半月刊

ISSN 1000-1026

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  • 2016年第40卷第9期文章目次
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    • >环球瞭望
    • 售电侧市场放开国际经验及其启示

      2016, 40(9):1-8. DOI: 10.7500/AEPS20151128001

      摘要 (5605) HTML (0) PDF 1.26 M (5454) 评论 (0) 收藏

      摘要:售电侧市场放开是中国新一轮电力体制改革的重点任务之一,系统研究国外售电侧市场放开的经验,对于国内售电侧市场放开具有重要借鉴意义。文中对国外售电侧市场主体进行了归纳分析,研究了售电市场准入机制、交易机制、保底供电机制、更换售电商机制、信用机制等售电市场运行机制,研究分析了售电市场的发展趋势。结合国外经验,提出未来中国售电侧市场建设应着重考虑售电侧市场放开,坚持立法先行;坚持试点先行并超前开展改革试点成效评估研究;逐步培育市场化售电主体;逐步建立市场环境下电力普遍服务实施机制;建立售电侧改革实施中的信用、垄断等风险防范机制,加强市场主体风险管理能力建设;注重发挥北京、广州电力交易中心积极作用,确保售电侧改革有序推进。

    • >学术研究
    • 基于集合论估计的电网状态辨识:(五)拓扑错误识别

      2016, 40(9):9-15. DOI: 10.7500/AEPS20150529017

      摘要 (2160) HTML (0) PDF 1.25 M (1928) 评论 (0) 收藏

      摘要:电网的拓扑模型是感知电网状态的基础,错误的拓扑模型将导致状态辨识的结果严重偏离真实的运行状态,因此拓扑错误的辨识非常关键。目前已有拓扑错误辨识的方法在应用于大规模系统和同时辨识不良数据和拓扑错误等方面存在不足。文中基于最少拓扑错误准则,建立了拓扑错误识别的混合整数规划模型,其中测量方程以线性约束和锥约束的形式给出,并采用混合整数不等式来解耦整数变量和连续变量。该模型可高效求解,且可有效识别支路拓扑错误和厂站拓扑错误。

    • 基于Copula理论的光伏功率高比例异常数据机器识别算法

      2016, 40(9):16-22. DOI: 10.7500/AEPS20151008006

      摘要 (2861) HTML (0) PDF 2.54 M (2240) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前很多在运光伏电站由于通信故障、设备异常、人为限电等问题导致功率实测数据含高比例异常数据,极大阻碍了电站性能分析和功率数据的深化应用。基于Copula函数建立了描述辐照度与光伏功率间相关关系的概率功率曲线模型,进而针对光伏实测数据分散度、随机性强,异常数据比例高的特点,结合工程经验归纳了三类典型异常数据特征并提出了相应的异常数据机器识别模型。利用实测光伏电站数据和人工生成数据集进行仿真分析表明,采用该异常数据机器识别模型能适应高比例异常数据条件,有效识别各种类型异常数据,具有比常规3-sigma识别法更好的适应性和识别率。

    • 基于机舱风速计的风电机组功率特性评估方法

      2016, 40(9):23-28. DOI: 10.7500/AEPS20151014002

      摘要 (2140) HTML (0) PDF 1.72 M (2866) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的功率特性评估方法难以对未配置测风塔的风电机组进行评估的问题,对基于机舱风速计的功率特性评估方法进行了研究。在深入剖析机舱风速与测风塔风速相关性的基础上,依托IEC 61400-12-2标准,提出了二者之间最优拟合关系为分区间段的机舱传递函数(Binned-NTF)。利用Binned-NTF对机舱风速进行校正,并用计算出的空气密度对数据进行标准化,得到机组的实测功率曲线、风能利用系数曲线和理论年发电量。研究应用表明,该方法在不增加测风设备经济成本的情况下,可以对未配置测风塔的风电机组进行功率特性评估,能够及时有效地维护风电场的利益。

    • 有功无功协调的主动配电网鲁棒电压控制

      2016, 40(9):29-34. DOI: 10.7500/AEPS20150613002

      摘要 (2205) HTML (0) PDF 1.30 M (2557) 评论 (0) 收藏

      摘要:光伏出力具有较强的波动性且难以预测,同时配电网中量测装置不足导致负荷估计精度差,因此传统的确定性电压控制方法不完全适用于主动配电网。电压越限是导致配电网中光伏发电弃光或停运的主要原因,文中提出了一种考虑光伏出力和负荷不确定性的鲁棒区间电压控制方法。该方法计算出最优无功补偿决策的同时,给出光伏电站的允许有功出力区间。所提出的方法在保证系统安全的基础上使得光伏电站尽可能运行在最大功率点跟踪模式。在改进的IEEE 33节点算例系统上进行了分析,通过蒙特卡洛仿真验证了所提方法的鲁棒性。

    • 基于全分散理念的F-P型分布式电源自趋优控制方法

      2016, 40(9):35-39. DOI: 10.7500/AEPS20150704004

      摘要 (2146) HTML (0) PDF 1.42 M (1838) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对频率-有功功率(F-P)型分布式电源,提出一种适用于交流微网孤立运行时的有功控制策略。该策略充分利用微网中交流电网的天然耦合特性,在不借助分布式电源间或者分布式电源与中央控制器间通信的条件下,实现分布式电源出力自趋优功能。所提出的控制策略具有分层结构,包含频率分层控制和频率跟踪控制两个部分,其主要特点为:适用于以逆变器为接口且工作在电流源模式的分布式电源;完全基于本地信息,在不借助中央控制器和集中通信系统的情况下,能够通过各分布式电源的本地信息实现自趋优控制;该策略按照等微增率准则来分摊负荷,使各分布式电源的成本微增率相等。仿真结果验证了该控制策略的有效性。

    • 基于产消方式的互联微网协同自治运行策略

      2016, 40(9):40-47. DOI: 10.7500/AEPS20150419005

      摘要 (2138) HTML (0) PDF 3.19 M (1950) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着分布式电源在用户端的广泛接入,互联微网间的调度问题将呈现非合作特性,难以直接通过集中优化求解。鉴于此,文中结合电力市场双边交易机制,提出了一种基于产消方式的互联微网协同自治运行策略。该策略充分尊重市场运行的客观规律,通过挖掘电力供需本质以及主动能量管理为配电网的经济优化调度提供依据。针对该策略设计了一种双层优化算法:下层优化问题通过计算微网系统自治状态下的节点边际电价和需求曲线以寻求互联微网协同运行的平衡点;上层优化问题基于原-对偶内点法对微网出力及联络线功率进行优化。算例仿真结果验证了互联微网分散协同运行策略的正确性及其用于主动配电网实时优化调度的有效性。

    • 微电网改进多时间尺度能量管理模型

      2016, 40(9):48-55. DOI: 10.7500/AEPS20150721004

      摘要 (2211) HTML (0) PDF 1.48 M (2254) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减小可再生能源随机性和波动性给微电网稳定经济运行带来的影响,考虑到可再生能源预测精度随时间尺度减小而提高的特点以及不同时间尺度能量管理之间的强耦合关系等因素,在常规多时间尺度能量管理框架的基础上,提出了微电网多时间尺度能量管理的改进模型及其协调控制策略,即通过在超短期调度与实时控制之间增加超超短期调度,在长期调度与短期调度之间增加缓冲边界约束,在超短期调度中加入与长期特性有关的储能荷电状态惩罚项等改进措施,实现对微电网能量管理的逐级细化、优化求解以及全局和局部的协调。实际系统验证表明,相比常规多时间尺度能量管理,所提改进模型及其协调控制策略具有精度高、求解速度快、充分协调各时间尺度优化等特点。

    • 微电网中电动汽车充电模式与换电模式的运行优化

      2016, 40(9):56-63. DOI: 10.7500/AEPS20150416004

      摘要 (2233) HTML (0) PDF 1.45 M (2300) 评论 (0) 收藏

      摘要:在已知风光出力,且电网实行分时电价的前提下,分别使用充电模式和换电模式调用充电汽车蓄电池储能。充电模式以微网内燃料费用最低和外网购电费用最低为优化目标,换电模式在上述优化目标基础上增加充电购电成本最低优化目标,使用混合整数规划CPLEX软件求解了该优化目标下的充电汽车储放能控制策略,并给出了优化运行结果。结果表明该优化方案有利于降低微网运营者的运行费用,而采用换电模式给充电汽车充电更能发挥充电汽车蓄电池逢电价高储能、逢电价低放能的作用,提高了微网的运行经济性。

    • 基于移动社交网络平台的电动汽车充放电行为预测

      2016, 40(9):64-70. DOI: 10.7500/AEPS20150708010

      摘要 (2354) HTML (0) PDF 1.61 M (2198) 评论 (0) 收藏

      摘要:大量电动汽车的自由充放电会给电力系统的安全与经济运行带来较大影响。另一方面,电动汽车向电力系统反向送电(V2G)技术的发展可支持电动汽车参与电力系统的调频等辅助服务,但采用不同充放电调度策略时,对V2G和电力系统的交互行为的效果会有不同的影响。移动社交网络(MSN)作为车联网的一个有益补充,在电动汽车用户进行充放电决策上具有一定的互动性,进而会影响电动汽车充放电的调度策略。考虑到MSN的影响力,研究了在分时电价约束下的电动汽车充放电行为预测方法,将每辆参与调度的电动汽车看成是MSN平台中的单一个体,受整体影响力的制约,其时空特征类似于交叉粒子群中的基本粒子,在保持电力系统安全运行与电动汽车用户利益最优的目标约束下,结合MSN的影响力因子,建立了电动汽车充放电行为的预测模型。仿真实验结果表明,该方法可以在不同的调度策略下,预测出电动汽车的充放电行为。

    • >研制与开发
    • 相继换相失败对基于相位角的失步解列判据的影响机理

      2016, 40(9):71-77. DOI: 10.7500/AEPS20150603004

      摘要 (2157) HTML (0) PDF 1.61 M (2352) 评论 (0) 收藏

      摘要:高压直流输电系统在相继发生换相失败过程中,即使两侧系统并没有发生失步振荡,换流站附近交流线路上的电气量也会周期性变化,可能导致失步解列装置的不正确动作。以基于电压、电流间相位角的失步解列判据为例,研究了相继换相失败对判据的具体影响。首先,在PSCAD/EMTDC上搭建交直流混联系统仿真模型,分析了相继换相失败过程中交直流系统电气量变化特征,总结了逆变侧换流母线电压周期性变化特点;继而对交流线路上的电压、电流间的相位角轨迹进行时域解析计算,分析了相关电气量对相位角变化规律的影响特点,揭示了相继换相失败对基于相位角的失步解列判据的影响机理;最后,以算例验证了理论分析的正确性。

    • 有源配电网差动保护自同步原理及误差分析

      2016, 40(9):78-85. DOI: 10.7500/AEPS20150929011

      摘要 (1907) HTML (0) PDF 2.63 M (2205) 评论 (0) 收藏

      摘要:分布式电源的接入使得电流差动保护被引入配电网,需要解决的关键技术之一即是两端故障数据的同步问题。基于保护启动时刻的故障数据自同步算法可以在不增加额外设备的情况下实现数据同步,在配电网中获得了一定的应用,但对该算法的同步精度尚缺乏必要的理论分析和验证。文中在分析计算相电流突变量保护启动算法的基础上,从直流分量的衰减速度着手,导出了不同衰减速度下保护启动延时的计算表达式;并进一步分析了最大保护启动延时随故障初始相角、衰减速度的变化规律,得出不同故障条件下可能出现的最大自同步误差。分析结果表明,该算法的同步精度受故障时刻、线路参数、故障启动门槛、电流互感器测量误差等因素的影响,某些情况下会出现两端数据同步误差大于保护允许同步误差裕度的情况。最后利用继电保护测试仪验证了上述理论分析的正确性。

    • 不并列运行的同杆双回输电线路跨线故障计算

      2016, 40(9):86-93. DOI: 10.7500/AEPS20150508007

      摘要 (1591) HTML (0) PDF 1.31 M (1531) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对不并列运行的同杆双回输电线路的跨线故障,提出了基于正、负、零三序分量法结合故障边界条件及复合序网图进行分析的解析法。通过相序变换可知该型线路只有零序网络之间存在耦合,利用线路三序分量的特点结合疏松耦合变压器模型建立系统各序网络的等值电路;为简明直接地分析跨线故障,分析总结了典型简单故障形式的边界条件和复合序网图的连接方式,可以方便地组合成各种跨线故障的边界条件和复合序网图,避免对不同跨线故障的重复分析。该方法物理意义明确,计算简单,适用于两回线路参数不同的情况,也适用于非全程同杆双回输电线路的跨线故障。PSCAD/EMTDC仿真验证了该方法的正确性。

    • 基于Rogowski线圈的新型电压行波传感器

      2016, 40(9):94-99. DOI: 10.7500/AEPS20150722004

      摘要 (1828) HTML (0) PDF 1.30 M (2040) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有行波传感器的行波传变一致性较差,影响故障行波定位准确度。文中研究了一种基于Rogowski线圈原理的印制电路板(PCB)式电压行波传感器。给出了Rogowski线圈的高频工作特性,研究了PCB行波传感器的结构和工作原理,推导出了PCB行波传感器互感系数的计算方法,并分析了行波传感器的抗外磁场干扰机理,为有效检测行波信号提供了理论依据。该PCB行波传感器具有结构新颖、频带响应宽、一致性好、抗干扰能力强等优点。仿真和测试实验表明,PCB行波传感器能有效提高行波精确检测的一致性,可靠传变高频暂态行波信号。

    • 基于电弧外特性的故障定位信号发生器优化设计

      2016, 40(9):100-105. DOI: 10.7500/AEPS20150609007

      摘要 (1974) HTML (0) PDF 1.34 M (1735) 评论 (0) 收藏

      摘要:配电网的复杂性导致其故障测距精度不高。停电检修时,在线测距和定位方法无用武之地。由于离线式故障定位信号发生器实现难度大,离线故障定位技术也未获得广泛应用。文中分析了弧光接地故障的伏安特性,提出了双信号发生器并联轮换的设计方案:高压小电流信号发生器用于产生高电压,重新击穿故障点;低压大电流信号发生器提供大电流维持故障状态稳定。给出了双信号发生器功率容量优化设计方法,分析了信号发生器切换及工作过程。优化的双信号发生器总功率容量不足单信号发生器功率容量的1/10。理论分析和现场实验证实了方案的可行性。

    • >信息通信系统及应用
    • 基于公共信息模型对象聚合的高压配电网功能单元信息模型

      2016, 40(9):106-112. DOI: 10.7500/AEPS20150719005

      摘要 (1795) HTML (0) PDF 1.36 M (2069) 评论 (0) 收藏

      摘要:110 kV高压配电网的自动化信息模型及其高级应用仍沿用输电网设备描述准则,缺乏针对自身特点的特殊处理。从自动化信息模型与高级应用示例2个角度出发,针对调度员所关注的高压配电网运行特点构建其功能结构化模型。分析了现有公共信息模型(CIM)对高压配电网结构与运行特点支撑不足,提出面向CIM的对象聚合封装方法,将高压配电系统以重新定义的功能单元类予以结构化描述,聚合后的信息模型按功能,可划分为描述110 kV系统结构的配电容量单元和描述负荷位置与状态的实际负载单元,任意拓扑与状态均能通过这2种对象准确表述,并结合设备实时参数完成计算模型交互,在信息模型降维的同时生成研究态数据,以支撑地区电网能量管理系统高级应用。以某地区电网的实例测试表明了所提方法的有效性与前景。

    • 面向主站的智能变电站模型分层分类裁剪与信息融合

      2016, 40(9):113-117. DOI: 10.7500/AEPS20150201005

      摘要 (1850) HTML (0) PDF 1.26 M (1968) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对人工挑选智能变电站上传主站的信息数据费时费力的问题,文中给出了变电站信息数据模型自动裁剪与信息融合的架构和流程。重点分析了一次设备模型及二次设备模型裁剪、裁剪前后合法性校验、模型语义识别、信息融合方法与规则、信息清单表、与主站信息交互等关键技术。在此基础上,开发了智能变电站模型裁剪与信息融合功能软件,并应用在嵌入式平台的变电站告警图形网关工程试点中。试点运行结果表明所开发软件能够满足不同业务主站的需求,减少了人工干预的工作量。

    • 适应横集纵贯智能电网调控系统实时数据库的设计

      2016, 40(9):118-123. DOI: 10.7500/AEPS20150505007

      摘要 (2244) HTML (0) PDF 1.30 M (1894) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了适应智能电网调度控制系统横向集成、纵向贯通的体系架构,并满足其对实时数据库大容量、高效率、安全性的要求,亟需研发与之适应的实时数据库。文中首先分析了智能电网调度控制系统对实时数据库的需求,然后介绍了实时数据库的体系架构、大容量与支持多应用扩展系列技术、实时库高效访问系列技术、实时库安全保障、模型管理和实时库同步等技术。文中测试表明实时库效率相对原有系统有明显的提升,数据访问安全性能得到有效保障。实时数据库为各类应用打下了坚强的数据基础,保障了各级智能电网调度控制系统的稳定运行,有力支撑了智能电网建设。

    • 基于交换机数据传输延时测量的采样同步方案

      2016, 40(9):124-128. DOI: 10.7500/AEPS20150520013

      摘要 (2042) HTML (0) PDF 1.26 M (2064) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于采样值(SV)报文在交换机内的传输延时具有不确定性,目前主要通过全站合并单元(MU)接入统一同步时钟实现采样同步,造成网络采样同步严重依赖于外部时钟,也违反了保护功能不应依赖于外部对时系统的基本原则。采样同步技术是“网采”模式能否真正走向实用,以及智能变电站网络结构能否得到大幅度简化的关键。文中详细分析了各种采样方式的优劣,提出了基于交换机数据传输延时测量的新型采样同步原理,该方案原理简单可靠,可通过对等效MU数据接收时刻进行合理性校验实现对交换机转发延时正确性的校验,方案具有很好的推广前景。

    • >工程应用
    • 基于拓展网络流方法的跨区跨省交易路径优化

      2016, 40(9):129-134. DOI: 10.7500/AEPS20150906010

      摘要 (2077) HTML (0) PDF 1.39 M (1627) 评论 (0) 收藏

      摘要:跨区跨省电量交易是实现电能资源大范围优化配置的一种重要手段。随着特高压电网的建设,电网结构日益复杂,这对跨区跨省交易的路径组织提出了挑战。文中提出将网络流理论引入中长期跨区跨省电量交易路径优化,分别建立了传统网络流优化模型和拓展网络流优化模型。模型以社会福利最大为目标,考虑输电通道容量限制和多方转运的输电网损等约束。最后,采用国内简化的输电网架结构针对两种路径优化建模方法进行实例验证和比较分析,结果显示,两种方法都能完成跨省跨区交易路径优化,且扩展网络流方法更优,能够解决复杂电网结构下的路径优化问题和多种交易成份并发的问题,并能形成完整交易路径,为国内大规模跨区跨省交易的复杂路径优化提供了新的解决思路。

    • 普侨直流普洱换流站内接地网替代接地极双极运行方案

      2016, 40(9):135-141. DOI: 10.7500/AEPS20150928011

      摘要 (1829) HTML (0) PDF 739.34 K (1904) 评论 (0) 收藏

      摘要:首先分析了普侨直流普洱换流站接地网替代接地极双极运行的必要性,接着对接地网替代接地极运行可行性开展一系列研究,主要包括:鉴于接地极和接地网设计原则差异,对接地网热稳定性、接触电压和跨步电压等开展校核;为最大限度减少不平衡电流进入站内接地网,提出了优化双极解/闭锁同步逻辑、双极电流跟随同步逻辑和双极联跳逻辑,同时为最大限度满足系统、设备及人身安全要求,提出优化整流侧76SG、整流侧87GPS及逆变侧60EL等保护功能。现场运行表明:通过对直流站控功能、极控功能及保护功能进行优化后,普侨直流完全能适应普洱换流站接地网替代接地极双极运行方式,双极解/闭锁、双极联跳时差较小,一致性较好;各种运行工况下,站内一次设备安全运行、人身安全及二次设备安全运行等均满足规程要求。

    • >综述
    • 交流微电网逆变器控制策略述评

      2016, 40(9):142-151. DOI: 10.7500/AEPS20150226006

      摘要 (2908) HTML (0) PDF 1.47 M (3989) 评论 (0) 收藏

      摘要:逆变器是交流微电网的关键电气装备,其控制策略与微电网的安全、稳定、高效和经济运行密切相关。针对微电网中单台逆变器的控制,从频域的角度,就基波和谐波功率的控制策略进行了分析和述评。对于基波功率控制,就微电网的离网运行模式,探讨了逆变器的电压-频率控制和下垂控制;就其并网运行模式,分析了逆变器的直接功率、直接电压和直接电流控制,并提出了直接阻抗控制的概念。对于谐波功率控制,分析了逆变器开关纹波的抑制,谐波谐振的阻尼,以及微电网低次谐波负荷电流的补偿。然后,针对微电网中多台逆变器的管理,从集中控制和分散控制两个角度分析了多逆变器间的协调控制,探讨了集中的分层控制器和基于多代理的分散控制器。最后,针对微电网及其逆变器控制策略的发展,趋势给出了诸多展望和进一步的研究方向。