全水平很难用单一的指标进行表征,而常规安全分析通常只能就电力系统安全的某一方面进行分析,不足以对电力系统安全进行整体的描述。从我国电网实际需求出发,建立了一套用以评价电力系统安全性的指标体系,提出了一种在评价模型中引入Gini系数的改进层次分析法(AHP)。通过采用三角模糊数描述权重,基于可信性理论求出指标的权重,用"拉开档次法"得到新的判断信息矩阵及权重系数,使对象间的差异更大。由于该模型能够最大限度地降低主观因素对评价过程的影响,指标间的协调及均衡情况在评价过程中得到反映,得出的结果有着更高的可靠性和数学理论基础。通过算例验证了所提方法的正确性和优越性。
基于CVaR模型的大用户直购电决策分析

假设大用户需求电量为随机变量,根据国家对直购电余缺电量调剂的惩罚规定,以条件风险价值(CVaR)为风险计量指标,构建出大用户最优直购电合同电量模型,给出最优合同电量解。结合算例模拟分析发现:用电目录电价与上网电价与直购电合同电量有正向关系,但随着上网电价的提高其对直购电合同电量的影响越来越弱,随着用电目录电价的提高其对直购电合同电量的影响越来越强。大用户对用电需求预测越准确其直购合同电量对国家电价政策的调整越不敏感。
大型机组启动备用变非全相保护配置方案探讨

大型机组启动备用变断路器发生非全相时,产生负序电流,依据产生负序电流的大小对接于其上的负载造成不同程度损伤、同时对系统产生影响,必须及时切除。分析了变压器非全相运行时的相序电流和相序电压与故障前负载电流的关系。启动备用变在轻载时,负序电流非常小,传统电流保护不易判断,提出了负序电流比例增量保护思路,设计出采用负序电流比例增量判据的非全相保护逻辑图。结合实例分析了现行启动备用变非全相保护存在的问题,给出详细配置方案以及在不同情况下的启失灵方案。
基于CIM XML的CIM和SCL模型互操作研究

实现变电站系统与调度中心系统的信息交互,关键是实现系统模型的互操作。IEC61970、IEC61968的CIM模型和IEC61850的SCL模型在结构和内容上具有差异性,在详细讨论两种模型差异的基础上,基于XML,设计构造了文档转换器,实现XML文档和CIMXML文档之间的转换。基于CIM模型和SCL模型的对应关系,通过对两种模型的类、属性、关系的协调,整合变电站模型,实现变电站系统模型与其它电力系统模型的互操作,保证数据的一致性。通过软件设计,经实验室模拟仿真,结果表明能够实现CIM模型和SCL模型在数据交换方面的要求。
基于准稳态分析求取中长期电压稳定极限新方法

采用准稳态分析方法,通过一系列准稳态平衡点获得中长期系统轨迹,研究了考虑负荷需求增长模式和系统扰动影响下的中长期电压稳定极限。该算法通过选取连续变量使得在系统极限点附近具有良好的收敛性,能较准确地计算负荷裕度,兼顾了计算的效率和准确性。基于该算法首先研究了一类较简单情况,即只考虑静态负荷和由OLTC动作所反映的负荷恢复;然后考虑更为一般的情况,即系统中含具中长期恢复特性的动态负荷。最后给出了基于测试系统的仿真算例,验证了方法的正确性。
发电商最优备用报价策略研究

华东电力市场下一步改革的目标是实现辅助服务市场化。市场化以后,发电商需要选择自己的备用报价实现利润最大。利用机会成本的概念,将包含两发电商的市场分为五类。发电商根据掌握的市场信息,判断自身所属的类别。通过建立双层优化模型,寻找最优报价策略实现自身利润最大。最后对所用方法的有效性进行了验证,并分析了主能量报价对备用报价的影响。结果表明发电商的备用报价跟随主能量报价变化时,利润最大。
同步发电机多步预测自校正励磁调节器

将多步预测自校正控制(Multi-step Predictive Self-Tuning Control)理论用于同步发电机励磁控制中来,选取多个状态量偏差的组合做为输出,用渐消记忆递推最小二乘法在线辨识同步发电机三阶非线性方程经线性化和离散化后的模型参数,并采用一种简单有效的方法离线确定b0(b0是前面提到的模型参数之一)。针对单机无穷大系统,设计出多步预测自校正励磁调节器(Multi-step Predictive Self-Tuning Excitation Regulator,MPSTER)。数字仿真结果表明,该励磁调节器控制效果好,能及时跟踪发电机运行工况的变化,在系统遭受的各种干扰下均表现出良好的动、静态性能。
继电保护屏顶二次电压母线存在的问题及改进方案的研究

继电保护屏顶二次电压母线的剪断或退出工作经常会造成电压回路的短路,从而引发事故,影响整个变电站的安全运行。针对当前保护装置屏顶二次电压母线存在的问题进行了分析,提出并实施了采用全封闭接线方式和引入交流电压分线屏的两种新型改进方案。结果表明,改进后的方案完全满足电力设备运行的各种要求,缩短了工作时间,降低了误碰短路的几率,从而提高了工作效率,为企业带来效益。
基于BP神经网络的火电厂实时负荷优化分配

满足电网调度要求的实时分配方法是火电厂负荷优化分配得到推广应用的关键,综合考虑了燃料成本及污染物排放成本对传统数学模型进行改进。根据BP网络算法中误差函数、权值、阈值的计算公式推导出一种能够真正达到自适应的学习率对算法进行了改进,引入多变异位自适应遗传算法计算样本数据对BP网络进行训练。分析了实时煤耗特性曲线的获取,并探讨了基于BP网络的实时负荷优化分配方法的实现。实例计算结果:10组样本测试结果的平均相对误差仅为0.185%,且平均耗时仅为0.011s,表明了该方法在降低发电成本的同时,可有效地缩短优化计算时间。
双馈型风力发电机低电压穿越的分析研究

风力发电机的低电压穿越现场实际实验较难实现,为了准确地分析双馈型风力发电机低电压穿越的特性,有必要通过仿真的方式进行分析研究。针对风力发电系统中双馈型风力发电机的基本原理,构建了机组的动态数学模型,利用Matlab/Simulink的仿真平台,建立了双馈感应发电机以及控制系统的仿真模型,对其在电压跌落50%的故障下开展了仿真和研究,分析了电网跌落时对双馈风力发电机的影响。研究结果表明:电网电压跌落时和电压恢复时风力发电机会受到电网电压故障的强烈影响。
IEC 61850配置文件工程化测试探讨

通过分析指出配置文件测试在基于IEC61850标准的变电站工程实施中的重要性。针对目前在实际工程中配置文件测试面临无据可依的问题,对实际工程测试中多次出现的几个配置文件方面的问题进行了分析,结合《DL/T860实施技术规范》和《IEC61850工程继电保护应用模型》两项国内规范的要求,提出了具体的配置文件测试项。采用VC++6.0和MSXML4.0工具开发了配置文件测试软件,详细介绍了其中的数据类型模板检查的程序模块,利用该模块可以方便地自动比对数据类型模板与国内规范中的定义是否一致。
基于经济调度的微电网蓄电池容量优化

由多种复合式能源构成的微电网发电系统,由于新能源出力的随机性与不可控性,蓄电池作为储能装置是保证系统安全稳定运行的重要组成。对于不同的能源配置系统,需要不同容量的蓄电池与之匹配。从微电网的经济调度出发,以保证系统的可靠运行为前提,以整体费用最优为目标,提出了基于经济调度的蓄电池容量优化模型。采用混合整数规划法对模型进行求解,仿真计算了多种能源配置下的容量优化问题。仿真结果表明,所提模型与算法能在理想的机组启停策略与出力前提下最优化蓄电池容量,确保调度的安全性与经济性。
大电网分区整定中电流保护范围的计算

将大电网分解成若干个相互之间无电磁联系的子系统。在子系统整定计算中引入联络线注入电流用以考虑子系统之间相互影响;采用补偿法引入补偿电流模拟网络操作;通过在故障点注入电流来模拟短路故障,建立起分区整定的通用计算模型。并且导出系统内故障节点电压表达式,论述了表达式中未知量的详细求解过程。在此基础上,推导出短路电流与发生短路故障点的关系式,通过解方程,得出电流保护的范围,简化了计算过程。通过实际算例验证该方法的正确性和有效性。
环境对太阳能光伏逆变器性能影响的试验方法研究

太阳能光伏发电所处的工作环境较为恶劣,并网光伏逆变器作为光伏发电系统的重要组成部分,在各种严酷的高、低温、湿热环境下,安全性能指标都必须满足技术要求。为了考核逆变器在环境下的安全性能,搭建了环境试验平台,分别研究了国内外标准对低温、高温、湿热的要求和区别,并通过试验研究了逆变器在不同温度状态下的工作运行情况,监测了关键元器件的温升。试验研究结果表明:低温启动和高温持续运行,能够更为合理和严酷的考核逆变器的安全性能。
基于HHT与BP网络的孤岛检测技术

针对传统被动式孤岛检测方法盲区较大的缺点,提出了一种新的被动式孤岛检测方法。该方法采用希尔伯特-黄变换(HHT)检测公共耦合点(Point of common coupling,PCC)处电压(Vpcc)波形的频谱特征和奇异点出现的时刻,当奇异点出现后,经一个延迟再启动BP网络,BP网络通过识别当前Vpcc频谱所属类别的方式来判断是否出现孤岛现象。在考虑负荷变动、电网电压波动等多种扰动对孤岛检测的影响的基础上做了仿真实验。结果表明:该方法的检测盲区很小,且检测时间符合IEEEStd.2000-929标准的规定值,具有很高的准确性和可靠性。
厂站远动装置面向端口的冗余策略研究

提出了电力SCADA系统中厂站端远动通信装置双机配置时面向通道端口的新型冗余策略,将双机的主备冗余关系建立在具体的通道上,装置两侧的实时数据库和对下通信双主运行,站内通信和数据库的维护各自独立进行,主备切换只在需要切换的两侧通信端口和端口之间进行,对下通信和数据库和其他正常通信通道不参与切换,这样最大限度避免了切换本身给通信和数据库造成的扰动,保证了通信和数据的连续性和完整性。实践表明,该冗余策略具有非常良好的工程实用性。
继电保护装置误报分析及相关元件的软件测试

针对某微机线路保护装置在某变电站运行一段时间后出现的遥信误报现象进行了分析,定位出现问题的保护元件——展宽元件。对问题展宽元件和修改后的展宽元件的程序逻辑进行了详细分析,找出问题发生的原因。介绍了windows平台下模拟保护模块功能测试的测试模型。在基于此模型开发的测试平台上,针对展宽元件进行软件测试。测试时用判定表法设计测试用例和运用对比测试法对问题进行验证。最后总结了保护模块测试方面的一些思路。
智能变电站分布式母线保护实现方案

IEEE1588是关于网络测量和控制系统的精密时间协议(Precision Time Protocol,PTP)标准,其网络对时精度可达亚μs级。提出一种利用主单元中IEEE1588对时芯片的高精度时钟发生器,采用1588对时协议实现各个子单元采样数据同步,构建出智能变电站分布式母线差动保护的实现方案,描述了采样数据的同步处理及功能分布等。该方案的特点是差动保护不依赖于外部时钟的影响,可靠性高,符合国网公司的技术规范要求。
中性点非有效接地系统单相接地故障暂态零模电流获取方法研究

提出利用空间磁场感应原理获取中性点非有效接地系统架空线路单相接地故障暂态零模电流分量。详细分析了单相接地故障时架空线路周围故障磁场的特征,分析发现,架空线路下方磁场与零模电流基本成线性关系,通过感应该处的磁场变化就可以获取单相接地故障暂态零模电流分量。提出利用霍尔传感器感应架空线路周围空间磁场,并阐述了实际应用中诸多关键技术问题的解决办法。最后通过仿真及实验验证了上述方法可行有效。
考虑分布式发电孤岛运行方式的智能配电网供电恢复策略研究

鉴于传统的配电网供电恢复算法都没考虑分布式发电孤岛运行产生的影响,提出考虑DG孤岛运行方式下的智能配电网供电恢复算法。当配电网发生严重故障引起大面积停电时,对DG进行孤岛划分,DG按孤岛划分方案转入孤岛运行模式维持对孤岛内重要负荷供电。采用基于二进制粒子群优化算法的供电恢复算法对孤岛外非故障停电区域进行供电恢复,在维持孤岛内重要负荷供电的前提下最大限度地对孤岛外停电区域恢复供电。最后将该算法应用到33节点测试系统,仿真结果验证了该算法的有效性。
黑启动恢复中网架重构阶段的负荷恢复优化

针对网架重构阶段网络结构不断变化的特点,深入研究机组启动与负荷恢复的交叉影响,综合考虑负荷恢复代价、负荷性质、负荷重要性及负荷恢复对后续网架重构的影响,提出一种针对网架重构阶段负荷恢复的优化方法。该方法采用分时步的恢复策略,根据前一时步系统的实际恢复情况,首先对待恢复负荷进行预选,再采用层次分析法确定各备选恢复负荷的权重,最后利用贪婪算法进行求解,得到当前时步恢复的负荷及线路。IEEE-30节点系统算例证明,对网架重构阶段的负荷恢复进行优化,可充分利用已并网机组提供的发电功率恢复尽可能多的重要负荷并保证网架重构的顺利进行。
基于零序直流原理的单分支故障电缆测距模型的研究

对近期提出的基于零序直流原理的单分支故障电缆测距模型做了理论分析,提出检测电流的比值与故障电缆距离之间的线性关系,从而消除了电网电压波动和故障电阻对检测电流的影响。考虑到检测电流值很小且容易受外部信号的干扰,进一步将电流比值对故障距离求偏导,指出了减小接地电阻和改变检测电阻值等提高检测精度的措施。在此基础上通过仿真和实验验证了上述理论,揭示了检测电流与故障电缆测距模型中各个参数之间的关系,为进一步构造单分支故障电缆测距算法奠定了基础。
GK模糊分类算法在GIS局部放电模式识别中的应用

为了分析不同绝缘缺陷所激发的局部放电类型,在GIS内模拟了四种典型缺陷模型,根据局放信号与相位之间的关系,提取脉冲序列、幅值和相位信息,得到Hqmax～Phi、Hqmean～Phi及Hn～Phi等二维相位分布,然后利用统计参数偏斜度Sk、陡峭度Ku、峰值数量Pe及互相关因数CC等获取二维分布正负半周期的特征指纹。介绍一种新型Gustafson-Kessel(GK)模糊分类方法,根据特征指纹对四种缺陷进行分类,最后根据聚类有效性分析,验证了GK分类算法与模糊C-均值(FCM)分类方法都可达到较好的分类效果。
兼顾拓扑优先与路径电气影响的骨架网络重构

对电力系统恢复过程中目标骨架网络的重构问题进行了研究。利用复杂网络中节点介数相关理论,提出了一种兼顾拓扑优先与路径电气影响的网络重构方法。该方法计及了线路充电电容对网络节点重要性的影响,从而实现对加权输电网络的重构,提出的重构效率指标综合考虑节点重要性和送电线路优化对重构网络的影响,实现了重构骨架网络的整体优化。利用遗传算法易于处理离散变量且具有全局收敛性的特点,对该优化问题进行求解。最后以IEEE30节点和IEEE39节点系统为例,验证所提方法的有效性。
基于相分量的配电网短路电流通用计算方法研究

配电网络具有参数不对称、中性点接地方式多样性等特点,因而其短路电流的计算也应考虑多方面的因素,寻找符合配电网特点的故障分析方法对配电网保护、运行具有重要意义。采用相分量法,同时将故障和中性点与大地构成的端口从网络中剥离出来,对不同的故障类型和中性点接地方式分别用统一的公式来描述,建立了统一的故障分析的模型和分析方法,通过具体示例验证了此方法的有效性。
电网不对称故障下双馈风力发电机组穿越控制的研究

在研究电网电压不对称对双馈感应发电机(DFIG)影响以及DFIG正、负序数学模型的基础上,分析了电网电压不对称条件下DFIG定子输出有功、无功功率和发电机电磁转矩的组成。针对电网电压不对称时负序电流对定子侧有功功率、无功功率、电磁转矩和直流侧电压的影响,提出电流正序分量跟踪控制策略,并在转子侧和网侧变换器的控制中对电网电压的正、负序分量分别处理。转子侧变流器采用正序电流跟踪的滞环控制,实现了电流的无差跟踪。网侧逆变器控制内环采用电流前馈控制,并控制负序电流为零,外环采用电压环稳定直流电压。仿真结果表明,在电网不对称故障时,这种控制策略可以消除负序电流对定子侧有功功率、无功功率、电磁转矩和直流侧电压的影响,实现不对称故障穿越。
基于双曲S变换的变压器励磁涌流和内部故障识别新方法

提出了一种基于双曲S变换识别励磁涌流和变压器内部故障的新方法。利用S变换具有优秀时频呈现能力和时频分辨率的特点,采用双曲窗函数,把励磁涌流和故障电流信号变换到相空间进行特征提取,从经过变换以后得到的时频等值线图可以发现二者具有明显不同的特征。通过计算H-S变换后的能量以及1-9层能量与1层能量的比值,发现比值6是区别励磁涌流和故障电流的阈值。仿真分析结果和动模试验均表明:H-S变换可以更清楚地反映信号的时频局部化特性,能准确识别励磁涌流;并且具有较好的抗干扰能力,在变换域易于信号和噪声的分离。
广域阻尼控制器和STATCOM控制器协调设计

为了改善互联电力系统阻尼,研究了广域阻尼控制器和静止同步补偿器(STATCOM)的控制器参数全局优化方法。首先介绍了广域阻尼控制器和STATCOM及其控制器数学模型,然后描述了改进的细菌觅食优化(BFO)算法。用Matlab编程,按BFO方法优化控制器参数以使ITSE型适应度值最小。适应度值是通过解电力系统微分-代数方程求得。10机39母线新英格兰系统被用于测试协调设计方法。仿真测试表明,广域阻尼控制器和STATCOM控制器的协调设计能增强电力系统动态稳定性。
变速变桨风力发电机组的桨距控制及载荷优化

讨论了大型变速变桨风电机组在额定风速以上如何减小系统超调量以及降低机组载荷。根据风电机组的强非线性特点,采用基于模糊免疫PID的桨距控制策略,以减小发电机转速波动,改善功率品质。针对风电机组的塔架前后和侧向振动以及传动链扭转振动,提出了桨距、转矩阻尼滤波和加速度反馈等控制方式。通过Bladed外部控制器模块编程并进行仿真,结果表明所提出的控制策略能够改善变桨距控制的动态特性,降低关键部位载荷。
基于Multi-agents的智能变电站警报处理及故障诊断系统

针对传统变电站故障诊断的不足,在智能变电站架构的基础上,提出了基于multi-agents的智能变电站警报处理及故障诊断系统。根据智能变电站的体系结构、信息流和数据流特点,设计了警报处理、输变电设备诊断等主要功能模块,以此满足变电站事故分析各层次的功能需求。就警报处理和输变电设备故障诊断系统中各个agent及agent之间的协作机制等方面做了详细论述,实际变电站故障案例证明了该警报处理和输变电诊断模型的可行性和有效性。
省级电网AGC控制策略研究

区域电网互联主要任务是:保持电网频率质量,改善机组调控性能,从而发挥大电网运行的优越性。立足于省级电网调度控制,介绍了国内AGC发展和控制现状。以重庆电网为例详细探讨了目前省级电网AGC控制方案中的不足,从三个方面提出改进策略。将全网机组分三大类:日前计划机组、超短期负荷预测机组和联络线AGC机组。在调度中应用15min超短期负荷预测技术,并在各种机组间采用协调控制方案。经现场运行验证,有效提高了重庆电网AGC调节品质。
基于电力设备全寿命周期成本最优的检修策略研究

从电力设备全寿命周期成本最优的角度出发,分析了两种不同检修模式下最佳检修策略的制定方法。针对目前关于设备检修策略的研究中存在着诸如忽略设备检修对故障率的影响、忽略设备在运行过程中所呈现出来的可靠性不断劣化的趋势这一类问题,将机械工程领域中的设备等劣化理论引入到电力设备的运行分析中来,在此基础上,推导出了各个检修周期内设备故障率之间的关系,建立了电力设备全寿命周期成本最优化问题的求解模型。结合一个具体算例,分别应用枚举法和遗传算法求得两种检修模式下的最优检修策略,并对优化结果及其影响因素进行了简要分析。
节能减排下含风电场多目标机组组合建模及优化

环境和资源矛盾日益突出,节能减排发电调度是一种必然。针对风电场出力的随机性与波动性,系统考虑向上向下旋转备用及风电加入后附加备用,建立了节能减排下含风电场的多目标机组组合模型。通过对多个目标进行无量纲化处理,提出了基于节能减排的含风电场机组组合的决策模型。该模型通过调节各目标之间的权重,能够平衡系统的能耗与污染气体的排放,并采用自适应的合作协同进化算法求解。算例表明该模型能有效利用风电,并兼顾节能与减排目标,最终实现含风电场机组组合的安全、经济与环保。
基于概率最优化方法的水库发电调度风险分析

水电站水库发电调度风险分析对于寻求兼顾风险与效益的最佳调度方案具有重要意义。针对传统风险计算方法难以适应中长期发电调度需要的特点,提出了概率最优化风险分析方法,构建中长期发电调度风险评价指标体系来量化风险大小,基于概率最优化风险分析方法的思想建立了中长期发电调度风险分析的随机期望值模型,并提出风险因子的灵敏度分析概念来衡量各类风险指标之间的转化关系。算例结果表明,该模型能使水库在承担一定风险情况下追求发电效益的相对最大化,对调度方案的制定与决策具有一定的理论意义和参考价值。
继电保护与配电自动化配合的配电网故障处理

为了实现中压配电网继电保护的协调配合,对多级保护配合的可行性以及配合方法进行了论述,对于需要依靠延时时间级差配合的情况,根据所采用的断路器操动机构、驱动技术和软件算法的不同提出两类配合方案。对继电保护与配电自动化配合的集中式故障处理模式进行了研究,分别建议了两级级差保护和三级级差保护的配置原则和多级保护与配电自动化配合的集中式故障处理策略。提出了一种多级级差保护与电压时间型馈线自动化配合的原理,可以避免在分支线故障时造成全线短暂停电。结合实例说明了所建议的故障处理过程。
一种改进变步长的自适应谐波检测算法

在有源电力滤波器(APF)谐波电流检测自适应滤波算法中,改进变步长自适应滤波系数调整方法。算法根据稳态谐波零均值的特点,利用系统历史积累误差均值估计代替单步误差更新步长因子,由滑动指数加权窗方式,提取出单纯的滤波器跟踪误差,步长更新的大小只取决于滤波器跟踪误差,不受谐波本身影响。通过步长因子与系统误差均值估计的类Sigmoid函数关系,动态控制类Sigmoid函数参数的变化,由此克服了类Sigmoid函数参数固定引起的稳态阶段误差偏大的缺陷。改进算法的复杂度有所增加,但能够保证较快的收敛速度、较高的检测精度和动态跟踪效果。通过对稳态和跃变的负载电流的仿真,结果证明了算法的有效性。
基于变步融合策略求取电压稳定临界参数的研究

针对电压稳定临界参数的求取方法,以负荷导纳模型方法为基础构建了一种基于变步融合策略求取静态电压稳定临界点处参数的新方法,该策略融合了动态步进性与异步连续性两个进程。动态步进性进程体现为快速计算功率极大值点,即在增加负荷过程中跟踪计算戴维南等值阻抗,并将研究节点当前运行状态点的戴维南等值阻抗对应的导纳值作为下一状态点的负荷导纳值进行下一次计算,故可由初始状态快速、不等步地过渡到最接近临界点的功率极大值点;异步连续性进程体现为由不等步长向等步长方式的过渡且以等步长方式准确求取临界参数,即从功率极大值点开始,利用等步长增或减负荷导纳值的方式计算准确电压稳定临界参数。基于二者有效衔接,提出方向判断系数(Directional Determination Factor,DDF),从而使计算速度和精度得到了有机协调。算例IEEE30、IEEE118验证了该变步融合策略的有效性和正确性,可为研究实时在线电压稳定分析提供一种新的数据参考。
基于事故态势等级评判的电力应急指挥中心启动辅助决策分析

针对当前电力应急调度系统运行机制不够完善,电力应急指挥中心启动缺少明确决策依据的状况,通过6大信息系统获取事故灾害实时信息对电力系统事故灾害进行分析,提出了较为完整的电力系统事故态势等级评判指标体系。采用模糊层次分析法对电力系统事故态势进行综合评判,该方法为电力应急指挥中心启动决策提供了可资参考的依据,对全系统快速进入应急响应以及采取应对措施具有积极的实际意义。最后以IEEE-30节点系统为例验证了该方法的合理性和有效性。
104规约在水电厂与电网调度通讯中的扩展研究及应用

结合南方电网调度要求子站在IEC60870-5-104通信中实现接收设定日计划值曲线并具备曲线反措功能的新需求,针对标准104规约中未定义曲线ASDU类型的不足,对104规约进行扩展应用研究。提出离散的"拐点"概念,给出"拐点"的判断策略和计算方法,并基于NC2000系统(南瑞水利水电监控系统)平台在工程中实现应用。利用平台支撑解决了跨日曲线自动调用问题,实现曲线显示、曲线接收和反措功能,确保曲线下发的安全性和准确性,满足实际工程的运行需求。目前,具备曲线接收和反措功能的系统已在多个大中型水电厂中投入实际运行,运行结果表明系统具备良好的安全性和准确性。
基于反馈型神经网络的光伏系统发电功率预测

分析了光伏系统的发电特性以及影响光伏发电的因素,建立了反馈型神经网络光伏系统发电功率预测模型。该模型采用Elman神经网络结构,利用其强大计算能力、映射能力和稳定性,将光伏发电的历史数据和天气情况一同作为样本,对模型进行训练和发电功率预测。仿真结果表明,该方法建立的预测模型具有较高的精度,为解决光伏系统发电功率预测提供了一种可行路径。
智能变电站智能告警与辅助决策的实现

传统的变电站自动化系统的报警信息组织以及展示方式存在不足,当变电站发生事故时,值班运行人员陷入浩瀚的告警/事故信息中,无法快速判断事故原因,因此无法避免事故面的扩大。针对上述问题,提出一套完整的应用于智能变电站的智能告警/事故辅助决策系统。本系统通过对告警信息的分层优化、综合归纳、建立故障推理模型以及事故反演,可有效用于指导和帮助运行人员快速对事故或异常作出准确的判断,提高了变电站运行管理水平和供电的可靠性,具有较高的应用推广价值。
基于改进模糊法的分布式风光互补发电系统MPPT控制

风光互补发电系统的输出特性受到风速随机非线性、不确定性,太阳照射强度的时变不确定性和经常被部分遮蔽等的影响,一种高效的最大功率跟踪控制方法对于提高分布式风光互补发电系统的供电可靠性和电能质量具有实用意义。针对风电机组,采用模糊MPPT控制方法;针对光伏发电部分,采用模糊PWM扰动的MPPT控制方法,提高了系统在部分遮蔽状况的灵敏度和输出效率,进而实现了风光互补系统的MPPT控制。设计了基于改进模糊法的MPPT控制策略的控制器,并进行了实验验证,实际运行实验结果表明,基于改进模糊法的分布式风光互补发电系统的供电可靠性、输出特性和动态特性显著改善,输出效率提高。
基于RBF神经元网络的风电功率短期预测

准确地预测风力发电的输出功率对电力系统调度、电力系统稳定性和风电场运行都具有重要意义。从实际运行的风电场获得了相关风速、环境温度和风电功率的历史数据,建立了基于径向基函数(RadialBasisFunction,RBF)神经元网络的短期风电功率预测模型。运用该模型进行了1h后的风电输出功率预测,预测误差在12%附近。通过将预测结果和实际风电输出功率比较,表明该方法预测精度较高且比较稳定。
基于风险理论的配电网静态安全性评估指标研究

从配电网供电安全性角度出发,在考虑配电网结构灵活这一特性的基础上,指出配电网静态安全分析需要不同于输电网的安全性评估指标和相应分析手段。以风险理论为基础,结合K(N-1+1)准则和效用理论提出了配电网失负荷风险指标、过负荷风险指标和电压越限风险指标,进而从不同侧面对系统的安全性进行"分诊",并进一步应用层次分析法(AHP)得出系统的总风险指标,作为配电网静态安全分析的基础,以达到"会诊"的目的。还对风险评估方法的应用进行了探讨,并利用算例对不同系统的各项安全指标进行了计算、分析和比较。算例表明提出的配电网静态风险评估方法是可行的,它能够定量地刻画不同假想事故的后果严重程度,准确地反应同一假想事故后不同转供方案下系统安全性的相对高低,为配电网静态安全分析的研究提供了一些有益的参考。
基于自适应粒子群优化的SVM模型在负荷预测中的应用

为了提高电力系统短期负荷预测精度,针对传统支持向量机(SVM)模型在负荷预测中存在的参数的选取问题,提出一种新的预测模型:用改进的自适应粒子群优化算法寻求SVM模型的最优参数。经典粒子群算法是一种全局优化算法,在此基础上提出改进的粒子群算法(FAPSO)并对其进行收敛性测试,将基于改进粒子群算法FAPSO优化的SVM模型用于短期电力负荷预测。实例仿真结果表明该预测模型精度高于传统SVM预测模型,具有一定实用价值。
风电场运行参数变化对其出口输电线路距离保护的影响

在我国,风电场出口输电线路配置有距离保护,由于过渡电阻的存在,保护动作特性仍然会受系统运行参数的影响。概述了风电场接入电力系统对继电保护影响的研究现状,分析了双馈风机的短路特性并介绍了风电场的保护配置,用VC++开发了计及潮流与过渡电阻的电力系统短路计算软件。含东台风电场的系统算例表明:过渡电阻一定时,风机有功出力、功率因数增大,则保护测量电抗减小,甚至可能出现负值;风机并网数量在不同故障类型时对测量阻抗影响不同;当采用工频变化量继电器后,风电场运行参数变化对保护的影响近乎为零。
采用形态小波变换原理的超高速故障选相算法研究

提出一种形态滤波与小波变换相结合的超高速故障选相方法。该方法首先将故障相量通过凯伦贝尔变换转换成模故障分量,然后用形态滤波器滤除大部分噪声干扰,再采用小波变换求取各模量的模极大值,最后根据各模量模极大值特征构造一种新型的故障选相元件。用该方法实现的选相元件能够克服传统选相元件的不足,具有超高速特点,且不受过渡电阻及系统运行方式的影响,选相结果准确、可靠。通过大量仿真结果证明了该选相元件的有效性与正确性。
基于故障分量的T接线路电流纵差保护新判据

分析了基于故障分量的传统差动保护在复平面上的动作特性,指出传统原理在保障内部故障的灵敏性与外部故障的可靠性方面存在一定的限制。提出了结合电流相位差的T接线路电流差动保护新原理,实现了制动项在区内外故障分别体现为驱动和制动两种状态,同时提高了差动保护的灵敏性和可靠性。理论分析表明新原理在内部故障的灵敏性和外部故障的可靠性方面均优于传统判据,具有良好的抗电流互感器饱和性能。仿真实验证明了新原理的有效性。
基于RPROP神经网络的电力系统谐波分析

为了提高谐波分析的速度和精度,将RPROP(Resilient Propagation)神经网络应用于电力系统谐波分析。该网络利用加汉宁窗插值谐波分析算法获得其权值和阈值的初值,并在此基础上采用RPROP算法训练。与BP(BackPropagation)算法不同,该算法根据一阶偏导数的符号信息调整可变参数,避免了受对参数调整意义不大的一阶偏导数幅值信息的影响,且不存在参数选择问题,提高了谐波分析的收敛速度、精确度和实时性。通过变学习速率且加动量项的BP神经网络与RPROP神经网络的比较验证了分析结论的正确性。
电力调度系统信息化的几个问题探讨

对调度信息化建设的几个关键问题进行了分析探讨,提出可以将对调度综合数据平台的相关研究和应用提升到调度系统信息化的研究与建设上来。分析了调度信息化与智能调度的关系,对建设模式加以探讨并给出了建议,对调度信息化与调度自动化的关系进行了定位。对调度系统业务进行了概括与划分,用映射方法划分出了应用功能,得到了应用系统布局,并给出了示例结果。推导分析了调度信息化的数据架构,给出了横向互联的数据流的示例结果。
基于SSI和LS的间谐波检测新方法

提出基于随机子空间辨识和最小二乘法的电力系统间谐波高精度检测新方法。随机子空间辨识是一种线性系统时域模态参数识别方法,利用系统输出的数据构造Hankle矩阵,进而分离出系统状态方程的系统矩阵和输出矩阵,从而识别系统的模态参数:固有频率、阻尼比、振型。应用该法于间谐波检测实现频率、衰减因子、幅值的检测,计算中提出基于振型实现系统的自动定阶,在此基础上,应用最小二乘法实现间谐波信号各频率分量相位的估计。针对噪声、频变、幅变背景下仿真信号和实测变频调速系统的电流进行仿真,同时与Prony法作对比,结果表明该法抗噪性强,检测精度高。
基于分形特征的最小二乘支持向量机局部放电模式识别

为了提高局部放电模式识别的正确率,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的局部放电模式识别的方法。应用分形理论,同时结合小波包分析技术,计算各个频段信号的分形维数,把各频段局放信号的分形维数的倒数输入到多分类最小二乘支持向量机中进行训练,实现对放电样本的分类。结果表明,分形特征浓缩了局部放电信号的信息,有效地解决了模型参数选择耗时巨大的问题。该方法在有限样本情况下能够达到较高的识别率,具有良好的应用价值。
采用自适应召唤策略提高RS485总线上的数据传输效率

为最大程度上提高RS485总线的通信利用率,通过对RS485通信方式特性的研究,从主设备的上层应用软件的规约召唤策略机制入手,将定时循环轮召策略进一步改进为自适应召唤策略。主设备根据从设备上传代码的长短而自动调节召唤时间间隔,从而降低了总线的空闲时间,极大程度上提高了通信利用率,同时也保证了数据通信可靠性,从根本上解决了RS485通信瓶颈。将以103规约为实例讲解如何在实际编程中将定时循环轮召策略升级为自适应召唤策略,并提供了改造流程图及C源代码。
基于GMRES的改进连续潮流算法研究

阐述了一种基于GMRES的改进连续潮流算法,主要针对大型电力系统,在预测环节中采用拉格朗日非线性预测,减少了计算时间;在校正环节中将GMRES方法与牛顿法相结合构成内外双层迭代,并应用ILU分解对系数矩阵进行预处理,从而避免了对修正方程进行直接求解,提高了连续潮流法的计算速度。该算法根据梯度参数变化对步长进行了有效的控制,可以大大提高PV曲线的追踪效率。采用该算法对IEEE300节点测试系统进行仿真计算,取得了良好的计算结果,从而验证了该方法的有效性和快速性。
线路交直流融冰技术综述

对目前国内外的输电线路电流融冰方法按交流和直流进行了分类总结。交流融冰可分为短路融冰和带负荷融冰;直流融冰按融冰对象是交流线路还是直流线路进行了划分。阐述了各种融冰方法的原理,重点介绍了交流短路融冰和直流融冰。通过对各种方法的适用范围、对系统的影响、操作难易等进行比较,得出直流融冰具有诸多优点,是未来的发展方向。最后,提出基于IGBT的直流融冰装置,该装置在非融冰期间可兼作STATCOM使用。
基于PCC的大系统与微电网静态建模仿真

针对微电网电源类型多样性及其在并网模式下运行状态易受大系统影响的特性,建立了基于大系统与微电网公共耦合点PCC端口的系统静态仿真模型。分布式直流电源(燃料电池等)通过逆变器转换为等值交流电源后,同分布式交流电源(风能发电机组)一起通过可调变压器接在微电网母线上,这时微电网可等值为包含燃料电池、光伏电池、储能装置及风能发电机组的戴维南电路并与大系统等值电路建立电气联系。通过Matlab/Simulink仿真验证了大系统等值电路及各种分布式电源等值交流电路的有效性,所建模型为进一步研究微电网提供了良好的仿真平台。
备自投含风电时和常规能源不同备自投的考虑

针对传统备自投在发展中遇到的一些问题,提出构建区域备自投系统的构想。论述了有源同期并列非同期问题、备自投动作成功时运行设备存在过载问题和串供多个变电站时线路备自投无法保证所有变电站不失压问题、母线故障备自投误动以及备自投含风电时等情况,并根据区域备自投系统构想提出改进建议。分析表明:所述几种情况均能得到有效解决,区域备自投构想对备自投未来的发展方向有一定指导意义。
基于动态测度的电能质量扰动参数估计

电能质量扰动参数估计能够为电能质量的监测与控制提供定量的参考信息。提出了基于极小值点和斜率畸变点Dyn测度的扰动参数估计方法。设计新颖的Dyn测度算法,并构造了三个意义明确的特征量。利用这三个特征量对扰动进行参数估计,计算量小,可实现实时计算。通过对电压下跌、振荡暂态、切痕的单一扰动与混合扰动的参数估计,证明此种监测方法可行。仿真结果验证了该方法的有效性。
一种新的最小生成树算法

针对在最小生成树求解中常用的Prim算法和Kruskal算法适合直接在图上作业而不适于计算机求解,提出了一种新的最小生成树算法:根据最小生成树的定义和性质,对权矩阵进行操作。其优点是:求解过程简单清晰,形象直观,快速有效,易于编程,且具有更广泛的适用性,在求解多节点网络的最小生成树时更能体现其计算速度快的优越性。最后用大庆油田电网作为具体的实例验证了本算法的正确性。
特高压交流系统合闸过电压特点研究

由于特高压交流系统采用高阻抗电源、长距离线路和大功率输电的方式,其合闸过电压出现了一些与其他电压等级合闸过电压不同的特性,在系统研究特高压合闸过电压的基础上,对这些新特点进行了深入研究。研究表明,单回线路的合空线过电压一般高于单相重合闸过电压,但在长距离、大功率输电时,后者可能更为严重,应引起重视;在电源容量较小时,双回线路一回运行情况下另一回线路进行合空线操作时,其过电压往往较高,应重点限制;双回线路的单相重合闸过电压与小电抗的取值密切相关,故小电抗取值应在各种运行方式下进行综合选择。此外,特高压交流系统通常应采用合闸电阻限制合闸过电压,且较长线路宜采用较低阻值,较短线路宜采用较高阻值。
云广特高压工程紧急停运及旁路开关操作控制策略研究

紧急停运顺序(ESOF)和旁路开关操作的协调配合是特高压直流输电控制保护策略的关键技术。针对±800kV云广特高压直流输电工程双12脉动阀组串联的接线特点,通过对紧急停运启动因素归纳总结,提出极紧急停运和阀组紧急停运的控制时序,设计了紧急停运过程中旁路开关的控制策略,并增加了特殊硬件回路保证控制系统故障时可靠隔离故障阀组。利用云广工程的功能及动态性能试验,验证了紧急停运顺序动态过程的正确性,最终确定了紧急停运时健康阀组强制移相的时间,优化了两站紧急停运时序,降低了紧急停运时直流电流的突变量。
基于混沌蚁群算法的负荷模型参数辨识

为了解决负荷模型参数辨识结果平稳性这一困扰模型应用的难题,提出了一种适用于负荷模型参数辨识的混沌蚁群混合算法。该算法针对蚁群算法容易陷入局部最优的缺点和混沌算法遍历性和随机性的优点,把混沌算法引入到了蚁群算法中,在蚁群算法求解的基础上,利用混沌算法对解的邻域进行了混沌优化,有效避免了蚁群算法的局部收敛问题。基于实测数据的算例结果表明:与单一蚁群算法相比,混沌蚁群混合算法提高了辨识结果的精度,减少了辨识误差,有效控制了参数分散性,具有较好的工程实用价值。
分布式电源接入装置的研究和设计

阐述了分布式电源和微网结构体系,在微网架构下研究了0.4kV级和10kV级两种分布式电源接入系统。提出一种采用ARMTDMI(-S)芯片的分布式电源通用接入装置,分别设计了该装置的两大模块:功率传输模块和控制信息模块。该接入装置具有并网同期检测功能;采用结合各种主动式和被动式检测方法的随机性、周期性检测方案的孤岛效应检测功能;兼容以太网、串口和MODEM三种通信方式,能满足主网、微网各DG三级之间的通信;具有功率控制管理功能和继电保护功能。针对含有微网的配电网,提出一种纵联(比相式)保护结合工频突变量原理的保护思路。
配电网故障定位容错算法

为了兼顾配电网故障定位的速度和容错性,提出了一种先故障定位后信息畸变判断的新方法。根据馈线终端单元(FTU)反馈的故障信息,采用基于子节点数搜索的基本定位算法,得到故障区段向量;对故障区段向量进行逆运算得到期望故障信息;将期望故障信息和FTU反馈的故障信息进行比较,根据信息畸变数最小和故障区段最少原则确定最佳故障区段。仿真结果表明,该算法有效减少了基本定位的搜索次数。而且,对于信息缺失畸变情况下的多故障定位,也具有很好的实时性和容错性。
基于蒙特卡洛模拟的发电边际成本分析

发电边际成本分析是市场参与者进行电价预测和确定报价策略的基础。考虑到发电机组的随机强迫停运和负荷预测等不确定性,任何时刻的发电边际成本都是一个随机变量。详细分析了电能生产中的各种随机因素,认为发电机的工作时间和修复时间服从指数分布,系统负荷服从正态分布,燃料价格服从某种概率分布。利用蒙特卡洛方法对电能生产过程进行模拟,并在此基础上对系统短期发电边际成本进行分析。算例分析表明,该方法物理概念清晰,且便于实现,易于收敛。而且与传统的基于随机生产模拟技术的方法相比,该方法易于考虑电能生产过程中的各种随机因素,且不需要过多的负荷资料。
低频减载方案基础集的设计及TOPSIS多属性决策

针对目前电力系统低频减载方案设计中基础方案集合过小、方案各性能指标相互矛盾难以决策的问题,提出了一种新的方案基础集设计方法及基于TOPSIS的方案决策方法。新的方案基础集设计方法根据低频减载方案的构成及参数特性的分析,确定了各参数取值集合的计算方法,并按方案的构成形式将各参数取值集合进行有机组合,最终形成方案的基础集。所设计的基础方案集合域大,并且可通过集合的设定值直接决策,避免传统决策中因性能指标冲突而难以决策的缺点,具有强的实用性。另外根据低频减载方案决策问题的特性,并结合优化理论中的TOPSIS多属性决策方法(MADM),提出了基于TOPSIS的方案决策方法。该方法可对基础方案集中的各方案的评价指标给出综合定量评估,解决了以往方案决策过程中方案各指标相互矛盾、难以筛选最优方案的问题。最后给出了算例分析,证明了所提理论方法的有效性和实用性。
基于分布参数的电力电缆故障定位新型算法研究

在分析地下电缆系统单相接地故障的等效电路的基础上,提出了一种基于分布参数和序网变换的电力电缆故障定位新算法。该算法考虑了三相电缆之间互感及线芯与外皮之间互感的影响,将高阶的三相故障系统矩阵转化为独立的序网矩阵,从发送端、故障点和接收端三处分别确立了序网方程和相量网络方程的多个边界条件,应用发送端的电压、电流等参数,最后通过牛顿-拉夫讯迭代法求解故障点位置。经过PSCAD/EMTDC仿真软件校验,该方法在不同的短路阻抗下均具有很高的精度。
基于ARMA误差修正和自适应粒子群优化的SVM短期负荷预测

利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)进行短期负荷预测的精度及其泛化性能很大程度上取决于其参数选择。对于支持向量机中的核参数σ和惩罚系数C采用基于适应度函数惯性权重自适应调整的粒子群优化算法进行选择。在对LS-SVM回归模型参数优化的基础上,建立自回归滑动平均(ARMA)误差预测模型来修正负荷预测结果从而提高预测精度。选择某地区夏季96点负荷数据作为训练样本和测试样本进行分析,并且选择SVM模型进行对比。实验结果表明,同标准的SVM回归模型相比,APSO-ARMA-SVM负荷预测模型能明显改善预测精度,能够推广到电价预测等其他预测领域。
分布式发电并网的网损影响评价指标研究

针对分布式发电并网对于配网网损的影响程度缺乏一个衡量标准的问题,提出了包括网损分配率和网损贡献度在内的网损影响因子概念模型。网损分配率表征分布式电源并网使得配网网损变化程度;网损贡献度表征并网后,分布式电源单位发电量中引起的配网网损所占比重。通过对某电网典型线路上不同分布式发电的并网与解列数据进行潮流计算,得出不同分布式发电对配电网络的网损影响因子的值,分析产生不同程度影响的原因,从而指导各个分布式发电的调配来达到降损目的。研究结果表明网损影响因子的概念在实际工程应用中起到了很好的衡量作用。
同步发电机转子绕组匝间短路故障特征传递规律

研究了发电机转子绕组匝间短路时,短路故障特征依次由定子绕组、励磁绕组、励磁机电枢绕组到励磁机励磁绕组的传播规律。理论分析和仿真结果表明:当发电机转子绕组发生匝间短路故障时,励磁机励磁绕组上产生频率为nrM/60倍频的感应电流。从而提出了一种基于励磁机励磁电流的发电机转子绕组匝间短路故障诊断的新方法,克服了一般诊断方式需要安装侵入式传感器的不足。最后运用故障模拟发电机组进行了动模试验,试验结果验证了理论分析的正确性和故障诊断方法的有效性。
N-1故障后系统小干扰电压稳定极限点计算

构建了负荷采用三阶感应电动机并联恒阻抗表示的电力系统短期电压稳定分析数学模型,并推导出负荷增减的表示方法。根据系统小干扰方程状态矩阵特征值为零的特点,提出了计算小干扰电压稳定极限点的数学模型,以求得N-1故障后系统从当前运行状态到电压稳定极限点需增减的负荷。通过对发电机稳态方程中功角的三角函数项引入辅助变量,将极限点计算模型转化为关于未知量的线性或二次函数,进而可采用最优乘子牛顿法计算极限点,以解决极限点处系统稳态方程雅可比矩阵奇异带来的收敛困难。IEEE9节点系统和IEEE39节点系统的计算结果表明该方法能够可靠地收敛到N-1故障后系统的小干扰电压稳定极限点。
消除同走廊线路互感影响的输电线路单端故障测距方法

基于集中参数模型,提出了一种同走廊输电线路单回线故障的单端测距方法。该方法将邻近回线的互感影响等效为故障回线上串联的电压源,再利用叠加定理将系统进行分解。通过对各分系统进行复合序网分析,得出了各分系统中各序电流之间以及测量处电流与故障处电流之间的关系;结合故障处序电流的求解公式,最终推导出消除邻近回线互感影响的故障测距方程。此方法仅需单端测量数据,且消除了过渡电阻的影响。仿真表明,其具有较高的精确度。
智能配电网故障恢复的现状与展望

配电网故障恢复是智能配电网自愈功能实现的重要保证,对满足用户供电需求以及降低网损等都具有十分重要的意义。概述了国内外配电网故障恢复研究的历史和发展现状,分别从数学优化方法、启发式搜索方法、人工智能方法三类方法进行了详细阐述,分析了各个算法的自身特点以及亟待解决的问题。最后指出了配电网故障恢复值得进一步研究的问题,并结合配电网管理模式、模型建立、算法融合以及分布式能源的利用对其发展前景进行了初步的展望。
基于CORDIC算法的故障录波启动判据的研究

为了简化故障录波器下位机的设计,将故障录波装置的启动判据模块集成到单片FPGA中。采用CORDIC算法在圆周坐标系统下的两种工作模式:旋转模式用于实现离散傅里叶变换,将复杂的复数乘法转化为简单的移位和加减运算,避免了正余弦值的计算;向量模式则是将复数的实部、虚部形式转化为幅值、相角的矢量形式。启动判据采用硬件电路结构,通过对CORDIC算法最低精确度的误差分析,对于采样速率在1～10kHz范围内,系统在两个采样点时间间隔内能准确的计算出电压、电流等电气量的序分量、基波分量和高次谐波分量的大小和相位等。
基于低频变频原理的互感器综合特性测试仪研制

由于电流互感器拐点电压不断升高,常规的电流互感器特性试验方法难以满足试验要求。研制了一台互感器综合特性测试仪样机,其基于低频电源法,并采用低频补偿算法,能够在较低电压下完成试验,扩大了仪器的适应性和测量能力,有效减轻工作强度,提高试验效率。样机采用了SPWM、功率因数补偿(PFC)、软开关等先进技术,功能完善,综合性能优异。对样机的软件、硬件原理和功能进行了阐述,并经过相应的性能测试和比对验证试验,样机的总体性能达到应用要求。
无桥拓扑有源PFC的理论和仿真研究

针对传统有源Boost-PFC的功率开关器件开关导通损耗大,承受较高的电压、电流和热应力的不足之处,提出了一种新型的无桥有源PFC电路(BLPFC)结构。该电路用两个IGBT取代了传统整流桥下桥臂的两个整流二极管,并采用双闭环平均电流控制策略,使之具有传统PFC提高功率因数和降低电网谐波的特点,又具有提高系统开关器件效率,降低系统损耗,发热和成本的优点。利用Matlab/Simulink的SimPowerSystems工具包对设计的BLPFC电路进行仿真,仿真结果表明,与传统的有源PFC相比,无桥有源PFC电路能够很好地提高系统的效率,降低开关器件损耗,抑制电流谐波,且输入电流能够很好地跟踪输入电压波形。
滑窗迭代DFT的谐波电流检测方法

谐波检测是有源电力滤波器非常关键的一环,只有准确地检测到了谐波才能进行合理的补偿。针对现阶段有源电力滤波器谐波电流检测方法存在的计算量大、需要低通滤波环节等不足,提出一种基于离散傅里叶变换的滑窗迭代算法。区别于已有的滑窗迭代算法,新算法通过迭代可以直接输出谐波电流,不需要反变换或波形重构过程,进一步缩短了计算时间。此算法同样适用于任意单次谐波电流的检测和三相基波正序分量的提取,且实现简单灵活,易于工程应用。
含大规模风电场的电力系统动态经济调度

电力系统动态经济调度(DED)问题是一个高维、非凸、多约束的优化难题,风电场并网进一步增加了问题的难度。针对风功率波动性和随机性的特点,模型中引入了风电场出力爬坡约束条件,考虑了含风电场的系统上、下旋转备用量。在大规模风电场并网的基础上,根据电力系统所能提供的最大备用容量,适时优化风机出力,既满足了系统可靠运行,又实现风电最大化利用。为了更好地优化DED问题,增强算法的收敛性能,在二进制微分进化算法的基础上,加入了自适应调整控制参数、共享适应度等改进措施。运用旋转备用、最小启停时间、爬坡等修正策略来处理约束条件,大大提高寻优能力。经典算例分析表明,该方法能快速、有效地求解动态经济调度问题。
小电流接地系统4PT消谐接线方式的分析

通过分析小电流接地系统发生铁磁谐振机理,指出了几种常见消谐方式的机理,进而重点分析了4TP接入防止铁磁谐振过电压发生的机理,明确了4PT消谐的有效性。通过对几种常见的4PT消谐的二次接线方式的分析,指出了它们反应单相接地和PT断线等异常情况的灵敏度,分别指出了各种接线方式的优缺点及运行中的一些注意事项,为以后整改及优化提供一定的依据。对于第四只PT的接入,建议采用4PT阻抗甚高的改进型接线方式。
考虑转供容量约束的配电网马尔可夫可靠性算法

将马尔可夫理论应用于配电网的可靠性评估中,将一台虚拟的故障主变和一条虚拟的故障线路作为负荷失电时候的状态,视为当供电线路故障,并且转供不成功的情况下,状态转移至由这条虚拟的故障线路供电。利用主变和线路间的联络关系,充分考虑了系统发生N-1故障时的转供成功率,并且综合了系统的元件故障率,形成马尔可夫转移概率矩阵。采用经典的马尔可夫状态空间法,准确全面且简便地求解配电网的可靠率,并通过一个实际的配电网络算例验证了算法的可用性。
基于Monte Carlo的电铁电能质量预测方法

针对电气化铁路牵引负荷具有的非线性、单相独立性和随机波动性的特点,提出一种基于Monte Carlo抽样的电铁电能质量预测方法,从而分析新建电气化铁路对电网电能质量的影响。对于新建的电铁牵引变电所,该方法在适当的边界条件下选取匹配的牵引变电所实测数据作为基础样本,在容量等效后建立其负荷电流的基波及各次谐波的概率分布模型,然后生成一组随机数,以前面得到的概率分布模型为对象,采用Monte Carlo方法进行基波及谐波的抽样,从而得到预测的新建变电所负荷数据,并可结合谐波、负序潮流程序研究其对电力系统可能产生电能质量影响。实例表明该方法能够真实地模拟牵引实际物理过程,故解决问题与实际较符合,在工程上具有可行性和实用性。
基于GOAHEAD、SVG和PRFIS的变电站远程Web监控系统设计

提出了一个基于GOAHEAD、SVG和保信子站的变电站远程WEB监控系统设计方案,以GoAheadWebServer作为嵌入式保信子站通讯装置的Web服务器,以htm语言、asp语言和SVG图形编辑器来做实时监控自动刷新浏览网页,实现了Web服务器和用户浏览器之间的动态网页数据交互。通过四遥模块、定值模块、波形模块、电压无功模块、接地选线模块、五防模块、棒图曲线日志模块的起用,扩展了保信子站的变电站远程Web信息图形化实时监控功能。
基于双向差分建模的优化GM(1,1)模型及其在中长期电力负荷预测中的应用

针对电力负荷预测,论述了一种基于双向差分计算的GM(1,1)建模方法,采用向前差分与向后差分建模的拟合误差平方和最小的原则进行参数估计。为了进一步提高GM(1,1)模型的拟合及预测精度,利用拟合值和原始值误差平方和最小的原则对预测模型的初始值进行了优化,摆脱了原有模型的初始值必经过历史数据中的某一点的束缚。以太原地区电力负荷和重庆地区的农村用电量为例,采用了几种典型GM(1,1)模型进行了拟合和预测对比分析,结果表明所提出的优化GM(1,1)模型的拟合、预测精度更高,适应性更强。
基于一次设备与保护协同检修的最佳消缺期限研究

继电保护装置的运行可靠性对电力系统有重要影响,在检修管理中应将一次设备及其保护作为统一整体来考虑。提出基于一次设备和保护协同检修的一次设备最佳消缺期限的计算模型。分析一次设备和保护的协同检修安排;建立了基于协同检修的单一保护系统的状态空间模型,提出系统的可靠性经济分析法。在协同检修的状态空间模型下,算例应用可靠性经济分析法分别计算以年均经济损失最小及可靠性经济最优为目标的变压器最佳消缺期限,结果表明所提出的计算模型能为检修工作节省大量人力、物力和财力,并且提高设备的可用率和供电可靠性。
一种基于参数检测的双端故障测距算法

提出了一种基于参数检测的双端故障测距算法,仅需双端系统的电气量,通过三相解耦推导出故障测距的解析表达式。该算法能计算出双端系统的非同步角和随着环境影响变化的线路参数,克服了传统故障测距的弊端,不存在伪根问题、算法简单实用、计算量小,无需搜索和迭代,鲁棒性强。该算法也不受故障类型、过渡电阻等因素的影响。高压输电线路采用分布式参数模型,通过ATP-EMTP对该算法进行了仿真验证。
扰动转移分布因子及风电对超前调度直流潮流约束的关键扰动分析

风电并网规模的扩大增加了电力系统运行中的不确定性,使电力系统调度决策的复杂性增强。在此背景下,就风电场输出有功功率随机扰动对支路潮流的影响问题进行了探讨,推导出准实时运行条件下节点注入有功功率扰动量对支路潮流变化量的扰动转移分布因子(Disturbance Shift Distribution Factor,DSDF)。并以此说明对于超前调度所计及的直流潮流约束,各风电注入节点有功功率随机扰动所形成的扰动集合中的关键扰动必包含在一个具有2(N其中N表示风电注入节点数)种扰动情况的子集中,该分析为设计具有鲁棒性的超前调度方法提供了理论依据。通过对烟台电网实际系统的随机模拟试验表明了观点的正确性。