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    [摘要] (193) [HTML] (0) [PDF 1.09 M] (213)
    摘要:
    电动汽车充电站的无序规划及不合理配置会对配电网运行的稳定性、安全性和经济性产生严重的影响。为解决这一难题,构建基于配电网电压稳定指标的电动汽车充电站最优规划模型。此模型同时兼顾了充电站建设投资的经济性和配电网运行的经济性以及供电电能质量,充分考虑电动汽车的充电需求和便利性。为求解模型内含多约束的非线性优化问题,采用具有收敛速度快、寻优精度高的改进的自适应粒子群优化算法。最后,基于IEEE 33节点系统的仿真结果验证该文所提方法的有效性。
    摘要:
    随着智能电网的建设,电网公司逐渐采用无人机(UAV)代替人工去巡视输电线路。提出一种对UAV拍摄到的输电线路绝缘子串航拍图像进行处理的方法。首先,利用色彩模型中RGB各分量阈值和范围分割出目标和背景区域;然后,用数学形态学和不重叠窗口纹理特征的方法粗略标记目标区域;最后,生成最小外接水平矩形框,并对所有最小外接水平矩形框内的图案进行纹理特征识别,定位出绝缘子串航拍图像的最小水平矩形区域。该文用2幅图像进行算法验证,并与文献算法进行对比,结果显示该文算法能更好地识别出绝缘子串位置。
    摘要:
    换流站阻抗模型的准确性直接影响柔性直流输电系统的小干扰稳定性分析,然而模型越精确其阶数也越高,从而增大分析的复杂度。为分析锁相环对换流站阻抗特性的影响,首先建立d-q坐标下考虑和不考虑锁相环2种情况下换流站交流侧导纳矩阵,进而建立静止坐标下换流站的同序和镜像导纳,通过对比考虑和不考虑锁相环的输入导纳,得出锁相环对输入导纳值影响与锁相环传函的截止频率直接相关的结论。最后,在PSCAD软件中建立仿真模型,利用信号注入法获得换流站的同序和镜像导纳验证理论分析的正确性。
    摘要:
    在不影响行波检测精度的前提下,提出一种基于电场探针的行波检测方法以降低检测成本。该方法根据输电线路周围的空间电场情况,利用镜像法理论对输电线路附近的电场分布进行分析,选择恰当的检测位置安装探针以检测空间电位。探针不与输电线路直接接触,可在不停止运行的情况下进行安装与检修,通过接地线得到该电位产生的感应电流,再利用固有时间尺度分解方法分析感应电流信号以提取故障行波信号。仿真结果表明,利用探针感应电流表征输电线路上的电压信号的方法是可行的。此外,该方法定位误差较小,精度高,能够实现跨度较长输电线路的故障检测。
    摘要:
    为了深入研究变压器油纸绝缘老化状态与极化/去极化电流的内在联系,提出一种基于鸡群优化BP神经网络的变压器中油纸绝缘系统老化程度的预测方法。首先研究聚合度与扩展Debye模型的参数之间的关系。针对环境温度改变时,极化/去极化电流发生变化导致扩展Debye模型参数不能正确地反应油纸绝缘的老化状态的问题,训练BP神经网络拟合去极化电流和油纸聚合度间的关系,以消除环境温度变化带来的误差,实现不同温度下的油纸绝缘老化预测。然后针对BP神经网络收敛速度慢、预测效率低问题,采用鸡群算法优化BP神经网络的权值和阈值。此方法不仅加快网络的收敛速度,而且有效避免了算法寻优时易陷入局部最优解的现象。最后,针对此方法进行仿真分析。仿真结果证明,此方法能够校正环境温度误差对极化/去极化电流的影响,实现油纸聚合度的预测,具有较高的准确性。
    摘要:
    为理解振荡波电压法对电缆不同缺陷的测试结果,该文从电场角度分析振荡波对电缆界面和内部缺陷的表征效果。首先,在实验室搭建振荡波试验平台对人工制作的刀痕、外半导搭接不良2种缺陷进行局部放电测试;然后,通过起始放电电压(PDIV)与局部放电相位谱图(PRPD)初步分析振荡波对2种缺陷的激发特征;进而利用有限元仿真软件对2种缺陷进行三维电场仿真,以缺陷的不同尺寸表示现场缺陷的多样性,并从缺陷处的电场畸变情况解释2种缺陷的放电特征。试验和仿真结果表明:内部缺陷类的刀痕缺陷由于硅脂填充的影响难以被振荡波电压法检测出来,而界面缺陷类的外半导搭接不良缺陷具有较好的表征效果。
    摘要:
    小电流接地系统单相接地故障定位一般由主站综合计算多个不同的电气量来实现。该方法计算量大且复杂,易产生较大误差,难以适用于结构复杂的配电网。对此,提出一种基于三相电流幅值分析的小电流单相接地故障定位方法。通过分析单相接地故障电流得出,故障路径上2个非故障相的相电流变化量近似相等,且小于故障相的相电流变化量;非故障路径上2个非故障相的相电流变化量近似相等,且与故障相的相电流变化量近似相等。根据三相故障电流故障前后幅值变化量设置判据以判断故障相并实现故障区段定位。ATP仿真结果验证该定位方法在不接地系统和经消弧线圈接地系统的可行性。该方法可实现就地定位,定位判据简单,降低了主站的计算复杂度。
    摘要:
    为提高配网包括绝缘渐损接地在内的单相接地选线定位的可靠性,仿真观察绝缘渐损接地在不同阶段的电流波形。首先,根据这些电流波形及发展变化的共有规律,选择接地相的次暂态锯齿波增量电流和健全相与之对应时刻的增量电流作为配网绝缘渐损接地自举选线定位的判据信号源,分析锯齿波电流反映所有接地电流的通用性特点,并研究设计锯齿波标量和矢量相位差的计算方法;然后,仿真研究并比较包括锯齿波在内的单相接地电流与操作性、诱发性扰动电流的波形特征,为辨识真伪单相接地找寻判别基准,并以此为依据,研究设计包括绝缘渐损在内的配网单相接地防误辨识和选线定位方法;最后,采用所制作的接地定位器在低压配网模型的合环运行线路上验证所设计方法的正确性。
    摘要:
    在传统电磁暂态仿真中,静止无功补偿器(SVC)和晶闸管控制串联电容器(TCSC)的求解速度较慢。为克服这一不足,提出一种快速模拟SVC和TCSC电磁暂态过程的新方法。首先,根据晶闸管控制电抗器(TCR)支路通、断状态不变时SVC和TCSC的状态方程不变这一特点,建立分时段不变状态方程;通过引入辅助变量,将模型由非齐次转化为齐次线性方程组,得到各工况下统一的表达式。然后,采用缩放平方法计算矩阵指数,得到模型的输出响应。最后,与传统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC的计算结果进行对比,验证所提方法的合理性和高效性。
    摘要:
    随着国家在2017年提出"乡村振兴"策略,农村电网势必又将面临新一轮的升级改造。如何平衡农网投资效益与风险将会是今后重要的研究课题。在传统配电网投资效益分析的基础上,本文将环境影响、辅助服务与农网投资效益进行统筹,提出包含项目效益、管理效益、节能减排和增值服务的新型农网投资评价体系,同时考虑到投资体量大、资金收回周期长等因素,引入农网投资风险评价体系,并基于TOPSIS-灰色关联度模型,对数据样本的优劣性进行排序。为体现评价体系的完备性与评价方法的适应性,选择不同供电公司进行实例验证。综上所述,该文为电网投资决策者提供基于多方风险下不同投资方案的对比,以更好地实现收益最大化。
    摘要:
    目前配电网可靠性改造实施对象的选择仅以供电可靠率为依据,难以切实提升用电体验,对此提出一种基于对象选优的配电网可靠性提升投资方法。首先,从供电可靠性水平、供电区域特点、用户期望和经济效益4个角度建立一套配电网可靠性提升需求度评价指标体系。然后,以可靠性提升需求度评价指标为基础,通过改进序关系法对配电网进行可靠性提升必要性评估排序。根据提升必要性评估结果,考虑总规划投资金额和各配电网的技改成本决定最终的可靠性提升方案。最后,以应用实例验证该文所提的可靠性提升选优方法具有较好的实际应用价值。
    摘要:
    风火打捆外送电可以用火电来平抑风电的波动,提高线路的利用率,是大规模消纳风电的重要途径, 所以风火打捆外送电线路和配套火电的选择至关重要。而外送电线路可输送的容量又与其截面和环境温度有关。考虑线路热载荷能力即考虑环境温度影响,提出风火打捆外送电线路截面和火电容量联合优化的方法。该方法综合考虑送出风电及火电的收入、火电的总成本、线路投资成本和风电弃风成本对社会效益的影响。算例表明:该法与不考虑热载荷能力的方法相比能充分发挥线路的输电能力,增加社会效益。
    摘要:
    三相负荷不平衡问题严重危害配电网的安全经济可靠运行。在此背景下,提出一种晶闸管无缝换相装置控制策略,实现三相负荷的的均衡分配。首先,建立基于无缝换相装置的配电台区三相负荷不平衡治理系统的数学模型;基于该数学模型,采用向量基因遗传算法求解实现三相不平衡负荷治理,获得台区负载的最佳相别分配方案,通过仿真验证算法可行性;最后,在低压配电台区安装无缝换相装置,通过实验验证了该控制策略的正确性和可行性。
    2020(4):107-113, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.014
    摘要:
    在储能系统作为主电源的微网中,储能系统的输出特性直接影响微网的电能质量。当储能系统输出不能快速调节时,将出现微网电能质量不满足要求的问题。传统的V/f控制策略采用无功-电压下垂控制策略,在孤岛运行时存在电压偏移,会影响微网整体的电能质量,且在下垂控制中下垂系数参数选取难免会出现误调节问题。为解决这些问题,该文探讨逆变器直流侧和交流侧电量的关系,在实施储能逆变器控制策略的基础上加入直流电流控制,解决电压偏移以及误调节问题,达到微电网无幅差控制的目的。最后,使用PSCAD软件搭建风光储微网模型进行仿真检验,证明控制策略的有效性。
    2020(4):114-121, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.015
    摘要:
    随着电力系统的不断发展,大规模互联电网在极大提高能源资源配置的同时,也给电力系统同步运行带来了新的问题。大电网局部故障可能传播至整个网络,导致电力系统连锁故障的发生,而电力系统连锁故障一般伴随着线路有功功率的大规模转移。鉴于此,针对节点移除后的电网潮流转移情况,给出节点潮流转移度的概念;考虑到节点移除后可能会造成系统不连通的现象,提出节点位置重要度的概念;同时,基于此2个指标, 并借用电气耦合连接度的概念,结合多属性决策方法给出关键节点综合性指标的排序方法。最后,通过对特定网络结构制定薄弱节点分裂运行的主动防御策略,防止连锁故障发生或抑制连锁故障大规模传播。针对华中电网某省系统,应用该文所提识别方法和主动防御方案,仿真结果验证了该方法和策略的有效性。
    2020(4):122-127, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.016
    摘要:
    厂用电是反应火电机组经济性与能效性的重要指标,该文提出一种加权模糊C均值聚类和主客观赋权法结合的厂用电关联特征挖掘方法。首先,针对火电机组辅机设备的历史运行数据,利用因子分析法获取运行指标之间的强弱相关性及对厂用电目标值的影响力,提取影响机组能耗的重要指标,进而对提取出的运行指标进行对应权重的赋值,再进行加权模糊C均值聚类;其次,为克服单一赋权法的缺点,进一步利用层次分析法与熵权法相结合来修正机组能耗评估中各项指标的权重值;最后,通过对某火电厂600 MW机组的10个月历史数据、6个典型负荷区间进行文中方法验证,表明文中模型和算法正确有效。
    2020(4):128-132, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.017
    摘要:
    LLC谐振变换器可以在高频运行的同时实现软开关,对于提高开关电源的功率密度和效率意义重大。基波近似法和运行模态分析法是现阶段研究LLC谐振变换器的2种经典方法,但目前缺乏针对二者在电压增益精确性、效率、应用场合等方面的研究。该文首先分析这2种方法的原理;然后,在PSIM环境下对LLC谐振变换器工作模态进行仿真分析;基于LLC运行模态,在仿真电路中对比2种方法下的电压增益精确性;最后,基于峰值电压增益选择谐振参数,搭建1.5 kW/28 V输出等级的实验样机。实验结果表明,在下谐振区,基波近似法的电压增益比实际低10%~15%,而运行模态分析法迭代出的电压增益在全频率范围内与实际增益具有高度一致性,且基于运行模态分析法得到的谐振参数应用于样机时具有更高的效率。
    2020(4):133-140, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.018
    摘要:
    针对目前变压器状态评估缺乏考虑多阶段信息的动态性、变化趋势的现状,提出一种基于区间灰数动态灰靶的变压器状态评估方法。首先,对效益型和成本型指标数据进行归一化处理;其次,引入区间灰数的方差和均差来衡量区间指标数据的波动性,进而赋予指标最佳权重;然后,综合考虑变压器多维时间阶段信息集结和指标的阶段间动态变化,提出一种基于区间灰数动态灰靶的变压器状态评估方法,求取靶心度作为状态评估的依据;最后,通过算例分析某变电站多台变压器多阶段的运行数据,验证了该状态评估方法的客观性和有效性。
    2020(4):141-146, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.019
    摘要:
    孤岛检测是光伏并网发电系统的重要功能。为了减小孤岛检测装置检测盲区及其对电能质量的影响,在对传统的滑模频率偏移(SMS)研究的基础上,提出一种改进的SMS算法,并对该算法的工作原理、检测盲区进行分析,在数字信号处理(DSP)环境下应用,并在单逆变器和多逆变器并联运行情况下进行仿真研究。仿真结果表明该方法既能保证检测时间短,又能减少对电网电能质量的影响,从而验证了该方法的有效性和实用性。
    2020(4):147-153, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.020
    摘要:
    在同相供电系统中负载突变时,传统检测方法在检测基波有功电流及无功电流时存在一个时间缓冲,这影响电网侧基波有功电流及无功电流的检测效果,可能导致无法及时对负载侧的无功与谐波电流进行补偿。基于上述问题,提出一种Scott平衡变压器结合平衡变换装置的同相牵引供电系统工作模式。通过两相平衡变压器特有的供电方式分析两相电压与电流,采用两相电路瞬时无功功率理论对整个单相基波有功与无功电流信号进行功率检测。通过对整个单相电路的有功电流进行功率分解,得到在基波突变情况下的负序量,再结合基波稳定下的正序量,使其在负载突变时的动态检测性能明显提高。仿真与理论的综合分析验证了该方法的合理性。
    2020(4):154-160, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.021
    摘要:
    火电厂锅炉主蒸汽温度具有大迟延、大惯性、参数时变等特点,当工况发生大的变化时,采用基于单一模型的传统PID控制难以维持满意的控制效果。为此,提出一种基于多模型切换的预测控制方法。首先建立多个典型工况的对象模型;再设计不同模型下的最佳动态矩阵控制器;然后设计切换策略选出最合适的控制器来削弱变工况(特别是负荷变化)对主蒸汽温度系统的影响;最后通过Matlab仿真验证所提方法的有效性。仿真结果比较分析表明,多模型动态矩阵控制方法优于传统PID控制,多模型切换提高了固定参数模型预测控制的鲁棒性。
    2020(4):161-168, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.022
    摘要:
    当前智能变电站信息化模型中缺少二次电缆回路模型,此缺失不利于智能变电站全面的在线监视和运维诊断,同时也阻碍了智能变电站信息数字化发展。在此背景下,提出一种智能变电站二次电缆回路建模方法。首先,建立二次电缆回路模型;然后,基于该模型,设计二次电缆回路配置流程。通过二次电缆回路模型文件可视化工具实现智能变电站二次电缆回路多维度可视化展示;最后,将SCD文件中的信息模型映射到二次电缆回路模型中,完成二次电缆回路信息模型与物理模型关联,实现智能变电站二次电缆回路的在线监视与故障定位。
    2020(4):169-175, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.023
    摘要:
    针对现有UML等对象化的继电保护业务建模方法难以进行语义分析和校验的问题, 根据Petri网能定量分析系统安全性、可达性和有界性的特点,提出一种基于Petri网的继电保护业务模型。通过UML活动图初步构造继电保护业务模型,将活动图映射成Petri网模型,再将该Petri网进一步转化成出现序列,对出现序列的结构和语义进行校验,发现并修正Petri网中与实际业务不符的分支或过程,直到Petri网对应的出现序列通过验证。最后,将Petri网转换成继电保护业务模型。实例应用证明该方法可以显著提高继电保护业务模型的有效性。
    2020(4):176-181, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.024
    摘要:
    多数配电自动化系统仅具备相间短路故障自愈功能,对单相接地故障缺乏有效的处理手段。在此背景下,针对中性点非直接接地的配电网提出将小电流故障选线装置接入配电自动化系统,在发生单相接地故障时,通过线路上智能开关的分合控制及单相接地报警信号的时序逻辑来判断故障区间,并通过配电自动化系统隔离故障区域,恢复非故障区域供电,实现配电网单相接地故障自愈。最后通过试验验证策略的有效性和必要性。
    2020(4):181-182, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.025
    摘要:
    基于视在功率推导的静态电压稳定极限解析表达式,给出判别静态电压稳定薄弱点的指标,并提出一种关于静态电压稳定极限的工程改进计算方法。工程中主要采用电力系统仿真软件来计算静态电压稳定。该方法在稳定计算程序中模拟负荷增长,解决普通潮流算法中存在的静态电压稳定极限附近运行点潮流不易收敛造成的极限误判问题;在潮流计算程序中将区域内发电机PV节点修改为PQ节点,解决稳定计算程序由于计及发电机动态调节特性造成的无功出力超发问题。最后,以北京某分区电网为例,验证该计算方法的适应性。
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    摘要:
    电力变压器故障的准确诊断对于电网的可靠运行至关重要。为此本文提出了一种基于贝叶斯网络和假设检验的溶解气体分析的新型多分类概率诊断模型,该贝叶斯网络模型可嵌入专家知识,从数据中学习数据模式并推断与诊断结果相关的不确定性,并且通过假设检验环节改进数据的选择过程。本文使用IEC TC 10数据集,对比三种传统诊断方法进行了诊断实验,验证了所提出模型的有效性,结果表明本文提出的诊断模型最大诊断准确性为88.9%,相比传统诊断方法有较大提升。
                                                                                                                   
    摘要:
    与电磁式电压互感器相比,电力系统中常用的电容式电压互感器存在诸如耐冲击电压强度高、造价较低以及维护成本及工作量小等优点,但仍存在一些常见问题,例如所占空间大,所需绝缘设计水平高(与高压直接接触),恶劣环境下绝缘失效等问题。针对这些问题,本文设计了一种适用于10 kV及以下电压等级的非接触式耦合型电压互感器。首先基于电磁感应原理,利用电压互感器侧量端与电缆内芯、输电线路、绝缘套管内部引出引入线等形成的耦合电容充当高压端电容,利用电压互感器侧量端与大地间形成的电容充当低压端电容。之后理论分析了电压互感器电容对频率特性的影响,通过有限元仿真计算并优化了耦合式电压互感器测量端与高压输电线之间的电场和电容。最后在单相10 kV电压等级下输电电缆上进行了试验,结果表明所设计的互感器可以准确、实时的测量电压,能够为建立智能电力系统,电网实时在线监测,继电保护现场运行提供新的方法和思路。
                                                                                                                   
    摘要:
    为缓解光伏出力曲线与本地负荷曲线不一致所导致的潮流随机波动和电压越限问题,针对主动配电网中的光-储单元提出了一种分布式功率协调控制策略。该策略首先根据配网PCC处功率参考值与实际值的差值产生光-储单元负荷率变化量的参考值,然后利用牵制一致性算法,分别调节储能和逆变器的有功/无功负荷率,实现功率均分,并保证配网PCC处功率跟踪参考值。然后,引入平均一致性算法计算系统平均SOC,各储能单元结合自身SOC对有功参考值进行修正,实现不同储能单元间SOC的均衡控制。在Matlab/Simulink软件中搭建了包含分布式光-储单元的配电网仿真系统,仿真结果验证了所提方法的有效性。
                                                                                                                   
    摘要:
    通过无功补偿可以优化交直流混联配电网的电压分布,减少网络损耗,增大电网安全裕度,提高供电可靠性。为了实现交直流混联配电网无功功率的定向补偿,直观地刻画系统的电压薄弱点,提出了基于灵敏度分析的交直流混联配电网无功补偿方法。基于交替迭代法进行交直流混联配电网潮流计算,以获取潮流收敛后的雅克比矩阵,据此计算节点电压变化关于无功注入的灵敏度,选择灵敏度最大的点作为无功补偿接入点;并以满足系统功率因数要求为目标,确定接入点的无功补偿容量。对某11节点系统进行算例分析,计算结果与和声算法相比,本文方法计算耗时更短,补偿效果更优。结果表明本文方法能以最小的补偿容量最大程度地提升系统电压水平,有效降低系统网损。
                                                                                                                   
    摘要:
    天然气分布式能源正成为清洁能源利用的新的重要领域,因地制宜进行开发是成功的关键,当前亟待建立用以分析地区天然气分布式能源开发环境的指标体系,并开展不同地区的评价和对比研究。本文首先识别天然气分布式能源项目开发的影响因素,从中归纳出地区天然气分布式能源开发的资源条件、能源环境、经济环境和社会环境4个维度的16个可量化指标,并建立评价指标体系;进而,应用所建指标体系采用主客观组合赋权法对全国31个省级行政区的开发环境进行评价。依据评价结果对不同地区聚类分析,将天然气分布式能源发展的地区环境划分为五类,针对五类地区的不同环境特征,提出相应的发展策略建议。
                                                                                                                   
    摘要:
    营配调一体化能够实现营销、生产、调度等多层次工作的有效集中,但与此同时在营配调一体化情形下供电系统面临的综合风险也会随之增加。为提升系统的综合风险预警能力,提出了一种新的营配调一体化风险评估模型。首先根据营配调一体化系统的特点构建了供电风险评价指标体系,并提出了一种以AHP和DEA为辅助模型的指标赋权方法,以降低传统物元可拓模型赋权过程中由于人为因素造成的主观误差;其次通过构造供电综合风险物元、划定供电风险评级,建立了营配调一体化的综合风险评估模型。最后以某地区为例分析了其供电风险情况和影响因素,验证了该营配调综合风险评估模型的科学实用性。
                                                                                                                   
    摘要:
    近年来电网调峰容量不足、弃风问题日益凸显,而大量燃煤自备电厂的调控潜能没有得到利用和重视。以现有市场政策为背景,针对热电联产自备电厂参与交易、促进风电消纳,设计自备电厂参与短时间尺度发电权交易模式,即在中长期电量交易基础上,发电权交易量、交易单价以小时为时间尺度,结算以天为时间尺度;在自备电厂内部,利用电加热装置消纳风电参与联合供热,解耦机组热电耦合约束,降低机组电出力;以自备电厂运行成本最低为目标,构建风电厂清洁替代热电联产自备电厂调度模型。仿真结果表明,该方法有效提升风电消纳水平,降低自备电厂运行成本,减少燃煤消耗,实现电能清洁替代。
                                                                                                                   
    摘要:
    本文研究了一种高频高压激励电源,利用高频电场下覆冰的有损电介质热和电流集肤效应焦耳热进行融冰。输入侧采用基于空间矢量(SVM)调制技术的PWM可控整流器,降低谐波含量和调节功率因数;逆变模块端采用变流器串联实现大功率输出,利用载波相移(CPS-SPWM)调制技术产生触发信号控制电路,以降低开关工作频率;采用电压电流双闭环加重复PR控制来获得稳定的电压输出,提高系统抗周期性干扰性能。仿真实验表明,该高频激励源输出频率可达到1 kHz,电压输出波形好,谐波含量低,为高频融冰装置实用化研发提供参考。
                                                                                                                   
    摘要:
    电流产生的热效应是影响电缆使用寿命和老化故障的主要原因。因此,建立电缆温度特性模型极其重要,电力企业应能够正确估计配电网电缆的相关老化故障率。目前,现有的电缆故障率的估计是在额定温度下进行计算,并没有考虑实际运行中温度变化的影响。因此,本文采用一种基于人工神经网络的方法来估计电缆的最高温度,该温度变化满足一定的日负荷曲线。人工神经网络只需要四个容易获取的输入变量,利用电缆绝缘组合电热寿命模型,对预测温度曲线各阶段的寿命损失进行了估计。最后,利用该寿命模型和概率失效模型预测未来一段时间内电力电缆的故障率。结果表明,失效概率的估计与实际结果一致性好,说明所估算的电缆温度三级逐步变化曲线能够真实反映电缆瞬态温度变化。
                                                                                                                   
    摘要:
    油纸绝缘局部放电问题受到业内普遍关注,为探究在交直流复合电压下的局部放电特征,本文在对此问题的研究过程搭建了测量平台,并设计了气隙放电、悬浮放电、柱板沿面放电和针板放电四种油纸绝缘典型缺陷的放电模型。结合这四种局部放电的的实验结果,经分析后发现:四种典型缺陷局部放电会在不同的复合电压比例下发生不同的变化,前三种缺陷起始阶段平均放电量与直流分量呈现负向变化的特征,与局放起始电压的关系是正向变化特征。与其他三种典型缺陷相比较,悬浮绝缘放电模型在交直流混合电压下局部放电的起始电压明显增加,交流电压下的平均放电量降低。所得结果为利用局部放电试验判别换流变缺陷类型和电压形式对局放的影响提供了基础数据。
                                                                                                                   
    摘要:
    为解决典型场景生成方法未能全面考虑风、光、负荷等不确定因素间的耦合关系、传统聚类方法在高维数据集上表现较差、提取的典型场景不能很好体现原数据特征等问题。在改进核函数的基础上,结合贝叶斯公式和多元高斯分布,利用高斯过程回归(GPR)对电力系统中的多种不确定因素的耦合关系进行建模,生成模拟运行数据;采用时序分段典型场景提取方法,划分总调度区间为若干子区间并分别进行中心点聚类,得出子区间带权典型场景并用笛卡尔积连接,生成全调度区间典型场景集;应用Earth Mover’s Distance (EMD)方法,进行典型场景提取效果评价;算例验证了提取的典型场景能更好保留原始基础场景集合的概率分布特性,充分体现原始数据集合中不确定因素之间的耦合关系;验证了所述方法提取的典型场景能更好体现原数据特征。
                                                                                                                   
    摘要:
    在配电系统中使用光伏、电池储能系统等分布式电源可实现灵活高效的无功补偿。本文提出了一种考虑分布式能源的配电网无功调度和储能优化的分析方法。该方法以运行成本为目标函数,结合前推回代算法和近似拟合法对分布式电源的无功调度和储能方法进行优化。用实际太阳辐照数据和系统运行数据在两种配电系统对该方法的有效性进行了验证。该方法消除了对初始解和参数整定的依赖,求解速度比现有常用算法快50倍以上,可用于实时调度。
                                                                                                                   
    摘要:
    针对充电桩数量不足,各充电桩运营商平台相互独立的问题,文章提出基于区块链的电动汽车充电桩共享平台策略研究。首先分析采用区块链搭建平台的可行性,建立基于区块链的电动汽车充电桩共享平台,设计交易平台的工作流程。然后构建三层寻找充电桩策略,以不同时段用户的不同成本需求最低为目标函数,运用粒子群算法求解,为电动汽车用户寻找最优充电桩。最后,利用MATALAB平台仿真,仿真结果表明采用区块链可提高平台的安全性;三层寻找充电桩策略能根据用户的不同需求匹配最优充电桩,降低用户充电成本,提高充电桩利用率,降低晚间电动汽车集体充电数。
                                                                                                                   
    摘要:
    为了提高配电网检修计划的合理性与经济性,提出了一种基于改进粒子群算法配电网检修计划优化方法。首先,以检修成本、供电损失和故障损失最小为目标,并考虑检修资源、电网安全、检修关系等多种约束条件,建立了配电网检修计划优化模型。然后,针对模型约束条件多且繁杂的特点,提出对不同类型的约束采取相应的预处理方法;在自适应粒子群算法的基础上融入自然选择的思想,对种群中的粒子采取“优胜劣汰”的处理以提高种群的整体质量。最后,将改进的粒子群算法应用于具体算例的求解,结果表明,本文提出的模型和算法具有很好的可行性与合理性。
                                                                                                                   
    摘要:
    基于DGA数据的智能变压器故障诊断方法准确率易受输入特征影响以及极限学习机参数选择困难的问题,提出基于邻域粗糙集与自适应变异粒子群极限学习机算法的变压器故障诊断方法。首先,结合各DGA故障诊断标准建立变压器故障初始特征集,采用邻域粗糙集分析后获得属性重要度高的关键特征指标;其次,针对粒子群算法优化极限学习机参数时容易早熟、陷入局部最优的缺陷,提出带有早熟自检变异机制的改进粒子群算法优化极限学习机;最后,通过变压器DGA数据实例诊断,将之与IEC三比值法以及不同组合的极限学习机诊断性能进行比较,表明所提方法诊断精度更高。
                                                                                                                   
    摘要:
    高压电网在电压过零点附近或过渡电阻较大的情形下发生故障时,产生的故障暂态信号微弱,衰减明显,波头检测困难,传统故障测距方法易失效。针对该问题提出一种考虑故障暂态信号衰减特性的分布式行波测距方法。首先,根据电流行波随传输距离的指数衰减规律,确定电流行波测量单元的最大布置间距;其次,基于电流行波首波头各频率分量幅值衰减特征,利用故障区间和非故障区间两端频率分量幅值比差异实现故障区间辨识;最后,基于故障区间两侧三个测点的电流行波到达时刻进行故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中建立了IEEE30节点系统的仿真模型,仿真结果表明:所提方法不受故障类型、故障电阻、故障初相角的影响,且定位精度高、可靠性好。
                                                                                                                   
    摘要:
    电动汽车充电站的规划布局与电动汽车充电负荷的出行特性密切相关,因而合理预测充电负荷需求才能得到有效的充电站规划结果。为此,本文首先定义了多个维度下的电动汽车充电负荷状态空间,在此基础上建立充电负荷状态转移概率矩阵,进而提出一种基于电动汽车多维状态空间的马尔科夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo, MCMC)负荷预测模型,结合车辆实际出行实时样本数据得到充电负荷时空预测分布。其次,建立考虑企业建站经济效益及用户满意度的双层规划模型,通过变权重粒子群算法进行求解,得到充电站的最优站址和规模。最后通过算例仿真,验证了所提方法的合理性和有效性。
                                                                                                                   
    摘要:
    单芯电力电缆的很多绝缘故障都和金属护层有关,只研究电缆导芯的简化结构模型不能进行护层相关故障的测距。基于分布参数模型,提出一种考虑电缆金属护层的新型故障测距方法。首先,使用分布参数理论分析计及金属护层的故障电缆等效分布参数电路,建立电压、电流方程;然后,通过边界条件求解电压、电流方程中的未知参数,得到故障点前、后的电压、电流值;最终,通过构建测距方程迭代搜索得到故障距离。该方法将复杂的相网络转化为相互独立的序列网络,使得该算法变得简单有效。大量仿真结果表明,该算法能实现护层相关故障(护层对地故障、芯-护层故障和芯-护层对地故障)的精确测距,测距误差基本不超过1.5%,且定位结果不受故障发生位置、故障类型以及过渡电阻的影响。
                                                                                                                   
    摘要:
    对故障元件进行快速、准确地诊断,是实现电网在线调控运行的重要前提之一。基于Petri网的电网故障诊断方法因其建模清晰、逻辑缜密,得到了研究人员的广泛关注。但目前的方法大多针对开关量分析,对电气量的关注度相对较少,而电气量在准确性、容错性等方面比开关量都更具优势。基于此,提出了一种计及电气量和开关量的电网Petri网故障诊断方法。首先利用希尔伯特-黄变换对元件的故障电流进行特征提取,通过模糊逻辑分析和模糊逻辑Petri网推理得到元件的故障概率表征;其次针对开关量进行分析,建立元件的Petri网模型,对故障时序信息进行约束检查和挖掘分析,经模糊推理计算得到故障概率表征。最后利用D-S证据理论对故障概率表征进行决策层融合,得到元件最终的故障概率。通过对新英格兰10机39节点系统的多组故障案例进行诊断测试,结果表明该方法能快速诊断故障元件,改善了基于单一故障源和单一诊断方法的局限性,能有效提高故障诊断的准确性和容错性。
                                                                                                                   
    摘要:
    变压器一直是电网中的重要设备,这类关键设备的任何故障都将严重影响电力系统的可靠性和稳定性。作为变压器的主保护,瓦斯保护动作的可靠性一直备受关注。近些年,外部短路冲击下瓦斯保护误动的事故屡次发生,严重威胁变压器运行效率。为了探究外部短路故障时管道内的油流特性,本文在电力变压器上建立了瞬态油流测量系统,开展了外部短路故障测试试验。试验结果证实,短路电流引起的变压器绕组变形和振动会导致油流涌过管道。由于液体惯性,本文试验所测得的油流动作出现的时间延迟长可达数百毫秒。实际运行中的瓦斯保护误动时间滞后于外部故障的时间也长达数百毫秒,这与油流动作的延时现象相符。试验还表明,故障的严重程度和位置都会对油流动作产生影响。最后,本文给出的油流动作延迟结果可以为进一步研究油流冲击和瓦斯保护误动的机理提供重要的参考。
                                                                                                                   
    摘要:
    继电保护设备数量繁多、种类庞杂,针对传统的纸质记录与人工管理相结合的继电保护设备运维方式存在工作量大、易出错等问题。本文分析了二维码技术在继电保护设备管理中的应用价值,利用二维码具有的容量大、尺寸小、识别率高的特点,将其运用于二次设备运维、资产信息的存储中。通过记录每台继电保护设备在安装、投运、缺陷、退运等不同阶段的信息,实现了对继电保护设备的全寿命周期管理。以具体的二次设备为例,通过二维码技术实现了对设备缺陷、资产信息的存储。结果表明,二维码技术很好的解决了人工管理存在的账实不符、效率低下的问题,对提高继电保护现场运行维护和检修效率具有重大意义。
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    [摘要] (193) [HTML] (0) [PDF 1.09 M] (211)
    摘要:
    电动汽车充电站的无序规划及不合理配置会对配电网运行的稳定性、安全性和经济性产生严重的影响。为解决这一难题,构建基于配电网电压稳定指标的电动汽车充电站最优规划模型。此模型同时兼顾了充电站建设投资的经济性和配电网运行的经济性以及供电电能质量,充分考虑电动汽车的充电需求和便利性。为求解模型内含多约束的非线性优化问题,采用具有收敛速度快、寻优精度高的改进的自适应粒子群优化算法。最后,基于IEEE 33节点系统的仿真结果验证该文所提方法的有效性。
    摘要:
    小电流接地系统单相接地故障定位一般由主站综合计算多个不同的电气量来实现。该方法计算量大且复杂,易产生较大误差,难以适用于结构复杂的配电网。对此,提出一种基于三相电流幅值分析的小电流单相接地故障定位方法。通过分析单相接地故障电流得出,故障路径上2个非故障相的相电流变化量近似相等,且小于故障相的相电流变化量;非故障路径上2个非故障相的相电流变化量近似相等,且与故障相的相电流变化量近似相等。根据三相故障电流故障前后幅值变化量设置判据以判断故障相并实现故障区段定位。ATP仿真结果验证该定位方法在不接地系统和经消弧线圈接地系统的可行性。该方法可实现就地定位,定位判据简单,降低了主站的计算复杂度。
    摘要:
    随着智能电网的建设,电网公司逐渐采用无人机(UAV)代替人工去巡视输电线路。提出一种对UAV拍摄到的输电线路绝缘子串航拍图像进行处理的方法。首先,利用色彩模型中RGB各分量阈值和范围分割出目标和背景区域;然后,用数学形态学和不重叠窗口纹理特征的方法粗略标记目标区域;最后,生成最小外接水平矩形框,并对所有最小外接水平矩形框内的图案进行纹理特征识别,定位出绝缘子串航拍图像的最小水平矩形区域。该文用2幅图像进行算法验证,并与文献算法进行对比,结果显示该文算法能更好地识别出绝缘子串位置。
    摘要:
    换流站阻抗模型的准确性直接影响柔性直流输电系统的小干扰稳定性分析,然而模型越精确其阶数也越高,从而增大分析的复杂度。为分析锁相环对换流站阻抗特性的影响,首先建立d-q坐标下考虑和不考虑锁相环2种情况下换流站交流侧导纳矩阵,进而建立静止坐标下换流站的同序和镜像导纳,通过对比考虑和不考虑锁相环的输入导纳,得出锁相环对输入导纳值影响与锁相环传函的截止频率直接相关的结论。最后,在PSCAD软件中建立仿真模型,利用信号注入法获得换流站的同序和镜像导纳验证理论分析的正确性。
    摘要:
    为了深入研究变压器油纸绝缘老化状态与极化/去极化电流的内在联系,提出一种基于鸡群优化BP神经网络的变压器中油纸绝缘系统老化程度的预测方法。首先研究聚合度与扩展Debye模型的参数之间的关系。针对环境温度改变时,极化/去极化电流发生变化导致扩展Debye模型参数不能正确地反应油纸绝缘的老化状态的问题,训练BP神经网络拟合去极化电流和油纸聚合度间的关系,以消除环境温度变化带来的误差,实现不同温度下的油纸绝缘老化预测。然后针对BP神经网络收敛速度慢、预测效率低问题,采用鸡群算法优化BP神经网络的权值和阈值。此方法不仅加快网络的收敛速度,而且有效避免了算法寻优时易陷入局部最优解的现象。最后,针对此方法进行仿真分析。仿真结果证明,此方法能够校正环境温度误差对极化/去极化电流的影响,实现油纸聚合度的预测,具有较高的准确性。
    摘要:
    三相负荷不平衡问题严重危害配电网的安全经济可靠运行。在此背景下,提出一种晶闸管无缝换相装置控制策略,实现三相负荷的的均衡分配。首先,建立基于无缝换相装置的配电台区三相负荷不平衡治理系统的数学模型;基于该数学模型,采用向量基因遗传算法求解实现三相不平衡负荷治理,获得台区负载的最佳相别分配方案,通过仿真验证算法可行性;最后,在低压配电台区安装无缝换相装置,通过实验验证了该控制策略的正确性和可行性。
    摘要:
    为提高配网包括绝缘渐损接地在内的单相接地选线定位的可靠性,仿真观察绝缘渐损接地在不同阶段的电流波形。首先,根据这些电流波形及发展变化的共有规律,选择接地相的次暂态锯齿波增量电流和健全相与之对应时刻的增量电流作为配网绝缘渐损接地自举选线定位的判据信号源,分析锯齿波电流反映所有接地电流的通用性特点,并研究设计锯齿波标量和矢量相位差的计算方法;然后,仿真研究并比较包括锯齿波在内的单相接地电流与操作性、诱发性扰动电流的波形特征,为辨识真伪单相接地找寻判别基准,并以此为依据,研究设计包括绝缘渐损在内的配网单相接地防误辨识和选线定位方法;最后,采用所制作的接地定位器在低压配网模型的合环运行线路上验证所设计方法的正确性。
    摘要:
    为理解振荡波电压法对电缆不同缺陷的测试结果,该文从电场角度分析振荡波对电缆界面和内部缺陷的表征效果。首先,在实验室搭建振荡波试验平台对人工制作的刀痕、外半导搭接不良2种缺陷进行局部放电测试;然后,通过起始放电电压(PDIV)与局部放电相位谱图(PRPD)初步分析振荡波对2种缺陷的激发特征;进而利用有限元仿真软件对2种缺陷进行三维电场仿真,以缺陷的不同尺寸表示现场缺陷的多样性,并从缺陷处的电场畸变情况解释2种缺陷的放电特征。试验和仿真结果表明:内部缺陷类的刀痕缺陷由于硅脂填充的影响难以被振荡波电压法检测出来,而界面缺陷类的外半导搭接不良缺陷具有较好的表征效果。
    摘要:
    多数配电自动化系统仅具备相间短路故障自愈功能,对单相接地故障缺乏有效的处理手段。在此背景下,针对中性点非直接接地的配电网提出将小电流故障选线装置接入配电自动化系统,在发生单相接地故障时,通过线路上智能开关的分合控制及单相接地报警信号的时序逻辑来判断故障区间,并通过配电自动化系统隔离故障区域,恢复非故障区域供电,实现配电网单相接地故障自愈。最后通过试验验证策略的有效性和必要性。
    摘要:
    在储能系统作为主电源的微网中,储能系统的输出特性直接影响微网的电能质量。当储能系统输出不能快速调节时,将出现微网电能质量不满足要求的问题。传统的V/f控制策略采用无功-电压下垂控制策略,在孤岛运行时存在电压偏移,会影响微网整体的电能质量,且在下垂控制中下垂系数参数选取难免会出现误调节问题。为解决这些问题,该文探讨逆变器直流侧和交流侧电量的关系,在实施储能逆变器控制策略的基础上加入直流电流控制,解决电压偏移以及误调节问题,达到微电网无幅差控制的目的。最后,使用PSCAD软件搭建风光储微网模型进行仿真检验,证明控制策略的有效性。
    摘要:
    LLC谐振变换器可以在高频运行的同时实现软开关,对于提高开关电源的功率密度和效率意义重大。基波近似法和运行模态分析法是现阶段研究LLC谐振变换器的2种经典方法,但目前缺乏针对二者在电压增益精确性、效率、应用场合等方面的研究。该文首先分析这2种方法的原理;然后,在PSIM环境下对LLC谐振变换器工作模态进行仿真分析;基于LLC运行模态,在仿真电路中对比2种方法下的电压增益精确性;最后,基于峰值电压增益选择谐振参数,搭建1.5 kW/28 V输出等级的实验样机。实验结果表明,在下谐振区,基波近似法的电压增益比实际低10%~15%,而运行模态分析法迭代出的电压增益在全频率范围内与实际增益具有高度一致性,且基于运行模态分析法得到的谐振参数应用于样机时具有更高的效率。
    摘要:
    风火打捆外送电可以用火电来平抑风电的波动,提高线路的利用率,是大规模消纳风电的重要途径, 所以风火打捆外送电线路和配套火电的选择至关重要。而外送电线路可输送的容量又与其截面和环境温度有关。考虑线路热载荷能力即考虑环境温度影响,提出风火打捆外送电线路截面和火电容量联合优化的方法。该方法综合考虑送出风电及火电的收入、火电的总成本、线路投资成本和风电弃风成本对社会效益的影响。算例表明:该法与不考虑热载荷能力的方法相比能充分发挥线路的输电能力,增加社会效益。
    摘要:
    针对目前变压器状态评估缺乏考虑多阶段信息的动态性、变化趋势的现状,提出一种基于区间灰数动态灰靶的变压器状态评估方法。首先,对效益型和成本型指标数据进行归一化处理;其次,引入区间灰数的方差和均差来衡量区间指标数据的波动性,进而赋予指标最佳权重;然后,综合考虑变压器多维时间阶段信息集结和指标的阶段间动态变化,提出一种基于区间灰数动态灰靶的变压器状态评估方法,求取靶心度作为状态评估的依据;最后,通过算例分析某变电站多台变压器多阶段的运行数据,验证了该状态评估方法的客观性和有效性。
    摘要:
    在传统电磁暂态仿真中,静止无功补偿器(SVC)和晶闸管控制串联电容器(TCSC)的求解速度较慢。为克服这一不足,提出一种快速模拟SVC和TCSC电磁暂态过程的新方法。首先,根据晶闸管控制电抗器(TCR)支路通、断状态不变时SVC和TCSC的状态方程不变这一特点,建立分时段不变状态方程;通过引入辅助变量,将模型由非齐次转化为齐次线性方程组,得到各工况下统一的表达式。然后,采用缩放平方法计算矩阵指数,得到模型的输出响应。最后,与传统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC的计算结果进行对比,验证所提方法的合理性和高效性。
    摘要:
    在同相供电系统中负载突变时,传统检测方法在检测基波有功电流及无功电流时存在一个时间缓冲,这影响电网侧基波有功电流及无功电流的检测效果,可能导致无法及时对负载侧的无功与谐波电流进行补偿。基于上述问题,提出一种Scott平衡变压器结合平衡变换装置的同相牵引供电系统工作模式。通过两相平衡变压器特有的供电方式分析两相电压与电流,采用两相电路瞬时无功功率理论对整个单相基波有功与无功电流信号进行功率检测。通过对整个单相电路的有功电流进行功率分解,得到在基波突变情况下的负序量,再结合基波稳定下的正序量,使其在负载突变时的动态检测性能明显提高。仿真与理论的综合分析验证了该方法的合理性。
    摘要:
    随着国家在2017年提出"乡村振兴"策略,农村电网势必又将面临新一轮的升级改造。如何平衡农网投资效益与风险将会是今后重要的研究课题。在传统配电网投资效益分析的基础上,本文将环境影响、辅助服务与农网投资效益进行统筹,提出包含项目效益、管理效益、节能减排和增值服务的新型农网投资评价体系,同时考虑到投资体量大、资金收回周期长等因素,引入农网投资风险评价体系,并基于TOPSIS-灰色关联度模型,对数据样本的优劣性进行排序。为体现评价体系的完备性与评价方法的适应性,选择不同供电公司进行实例验证。综上所述,该文为电网投资决策者提供基于多方风险下不同投资方案的对比,以更好地实现收益最大化。
    摘要:
    在不影响行波检测精度的前提下,提出一种基于电场探针的行波检测方法以降低检测成本。该方法根据输电线路周围的空间电场情况,利用镜像法理论对输电线路附近的电场分布进行分析,选择恰当的检测位置安装探针以检测空间电位。探针不与输电线路直接接触,可在不停止运行的情况下进行安装与检修,通过接地线得到该电位产生的感应电流,再利用固有时间尺度分解方法分析感应电流信号以提取故障行波信号。仿真结果表明,利用探针感应电流表征输电线路上的电压信号的方法是可行的。此外,该方法定位误差较小,精度高,能够实现跨度较长输电线路的故障检测。
    摘要:
    基于视在功率推导的静态电压稳定极限解析表达式,给出判别静态电压稳定薄弱点的指标,并提出一种关于静态电压稳定极限的工程改进计算方法。工程中主要采用电力系统仿真软件来计算静态电压稳定。该方法在稳定计算程序中模拟负荷增长,解决普通潮流算法中存在的静态电压稳定极限附近运行点潮流不易收敛造成的极限误判问题;在潮流计算程序中将区域内发电机PV节点修改为PQ节点,解决稳定计算程序由于计及发电机动态调节特性造成的无功出力超发问题。最后,以北京某分区电网为例,验证该计算方法的适应性。
    摘要:
    孤岛检测是光伏并网发电系统的重要功能。为了减小孤岛检测装置检测盲区及其对电能质量的影响,在对传统的滑模频率偏移(SMS)研究的基础上,提出一种改进的SMS算法,并对该算法的工作原理、检测盲区进行分析,在数字信号处理(DSP)环境下应用,并在单逆变器和多逆变器并联运行情况下进行仿真研究。仿真结果表明该方法既能保证检测时间短,又能减少对电网电能质量的影响,从而验证了该方法的有效性和实用性。
    摘要:
    厂用电是反应火电机组经济性与能效性的重要指标,该文提出一种加权模糊C均值聚类和主客观赋权法结合的厂用电关联特征挖掘方法。首先,针对火电机组辅机设备的历史运行数据,利用因子分析法获取运行指标之间的强弱相关性及对厂用电目标值的影响力,提取影响机组能耗的重要指标,进而对提取出的运行指标进行对应权重的赋值,再进行加权模糊C均值聚类;其次,为克服单一赋权法的缺点,进一步利用层次分析法与熵权法相结合来修正机组能耗评估中各项指标的权重值;最后,通过对某火电厂600 MW机组的10个月历史数据、6个典型负荷区间进行文中方法验证,表明文中模型和算法正确有效。

杂志简介

电力科学与技术学报主要刊载电力系统自动化理论、技术及其应用、电网技术、高电压技术、电力市场与电力系统运行管理、

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