2017, 36(5):2-7. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.002
摘要:随着电力电子装置在电网中的渗透率越来越高,由此带来系统稳定性降低的问题,虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)作为一种新兴的控制策略,能够模拟传统电机特性,使系统具备阻尼与惯性,受到广泛关注。文中以虚拟同步整流器为研究对象,分析虚拟同步整流器的数学模型,研究其控制策略。针对电网出现电压三相不平衡,对其进行功率分析,改进虚拟同步发电机控制策略,稳定直流侧负荷电压。搭建了基于Matlab/Simulink的仿真模型,模拟虚拟同步整流器在功率波动和三相不平衡运行,仿真结果验证了文中所提出方法的正确性和有效性。
2017, 36(5):8-14. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.003
摘要:随着新能源发电、电动汽车、微电网、冷热电三联供、大型电热锅炉、地源热泵等大规模接入电力系统,电力系统变成了含冷/热/电等多种用能形态的能源互联网系统,也使电力系统安全稳定运行的同时面临电网侧与用户侧的双重影响,为此提出一种能源互联网背景下多态用能与电网间安全稳定的协调控制框架。首先,简介了电力系统的多态用能,并分析了其特征; 其次,从正常态和故障态两个角度构建了多态用能与电网间安全稳定的控制目标;最后,设计了多态用能与电网间安全稳定的协调控制框架,以期为高渗透率新能源消纳提供可行思路。
2017, 36(5):15-20. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.004
摘要:基于直流微电网的结构属性和分布式电源的运行特点,以直流母线电压的恒定作为控制目标,针对系统中各单元隶属于不同用户的情况,利用多代理系统构建信息网络,提出以各分布式电源自协调、自管理、自组网为策略实现的直流微电网分区域式稳定控制方法。选择直流微电网系统中的独立子区域作为研究对象,设计不同供求关系下的系统稳定控制策略,实现基于信息流的功率流的重新分配与优化。仿真分析结果表明文中设计的基于多代理系统的直流微电网分区域式稳定控制方法,不仅能有效保持系统的运行稳定性,而且能充分体现不同分布式电源的运行特点。
2017, 36(5):21-28. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.005
摘要:与传统发电技术相比,光伏发电由于其分布范围广,并网迅速,以及具有良好的自启动能力,在电力系统黑启动中有着巨大的应用潜力。针对光伏发电不同于常规黑启动机组的特点,制定了基于光伏发电的分阶段网架恢复策略。阶段一利用光伏发电机组,以最大化启动成功的概率为目标,启动网架内的第一台机组;阶段二以该被启动机组为主要电源,分布式电源为辅助,以在最短时间内恢复最大出力为目标,实现整体的网架恢复。综合两阶段的启动特性,提出了一种启动策略的综合优化方法,在保证网架恢复效率的同时,又能够有效解决光伏系统惯性差,黑启动能力弱的问题。算例分析验证了所提方法的实用性和有效性。
2017, 36(5):29-34,65. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.006
摘要:在智能电网环境下,参与需求侧管理的居民用户可以根据发布的实时电价进行合适的家庭负荷用电安排。文中考虑分布式电源作为居民用户电力自发自用的一种方式,提出基于合作博弈的居民用户智能用电技术。在建立用户电力消耗模型、用电成本模型和负荷控制模型的基础上,将需求侧居民智能用电技术描述为一个合作博弈模型,模型中以多个用户作为博弈参与者,以用户的日负荷用电安排作为参与者的策略。该合作博弈模型在纳什均衡解处,各用户的能源消费最小。算例仿真结果表明,用户参与合作博弈的负荷用电安排可有效降低其电费,且当用户配有分布式电源时,电费将进一步降低。
2017, 36(5):35-44. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.007
摘要:随着高压大容量电力电子技术的迅速发展,越来越多的电力电子设备将投入运行,电力电子化已成为电力系统发展的必然趋势。但是,电力系统电力电子化程度的不断加深使系统相对惯量、阻尼下降,不利于电力系统的安全稳定运行。虚拟电机技术可以使电力电子设备模拟传统旋转电机惯量和阻尼特性,解决电力电子化电力系统所面临的安全稳定问题。文中主要介绍了虚拟同步电机和虚拟直流电机技术的基本原理,并描绘了虚拟电机技术在光伏和风力发电、电力电子式变压器、柔性交直流输电和负荷响应控制等方面的应用前景,最后对虚拟电机技术的发展方向进行了探讨。
2017, 36(5):45-51. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.008
摘要:针对城市电网负荷峰谷差大导致电力资源大量浪费的现状,提出城市电网耦合氢储能系统方案用于消纳电网负荷低谷时段富余电能。通过对氢储能系统运行周期内的投资成本和经济收益进行分析,构造投资决策评价模型,并根据投资者不同的投资需求建立三种优化模型:氢气最低销售价格模型、氢储能系统最优装机容量模型和特定投资回收期下氢气最低销售价格模型。以某城市电网用电负荷数据为基础,利用上述模型对在该城市实施城市电网耦合氢储能系统方案时不同投资需求下的最优方案进行了分析。
2017, 36(5):52-58. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.009
摘要:针对共享交、直流母线的T型三电平储能变流器并联系统零序环流问题,建立并联T型三电平储能系统零序环流等效模型,并根据激励源的不同,把零序环流分为通态零序环流、开关零序环流、混合零序环流3类。首先采用一种共享直流中点方案抑制通态零序环流,其次通过一种改进型LCL滤波器方案抑制开关零序环流和混合零序环流中的高频分量,然后提出一种基于比例谐振控制的零序调制波叠加控制方案抑制开关零序环流和混合零序环流中的低频分量,最后搭建500 kW的 T型三电平储能变流器并联仿真系统。仿真结果证明了文中提出的零序环流抑制策略的正确性。
2017, 36(5):59-65. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.010
摘要:为促进风能、光能等新能源发电的消纳,实现风光水火多能源基地联合优化调度的调峰效益、经济效益以及环保效益的最大化,本文在分析风、光、水、火多能源介质时空特性的基础上,提出了一种以最小化火电机组运行成本、弃风量、弃光量、弃水量为优化目标的考虑风光水火时空互补特性的多能源基地联合优化调度模型,为特高压输电背景下送端多能源基地联合优化调度问题提供了一种参考方案。文中算例以时空差异特征显著的新疆地区和东部某区域的多能源基地为研究对象,通过实际算例的计算分析,验证了文中模型理论上能够促进新能源发电的消纳,降低火电机组的运行成本。
2017, 36(5):66-70. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.011
摘要:随着电网和电源的快速发展,系统特性发生深刻变化,合理规范的并网机组涉网保护参数是保障电力系统安全稳定运行的重要因素。在指出涉网保护包含的具体内容后,结合华东电网实际,分析了标准相关条文的内涵,并针对频率异常保护、失磁保护等容易出现问题的环节提出了对应的标准执行意见。介绍了华东电网并网机组涉网保护专项核查工作依据的具体规范和实际工作方法,总结归纳了核查中出现的问题危害和解决方法,分享了典型问题核查案例。最后建议建立长效管理机制,保障相关核查工作持续滚动开展。
2017, 36(5):71-75. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.012
摘要:风速是风力发电机的一个重要参量,准确获取风机运行过程中实时的风速信息对风机的控制十分重要。文中基于牛顿-拉夫逊方法,设计并实现了一种风速观测器。该观测器根据风轮机运行中实时的运行状态数据,迭代估计出叶尖速比的近似值,再由它与风速的对应关系计算出实时的估计风速,达到风速观测的目的。最后,将该风速观测器分别在Matlab和风力机模拟器中进行仿真和实验验证,结果表明,所设计的风速观测器具有良好的风速估计性能,符合预期目标。
2017, 36(5):76-80,92. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.013
摘要:研究了新型220 kV户内变电站屋顶构架结构体系的结构特性和整体抗震性能,建立常规构架和屋顶构架的有限元模型,考虑屋顶构架-GIS综合楼上下刚度分布不均匀,开展了上下结构共同作用的结构体系的地震反应分析。通过结构体系的模态分析得到其振动特性, 采用时程分析法得到整体结构的动力特性,比较分析了不同结构体系的地震反应特性,研究结果表明新型变电站屋顶构架的抗震设计应加强屋顶构架的侧向刚度和连接节点的强度。
2017, 36(5):81-85,92. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.014
摘要:以低压开关柜为研究对象,基于对国内主流生产厂商的大量调研,以多种典型配置的组成部分占总成本百分比的算术平均值作为低压开关柜各组成部分的成本敏感度,对不同功能种类低压开关柜各组成部分的成本敏感度进行了分析。采用多元线性回归分析方法,得出成本计算公式集合,在确定功能种类、型号和电压等级的前提下,通过输入变压器容量、额定电流或额定补偿容量,得出成本,从而建立了低压开关柜成本估算模型,可指导电网物资采购靶心价格的确定和投标价格的评价。
2017, 36(5):86-92. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.015
摘要:随着电动汽车的发展,电动汽车大规模的无序充电将对现有电网的稳定性造成潜在威胁。如果仅以现有电网扩容作为解决方法,不仅需要大量的投资,且在低负荷时会造成容量的浪费。文中提出了一种基于两级电动汽车充电管理系统(electric vehicles charging management system, EVCMS)的优化算法,在满足充电需求的前提下,通过合理调配充电时段和充电速率,来优化需求侧管理,减少电动汽车充电对电网的冲击。该优化算法的影响因素主要包括实时电价、电池剩余容量、电网侧负荷容量和充电时段等。
2017, 36(5):93-97108. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.016
摘要:本文研究分布式能源对主动配电网谐波特性的影响,首先将主动配电网中分布式能源按照谐波源类型进行分类,即电流型和电压型谐波源;其次利用仿真的方法,当电流型谐波源的并网功率变化、谐波源的并网点负载特性变化和谐波源的并网点变化时,分析主动配电网中的谐波电流产生、传播和叠加的规律;接着考虑电压型谐波源的负载功率不同、并网点不同的情况,分析主动配电网中谐波电压的产生和传播规律;最后根据仿真结果分析得出结论,以指导主动配电网中各单元并网点的选取。
2017, 36(5):98-102108. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.017
摘要:气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated line, GIL)在我国输电系统中占有越来越重的比例,推广使用直流GIL对于完善现有直流输电方式具有很强的经济效益。与交流GIL相比,直流GIL研究的技术难点和差异主要在于绝缘方面。研究直流GIL绝缘问题能够指导其运行维护并对其进行寿命预测。文中从直流GIL整体绝缘设计和GIL内部局部放电检测两个方面,梳理和介绍了国内外对交直流GIL各方面的研究情况,为针对直流GIL绝缘问题的后续研究提供了参考和借鉴。
2017, 36(5):103-108. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.018
摘要:本文介绍了机械可靠性分析中应力-强度干涉模型的基本概念,给出了圆柱螺旋弹簧的可靠度计算模型,结合强度退化模型,将断路器储能弹簧的可靠度与其操作次数相关联,考察储能弹簧的可靠度随操作次数增加而降低的现象。根据应力松弛模型,在考虑强度退化的可靠度计算模型上结合应力松弛相关的因子,建立考虑强度退化与应力松弛的应力-强度干涉模型,分析了断路器储能弹簧的预期寿命,并以某断路器储能弹簧为算例,验证了该方法的可行性。
2017, 36(5):109-113. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.019
摘要:配网网络结构复杂、设备繁多,图模变化频率高,导致配电自动化运维的图模管理工作存在一定的困难。针对当前配电自动化系统图模维护和管理的方式,本文提出一种基于精细变化量的图模多版本分层订阅机制。通过源端唯一的配电网设备异动管理,分层次订阅数据、拓扑结构的变化量,采用数据库多版本管理机制构建设备数据结构。通过快速构建设备间的层次结构和拓扑结构,按版本对配网图模进行对比和更新,全面提升配电自动化系统图模的正确性,提高配网图模的维护效率,保证了基于配电网模型开展研究分析的应用需求。
2017, 36(5):114-119. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.020
摘要:本文针对柔直输电系统缺乏调试手段的现状,提出一种用于模块化多电平柔直子模块自动调试的方法,设计了一种测试装置, 包括管理单元、模块化多电平换流器(MMC)控制模拟单元、采集单元和能量输出单元。能量输出单元给子模块供电, MMC控制模拟单元模拟阀控协议控制子模块功能测试,采集单元采集子模块相关的电压状态,管理单元结合采集信息和通信状态信息共同辅助测试判断,从而完成柔直输电系统子模块的自动调试,工程实际表明该方法完全适用于现场验收测试以及出厂调试的需要。
2017, 36(5):120-127. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.021
摘要:在对高压输电线路进行故障定位的方法中,行波法因其具有较好的抗干扰性和较高的测距精度而受到国内外关注。传统的行波测距法在输电线路发生多点故障时行波混叠可能引起测距误差增大,难以实现准确定位。针对上述问题,文中通过分析输电线路行波的波动过程及其传输特性,给出了常规行波测距算法的适用范围,在此基础上,提出了改进的分布式行波测距方法。该方法通过获取故障后多个测量点的行波到达时刻,拟合出行波波头传输特性曲线,然后利用该曲线去求解故障点的具体位置。最后运用PSCAD构建500 kV输电线路仿真模型对文中的方法进行仿真,验证了其有效性。
2017, 36(5):128-135. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.022
摘要:从智能变电站过程层网络传输报文的特点出发,对交换机的传输带宽、存储转发延时、强电磁干扰下的零丢包、采样同步、流量控制、配置管理等方面进行需求分析,提出了一种适用于智能变电站过程层网络交换机的整体研制方案,并对交换机的测试情况和试点运行情况进行了分析介绍。
2017, 36(5):136-142. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.023
摘要:本文对国内某高压直流输电工程极一线路故障的波形进行分析,得出此次直流线路保护动作是雷电引起的结论。在对雷电资料进行检索和分析的基础上,对线路重启过程中极一产生-535 kV电压可能存在的原因进行逐一排除,最终总结出极一直流线路电压从+500 kV下降到-535 kV是由于雷电提供了整流侧逆变运行所需要的能量导致的。根据雷电反击和雷电绕击特性的不同提出了行波保护和电压突变量保护的优化策略,以防止雷电反击直流线路时造成行波保护和电压突变量保护的误动。
2017, 36(5):143-148. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.024
摘要:量测配置问题主要包括量测类型、量测地点和量测数量的选取,从量测类型的选择问题出发,针对配电网络完全可观的要求,构建配电网量测系统布置的算法模型,来确定量测地点和量测数量,使得量测达到成本最小化的目标。在量测系统的基础上,结合具体的IEEE14节点网络,根据具体的电力系统状态估计算例对该量测系统的评估指标进行检验和优化,来验证量测系统的有效性和正确性。
2017, 36(5):149-154. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.025
摘要:对待选路径可靠性进行评估是输电线路规划设计中路径选择工作的重点之一。针对常规的采用多年平均故障率的方法存在的不足,本文提出了一种基于可靠性分析的输电线路路径设计方法。基于对待选路径跨越区域内已有线路的历史故障信息的统计,以月为时间尺度计算待选路径各个月份的故障率,并对其逐月变化特性进行函数拟合;考虑到与待选路径相连的电源出力也可能是时变的,本文对电源出力的逐月变化特性进行函数拟合。根据待选路径故障率和电源出力的拟合函数,通过计算待选路径的全年输送电能损失期望来反映其可靠性水平,可为待选路径间的比较和最优路径的选择提供重要的参考依据。
2017, 36(5):155-159. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.026
摘要:为保证在温度较低的工况下反渗透膜处理的水通量,目前电厂水处理系统采用反渗透处理工艺的一般均需采取生水加热系统。文中介绍了某燃机电厂反渗透进水常规的蒸汽加热方案和拟优化的水-水加热方案,探讨了反渗透进水加热系统需要优化的原因,重点分析了优化的生水加热方案的可行性和优异性,详细介绍了优化方案的系统设计和设备配置。经过对两种方案的投资和效益进行分析对比,采用优化的生水加热方案经济效益显著,可在一定范围内推广。
2017, 36(5):160-164. DOI: 10.19464/j.cnki.cn32-1541/tm.2017.05.027
摘要:燃煤机组低负荷调峰运行时,从省煤器出口进入SCR(selective catalytic reduction)脱硝装置的烟气温度偏低,偏离了脱硝催化剂的温度窗口,造成脱硝效率低,甚至脱硝系统无法正常投入,导致氮氧化物排放浓度超标,成了制约机组的深度调峰能力主要因素。文中介绍了几种实现燃煤机组NOx全工况达标排放的SCR入口烟气温度提升技术,包括省煤器烟气旁路、省煤器分级、省煤器水侧旁路、弹性回热、热水再循环、省煤器分隔烟道、烟气补燃等,并就各自的技术特点进行了对比分析,为电厂开展全工况脱硝改造提供参考。