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  • 1  基于电压稳定性的电动汽车充电站最优规划
    程 杉,许林峰,孙伟斌,苏高参,冯昱璋
    2020, 35(4):3-12. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.001
    [摘要](936) [HTML](0) [PDF 1.09 M](4696)
    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。
    2  LLC谐振变换器典型分析方法对比
    颜湘武,刘新新,孙 磊,吕 正
    2020, 35(4):128-132. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.017
    [摘要](903) [HTML](0) [PDF 1.08 M](2938)
    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。
    3  电力中长期交易中的合同电量偏差考核机制
    陈中元 林哲敏 何 川 钱寒晗 张 智 林振智 文福拴
    2020, 35(1):31-39. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.01.004
    [摘要](688) [HTML](0) [PDF 955.91 K](752)
    摘要:
    在电力现货市场建立之前,中国的电力中长期市场仍为纯电量交易,合理设计合同电量的偏差处理与结算方式有利于电力中长期交易向现货市场的平稳过渡。在此背景下,研究电力中长期交易合同电量的偏差考核机制。针对电力中长期交易基本规则中的典型偏差考核机制进行分析,提出适用于当前市场环境的发电侧偏差处理方法;从全电量交易和合同执行能力2个方面分析市场主体的偏差电量考核风险,在此基础上设计面向用户非全电量交易的固定比例全电量偏差电量结算方式,并进一步提出分阶段的用户侧偏差考核机制。采用以国内某省偏差考核实际数据为基础所构建的算例,验证所提出的偏差考核机制在中长期电力市场中的有效性。
    4  锁相环对柔性直流输电系统换流站输入导纳的影响分析
    李培法,唐 欣,王 文,李 田
    2020, 35(4):20-26. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.003
    [摘要](540) [HTML](0) [PDF 1.10 M](2702)
    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。
    5  美国得州“2·15”停电事故分析及对中国新型电力系统供电充裕度的启示
    李政麒,蔡晔,曹一家,李龙,谭玉东
    2022, 37(5):17-24. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2022.05.002
    [摘要](512) [HTML](0) [PDF 1.34 M](436)
    摘要:
    随着经济社会的发展,电力的可靠供应引发了人们的广泛关注。2021年2月15日,受极寒天气影响美国得克萨斯州发生大范围停电事故,影响用户超过480万,给社会生产生活带来剧烈冲击。简要介绍得州电力系统概况,以时间为主线梳理得州停电事故发生过程,并从电网充裕度、区域支援能力、市场机制3个方面剖析事故原因。最后结合中国新型电力系统建设背景,提出电力气象预测技术应用、新型电力系统电源结构、灵活资源挖掘及源网荷储一体化运行、电网网架结构建设等方面的启示,为保障中国新型电力系统供电充裕度提供借鉴。
    6  电力市场环境下的差价合约电量分解问题
    李道强 龚建荣 李忠憓 高 滢 文福拴
    2020, 35(1):40-49. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.01.005
    [摘要](509) [HTML](0) [PDF 962.22 K](597)
    摘要:
    差价合约是中长期金融合约, 其应用于电力市场可提前锁定电力价格, 规避现货市场电价波动风险。近年来, 随着中国电力体制改革的深入与试点范围的扩大, 电力差价合约在一些省级电力市场机制中得到应用。由于中国现阶段的电力差价合约严格而言为电量合约而非电力合约, 因此必须将合约电量分解为可调度的电力曲线。首先简要论述了电力差价合约的概况, 并从基于滚动修正与基于优化模型2个方面介绍并对比分析了现有的确定性合约电量分解的理论与方法。最后, 展望了在本轮电力工业改革环境下与差价合约电量分解相关的若干问题, 并建议了可能的解决方法。
    7  基于色彩模型和纹理特征的输电线路绝缘子串航拍图像识别
    唐 波,覃 乔,黄 力
    2020, 35(4):13-19. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.002
    [摘要](507) [HTML](0) [PDF 1.01 M](2159)
    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。
    8  高压电缆交叉互联系统的3种优化接地方案
    吴志祥,周 凯,何 珉
    2020, 35(3):135-140. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.03.018
    [摘要](504) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)
    摘要:
    为了限制电缆金属护层感应电压,降低交叉互联接地方式下电缆护层环流,该文对护层接地方式进行改进,以适用于电缆线路的改造。基于交叉互联接地方式在实际应用中的缺陷,提出3种护层接地方式的优化方案:护层一端经补偿电感接地、交叉互联单端接地、逐段单端接地。利用PSCAD仿真软件搭建仿真模型,并对3种接地方式下不同运行条件的护层电压和环流进行仿真。理论分析及仿真结果表明:3种电缆护层接地方式可以有效抑制金属护层末端感应过高电压,且能降低线路改造后产生的护层环流,可作为今后工程实践的推广方向。
    9  基于材料和电场分布的不同电缆缺陷的震荡波表征效果研究
    苑吉河,杨 阳,张 曦,黄华勇,汪先进,周 凯
    2020, 35(4):42-48. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.006
    [摘要](493) [HTML](0) [PDF 1.43 M](2195)
    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。
    10  支路短路电流直流分量及衰减时间常数计算方法
    曹炜,张正,陈春阳,张捷
    2021, 36(2):31-39. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.004
    [摘要](450) [HTML](0) [PDF 1.03 M](1187)
    摘要:
    随着电力系统电压等级的提高,直流分量对断路器开断能力的影响被密切关注,但针对断路器支路短路电流直流分量计算方法的研究却非常少。基于此,提出一种基于转移阻抗实现支路短路电流直流分量及其衰减时间常数计算的方法。利用支路追加法形成节点阻抗矩阵的原理,在已知原网络节点阻抗矩阵的条件下,根据系统短路时网络的特点,使变换后的网络能够方便地进行各断路器支路短路电流直流分量及其衰减时间常数的计算,并归纳出计及网络拓扑结构变化时修正节点阻抗矩阵的统一算法,该算法具有计算速度快、物理概念清晰以及易于编程实现扫描计算等特点。EMTP仿真验证该文方法的准确性,并与 PSS/E计算支路短路电流直流分量的计算结果进行比较,验证本文方法的优越性。
    11  基于三相电流幅值分析的小电流单相接地故障区段定位方法
    万信书,方连航,梁 钰,吴 强,刘红岩
    2020, 35(4):49-57. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.007
    [摘要](433) [HTML](0) [PDF 1.60 M](2096)
    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。
    12  高压直流输电送端电网暂态过电压机理与抑制策略综述
    林圣,兰菲燕,刘健,李小鹏
    2022, 37(6):3-16. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2022.06.001
    [摘要](431) [HTML](0) [PDF 1.54 M](634)
    摘要:
    高压直流输电系统的换相失败、直流闭锁、近区交流短路故障等会导致送端电网暂态过电压,制约输电能力、威胁系统安全稳定运行。为此,首先梳理换相失败、直流闭锁、近区交流故障3种典型故障下直流送端电网暂态过电压产生机理的异同,明确暂态过电压的主要影响因素;其次,总结现有暂态过电压的抑制策略及其优缺点;最后,针对现有研究尚存的不足,指出剖析不同新能源送出场景的暂态过电压机理、揭示暂态过电压多影响因素耦合规律、构建多时空尺度暂态过电压协同抑制体系等3个方面是未来高压直流输电送端电网暂态过电压研究的重点。
    13  基于配电自动化的配网单相接地故障定位与自愈
    杨 福,臧 璇,瞿寒冰,林 山,顾世龙,陈 浩
    2020, 35(4):176-181. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.024
    [摘要](416) [HTML](0) [PDF 908.04 K](2222)
    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。
    14  基于鸡群优化BP神经网络的变压器油纸绝缘老化预测方法
    袁佳波,徐鹏程,李 磊,刘彦文,王 昕,郑益慧
    2020, 35(4):33-41. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.005
    [摘要](415) [HTML](0) [PDF 1.03 M](2190)
    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。
    15  基于目标优选和模型预测控制的风储优化策略
    严 潇,程 杉,左先旺,魏康林
    2023, 38(1):1-10. DOI: 10.19781/j.issn.1673?9140.2023.01.001
    [摘要](411) [HTML](0) [PDF 1.56 M](599)
    摘要:
    针对风储系统风电功率波动平抑效果不佳的问题,对风储系统的运行进行优化。在考虑风储系统运行的时序耦合特性和未来风电功率波动对储能系统的影响下,提出基于平抑目标优选方法和模型预测控制的优化策略。首先根据风电预测功率和储能固有约束求出期望的并网功率,再结合当前的储能荷电状态(SOC)等条件由模糊控制求出优选平抑目标,并引入局部预测准度对其进行修正;然后利用模型预测控制—粒子群优化算法(MPC?PSO)策略滚动优化储能功率,使下一时段并网功率与优选目标功率之差最小且储能充放功率最小;最后基于算例的仿真和对比分析结果可见,所提优化策略既能提升风电波动的平抑效果,又能有效地降低储能运行成本。
    16  基于无缝换相装置的三相负荷不平衡治理
    曹 磊,胡鹏飞,王 蕊
    2020, 35(4):99-106. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.013
    [摘要](391) [HTML](0) [PDF 1.10 M](1065)
    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。
    17  宽电压应用定频LLC谐振变换器的PWM控制策略
    潘健,刘松林,石迪,宋豪杰,熊嘉鑫
    2022, 37(5):80-87. DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2022.05.009
    [摘要](388) [HTML](0) [PDF 1.95 M](483)
    摘要:
    传统频率控制的LLC谐振变换器存在频率调节范围宽、转换效率低等问题,不适用于宽电压范围的应用场合。为了解决这些问题,提出一种全桥LLC谐振变换器的PWM控制策略,通过调节开关管的占空比实现增益调节。谐振变换器2个下桥臂的开关采用固定的频率控制,开关频率等于谐振频率,而2个上桥臂的开关采用PWM控制来调节输出电压。在PWM控制策略下,明显缩小了谐振变换器的频率调节范围。此外,原边侧开关管和副边侧整流二极管分别实现零电压导通(ZVS)和零电流关断(ZCS),有效地降低了变换器的开关损耗。最后,搭建功率为1.5 kW、输入电压为400 V、输出电压为250~500 V的仿真系统和实验原型,验证PWM控制策略的有效性。
    18  智能变电站二次电缆回路建模方法研究与应用
    郝晓光,耿少博,任江波,杨经超,周 坤,张炳旺
    2020, 35(4):161-168. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.022
    [摘要](383) [HTML](0) [PDF 1.48 M](3165)
    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。
    19  SVC和TCSC电磁暂态快速仿真新方法
    徐圣扬,毛晓明,麦立昀
    2020, 35(4):66-75. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.009
    [摘要](380) [HTML](0) [PDF 1.60 M](2073)
    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。
    20  考虑热载荷能力的风火打捆外送电线路截面和火电容量联合优化
    张梦婕,叶 荣,林章岁,温步瀛
    2020, 35(4):91-98. DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.012
    [摘要](378) [HTML](0) [PDF 988.92 K](4366)
    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。

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