薛禹胜, ,郝思鹏, ,刘俊勇 , Zhaoyang DONG , Gerard LEDWICH
2009, 33(3):1-8. DOI: 10.7500/AEPS200811025
摘要:为更好地梳理概念,将低频振荡分析方法分为两大类,即针对系统模型平衡点的特征根方法以及沿着系统受扰轨迹的模式提取方法。平衡点特征根方法可进一步按采用的系统模型分为确定性的线性化模型、确定性的非线性模型和概率模型。这类方法与具体扰动无关,但只能反映系统在该平衡点附近的动态行为,故不适用于包含强非线性、变系数、相继故障或有离散控制的系统。受扰轨迹模式分析方法则从特定扰动下的时间响应曲线中提取振荡信息的时间序列,包括系统模型未知情况下(如实测轨迹)的信号处理法和系统模型已知情况下(如仿真轨迹)的分时段定常线性化法。在评述各种方法的基础上,提出改进的思路及有望突破的研究方向。
2009, 33(3):9-15. DOI: 10.7500/AEPS200809236
摘要:基于多馈入直流系统的强非线性、强耦合特征,分析了多馈入直流系统对协调控制技术应用于工程实际的迫切需求,从线性和非线性控制、集中和分散控制等角度综述了多馈入直流系统协调控制技术发展过程及研究现状。首先,讨论了经典线性控制、非线性控制、最优控制、鲁棒控制、自适应控制等控制方法在多馈入直流系统协调控制中的应用。然后,针对多馈入直流系统集中协调控制方法需要反馈大量远方和不可测量信号存在的工程应用问题,阐述了近年来基于分散建模理论与关联测量、分布式闭环反馈、广域测量信号反馈等方法相结合的多直流分散协调控制研究成果。最后,探讨了协调控制应用于多馈入交直流系统所面临的重要问题和未来研究方向。
2009, 33(3):16-19. DOI: 10.7500/AEPS200807174
摘要:电力系统中持续周期性小扰动由于共振可能引起联络线的大幅度强迫功率振荡,扰动源很难发现和捕捉。文中以两机等值系统模型为基础,在机理上研究了原动机功率与负荷两者持续周期性小扰动所造成电网功率振荡的区别,阐述了2种扰动源的不同性质。基于MATLAB对两者引起的电网强迫功率振荡进行了时域仿真分析。结果表明:相同幅值和频率情况下,原动机功率扰动比负荷扰动所引起的电网功率振荡幅值更大,接近其理论放大倍数。原动机功率扰动引起电网强迫功率振荡的可能性更大。该研究结果对理解目前电力系统存在的低频振荡现象具有一定的参考价值。
2009, 33(3):20-24. DOI: 10.7500/AEPS200805017
摘要:牛顿法和同伦延拓法都属于代数计算法,利用牛顿法解决系统多解问题的关键是确定初值。在对这2种方法的研究中发现:将1-0点和0-0点分别作为不动点,构造不动点同伦函数,由初值计算得到状态变量的值,以其作为牛顿法迭代初值进行计算,计算过程可以通过整体平移不动点位置保证牛顿迭代计算的收敛性,且能够快速获得在负荷较重情况下系统的高压、低压平衡点。该改进同伦延拓法避免了求解同伦曲线花费大量时间甚至从初始点趋向于无穷远的弊端。利用计算得到的 QV曲线上成对平衡点建立线性无关方程组,求解拟合QV曲线的多项式系数,再通过拟合曲线快速预测系统稳定极限点位置。该快速预测法计算耗时短,结果精度高。多个电力系统结构保持模型的分析结果验证了其快速性和精确性。
2009, 33(3):25-29. DOI: 10.7500/AEPS200808161
摘要:为了全面衡量和对比不同地区、不同时期的售电市场发展状况,提出了售电市场质量的新理念及其评价方法。通过借鉴经济增长质量的评价思路,并结合售电市场自身的特点,提出从售电市场的现有水平、发展速度、稳定性、效益、市场结构等方面衡量售电市场质量的思路。为了全面评估市场质量,提出了一种以雷达图为基础的图形化综合评价方法,定量并且直观地展示了评价结果。该研究有助于营销工作人员深入认识售电市场的特点,为其制定改善市场质量的策略提供参考。
2009, 33(3):30-34. DOI: 10.7500/AEPS200807079
摘要:电力市场运行中,需将各发电商的中长期差价合同进行分解才能得以实际执行,传统的中长期合同电量分解都是统一分解,发电商被动接受。文中提出了“发电商申报法”分解合同电量,在考虑检修、出力约束、系统可分解合同电量和系统必需合同电量等因素后,采用基于误差的差异度评估函数建立多目标优化模型,并分别采用“线性加权求和法”和“极小极大值法”将原模型转换为单目标优化。采用国内市场的实际数据构造算例,计算结果表明模型有效,2种转换均可获得原问题的有效解,采用“极小极大值法”时各发电商调整量的差异较小。
2009, 33(3):35-39. DOI: 10.7500/AEPS200808195
摘要:提出并建立了交直流混合系统可用输电能力优化计算模型,该模型中的混合系统可以包含两端直流系统或多种结构的多端直流系统,模型通用性强。运用非线性原 — 对偶内点法求解模型,在求解过程中,对简约修正矩阵进行行列变换,形成了一种便于存储和编程的数据结构,提高了计算效率。以修改的IEEE 30节点混合系统为算例进行验证,仿真计算表明在换流站进行无功补偿对提高可用输电能力有明显作用,同时也验证了所提出的模型和算法的合理性和有效性。
2009, 33(3):40-45. DOI: 10.7500/AEPS200806116
摘要:应用基于α稳定分布的概率模型建立了新的电力系统短期负荷时变模型,充分利用了α稳定分布对大容量冲击性负荷良好的模拟特性。应用粒子滤波器对所建立的短期负荷模型的时变参数进行估计,然后利用估计所得的最新参数预测短期负荷。粒子滤波器突破了以往研究的各种滤波器必须建立在负荷模型是高斯分布的线性模型以及模型的参数必须是定常数的局限,可以研究非高斯非线性的时变系数系统模型。结合实际电网负荷数据的实验验证了所提出的方法对大容量冲击性负荷预测的有效性。
2009, 33(3):46-50. DOI: 10.7500/AEPS200806015
摘要:以电网安全稳定运行及连续可靠供电为约束,以节能、环保、经济、公平为优化目标,设计了节能发电调度的6种基于市场机制与政府宏观调控的经济补偿机制及结算模式。最后,对主要经济补偿机制进行了比较和经济学解释。
2009, 33(3):51-54. DOI: 10.7500/AEPS200809149
摘要:根据数字化变电站继电保护的面向通用对象的变电站事件(GOOSE)需求,针对速动性分析了网络传输延时后提出了改进方法,并针对可靠性和安全性分别分析了不同冗余方式和交换机分配模式的特点。提出根据系统一次接线形式及继电保护配置特点合理规划继电保护GOOSE网络方案的方法,并给出了典型接线形式下的GOOSE网络方案。此外,应根据一次接线形式及继电保护配置特点对交换机虚拟局域网(VLAN)划分、优先级及多播报文过滤进行合理配置。
2009, 33(3):55-58. DOI: 10.7500/AEPS200806130
摘要:基于数字化变电站的发展要求,分析了数字化变电站数据共享的需求,设计了数字化变电站需要的同步时钟源,分析了同步时钟的实现方案及其差异,介绍了采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片实现时钟同步的方案。
2009, 33(3):59-63. DOI: 10.7500/AEPS200808049
摘要:依据IEC 61970电力系统公共信息模型(CIM)及IEC 61968 CIM扩展模型,提出了配电网络模型的具体实现方法。基于该网络模型,研究了配电网络追踪拓扑的主要内容:供电电源追踪和供电范围追踪。文中提出的配电网追踪拓扑方法将变电站内部追踪和站外追踪统一考虑,是一种一体化的追踪拓扑技术。
2009, 33(3):64-68. DOI: 10.7500/AEPS200807273
摘要:在研究电网行波故障定位方法的基础上,提出了一种行波故障定位装置的优化配置方法。该方法首先依据配置原则对电网中的变电站配置行波定位装置,然后利用模拟退火算法对初始方案进行优化,将配置过程和优化过程有效结合后提高了初始配置方案的质量,缩小了模拟退火算法的寻优范围,从而提高了求解速度。实际系统的配置分析和仿真结果表明适当的优化配置可以在不影响定位可靠性和准确性的前提下减少定位装置的布点,从而有效节省投资。
2009, 33(3):69-73. DOI: 10.7500/AEPS200809144
摘要:利用微分算子的代数逼近,将线路的电报方程进行变换解耦,得到时域内电压、电流随距离分布的解析解,发现线路沿线分布电压的差分在一个时间段内的能量在故障点呈现最小值,据此构造了新的故障测距函数。通过证明,利用单端量计算得到的“虚假”电压分布与真实电压有相同的分布规律。进而提出了一种基于微分算子逼近的单端故障测距新原理。同时,详细阐述了三相故障测距新算法。EMTP仿真验证了单端故障测距新原理的准确性和正确性。
2009, 33(3):74-78. DOI: 10.7500/AEPS200808208
摘要:和应涌流可能引起主设备保护的误动,目前还鲜有针对和应涌流的有效防范措施。分析了和应涌流的产生机理,指出和应涌流本身并不会引起差动保护误动。针对现场运行中较多采用的二次谐波制动原理,研究了该原理在发生和应涌流时,不同电流互感器(TA)传变特性下的适用性,指出由和应涌流引发的TA局部暂态饱和是导致差动保护误动的重要因素之一。最后,提出一种比率制动特性的修正方案以避免由于TA局部暂态饱和引起的差动保护误动。
2009, 33(3):79-83. DOI: 10.7500/AEPS200808164
摘要:变压器的差动保护因受到铁芯饱和引起的虚假差流的影响,其正确动作率较低,动作速度也较慢。研究表明,由于变压器的铁芯进入饱和需要一定的时间,励磁涌流引起的虚假差流突变量出现时刻要比相电压突变量的出现时刻滞后一个时间差。基于该现象,提出了一种基于相电压突变量和差流突变量出现时差的变压器差动保护新判据,设计了合适的滤波器保证变化出现时刻的快速准确捕捉,并运用该判据对各种变压器故障状态的响应和逻辑判断进行了分析。基于EMTDC进行了大量的仿真试验,实验结果验证了该判据的可行性和有效性。
2009, 33(3):84-88. DOI: 10.7500/AEPS200807095
摘要:由于同杆线路故障时电磁耦合的特殊性,其纵联距离保护误动和拒动的情况时有发生,而其距离测量元件在故障位置判断中起着关键的作用。当发生接地故障时,由于零序互感的影响,接地测量阻抗会产生偏差,导致保护的超范围与欠范围动作。文中结合电网运行实际,基于不同系统运行方式、线路运行方式和同杆架设形式,定性和定量地研究了零序互感对接地测量阻抗的影响,并进一步分析了线路的不同运行方式下测量阻抗的偏差和影响的特征,进而提出了采用配置零序电流补偿系数的方式消除接地距离保护的测量误差的方案。
2009, 33(3):89-93. DOI: 10.7500/AEPS200805073
摘要:提出一种与含分布式电源(DG)的孤岛独立运行策略相结合的基于多代理技术的电力系统故障恢复方法。该方法是在每个区域内设置一个就地管理代理(LMA)或远方管理代理(RMA),并与区域内与设备相连接的负荷代理(LAG)及发电机代理(GAG)组成多代理系统。当电力系统全停时,由水电机组作为黑启动电源提供初始电能,按照黑启动预案,通过多代理系统中各代理之间交互协调,逐步恢复电力系统。文中介绍了基于多代理技术的故障恢复方法的基本原理、多代理恢复系统的结构和每个代理的作用,以及含DG的电力系统故障后恢复的理论过程,最后在仿真中实现并验证了该方法的有效性。
2009, 33(3):94-97. DOI: 10.7500/AEPS200806020
摘要:相对于精确潮流计算,无功补偿与电压变化的关系可基于短路计算进行估算。变电站无功补偿调压一般通过低压母线的无功补偿调控其高(中)压母线电压,而目前无功补偿调压的一般估算模型只适用于估算无功补偿母线的电压变化。文中针对无功补偿调压一般估算模型的不足对其进行了拓展,建立了无功补偿调压的拓展估算模型,可用于估算主变低压无功补偿对其高(中)压母线电压的调节作用,也可用于无功补偿调压的机理性解释及变电站无功补偿容量的预估,并通过华中电网实际调度试验和仿真计算验证了拓展估算模型的正确性、精确性和实用性。
2009, 33(3):98-103. DOI: 10.7500/AEPS200810101
摘要:电液伺服及执行机构为原动机调节系统的重要组成部分,其数学模型的精确度和适用性影响着整个电网仿真分析的准确性。分析现有的电液伺服及执行机构模型发现,模型在阀门小幅度动作时能很好地模拟系统性能,但是在阀门大幅度动作下,模型不能反映出实际情况,难以兼顾阀门不同幅度动作下电网的稳定性分析。文中在分析汽轮机执行机构工作原理的基础上,从各部件的物理意义出发,建立了一个新的用于电网稳定分析的电液伺服及执行机构模型。该模型用一套参数就能同时满足阀门不同幅度动作时电网稳定性分析的要求。最后给出了模型参数确定方法,并结合现场试验曲线,对模型进行了验证。
2009, 33(3):104-107. DOI: 10.7500/AEPS200806206
摘要:针对华东电网调度管辖抽水蓄能电站容量不断增加的现状,综合考虑预计用电负荷、联络线送受电计划、电站出力特性等多种因素,为了最大限度地节能降耗、提高火电机组发电负荷率,以考虑抽水蓄能电站电能计划后的发电负荷率最大为优化目标,在实际工作中研究提出了华东电网抽水蓄能电站电能计划安排方式优化算法。实践应用中,华东电网已根据此优化算法开发了计算程序,用以为电能计划编制人员提供决策依据。经实践检验,该计算程序明显提高了华东电网抽水蓄能电站电能计划的编制质量和工作效率。
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